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一空间太阳能电站建在地球同步轨道的一个固定位置,应用微波形式向地面发送电能.若地球本影长约为地球半径的n倍(n为200余),地球半径为R0.设地轴与太阳光垂直,地球自转周期为T0,表面重力加速度为g,试计算此空间太阳能电站在一昼夜间由于被地球遮挡而不能发电的最长时间.

答案:
解析:

设计意图:本题考查了学生利用万有引力定律和数学工具解决物理问题的能力.

解析:物体(设质量为m)在地球表面所受重力等于地球对物体的万有引力,如图所示,则有

mg=

对同步卫星,有

=mr

n较大,运行轨道L可看成直线,与影构成三角形,如图所示,由相似三角形性 质,得

=

在影子里的运行时间

t=T0

整理以上方程,得

t= ()T0

易错点:不能很好地利用几何关系求解是本题失分的主要原因.

答案:t= ()T0


提示:


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:038

一空间太阳能电站建在地球同步轨道的一个固定位置,应用微波形式向地面发送电能.若地球本影长约为地球半径的n倍(n为200余),地球半径为R0.设地轴与太阳光垂直,地球自转周期为T0,表面重力加速度为g,试计算此空间太阳能电站在一昼夜间由于被地球遮挡而不能发电的最长时间.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

阅读下列材料,解答材料后的各个问题.

太阳向空间辐射的总功率为3.8×1026 W,太阳光从太阳到达地球需要8 min 20 s.辐射到地球上的太阳能以下列形式被利用和储存:①使大地变热,转为内能;②使空气变热形成风,转为空气流动的动能(可用于风力发电);③使水汽化,又以雨、雪形式返回到地面,转为水流的动能(可用于水力发电);④被植物、微生物吸收(古代生物以煤、石油等形式储存起来,可直接作为燃料),作为人和动物的食物.

(1)已知地球半径为6.4×106 m,求辐射到地球的太阳能的总功率;

(2)某海湾共占面积1.0×107 m2,涨潮时水深20 m,此时关上水坝闸门,可使水位保持20 m不变.退潮时,坝外水位降至18 m.假如利用此水坝建水力发电站,重力势能转变为电能的效率是10%,每天有两次涨潮.该电站一天能发出多少电能?

(3)某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一面积为0.1 m2的面盆盛6 kg的水,经太阳垂直照射15 min,温度升高 5 ℃.若地表植物接收太阳光的能力与水相等,试计算每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦.若绿色植物在光合作用中每吸收1 kJ的太阳能可以放出0.05 L的氧气,则每公顷绿地每秒可放出多少升的氧气?(1公顷=104 m2

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