专题十 阅读理解题
一、【热学】
1、(2019.1丰台期末)阅读《是嫦娥也是嫦娥》回答30、31题 是嫦娥也是嫦娥 同学们,你听过嫦娥奔月的神话故事吗?它讲述了嫦娥被逢蒙所逼,无奈之下,吃下了西王母赐给丈夫后羿的两粒不死之药后,飞到了月宫的事情。“嫦娥奔月”的神话源自古人对星辰的崇拜,据现存文字记载最早出现于战国时期。而我们生活的国家和时代还有一个更为恢弘壮丽、激荡人心的“嫦娥奔月”。 中国航天科技工作者早在1994年就进行了探月活动必要性和可行性研究,1996年完成了探月卫星的技术方案研究,1998年完成了卫星关键技术研究,以后又开展了深化论证工作。月球可以提供许多能量“接力”的物质,比如太阳能(因为月球本身的空气十分稀薄,因此太阳能可以直接利用);比如氦3这种可长期使用的、清洁而安全的可控核聚变燃料(氦3在月球上的储量在100万吨到500万吨之间,而几十吨氦3即可维持地球一年的能量需求)。 2007年至2012年我国先后发射了嫦娥一号、二号、三号卫星,完成了玉兔号月球车的月面勘测任务。2018年5月21日成功发射嫦娥四号中继星“鹊桥号”。该中继星工作在距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L2点使命轨道,为落在月球背面的嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控和数据传输服务如图26所示。中国嫦娥四号月球探测器于2018年12月在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭发射。此次任务的最大亮点是,中国将实现世界首次月球背面软着陆和巡视探测,这被认为是工程技术和空间科学的双重跨越和创新。 中国人的探月工程,是在为人类和平使用月球迈出了新的一步。嫦娥四号预计于2019年1月初左右抵达月球。这是中国航天与月球的信息交换,也是人类探索宇宙历史的巨大改变。 30.(2019.1丰台期末)随着世界石油价格的持续飞涨,越来越多的国家和组织开始把目光转向了月球。各国科学家正围绕月球上 的储量、采掘、提纯、运输及月球环境保护等问题悄然开展相关研究。这种在地球上很难得到的特别清洁、安全和高效的 (选填“核聚变”或“核裂变”)发电燃料,被科学家们称为“完美能源”。也许在未来的某一天,月球将会犹如一世纪中叶的波斯湾。 31.(2019.1丰台期末)由于月球绕地球公转的周期与月球自转的周期相同,所以月球总有一面背对着地球,这一面称之为月球背面。着陆在月球背面的探测器由于受到月球自身的遮挡,无法直接实现与地球的测控通信和数据传输。通过发射中继星架起了地球和 (选填“太阳”或“月球”)之间的鹊桥,借助 (选填“电磁波”或“声波”)实现信息交换。
图26 L2点 二、【电学】 1、(2019.1 海淀期末32)请阅读《手机里的“指南针”》并回答32题。
手机里的“指南针”
智能手机里面“指南针”可以像真实小磁针一样指示方向(如图27所示),但手机中并不存在真实的小磁针,发挥小磁针作用的是一个能对磁场做出反应的电子罗盘。有一种电子罗盘是利用 “霍尔效应”制成的“磁传感器”。
如图28所示,通电长方体金属导体在磁场B中时,会受到磁场力的作用,而金属导体中的电流是由自由电子定向移动形成的,因此其微观本质上是电子受到了磁场
图27
力的作用,于是这些电子就在磁场力的作用下运动到导体的后表面D,从而使
B 后表面D带上负电荷;而前表面C因缺少了电子,带上了正电荷。由于C、D
D 表面带有不同种电荷,因此在C、D两表面之间就形成一定的电压,这就是霍
I I C 尔效应。
通过实验可知,电流越大、磁场越强,C、D两表面间的电压就越大,即图28 霍尔效应越显著。在电流和磁场一定时,“霍尔效应”的显著程度还与导体在磁
场中的方位有关,导体中电流I的走向与磁场方向的夹角越接近垂直,霍尔效应越显著。手机中的电子罗盘(磁传感器)正是利用这一物理原理制成的。
手机都有GPS定位功能,还有必要装电子罗盘吗?很有必要!因为在森林里或者大厦林立的地方,手机很有可能接收不到GPS信号,而有了电子罗盘就可以保障你不会迷失方向,毕竟地球磁场是无处不在的。
手机外部强磁体会不会影响手机内部电子罗盘的功能呢?答案是肯定的。靠近手机的强磁体会影响手机中的电子罗盘的正常工作。更糟糕的是,如果把强磁体紧靠手机放置,手机内部的铁质元器件会被磁化,成为磁体,给校正电子罗盘带来困难。有些用户可能会认为这无所谓,因为自己不常使用电子罗盘,但这并不意味着手机中其他功能的应用不依赖电子罗盘。例如有些地图软件就是利用电子罗盘来判断手机朝向的。
32.(2019.1海淀期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)智能手机里的“指南针”能够指示南北,主要是靠 。(选填选项前的字母) A.手机里安装的普通小磁针受地磁场的作用 B.GPS系统给手机发送指示方向的信号 C.手机中的电子罗盘
(2)如图28所示,通电长方体金属导体在磁场中发生霍尔效应时,导体C、D两表面间的电压一定
(选填“为零”或“不为零”)。如果保持通过导体的电流大小与方向及磁场的方向均不变,那么C、D两表面的电压越大,则表明此时磁场越 (选填“强”或“弱”)。
(3)通过本篇材料提供的信息,请你对使用智能手机的用户提出一条有益的建议。
2、(2019.1房山期末)请阅读《发光二极管(LED灯)的应用》回答35题。
发光二极管(LED灯)的应用
我们在实验中使用的小灯泡称为白炽灯,白炽灯使用时约90%的电能都转化成了热能,只有10%左右的电能才真正转换成我们需要的光能,所以白炽灯的使用越来越少了。
