题目内容

在地球表面上横截面积为3×10-2 m2的圆筒内装0.6 kg的水.太阳光垂直照射了2 min，水温升高了1 ℃.设大气顶层的太阳能只有45％到达地面，试估算出太阳的全部辐射功率.（设太阳与地球表面之间的平均距离为1.5×1011 m）

解析：圆筒内水吸收内能：ΔE=cmΔt=4.2×103×0.6×1 J=2.52×103 J

太阳辐射球面的面积：S=4πR2= 4×3.14×(1.5×1011)2 m2=2.826×1023 m2

太阳辐射的总能量为×2.826×1023 J=5.275 2×1028 J

太阳的全部辐射功率为P=  W=4.4×1026 W.

答案：4.4×1026 W

练习册系列答案
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利用油酸在水面上形成一单分子层的油膜的实验，估测分子直径的大小．实验步骤如下：
（1）将5mL的油酸倒人盛有酒精的玻璃杯中，盖上盖并摇动，使油酸均匀溶解形成油酸酒精溶液，读出该溶液的体积为N（mL）
（2）用滴管将油酸酒精溶液一滴一滴地滴人空量杯中，记下当杯中溶液达到1mL时的总滴数n；
（3）在边长约40cm的浅盘里倒人自来水，深约2cm，将少许石膏粉均匀地轻轻撒在水面上；
（4）用滴管往盘中水面上滴1滴油酸酒精溶液．由于酒精溶于水而油酸不溶于水，于是该滴中的油酸就在水面上散开，形成油酸薄膜；
（5）将平板玻璃放在浅方盘上，待油酸薄膜形状稳定后可认为已形成单分子层油酸膜．用彩笔将该单分子层油酸膜的轮廓画在玻璃板上．
（6）取下玻璃板放在方格纸上，量出该单分子层油酸膜的面积S（cm2）．
在估算油酸分子大小时，可将分子看成球形．用以上实验步骤中的数据和符号表示，油酸分子直径的大小约为d=
 
cm．
（Ⅱ）取一个横截面积是3×10-2m2的不高的圆筒，筒内装水0.6kg，用来测量射到地面的太阳能，某天中午在太阳光照射2min后，水的温度升高了1℃．水的比热容为4.2×103J/kg?℃）．
（1）计算在阳光直射下，地球表面每平方米每秒钟获得的能量．
（2）已知射到大气顶层的太阳能只有43%到达地球表面，另外57%被大气吸收和反射而未到达地球表面，太阳表面到地球表面的距离为r=1.5X1011m，试估算出太阳辐射的功率．（此问结果保留二位有效数字）
（2003?肇庆模拟）根据量子理论，光子具有动量．光子的动量等于光子的能量除以光速，即P=E/c．光照射到物体表面并被反射时，会对物体产生压强，这就是“光压”．光压是光的粒子性的典型表现．光压的产生机理如同气体压强：由大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强．
（1）激光器发出的一束激光的功率为P，光束的横截面积为S．当该激光束垂直照射在物体表面时，试计算单位时间内到达物体表面的光子的总动量．
（2）若该激光束被物体表面完全反射，试求出其在物体表面引起的光压表达式．
（3）设想利用太阳的光压将物体送到太阳系以外的空间去，当然这只须当太阳对物体的光压超过了太阳对物体的引力才行．现如果用一种密度为1.0×103kg/m3的物体做成的平板，它的刚性足够大，则当这种平板厚度较小时，它将能被太阳的光压送出太阳系．试估算这种平板的厚度应小于多少（计算结果保留二位有效数字）？设平板处于地球绕太阳运动的公转轨道上，且平板表面所受的光压处于最大值，不考虑太阳系内各行星对平板的影响．已知地球公转轨道上的太阳常量为1.4×103J/m2?s（即在单位时间内垂直辐射在单位面积上的太阳光能量），地球绕太阳公转的加速度为5.9×10-3m/s2）
（2007?天津模拟）根据量子理论，光子不但有能量E=hv而且有动量，计算式为p=h/λ，其中h是普朗克常量，λ是光子的波长．既然光子有动量，那么照物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，这就是“光压”．
（1）一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为P0=103W，射出的光束的横截面积为S=1.00mm2，当它垂直照射到某一物体表面时，对该物体产生的光压最大，最大光压是多少？
（2）有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速，给探测器安上面积极大、反射率极高的薄膜，并让它正对太阳，已知在地球绕日轨道上，每秒单位面积上得到的太阳光能为1.35kJ，探测器质量为M=50kg，薄膜同积为4×104m2，那么探测器得到的加速度为多大？
某物理兴趣小组想测量太阳辐射的功率，其做法是取一个横截面积是3×10-2m2的不高的圆筒，筒内装满0.6kg的水．某天中午在太阳光的照射下，测得2分钟后水温升高了1℃．该小组同学已经查的资料有下列一些：
根据上述资料和实验数据计算：
 R地=6400km  M地=5.97×1024kg  Q=Cm△t  射到地球大气层顶层的太阳能只有43%达到地面，另外57%被大气吸收或反射而未到达地面
 R日地=1.5×108km  太阳质量：1.9891×103kg △U=W+Q 
 水的密度：1.0×103kg/m3 水的比热：4.2×103J/（kg?℃）  球的表面积S=4m2
（1）在阳光直射下，地球表面每平方厘米的面积上每分钟获得的能量
（2）估算太阳辐射的功率（保留两位有效数字）

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