Question

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“嫦娥一號”的發射成功，引起人們對月球的科學興趣．隨著對月球了解的深入，一些科學家預言：月球必將成為人類未來的能源基地．按照科學家的設想，一種方案是利用月球陽光充足、地域廣闊的特點，在月球上建設大型的太陽能發電廠，克服了在地球上受天氣影響、提供的功率小等缺點．另一種方案是利用月球上豐富的核燃料物質，在月球上建設大型的核電站，克服了在地球原料不足、容易造成核污染等缺點．在月球上產生的電能經微波轉換器將電流轉換成微波，并通過天線將電能以微波的形式向地面發送，地面接收站通過天線把微波能還原成電能，如圖所示，這樣就解決了電能的輸送問題．
（1）目前我國常用的能源有煤炭、石油、天然氣、風能、水能、核燃料、太陽能等，其中屬于可再生能源的是________；與不可再生能源相比，可再生能源的主要優點是（只要求寫1條）：________．
（2）如圖所示是表示光電池工作原理的示意圖：當太陽光照射到組成光電池的疊在一起的兩片不同的半導體的表面時，將會產生光電效應，從而使電路中產生電流，從能量轉化的角度看，光電池是將________能轉化為________能的裝置．若在月球上一塊接收面積為2m²的太陽能電池板，其光電轉化率為17%，如果太陽光照射到該電池板時每平方米面積上的輻射功率為1.5×10⁴W，則它的發電功率是多少？
（3）獲取核能有兩條途徑--重核的裂變和輕核的聚變．如圖所示，圖甲屬于核________變；圖乙屬于核________變．
（4）請舉出生活中能說明微波具有能量的一個實例：________；若從月球發出的一微波信號經1.28 s到達地球，則月球與地球間的距離約等于________m．
（5）利用微波傳輸電能，輸電效率可達80%．若微波輸電采用的頻率是2450 MHz，月球電站的發電能力為6×10⁹kW，求：微波的波長及地面接收站接收到的電能是多少kW？

Answer 1

解：（1）據可再生能源的特點，是可以長期提供或可以再生的能源，
這些能源對環境不會造成大污染．
故答案為：風能、水能、太陽能，對環境幾乎無污染；
（2）由光電池工作原理可知，光電池是將太陽能轉化為電能的裝置．
故答案為：太陽 電；
已知太陽光照射到電池板時每平方米面積上的輻射功率為1.5×10⁴W，
此電池板的面積為2m²，光電轉化率為17%，故它的發電功率：
1.5×10⁴W×2m²×17%=5.1×10³W；
答：它的發電功率為5.1×10³W．
（3）根據核裂變與核聚變的定義，故答案為：裂，聚；
（4）故答案為：微波爐加熱食品就是利用微波的熱效應，
因為光在空氣中速度為 3×10⁸m/s，
則S=vt=3×10⁸m×1.28s=3.84×10⁸m；故答案為：3.84×10⁸m．
（5）答：微波的波長為0.12m．
月球電站的發電能力為6×10⁹kW，，輸電效率可達80%．
6×10⁹kW×80%=4.8×10⁹kW．
答：地面接收站接收到的電能是4.8×10⁹kW．
分析：可再生能源指的是像生物質能、水能、風能以及太陽能，可以長期提供或可以再生的能源．
核裂變是指用中子轟擊比較大的原子核，原子核會分裂成兩個中等大小的原子核，同時釋放出巨大的能量現象．
核聚變是指一個氘核和一個氚核在超高溫下結合就變成了一個氦核，同時釋放出更大的核能的現象．
點評：本題考查了能源的分類及不可再生與可再生能源的特點．