目前常见的节能光源较多,其中发光二极管(LED灯)大量应用于室内外照明等领域,逐步取代白炽灯、荧光灯等传统照明设备,成为节能、环保、智能化照明的代表。与传统的白炽灯、荧光灯相比,LED灯具有许多不同之处。首先,LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面,所以它非常的小而轻。
其次,由于白炽灯的发光原理是通过电流加热灯丝到白炽状态,从而利用热辐射发出可见光,所以白炽灯发光时的转换效率约10%,而LED灯的转换效率可达80%。1W的LED灯的发光效果相当于3W的荧光灯,15W的白炽灯。第三,从使用寿命来看,普通白炽灯泡的额定寿命约1000h,荧光灯的额定寿命约5000h,而LED的额定寿命约50000h。另外,与荧光灯相比,LED灯不含汞和氙等有害元素,更利于回收,更加环保。
35.(2019.1房山期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)LED灯主要将电能转化为________能。 (2)白炽灯是利用电流的_______效应工作的。
(3)10W的LED灯正常发光100s后消耗的电能是_______ J。
(4)1W的LED灯的发光效果与3W的荧光灯相同,若1个1W的LED灯1.0元,一个3W的荧光
灯0.6元,按额定寿命计算,通过具体数据说明购买哪种灯更合算?
3.(2019.1朝阳期末)请阅读《白炽灯、节能灯与LED灯》回答下列问题:
白炽灯、节能灯与LED灯
白炽灯是根据电流的热效应制成的发光元件。当白炽灯接入电路中,电流流过灯丝的热效应使白炽灯发出连续的可见光和红外线,此现象在灯丝温度升到700K即可察觉。白炽灯的灯体比较热,普通灯泡、碘钨灯、射灯都是白炽灯。白炽灯工作时将大量的电能转化为内能,放出热量,只有极少一部分可以转化为有用的光能。
节能灯,又称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯(国外简称CFL灯)及一体式荧光灯,是指将荧光灯与镇流器(安定器)组合成一个整体的照明设备。节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热,大约在1160K温度时,灯丝就开始发射电子(灯丝上涂有电子粉),电子碰撞氩原子后使氩原子获得能量,氩原子又撞击汞原子,汞原子在吸收能量后跃迁产生电离,发出紫外线,紫外线激发荧光粉发光。荧光灯工作时灯丝的温度大约在1160K,比白炽灯工作的温度2200K~2700K低很多,所以它的寿命也大大提高到8000小时以上,它不存在白炽灯那样的电流热效应。
LED灯(Light Emitting Diode)又叫发光二极管,它是一种固态的半导体器件,可以直接把电能转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一部分是N型半导体,在它里面主要是电子。这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED灯发光的原理。
LED灯与白炽灯和节能灯相比,1颗LED发出的光比较少,所以需要使用多颗LED同时工作。LED灯具有体积小、耗电低、寿命长、无毒环保等诸多优点,消耗能量较同光效的白炽灯减少80%左右,较节能灯减少40%左右,LED灯具从室外装饰,工程照明,逐渐发展到家用照明。
32.(2019.1朝阳期末)(1)当前,在全球大力推动节能减排、积极应对气候变化的形式下,很多国家纷
纷出台了淘汰白炽灯的路线图,是因为白炽灯工作时将电能主要转化成了 能; (2)白炽灯、节能灯与LED灯的电光转化效率最高的是( ) A.白炽灯 B.节能灯 C.LED灯
(3)将标有“220V 15W”的 LED灯和“220V 15W” 的白炽灯分别接入家庭电路中,发现LED灯的亮
度远高于白炽灯的亮度,下列说法中正确的是( ) A.通过LED灯的电流大于通过白炽灯的电流 B.LED灯的实际功率大于白炽灯的实际功率
C.相同时间内LED灯消耗的电能等于白炽灯消耗的电能
(4)4W的LED灯和40W的白炽灯正常发光时亮度相同,两盏灯均正常工作1000h,使用LED灯可
以节约电能____________kW·h。
4、(2019.1东城期末)请阅读《太阳能电池》回答31题。
太阳能电池
太阳能电池是利用光电效应制成的一种发电器件,普通的太阳能电池,大多是由两种不同导电类型(电子型和空穴型)的半导体构成的,如图23所示。所谓电子型半导体是以电子导电为主的半导体,也叫N型半导体。所谓空穴型半导体是以空穴导电为主的半导体,也叫P型半导体。当P型半导体和N型半导体接触时,便在交界面处即P-N结附近建立了内电场。
当太阳光照射在器件上时,半导体内的原子由于获得了光能而释放了电子,这些电子在内电场作用下移向器件的一端(所谓电场就是电荷所产生的一种客观存在的看不见摸不着的特殊物质,同我们学过的特殊物质“磁场”类似),使这一端呈现负极性。在器件的另一端,由于缺少电子,呈现出正极性。这样就在器件内形成一个与内电场方向相反的电场即光生电场,也就是说在P区和N区之间产生了光生电动势(相当于我们学过理。
现在制成的太阳能电池有硅电池、砷化镓电池、硫化镉电池等多种,而以硅电池发展得最为成熟。光-电转化效率是太阳能电池的一个关键参数指标,所谓光-电转化效率简单的理解就是指太阳能电池将照射到它表面的光能转化成电能的效率,可以用太阳能电池产生的电能除以太阳能电池接收到的太阳能计算,目前大量生产的硅电池,其光-电转化效率一般为9%-15%.
