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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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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

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)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(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

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科目:高中物理 来源: 题型:

(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?

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科目:高中物理 来源: 题型:

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=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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