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绿色环保的太阳能 , \固酋留嚣圈Il 38[物理教学探讨?高中学生版] 绿色环保的太阳能 ◇河北省安国中学杜占英 原创试题 1.为了解决日益紧迫的能源问题,一些科学家开始研究 太空卫星电站.所谓太空卫星电站.就是位于地球同步轨道上 的太阳能电站,在太阳能收集板上铺设太阳能硅电池,让收集 板始终正对太阳,把接收到的太阳能转化为电能.再经过微波 转换器把直流电转换为微波.通过天线将电能以微波形式向地 面固定接收站发送,地面接收站再把微波转换成电能.已知一 天按时间计算,一年时间按计算,万有引力常数为G,请完 成下列问题: (1)微波的产生机理为() A.原子的内层电子受激发而产生 B.原子的外层电子受激发而产生 C.原子核受激发而产生 D.振荡电路中自由电子的周期性运动产生的 (2)太空卫星电站将电转变为微波向地面发射,可24小时 发电,且不受昼夜影响.微波对飞机不起作用,而对飞鸟却是致 命的,这是因为() A.前者是飞机外壳对微波的干涉作用,后者是微波产生 生物电 B. 透作用 C. 强涡流 前者是飞机外壳对微波的吸收作用,后者是微波的穿 前者是飞机外壳对微波的反射作用,后者是微波产生 D.前者是飞机外壳对微波的衍射作用,后者是微波电离 作用 (3)已知太阳能硅电池每片面积S:4.0cm,可提供的电功 率是Po=80mW.巨大的太阳能收集板电池阵列面积为S=5.Ox 】O脚z.在地球公转轨道上,正对太阳的每平方米面积上接收到 的太阳能功率是P=I.35kW,那么该太空电站所用的硅电池将 太阳能转化为电能的效率是多少?(答案保留两位有效数字) (4)太阳能卫星电站上有一个螺丝松动脱落,则脱 落后螺丝将() A.做自由落体运动 B.做平抛运动 C.不可能在原轨道上做圆周运动 D.一定在原轨道上做圆周运动 (5)已知地球半径为尺,太阳半径为尺,.地球平均 密度为P.,太阳的平均密度为P,,求太阳能卫星电站到 地面的高度 (6)地球存自转过程中没有分裂,求地球的最小平 均密度. (7)从太阳能电站发射一携带重要元件的着陆器,沿 椭圆轨道降落到地球表面上,与地球表面经过多次碰撞 和弹跳最终停下来假设着陆器第一次弹起的最大高度 为日.水平速度为,,第二次着陆时速度为,已知太阳 能电站绕地球运动的环绕半径为r,求在地球表面发射 人造地球星的最小发射速度.. 2.2O世纪60年代初,美同科学家发现了记忆合 金.记忆合金不同于一般金属.它和有生命的生物一 样具有较强的记忆性,它能记住自己的形状某人用 记忆合金制成了太阳灶,为了便于运输和储存,在温 度较低时将太阳灶压缩成一个体积较小的球,使用时在 太阳光的照射下又恢复成了半径为的伞状.已知太阳 光的辐射功率为P,由于大气层的反射和吸收.太阳能 1 只有到达地面.若把太阳光看成频率为的单色光, a 太阳中心到地面的距离为L,则太阳灶每秒钟能接收到 多少个光子?(普朗克常量为h) 3.太阳能汽车是一种环保型的绿色汽车,人们正 彳F致力研究.有一种太阳能汽车,车上太阳能电池聚光 板电池面积为8m,它正对太阳时,太阳能电池可以向 汽车电动机输U=240V,1=10A的电流.已知电动机 线圈电阻为4n,太阳光垂直射到地面上的单位面积辐 射功率为1.35kW/m,试求: (1)太阳能汽车将太阳能转化为机械能的效率: (2)这辆车的总质量为m=O.5xl03kg,这辆汽车正在 沿倾角为0(sin0=0.01)的路面向上行驶,受到的阻力为 车重的0.o4倍,求这辆汽车此时行驶的最大速度; (3)太阳辐射能量是由以下聚变反应4IH一;He+2一e 产生的,已知质子,仅粒子,电子的质量分别为1.6726× lO～kg,6.6458x10-27kg,9.1×10.kg.则太阳能汽车运行 1s所需太阳能相当于多少组以上核反应释放的能量? 4.北京奥运会为落实绿色奥运的理念,在奥运绿 色交通方面.研制和优化了一批纯电动,燃料电池和混 合动力电动汽车.组成奥运绿色车队. (1)某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量 m=3x10kg.当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀 速行驶时,驱动电机的输入电流1=50A,电压U=300V. 若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽 车前进的机械功率,求汽车所受阻力与车重的比值 (取10m/s); (2)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不 变,求所需的太阳能电池板的最小i而积,并根据结果提 出可行性合理化改进建议. 已知太阳辐射的总功率Po=4x10W,太阳到地球的 距离R=I.5xlOum.太阳光传播到达地面的过程中大约 有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效 率约为l5%. 5.电动自行车是目前一种较为时尚的代步工具. 而太阳能电动自行