太阳能电池对开发利用太阳能意义重大,在许多高技术领域它是一种清洁的方便的能源装置。尽管目前太阳能电池的制造工艺还很复杂,成本很高,光-电转化效率也普遍偏低等因素影响了它的推广应用,但是随着技术的提高太阳能电池正越来越走近我们的日常生活。 31(2019.1东城期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)太阳能电池工作时将 能转化为电能。
(2)该文中划线部分文本提到了“电场”这一概念,请类比我们学过的磁场基本性质:“磁场对放入其
中的磁体有力的作用”,猜想并提出一条电场的性质。
(3)若北京地区地面的阳光强度A=1000W/m2即每平方米1秒钟接收到的太阳能为1000J,请计算至
少要多大受光面积的硅电池才能让60W的LED灯正常发光?(写出必要的计算过程)
图23
的电源电压)。如果把器件的这两端用导线连接起来,导线中便有电流产生。这就是太阳能电池的基本原
5、(2019.1大兴期末)请阅读《导电陶瓷》回答35题。 导电陶瓷
我们生活中常见的陶瓷餐具、瓷砖等,是一种传统陶瓷。它是一种绝缘体,用于家居、建筑和工业绝缘子等。
有没有可以导电的陶瓷呢?现在出现了一种新型材料——导电陶瓷。区别于传统陶瓷,导电陶瓷是一种优良的导体。那么,导电陶瓷导电的秘密在哪里?我们以可以导电的氧化物陶瓷(SrCe03)为例,当对陶瓷加热时,氧化物原子外层的电子获得了足够能量,得以克服原子核引力,向外运动,这些电子的运动,使陶瓷获得了导电性能。
导电陶瓷有许多类型,比如说碳化硅陶瓷(Sic)、氧化锆陶瓷(Zno2)、二硅化钼陶瓷(Mosi2)等,它们材料不同,功能各异,我们来看看它们有什么了不起的特性吧!导电陶瓷的本领,可不仅仅限于导电,相比铜等其他导体,导电陶瓷有优良的耐高温性能,极端高温下,铜熔化为液态,导电陶瓷则保持形态不变;导电陶瓷还有非常良好的抗氧化性能,它的特殊材料使得它在空气中十分稳定,暴露于空气中,铜的表面会被氧化,导电陶瓷则保持形态不变;除此之外,导电陶瓷还有意想不到的新特征——耐腐蚀:在强酸环境下,导电陶瓷的特殊材料,不仅能让它保持导电性,还可以抗腐蚀。
导电陶瓷的本领如此之大,在生活和生产的许多地方,都可以看见它:它可以用于严酷的高温环境,如航天器、发动机的绝热层等;在冶金检测领域,如燃烧炉、钢水连续测温等,导电陶瓷原件可以大显身手;在微电子领域,可用于微电子行业的燃料电池原件,小小的导电陶瓷片,是照相机、环保汽车、移动通信等不可或缺的元件。如今导电陶瓷作为一种新型材料,还广泛应用于电力、交通、矿业勘探、环保、医药、高能核试验和热核聚变等。
35.(2019.1大兴期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)导电陶瓷区别于传统陶瓷,它是一种优良的导体,原因以可以导电的氧化物陶瓷为例,当对陶
瓷加热时,原子外层的 获得足够能量,来克服原子核的束缚而运动,从而使陶瓷获得了导电性能。
(2)导电陶瓷的类型很多,本领很大:不仅限于导电,还可以具备良好的 、 等。 (3)请你展开想象,就导电陶瓷的不同特征,举例说明导电陶瓷还可应用到哪些方面?
