Question

阅读下列材料，回答问题：
为了满足人们对能源不断增长的需要，科学家们设想在空间建立太阳能电站来利用太阳能、这种空间太阳能电站建在地球同步轨道上，其工作过程如图所示、在太阳能收集板上铺设太阳能电池，通过它把太阳能转化成电能，再通过天线将电能以微波的形式发送至地面接收站、已知太阳能收集板长10km、宽5km，太阳光在它的表面处每平方米的功率为1.4×10³W，太阳能电池的光电转化效率为10%，微波的频率为2.5×10⁹Hz，空间太阳能电站向地面的输电效率可达80%，
（1）太阳发出的具大能量来源于太阳内部的氢原子核发生的

核聚变

（选填“核聚变”或“核裂变”）．
（2）太阳能电站相对于地面接收站是

静止

（选填“运动”或“静止”）的，空间太阳能电站工作时，地面接收站的接收功率是

5.6×10 ⁹

W．
（3）试计算在输电过程中所使用的微波的波长．

Answer 1

分析：（1）核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应．太阳内部为核聚变．
（2）运动和静止是相对的．判断一个物体的运动状态，关键是看被研究的物体与所选的标准，即参照物之间的相对位置是否发生了改变，如果发生改变，则物体是运动的；如果未发生变化，则物体是静止．
（3）已知太阳能电池的硅片能提供的电能和太阳能收集板的总面积可求太阳能电站每秒钟发送的电能；
已知输电效率可求地面接收站接收到的电能，根据公式P=

w

t

可求地面接收站接收到的电功率．
（4）已知微波的传播速度和频率，根据公式C=λf可求波长．

解答：解：（1）太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能．
（2）太阳能电站建在地球同步轨道上，太阳能电站的转动和地球的转动是同步的，地球怎么转电站也怎么转，
所以它相对地球的位置没有发生变化，处于相对静止．
太阳能电池板面积S=5×10³ m×10⁴ m=5×10⁷m ²，
太阳能电站的发电能力E=P₀S=1.4×10³W/m²×5×10⁷ m ²×10%=7×10⁹W，
地面接收站接收到的电能是W=E?η=7×10⁹W×80%=5.6×10 ⁹W．
（3）光在空气中速度为C=3×10⁸m/s，频率f=2.5×10⁹Hz，
则波长λ═

3×108m/s

2.5×109Hz

=0.12m．
故答案为：（1）核聚变；（2）静止、5.6×10 ⁹；（3）0.12m．

点评：本题考查电能和波长的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题告诉我们一定要广泛应用太阳能，太阳能不但节省能源还环保．