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新华社斯德哥尔摩2014年10月7日电，瑞典皇家科学院宣布，将2014年诺贝尔物理学奖授予日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二，以表彰他们发明蓝色发光二极管（LED），并因此带来新型的节能光源．

发光二极管（LED）是一种应用非常广泛的电子元件，可以用作电路畅通的指示灯，比如电视机或者一些充电器的电源灯；激光笔里关键的部件就是一个LED激光器；也可以用作装饰灯或者是照明用的各种光源．LED节能灯是用高亮度发光二极管作光源，LED作为一种新型的节能、环保的绿色光源产品，具有很多诱人的特性．例如：

①高效节能：一只LED节能灯1 000小时仅耗几度电（普通60W白炽灯17小时约耗l度电，普通10W节能灯1 00小时耗l度电）；

②超长寿命：半导体二极管发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达五万小时（普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时）；

③健康：光线健康．光线中不含紫外线和红外线（普通灯光中含有紫外线和红外线）；保护视力：直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪）；

④绿色环保：不含汞和氙等有害元素，利于回收，而且不会产生电磁干扰（普通灯管中含有汞和铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰）；

⑤光效率高：发热少，90%的电能转化为可见光（普通白炽灯80%的电能转化为内能，仅有20%电能转化为光能）．

LED节能灯必将会得到推广，在节能减排的浪潮中大放光彩．

根据以上提供的材料，回答下列问题：

（1）LED节能灯工作时主要把________ 能转化为_________能．

（2）功率相等的LED灯和白炽灯，在相等的时间内，电能转化为内能较多的是________ 灯．

（3）LED节能灯发出“健康光线”的原因是________

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2014年诺贝尔物理学奖被授予日本科学家赤崎勇、天野浩和日裔美国科学家中村修二，以表彰他们在蓝光LED方面的发现，LED灯是一种高效的节能光源，其核心元件是发光二极管．发光二极管的主要材料是（　　）

A. 超导材料　　 B. 合金材料　　 C. 半导体材料　　 D. 磁性材料

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2014年诺贝尔物理学奖被授予日本科学家赤崎勇、天野浩和日裔美国科学家中村修二，以表彰他们在蓝光LED方面的发现，LED灯是一种高效的节能光源，其核心元件是发光二极管。发光二极管的主要材料是

A. 超导材料　　 B. 合金材料　　 C. 半导体材料　　 D. 磁性材料

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阅读下列材料，按要求回答问题。

10月7日，2014年度诺贝尔物理学奖授予日本的赤崎勇，天野浩以及中村修二，以表彰他们在发明蓝色发光二极管(LED)的贡献。红色与绿色发光二极管已经伴随我们超过半个世纪，但产生蓝色光源的技术挑战仍然持续了超过30年之久。LED灯是可以非常灵活运用的光源技术，从中已经衍生出数百万种不同色彩的光源，根据需要的不同，你可以合成各式各样的色彩和亮度。在LED灯中，电能被直接转换为光子，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。

回答下列问题：

（1）发光二极管的主要制作材料属于（_______）

A．导体　 B．半导体　 C．绝缘体　　 D．金属材料

（2）蓝色发光二极管的发明使色光的三原色齐全了，人们就可以合成我们最常见的____光。

（3）LED灯电能可以直接转化成_____，而白炽灯、日光灯管都是电能先转化成_____，再有很小一部分转化成光能，因此，LED灯的能耗都比传统照明灯的能耗要_____。

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继2010年诺贝尔物理奖授予发现石墨烯的科学家后，2016年12月，华为实验室宣布，在石墨烯电池上取得重大突破，石墨烯具有许多属性，包括极强的拉力，优良的导电性和导热性，硬度最大，熔点超过3000℃等，根据它的特性，你认为它还能用来制成___________、____________.（选填“高压输电线”、“坚韧的防弹衣”、“保温隔热材料”）

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（5分）阅读短文，回答问题．

神奇的二极管

二极管是一种重要的半导体电子元件，有着广泛的应用，2014年诺贝尔物理学奖被颁发给在蓝色发光二极管上做出巨大贡献的科学家．二极管可用符号表示，其具有单向导电性，当电流从“+”极流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线；而电流从“—”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过．发光二极管只是二极管中的一种，也具有单向导电性．与白炽灯泡相比，发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域．