6、(2019.1西城期末)请阅读《输电技术》回答33题。
输 电 技 术
随着电能利用的广泛发展,我国在很多地区兴建发电升发压厂,而这些发电厂往往都远离消费电能的地区(也称负荷 电变中心)。输电就是将发电厂发出的电能通过高压输电线路站压器输送到负荷中心。根据输送电能距离的远近,采用不同的
高电压。为什么要采用高压输电呢?这要从输电导线说起,输电要用导线,因为是远距离输电,导线很长,电阻的大
小不能忽略。当电流通过输电导线时,会有一部分电能转化成内能而损耗掉,输电线路上损耗的电功率P损=I2R线。
用户 降压变压器 高压输电
发电厂输出的电功率是一定的,它等于输出电压和输出电
图19 流的乘积。在远距离输电时,就要利用大型电力变压器升
高电压以减小电流,使导线减少发热,以便有效减少电能在输电线路上的损失。如图19所示,将发电机组输出的电压先经过变压器升压后再向远距离送电,在接近用户的地点经过降压变压器将电压降至220V或380V再供用户使用。
随着社会飞速发展,常规的高压输电已不能满足我 输电电压与输送容量、输送距离的范围 国社会的需求,我国现在已实现大功率的中、远距离超输电电压 输送容量输送距离高压、特高压输电技术。输电线路在综合考虑技术、经/kV /MW /km 济等各项因素后所确定的最大输送功率,称为该线路的110 10~50 50~150 输送容量。输电电压与输送容量、输送距离的范围如右220 100~500 100~300 表所示。通常将35~220kV的输电线路称为高压线路,330 200~800 200~600 330~750kV的输电线路称为超高压线路,750kV以上的500 1000~1500 150~850 输电线路称为特高压线路。特高压输电是在超高压输电750 2000~2500 500以上 的基础上发展的,具有明显的经济效益。据估计,1条
1150kV输电线路的输电能力可代替5~6条500kV线路,或3条750kV线路;可减少铁塔用材三分之一,节约导线二分之一,节省包括变电所在内的电网造价10~15%,这对于人口稠密、土地宝贵的国家和地区会带来重大的经济和社会效益。
我国 “皖电东送” 1000kV输电工程西起安徽淮南,经皖南、浙北到达上海,线路全长656km,整个工程于2013年底建成投运,该工程每年能输送超过500亿kW·h的电能,相当于为上海新建了6座百万千瓦级的火电站。 33.(2019.1西城期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)实现大容量或远距离输电的主要技术手段是 。
A. 加大输电电流 B. 提高输电电压 C. 增长输电线路
(2)高压输电时,如果发电厂的输出功率不变,输出电压由110kV变为220kV,则输电线上损耗的
电功率是原来的 倍。
(3)我国“皖电东送”工程采用的应是 输电技术,这种输电技术与另外两种输电技术相比,
其优势是 (写出一条即可)。
7、(2019.1怀柔期末)请阅读《磁悬浮列车》回答37题
磁悬浮列车
磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力(即磁的吸力和排斥力)来推动的列车,如图23所示。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,行走时不需接触地面,因此只有空气的阻力。在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板,控制电磁铁的电流,使电磁铁和导轨间保持10—15毫米的间隙,并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡,从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。
图23
磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。1970年以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。2009年6月15日,国内首列具有完全自主知识产权的实用型中低速磁悬浮列车,在中国北车唐山轨道客车有限公司下线后完成列车调试,这标志着我国已经具备中低速磁悬浮列车产业化的制造能力。
磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成。
1、悬浮系统的设计,可以分为两个方向,分别是德国所采用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统(EMS)和电力悬浮系统(EDS)。
