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科普阅读题 适中0.65 引用1 组卷294
阅读《超导磁悬浮列车》回答题。

超导磁悬浮列车


在中国科技馆“挑战与未来”A厅有一个展品——超导磁悬浮列车,如图甲所示。当工作人员给装置通电时,超导磁悬浮列车处于悬浮状态。超导磁悬浮列车的轨道由一组永久磁铁材料构成,车体内放置了一组超导体和一个液氮储藏箱。在行驶过程中,车内超导体通过液态氮降温从正常态转为超导状态,电阻降为零,可以通过很大的电流产生极强的磁场而导体中不会产生热量损失。当车体内的导体与轨道磁铁间产生的排斥力大于车重力时,列车就会悬浮起来,这时只要沿轨道方向给车体一个很小的推力,列车就将沿轨道方向运动。图乙为超导磁悬浮列车的原理图。目前的磁悬浮列车有利用同名磁极相排斥的电力悬浮系统和利用异名磁极相吸引的电磁悬浮系统两种,超导磁悬浮属于电力悬浮系统。另一种电磁悬浮系统的原理如图丙所示,它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁,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,并使导轨和钢板之间的磁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。我国上海磁悬浮列车属于电磁悬浮系统如图丁所示,专线西起上海轨道交通2号线的龙阳路站,东至上海浦东国际机场,专线全长29.863公里,是中德合作开发的世界第一条磁悬浮商运线,于2003年1月4日正式开始商业运营,单线运行全程只需8分钟。设计运行时速为430km/h,转弯处半径达8000米,肉眼观察几乎是一条直线,是世界第一条商业运营的高架磁悬浮专线。

请根据上述材料回答下列问题:
(1)超导磁悬浮列车中的超导体在低温液氮中转为超导状态时电阻变为________Ω;
(2)超导磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的________效应工作的;
(3)上海磁悬浮列车运行时悬浮电磁铁与轨道电磁铁间的相互作用为________
A.异名磁极相互吸引
B.同名磁极相互吸引
C.异名磁极相互排斥
D.同名磁极相互排斥
(4)超导体的应用具有十分诱人的前景,超导体________(选填“可以”或“不可以”)用来制作电热毯,假如科学家已研制出室温下的超导体,你认为把它用来制作下面所要求的材料中,合适的是________
A.家用保险丝  B.白炽灯泡的灯丝
C.电炉的电阻丝  D.远距离输电中的输电导线
22-23九年级上·广东惠州·期末
知识点:超导现象和超导材料利用电流的热效应工作的用电器磁极间的相互作用规律 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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阅读《中国“人造太阳”》回答问题。

中国“人造太阳”


同学们都听说过核电站吧?目前所有的核电站都是核裂变电站,通俗点讲就是把原子弹的爆炸反应速度减慢,大幅度减慢;剧烈的爆炸就变成了稳定的燃烧;再用燃烧的热烧水;烧水形成的水蒸气推动发电机转动。于是我们就有核电啦!但大家也听说过历史上核泄漏事故吧?传统核裂变技术有放射性核废料的产生,这些废料的放射性能持续很多年。
自然界还有一种核反应叫核聚变,也就是氢弹所用到的原理。简单点说就是把两个氢原子核撞一块形成一个氯原子核,这个过程会释放能量。那对应的发电技术自然就叫核聚变发电了。与核裂变相比,核聚变有很多优点。第一核聚变产能效率高;第二地球上核聚变燃料氘和氚储量丰富;第三核聚变更为安全、清洁。
但是可控核聚变发电太难了!超乎人们想象的难。第一是可控核聚变需要的核燃料密度极大,温度极高,大约是1亿摄氏度;第二这么高的温度,燃料肯定不能接触容器的对吧?有一种叫磁约束装置,就是通过磁场把带电的等离子束缚在一个空间区域内,不与容器直接接触,这样反应堆容器外壁的温度也就是1000摄氏度的样子,在人类材料所能承受的范围内。人们把这样的核聚变装置叫托卡马克如图所示。由于磁约束需要的磁场很强,就需要大电流。如果线圈存在电阻的话,大电流会带来很高的能量消耗。因此,咱们的线圈得是用超导材料做成的,知道难在哪了吧!目前还不存在常温超导材料,都是要很低的温度才能实现超导。所以托卡马克就是一个冰火两重天的装置。核心是1亿摄氏度的等离子体核燃料,外圈是超低温超导线圈。
   