（1）二极管是由______（导体/绝缘体/半导体/超导体）材料制成，请列举出发光二极管在生活中的一个具体应用实例______；

（2）如图甲，已知电源电压为3V，则开关闭合后，灯泡L______（能/不能）发光，电压表的示数为______V；

（3）二极管单向导电性源自于构成材料 P型半导体和N型半导体组成的晶片，受此启发，科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），制成了电脑的散热器．如图乙，在电流方向是N→P的地方吸热，而在电流方向是P→N的地方放热，则靠近电脑发热体（CPU）的是图乙中______（上方/下方）的陶瓷片．

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人造太阳是指像太阳一样通过核聚变，源源不断地产生巨大的能量。2017年7月4日晚中国科学院合肥物质科学研究院等离子物理研究所宣布，如图1，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置（俗称“人造太阳”）在全球首次实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了新的世界纪录，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。若人造太阳成为现实，某城市构想将来在高空设置一个人造太阳（近似认为是一个点，其能量以该点为中心向四周传播），在夜晚利用人造太阳为城市提供能量。在地面距人造太阳500m处一用户利用一面积为2m2的接收装置垂直获取能量，为家中某加热器供电，其内部简化电路如图2所示、其正常工作时的功率如表所示。

（1）求R2的阻值；

（2）在实际使用中，该用户接收装置获得能量并转化为电能，在使用高温档时给某材料加热，材料温度升高4℃加热时间为40s。[设电热丝发热全部被材料吸收，材料的质量m＝500g，材料的比热容c＝0.66×103J/（kg•℃），已知半径为r的球其表面积为4πr2．不计传播过程中能量损耗，该接收装置能量转换为电能的效率为15%]

①该加热器的实际功率为多大？

②该人造太阳的功率至少为多少？

（3）利用相同面积的接收装置，为了能从人造太阳中获得更多的能量，在安装人造太阳时应该适当的靠近还是远离地球一些？

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MH370失联已有4年多了。2014年3月8日凌晨时，在马来西亚与越南的雷达覆盖边界MH370航班与空中交通管制失去联系．失踪16天后的3月24日，马来西亚总理宣布，马航MH370航班已经在南印度洋坠毁，机上人员无一幸免．

下表是MH370的部分参数，其中整机推重比是指当飞机以最大速度作匀速直线运动时，飞机的重力与推力的比值，马赫是速度单位，1马赫等于1倍音速（等于340m/s），蓄电池的容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，蓄电池使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久．（g=10N/kg）

（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类．飞行携带的燃油属于________

A．二次能源　　 B．可再生能源　 C．清洁能源　　 D．新能源

（2）所有燃油完全燃烧所放出的热量_______J；燃油燃烧时，将________ 能转化为内能．（ρ燃油=0.8×103kg/m3， q=4.5×107J/kg）

（3）飞机失事后，充满电的蓄电池以额定电压对外供电，输出功率为1000W时，为使蓄电池的使用寿命更为长久，持续供电的时间不能超过________ h．

（4）为了分析事故的原因，必须寻找黑匣子，而黑匣子在30天内能以37.5KHz的频率自动发出电磁波．则该电磁波在真空中的波长________ m．

（5）某次空难后，专家对飞机上“黑匣子”进行了寻找和“黑匣子”是长30cm、宽20cm、高12cm的长方体，质量10kg，坠落在深度为5000m海域，则其坠落过程中所受海水的压强_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．当潜水员触摸到“黑匣子”时，将其托在手中，此时他对“黑匣子”的托力是________ N．（ρ海水=1.0×103kg/m3）

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电饭锅的温控开关

19世纪末，著名物理学家皮埃尔·居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失．后来，人们把这个温度叫“居里点”．磁芯温度一旦超过其居里温度，磁芯的电磁效应已无法起到作用．不同材质的磁芯所承受的居里温度不固定．

在电饭锅的底部中央装了一块永久磁环和一块居里点为103℃的磁性材料．当锅里的水分干了以后，食品的温度将从100℃上升．当温度到达大约103℃时，由于被磁铁吸住的磁性材料的磁性____，磁环的吸引力____(小于/大于/等于)其上的弹簧的弹力，电源开关被____．

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电饭锅的温控开关

19世纪末，著名物理学家皮埃尔·居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失．后来，人们把这个温度叫“居里点”．磁芯温度一旦超过其居里温度，磁芯的电磁效应已无法起到作用．不同材质的磁芯所承受的居里温度不固定．

在电饭锅的底部中央装了一块永久磁环和一块居里点为103℃的磁性材料．当锅里的水分干了以后，食品的温度将从100℃上升．当温度到达大约103℃时，由于被磁铁吸住的磁性材料的磁性____，磁环的吸引力____(小于/大于/等于)其上的弹簧的弹力，电源开关被____．

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