EMS是一种吸力悬浮系统,是结合磁悬浮列车在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互排斥产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时,首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁排斥力,与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用把列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下,使车轮与轨道保持一定的侧向距离,实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米,是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关,所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。
EDS把磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大,从而产生的电磁斥力提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置对机车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑,这是因为EDS在机车速度低于大约25英里/小时无法保证悬浮。 2、推进系统。磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就像是同步直线电动机的励磁线圈,地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它就像同步直线电动机的长定子绕组。从而在悬浮状态下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。
3、导向系统。导向系统是一种测向力来保证悬浮的机车能够沿着导轨的方向运动。必要的推力与悬浮力相类似,也可以分为引力和斥力。在机车底板上的同一块电磁铁可以同时为导向系统和悬浮系统提供动力。 37.(2019.1怀柔期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)磁悬浮列车的优点是______ ___; (2)你能否提出磁悬浮列车的不足或缺点有什么吗?请写出你的观点。
8、(2019.1平谷期末)阅读下列短文,回答32题。
物理小组的同学在活动课中,用4个大小接近的脐橙制作了水果电池。选用形状相同的4个铜片和4个铝片作为电池的电极,将每组电极中的一个铜片和一个铝片相隔约5cm的距离分别插入每个脐橙中,再将这样的4个脐橙串联,即用导线将一个脐橙上的铜片和另一个脐橙上的铝片依次连接起来如图21甲所示。一同学将二极管接入接线夹A、B之间时,看到二极管发光。接着他将二极管的两个极对调后再接入A、B之间,发现二极管不再发光。
随后,小组同学们用控制变量的方法,又分别对可能影响脐橙水果电池电压的下列两个因素做了初步探究:
(1)脐橙被水平切去部分后是否影响水果电池的电压:为了便于探究,小组同学选用一个脐橙,在不改变电极铜片和铝片间距离及插入脐橙深度的情况下,用电压表先测出一个完整脐橙水果电池的电压如图21乙所示,再测出被水平切掉约1/4后剩下的脐橙水果电池电压如图21丙所示,又测出被水平切掉约1/2后剩下的脐橙水果电池电压,共测得3种情况下的脐橙水果电池的电压如数据表1所示。
(2)不同的电极材料是否影响水果电池的电压:同学们仍用一个脐橙,用铜片作为电池的正极,分别用外形相同的镁、铝、铁金属片作为电池的负极,使电极间距离和插入脐橙的深度相同,分别测出3组不同电极材料的脐橙水果电池的电压,如数据表2所示。
表1 脐橙大小 U/V
整个 约3/4个 约1/2个 0.95 0.95 0.95 表2 电极材料 铜和镁 铜和铝 铜和铁 U/V 1.62 0.95 0.46 32. (2019.1平谷期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)如图21甲所示,在每个水果上插入铜片和铝片,用导线把这几个水果与发光二极管连接起来,
二极管发光,其中插入金属片的水果相当于电路中的 。(只有一个选项正确) A. 导线 B. 电源 C. 用电器 D. 开关
(2)将二极管两极接线对调后,发现二极管不再发光,其原因是 。(只有一个选项正确) A. 水果电池的正负极之间已经没有电压 B. 二极管是由绝缘体材料组成的 C. 二极管具有单向导电性
(3)分析表1或表2,提一个可探究的科学问题: 。
9、(2019.1昌平期末)请阅读《科技让生活更美好》回答31题。
科技让生活更美好
我国现在有很多智能生活家具展,它向我们展示了人类未来智能生活的场景。智能房间里物品通过无线网络连接起来,以实现智能化识别和管理。比如:室内的触摸板能够自动调节整个房间的光亮、室内温度等,先进的声控和指纹技术,可以实现进门不用钥匙,留言不用纸笔,墙上有耳,随时待命。
智能家居里重要的一项内容是LED智能照明系统。本文主要介绍一下LED智能照明系统。LED智能照明系统利用现代网络通讯技术,将照明线路中的设备连接到一起进行控制,实现了照明的单点控制、集中控制、运行监控等功能。所有的灯都可以控制,可调节任何一盏灯的亮度和色温。如果有一盏灯出现了故障,系统会自动告诉我们这个灯有问题了。