等离子体的稳定约束非常非常难,磁约束聚变装置方面做的最好的便是中国的EAST,全名叫Experimental   Advanced   Superconducting   Tokamak,即全超导实验性托卡马克装置。2021年5月,中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置创造新的世界纪录,成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒运行,这20秒钟,是无数科研人员背后辛勤工作的成果,也是我们向往星辰大海的真实写照。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)“人造太阳”是通过___________(选填“核裂变”或“核聚变”)反应释放能量的;
(2)相比核裂变,核聚变具有的优点是:___________
(3)请你根据所学知识,解释超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流的原因。___________
阅读下列短文,回答问题:

人类实现御剑飞行不是梦


国外发明了一款飞行板,它的设计是基于传统的喷水板,是用强大的水射流把人抬到空中,该装备配备了以煤油为燃料的喷气发动机,脚底是一部小型的喷气式发动机的背部背负燃料以及控制系统与飞行器连接。从而摆脱了连接设备与地面的不必要的管道和电缆,飞行员用手握住控制面板就能没有束缚自由飞行。在不浪费太多燃油的情况下,飞行板上的空气动力可产生高达3000N的水平牵引力,在6分钟内以40m/s的速度飞行,今后,设计师们希望在时速、续航能力和负载方面进行改进,这样的飞行器你是否也想拥有一台呢?

(1)文中飞行板中用的是喷气式发动机的工作原理,跟图2中的原理是类似的______(选填“甲”或“乙”)。图3中是汽油机的______冲程;
(2)当人和设备的总重为800N,使用文中飞行板在空中匀速上升时,向上的举力______800N(选填“大于”“等于”或“小于”)。当飞行员水平匀速飞行时,飞行板的最大功率是______W;
(3)超导体小晶体在磁铁上方悬浮飞行时,云雾一直围绕着小晶体,这是因为在小晶体的周围,空气中的水蒸气______(填物态变化的名称)形成了小水滴;
(4)超导是指导电材料在温度降到足够低时,电阻为______的性质。超导体有一个重要特性就是抗磁性。如果把超导体放在磁场中冷却到一定程度时,磁感应线将从超导体中排出,不能通过超导体这种现象称为抗磁性,对单晶锡球进行实验发现球过渡到超导态时,图4中______(选填“A”或“B”)的描述符合单晶锡球的抗磁性特性。
阅读短文,回答问题:

发光二极管


导体容易导电,绝缘体不容易导电。有一些材料,导电能力介于导体和绝缘体之间,称为半导体。除了导电能力外,半导体有许多特殊的电学性能,使它在许多方面都有重要应用。有的半导体在受热后电阻迅速减小;反之,电阻随温度的降低而迅速增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精度高。
发光二极管(LED)是半导体二极管中的一种,具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压很小,正向电流也几乎为零,当正向电压大于某个值以后,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流几乎为零,二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为“电击穿”,从而导致二极管损坏。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。如题甲图是一种常见的LED手电筒的电路图,题乙图所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。在LED灯中,电能被直接转换为光能,这大大提升了发光的效能,因为在其他灯具技术中,电能首先是被转化为热,只有很小一部分转化成了光。
   
(1)以下元件不是由半导体材料制成的是_________
A.光敏电阻  B.白炽灯  C.热敏电阻  D.LED灯
(2)LED灯可以直接将电能转化成_________能,而白炽灯、日光灯管都是先将电能转化成内能,再有很小一部分转化成光能,因此,LED灯的效率比传统照明灯要___________(选填“高”或“低”);
(3)如题乙图所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线;
①由图像可知,当该二极管两端的正向电压为0.2V时,二极管处于___________(选填“接通”或“截止”)状态;当该二极管两端的反向电压为50V时,二极管将会被击穿;
②该发光二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻___________(选填“大于”“等于”或“小于”)正向电压为0.7V时的电阻;
(4)在题甲图电路中,若将LED灯换成热敏电阻,将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃(如题丙图所示),则25℃的刻度应在20℃______(选填“左”或“右”)边。

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