题文

太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射，而且也包括像所有的化石燃料、水能、风能、海洋能、潮汐能等间接的太阳资源，还应包括绿色植物的光合作用固定下来的能量，即生物能．严格地说，除了地热能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，这是“广义太阳能”，以便与仅指太阳辐射能的“狭义太阳能”相区别． 捕获太阳能的生物主要为绿色植物．绿色植物在单位面积和单位时间内所固定的总能量是生态系统的总初级生产力，植物呼吸作用后，剩余下来的单位面积、单位时间内所固定的能量叫净初级生产力．表中反应地球上绿色植物捕获太阳能的情况．（单位：kJ/m2?d） （1）下表说明，地球上流入生态系统中的能量仅仅为总太阳能的______%；能被各种动物、人类和微生物所利用的能量仅为______%．也就是说，绝大部分太阳能都不能流入生态系统中，从而为人类所利用．   能量输入 能量丢失 百分率（%） 总太阳能 21000   100 植物色素不吸收   11676 -55.8 植物色素吸收 9324   44.2 植物表面反射   777 -3.7 非活性吸收   924 -4.4 光合作用的有效能 7623   36.1 碳水化合物中的能量不稳定状态   6858.6 -32.5 总初级生产力 764.4   3.6 呼吸作用（R）   256.2 -1.2 净初级生产力 508.2   2.4 （2）利用光电转换可以将太阳能转化为电能．若地球附近某太空站上的太阳能电池接受板的面积是S，光电转化效率为η，已知太阳辐射的总功率为P，太阳辐射穿过太空的能量损失忽略不计，光速为c，太阳光射到地球上经历的时间为t，试求出该太阳能电池能够输出的最大功率．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）由表可知，地球上流入生态系统中的能量，即绿色植物在单位面积和单位时间内所固定的总能量，仅为总太阳能的3.6%； 能被各种动物、人类和微生物所利用的能量，即：植物呼吸作用后，剩余下来的单位面积、单位时间内所固定的能量仅为总太阳能的2.4%； （2）太阳辐射面是指以太阳为中心，太阳到地球的距离为半径的球面：r=ct， S球面=4πr2=4πc2t2， 设太阳能电池单位面积上的太阳辐射功率为P获， ∵P：P获=S球面：S=4πc2t2：S， ∴P获= S 4πc2t2 P， ∵η= P输出 P获 ， ∴该太阳能电池能够输出的最大功率： P输出=ηP获= S 4πc2t2 ηP． 故答案为：3.6，2.4， S 4πc2t2 ηP．

据专家权威分析，试题“太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射，而且也包..”主要考查你对  功率的计算，能量转化效率  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功率的计算能量转化效率

考点名称：功率的计算

• 功率的计算公式：
  （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
  （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

• 公式法计算功率：
       运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
  例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：
  
  (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
  (2)铁明克服重力做功是多少?
  (3)铁明做功的总功率多大?
  解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
  （1）0.24m/s
  （2）
  （3）
  
  例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