LED智能照明是人类人造照明发展的新阶段。自1882 年爱迪生发明白炽灯以来 ,人造照明光源经历了白炽灯、荧光灯等阶段。近几年正迈向以白光LED 为主的半导体照明光源阶段。发光二极管(LED)发明于20世纪60年代,长期以来其基本用途是作为收录机等电子设备的指示灯,人们之所以没有将发光二极管用于照明,主要是因为之前发光二极管通常只能发出红色光或黄色光,要想获得白色光,还必须制造出能发出蓝光的发光二极管,这样,红、黄、蓝三种光\"混合\"后,就能产生出白光了。直到1993年科学家发现了一种新型半导体材料—氮化镓,氮化镓在经过适当处理后就能发出蓝光,至此发光二极管获得突破。白光 LED 具有低电压 、低能耗 、长寿命 、高可靠性等优点。
智能照明系统的白光LED 能节约电力资源,节约电能对环境保护有直接的意义。比如一个会场的灯,不用每一盏亮度都相同,通过照明控制系统使离窗户近的灯稍暗一点,离窗户远的,没有自然光的地方的灯稍亮一些。
31.(2019.1昌平期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)无线网络通过 传递信息。(选填“声波”或“电磁波”)
(2)一种新型半导体材料 在经过适当处理后就能发出蓝光,标志发光二极管获得突破。 (3)结合文章,展开联想,假如你生活在智能住宅中,除文章中提到的例子外,举出一个利用智能
照明系统节能的方法。
10、(2019.1通州期末)阅读《即热热水器》回答 35 题。(每空1分,共4分)
即热热水器是这几年兴起的家用新装备,因为不用预热,方便即时,美观等特性,受到不少用户的喜欢,今天就和大家谈谈即开即热型热水器。
即用即热型热水器用时只要打开水龙头,数秒钟,便能有温度适宜的热水供应,甚至能达到1秒加热3秒出热水的速度,快捷方便,满足时下现代人快节奏的生活需要,对需要瞬间或者长时间提供热水的用户如理发店、医院、学校等非常理想,最重要的是节省了人们宝贵的时间。由于无内胆,故体积小巧轻盈,不右,需铺设专线方可使用,线路导线横截面积一般要4mm2以上。
即热式电热水器最主要的优点有两个。一是出热水快速,无须等待。二是节能环保。因为不用提前预热,所以没有预热时的热能量散失,用时打开不用时就关闭,用多少水就放多少水,也没有贮水式热水器多加热的未用的剩余热水的能量消耗,真正做到了节能省电省水。一般来说,即热式电热水器比传统储水式电热水器省电15%-30%。所以国家把这类产品划为节能产品。在用水、用电紧缺的情况下,重点推广这一产品无疑具有非常现实的意义。
对于电热水器产品来说,人们最为担心的还是安全问题。即热式电热水器为了充分保证消费者的应用安全在这方面一般也重点做了设计,如采用非金属加热体、水电隔离技术、漏电保护装置、接地保护等措施。
大家阅读一般即热热水器部分安装要求,就能体会到厂家在安全方面所下功夫了。
一、电热水器的配备插座,应为带固定专用插座,不能使用移动式电源接线板。尺寸应与电热水器电源插头相匹配。插座应置于电热水器出水口水平位置上方,要避免被水喷溅而产生短路危险,最好采用带有防水保护的插座。
二、家庭的室内布线应可靠接地,且接地电阻值不得大于4Ω。家用插座,其接地必须与电源的地线链接,插座的接地端不允许空着。如果因条件不允许,无法接驳地线,请使用带有防电墙的产品。
三、在使用电热水器时,不得通过插座上的开关通断电源,因为断开插座电源后漏电保护插头不能工作,一旦发生地线带电等故障时无法提供保护。
上面这些安装流程,都由专业人员操作确认,不符合要求,不予以安装。
有些生产厂家的产品还设有水控电门、声光报警、专利电路、磁化防垢、超温断电、高压泄放等诸多功能,多重保护,并且经过国家强3C认证,安全性极高。
相比传统热水器即热式电热水器还有个优点就是寿命长。冷水直接通过加热体后便被加热,属于“活水”,水垢不易逗留,所以即热式电热水器的使用寿命也比传统式电热水器较长,一般是传统电热水器的2-3倍,优质产品能达到15年以上。
即热热水器既然有这么多优点为什么在商场里看到的大多数热水器还是传统的储水式热水器呢?这和我们国家的家庭电路所用导线规格有关系。一般情况,根据用电负荷量来选择,国标铜芯1-1.5 mm2适用一般的照明电源线,插座适和用2.5 mm2。10年之前城市装修都很少使用4 mm2的电线。一是4 mm2的线比2.5 mm2贵很多,二是那时一个家庭没有那么大的功率的电器需要4 mm2的线。当即热热水器问世后,很多人的家的电线都无法承载这样的功率,要勉强使用,极易发生电路火灾。基础设施的滞后,是造成即热热水器不够普及主要原因。10年之后的新楼建筑,一般家庭主电源线都采用6 mm2铜芯BV国标电源线,都可以安装即热热水器。
发达国家使用冷热水比是1:9,过去中国人这个比值是9:1,相信在不久的将来,我们会让这个比值更加合理。
图27
占空间。它们的功率普遍较大,即热式厨房用水龙头功率一般为3kW~5kW,洗澡用一般在6kW~12kW左
35. (2019.1通州期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)即热热水器相比传统热水器,它的 (选填“电功”或“电功率”)明显大一些,因
此加热速度快。
(2)即热热水器必须安装地线的根本原因是地线电阻 (选填“远大于” “远小于”或“约等
于”)人体电阻,一旦发生漏电现象,可以让绝大多数电流沿地线流走。
(3)若使用1.5mm2的导线连接即热热水器,可能产生的后果是 。 (4)小明家安装了一个功率是3kW厨房用即热热水器,如图26所示。妈妈冬天一次洗菜,水流时
间大约20s,1度电五角钱,可以让妈妈用温热的水洗菜 次。
11、(2019.1燕山期末)请阅读《手机电池的放电与充电》回答34题。
手机电池的放电与充电
手机早就离不开身,在现在这个社会中没有手机基本上寸步难行。而手机没电会造成很多不便和困扰,因此手机续航就变得尤为重要。手机续航能力通俗地讲就是手机在正常工作时的待机时间。它与手机所配电池容量的大小和手机本身的耗电量有关。
以电池的容量 3000mAh 为例, mA 是毫安, h 是小时。 3000mAh 的意思是如果连续放电电流为 3000mA,可以使用 1h。手机的放电电流在不同状态时是不同的:处于待机状态时,放电电流通常是 10~20mA;处于通话或看电影玩游戏状态时,放电电流通常是300~500mA不等,声音愈大,放电电流愈大。
影响续航的因素有很多种。高配置处理器,众多APP后台运行,手机更新系统,都会耗电。总之,手机运行的东西越多,手机的配置越高会越耗电,可以开启省电模式,降低屏幕亮度等减少功耗的方式来提升续航。另外电池容量的提升能够增加续航时间。目前市场上最大的电池容量是5000mAh。
大容量电池带来的问题就是充电时间的加长,如果没有快充,把5000mAh这样大的电池充满至少需要3个小时。现在快充技术的加入,让充电时间大大缩短。所谓快充,就是通过提升充电适配器的功率来提升充电的速度。我们可以通过一个对比数据图线来看一下。
图线1是一块3700mAh电池,最高充电功率可达50W。图线2是一块3500mAh电池,最高充电功率可达40W。从实测结果来看,功率大的适配器可以更快速的将电池充满。
快充模式根本原理是P=UI,要提升快充的速度,就要提升功率。根据P=UI,有三种提高快充功率的方式:1、电压不变提高电流(低压高电流)2、电流不变提高电压(高压低电流)3、 。 34.(2019.1燕山期末)根据上述材料,回答下列问题:
(1)手机电池的容量是 2000mAh,若放电电流为 500mA,可以使用 h;
(2)手机开启省电模式,降低屏幕亮度等减少功耗的方式来提升续航,实质是通过 来延长待
机时间的;
(3)观察图线 2,该电池在充电过程中,充电速度是 的(选填“变大”、“变小”或“不变”); (4)提升功率的第三种方式是 。
12、(2019.1门头沟期末)阅读以下材料完成32、33题
偶然误差与系统误差
物理学作为一门实验科学,离不开观察和测量,我们都知道在测量过程中误差是不可避免的。那么为什么总会有误差呢?既然测量总存在误差,我们的测量还有意义吗?希望通过本文的阅读,同学们能够对误差有一定的了解。
误差分为偶然误差和系统误差。
偶然误差是由于在测定过程中一系列有关因素微小的随机波动而形成的具有相互抵偿性的误差。其产生的原因是分析过程中种种不稳定随机因素的影响,如室温、相对湿度和气压等环境条件的不稳定,分析人员操作的微小差异以及仪器的不稳定等。随机误差的大小和正负都不固定,但多次测量就会发现,绝对值相同的正负随机误差出现的概率大致相等,因此它们之间常能互相抵消,所以可以通过增加平行测定的次数取平均值的办法减小随机误差。
系统误差是与分析过程中某些固定的原因引起的一类误差,它具有重复性、单向性、可测性。即在相同的条件下,重复测定时会重复出现,使测定结果系统偏高或系统偏低,其数值大小也有一定的规律。例如,虽然和严格的按照操作说明使用了某种测量设备,但由于系统误差的存在,导致测定数据的平均值显著偏离其真值。如果能找出产生误差的原因,并设法测定出其大小,那么系统误差可以通过校正的方法予以减少。造成系统误差主要有以下两个原因:
(1)仪器误差,这是由于仪器本身的缺陷或没有按规定条件使用仪器而造成的。如仪器的零点不准,仪器未调整好,外界环境(光线、温度、湿度、电磁场等)对测量仪器的影响等所产生的误差。
(2)理论误差(方法误差) 这是由于测量所依据的理式本身的近似性,或实验条件不能达到理式所规定的要求,或者是实验方法本身不完善所带来的误差。例如热学实验中没有考虑散热所导致的热量损失,伏安法测电阻时没有考虑电表内阻对实验结果的影响等。
需要注意的是,系统误差总是使测量结果偏向一边,或者偏大,或者偏小,因此,多次测量求平均值并不能消除系统误差。
误差虽然不可避免,但我们经过科学的误差分析,可以掌握本次测量的精确程度,只要将精确度控制在容许的范围内即可。
32.我们用多次测量取平均值的方法可以减小 。
33.小新同学从仓库里找到了一个电流表,由于年代久远,转动轴有些生锈。小新发现这块电流表的读数
总是比其他电流表的读数小。用这块老旧电流表测量电流所造成的主要是 。 (32、33题均选填“偶然误差”或“系统误差”)
13、(2019.1顺义期末)阅读《墙真的能阻挡手机信号吗》,回答33题。
墙真的能阻挡手机信号吗
当你进入地下室或者进入某些高楼的时候,手机信号经常会有大幅度的衰减,是墙阻挡了手机信号吗?
我们知道,导线中电流的迅速变化会在空间产生电磁波,而手机信号的传播就是利用电磁波进行的。电磁波在介质中传播会出现“趋肤效应”。查阅资料,我们得知——当直流电流通过均匀圆柱状导体时,电流是均匀分布的;但当导体中有交流电或者交变电磁场时,导体内部的电流分布不均匀,集中在导体外表的薄层,越靠近导体表面,电流密度越大,导体内部实际上电流较小,这一现象称为趋肤效应。趋肤效应使导体的电阻增加,使它的损耗功率也增加。电流的频率越高(周期性变化越迅速),趋肤效应越明显。
如果是一堵“纯纯”的墙,是完全绝缘的,那么电磁波穿过它是几乎没什么损耗的。但我们知道,墙体内部不仅有水泥等绝缘材料,还有导电的钢筋,当然还有各种埋在墙内的电线,这使得墙体对电磁波有一定的阻碍作用。因此当我们身处地下室或者进入某些高楼时,信号会产生不同程度的减弱,有时会完全消失。
33.(2019.1顺义期末)根据上述材料,回答下列问题:
(1)光是一种电磁波,光在真空中的传播速度为 m/s。 (2)趋肤效应使导体电阻增加的原因是 。 (3)请列举一种削弱趋肤效应影响的措施 。
(4)频率高的电磁波在海水中衰减很快,你认为原因是 。
14、(2019.1石景山期末)阅读《新型材料》,回答第32题。
新型材料
小刚同学在科技馆“挑战与未来”A厅“新型材料”展区看到了《发电纤维》和《压电陶瓷片》材料展品。其中《会发电的衣服》展品如图 22所示是由踏步机、发电纤维、LED灯、机械传动装置组成。其发电的原理是靠发电布料的抖动压折发电。小刚同学脚踩踏步机踏板,机械装置带动发电布料抖动,LED灯被点亮,他加快踩动踏板的速度,LED灯更亮,当停下踩动时,LED灯渐渐变暗了。当人穿上由这种纤维制成的衣服后,在身体运动过程中产生压折或遇到微风吹时,就会形成源源不断的电流。这种发电方式是将机械能转化为电能并加以应用的最简单也最经济的方式。
图22 小刚同学又观察了压电陶瓷片展品,它是由圆形的压电陶瓷片和长方形的灯带组
成。当他用大小不同的力按压压电陶瓷片时会有不同数量的LED灯发光,用力越大发光的灯越多。
压电陶瓷具有敏感的特性,可以将极其微弱的机械振动转换成电信号,可用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等。压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动,用它来制作压电地震仪,能精确地测出地震强度,指示出地震的方位和距离。压电陶瓷片在生活中应用很广泛。例如打火机中就有一块压电陶瓷,使用时只需按压点火开关(压电陶瓷)就能产生电压引起火花引燃燃气。此外还有电子音乐贺卡、燃气灶上的电子开关、压力传感器灯都用到了压电陶瓷。
32.(2019.1石景山期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)LED灯核心元件的主要材料是
A.金属导体 B.半导体材料 C.纳米材料 D.超导体材料 (2)当人穿上发电纤维衣服遇风吹发电时,其能量转化方式为
A.机械能转化为电能 B.电能转化为机械能 C.化学能转化为机械能 (3)请你举出一个压电陶瓷应用的实例 。
(4)根据小刚同学的上述实验,判断下列问题中属于科学探究问题的是 A.LED灯为什么能发光呢? B.压电陶瓷片有敏感性吗?
C.发电纤维发电的多少与哪些因素有关呢?
D. 按压压电陶瓷片的力越大可点亮LED灯越多吗?
15、(2019.1密云期末)阅读《漏电保护器》并回答31题。
漏电保护器
漏电保护器,主要是用来对用电设备发生漏电故障或对有致命危险的人身触电时的保护。漏电保护器在发生以下事故时起到保护作用: ①设备发生碰壳故障。 ②私拉乱接的电线绝缘皮破损。 ③人体直接触及火线。
因人体表皮电阻减小,触电死亡的危险大大增加,安装漏电保护器后便能有效地减少触电伤亡事故。
⑤当一些电子设备绝缘材料损坏时,其外露的金属附件(如电视机、收录机的拉杆天线等)可能带危险电压,这种危险电压
是不能用接地的方法消除的,只有靠安装漏电保护器才能保证在人身触电的瞬间迅速切断电路,保证人身安全。
如图所示是安装了漏电保护器的家庭电路。家庭电路中火线与零线间、火线与大地之间有220V电压。通常情况下,通过人体的电流超过20 mA 时,人会感到剧痛,呼吸困难,甚至会有生命危险。当人体直接或间接接触火线时,有触电危险。此时,火线、人体、大地将构成回路,所产生的电流将不通过零线,此时通过右图线路中A、B两点的电流不等。当漏电保护器检测到通过如图所示电路中A、B两处的电流不相等(即发生漏电)时,会迅速切断电路,从而起到保护作用。 31. (2019.1密云期末)请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在特别潮湿的地方,因人体表皮电阻
会”)切断电路。
(3)如图所示电路中,通过A的电流IA,通过B点的电路IB,当有人体接触火线而发生漏电时,
IB________ IA。(填“大于”、“等于”、或“小于”)
(4)假如某人不慎触电时,且没有发生生命危险,则他的身体电阻至少为
Ω。
,触电死亡的危险大大增加。
(选填“会”或“不
(2)假如有人在如图所示的电路C点处不慎触电时,漏电保护器
火线 C
A 漏电 保护器 用电器 ④在特别潮湿的地方(如游泳池、淋浴房、厨房、卫生间等),零线 用电器 B 漏电保护器与家庭电路
第31题图
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