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世界上最轻的固体——“碳海绵”
2013年3月19日,浙江大学高分子系高超教授的课题组向人们展示了神奇的“碳海绵”.一个由这种材料组成的8立方厘米大小的物体可以放在一朵花上,而花瓣完全不会变形,如图所示.“碳海绵”是世界上最轻的固体.它是一种用石墨烯制造出的气凝胶,每立方厘米的质量只有0.16mg,比氦气还要轻,约是体积同样大小的氢气质量的两倍.
“碳海绵”可任意调整形状,弹性也很好,体积被压缩80%后仍可恢复原状.它对有机溶剂有超快、超高的吸附力,是已被报道的吸油力最强的材料.现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,但“碳海绵”能吸收250倍左右,最高可达900倍,而且只吸油不吸水.“碳海绵”这一特性可用来处理海上原油泄漏事件——把“碳海绵”撒在海面上,就能把漏油迅速吸进来,因为有弹性,便于把吸进的油挤出来回收,“碳海绵”也可以重新使用.另外,“碳海绵”还可能成为理想的储能保温材料、催化剂载体及高效复合材料,有广阔的应用前景.
(1)“碳海绵”是世界上最轻的固体.这里的“轻”实际上是指它的________小.
(2)图24中“碳海绵”的质量是________g.
(3)氢气的密度是________kg/m3.
(4)“碳海绵”可用来处理海上原油泄漏事件,是因为它具有________这一特性.
九年级物理综合题中等难度题
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世界上最轻的固体——“碳海绵”
2013年3月19日,浙江大学高分子系高超教授的课题组向人们展示了神奇的“碳海绵”.一个由这种材料组成的8立方厘米大小的物体可以放在一朵花上,而花瓣完全不会变形,如图所示.“碳海绵”是世界上最轻的固体.它是一种用石墨烯制造出的气凝胶,每立方厘米的质量只有0.16mg,比氦气还要轻,约是体积同样大小的氢气质量的两倍.
“碳海绵”可任意调整形状,弹性也很好,体积被压缩80%后仍可恢复原状.它对有机溶剂有超快、超高的吸附力,是已被报道的吸油力最强的材料.现有的吸油产品一般只能吸自身质量10倍左右的液体,但“碳海绵”能吸收250倍左右,最高可达900倍,而且只吸油不吸水.“碳海绵”这一特性可用来处理海上原油泄漏事件——把“碳海绵”撒在海面上,就能把漏油迅速吸进来,因为有弹性,便于把吸进的油挤出来回收,“碳海绵”也可以重新使用.另外,“碳海绵”还可能成为理想的储能保温材料、催化剂载体及高效复合材料,有广阔的应用前景.
(1)“碳海绵”是世界上最轻的固体.这里的“轻”实际上是指它的________小.
(2)图24中“碳海绵”的质量是________g.
(3)氢气的密度是________kg/m3.
(4)“碳海绵”可用来处理海上原油泄漏事件,是因为它具有________这一特性.
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2013年3月19日,浙江大学高分子系高超教授的课题组制出了一种超轻凝胶﹣﹣它刷新了目前世界上最轻材料的记录,弹性和吸油能力令人惊喜,这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度为0.16mg/cm3,仅是空气密度的.如果我们的教室长10m,宽8m,高3m,那么教室空间的容积为 ________ m3,如果教室装满这种气凝胶,则质量为 ________ kg.
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贫民窟中的黑科技 单靠重力工作的电灯
当我们在享受电灯带来的各种便利时,身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度危险的煤油灯进行照明。针对发展中国家普遍用不上电的情况,2012年12月,英国伦敦设计师马丁·瑞德福和吉姆·里弗斯发明了一款实用的“重力灯”(GravityLight)。顾名思义,它靠重力发电。在灯身上挂着的一个重物,重物下落时,它会拉动灯中心的一根绳子,从而启动一台发电机。发电机把下落重物产生的能量为灯供电。这和手摇式发电装置的原理一样,只不过重力灯的运动方向更垂直。这种重力灯和苹果手机一起被誉为21世纪最伟大的发明。
现在,重力灯迎来了第二代-----“重力LED灯GL02”,其亮度相当于一个12瓦的日光灯(如图1),使用寿命可以达到200年。“重力LED灯GL02” 挂于大约2米高,通过拉几下珠绳把重物吊起,松开后,重物因重力的关系会慢慢下降(每秒大约2mm,如图2)。以一系列的齿轮带动一个直流发电机,发电时间约为20分钟。“重力LED灯GL02”采用了全新的保护机制,可以确保超重的物体安全地着陆地面。当沙包落到地面时,只要将沙包再提高至原来位置,又可以继续发电。这样就能拥有绿色、不用电池、无污染、使用“零”成本、源源不断的光线。而且“重力LED灯GL02”机身上有DC插座,还可以为收音机等设备进行供电,其他类似的装置——比如电池充电器也能用同样的方式工作。重力LED灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,安置于1.8米的高度,可以维持约20分钟的照明,当然你安装高度的越高,维持时间越长。
(1)重力灯的主要构件是直流发电机,它的工作原理是______________ 。重力灯工作过程中主要的能量转化形式是:将________ 能转化成__________能再转化成________能。
(2)重力灯的内部结构如图3所示,使用了滑轮系统,通过向下拉珠绳把重物吊起。重力灯利用滑轮系统的目的是___________________________________ 。
(3)LED灯是由发光二极管组成,电光转换效率极高,具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压时,如果正向电压很小,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。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。如图4所示,为一发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。
①以下判断中错误的是(_____)
A.当该二极管两端的正向电压为0.2V时,二极管处于导通状态
B.当该二极管两端的正向电压为0.8V时,二极管处于导通状态
C.当该二极管两端的反向电压为10V时,二极管处于截止状态
D.当该二极管两端的反向电压为50V时,二极管将会被击穿
②该二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻____________(选填“大于”、“等于”、“小于”)正向电压为0.7V时的电阻。
(4)如果某一次使用重力灯,将质量为20Kg的重物吊起到1.8m的高度释放,重物以2mm/s速度匀速竖直下降,整个过程中可使10只并联的标有“3V、10mA”LED灯正常发光。则整个过程中重物的重力做功______________ J(g=10N/ kg);重力灯的能量转化效率为___________。
(5)重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具,使用“零”成本。但它也有不足之处,请说出使用重力灯的一点不足: _______________________。
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贫民窟中的黑科技﹣﹣单靠重力工作的电灯
当我们在享受电灯带来的各种便利时,身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度危险的煤油灯进行照明。针对发展中国家普遍用不上电的情况,英国伦敦设计师马丁•瑞德福和吉姆•里弗斯发明了一款实用的“重力灯”(GravityLight)。顾名思义,它靠重力发电。在灯身上挂着的一个重物,重物下落时,它会拉动灯中心的一根绳子,从而启动一台发电机。发电机把下落重物产生的能量为灯供电。这和手摇式发电装置的原理一样,只不过重力灯的运动方向更垂直。这种重力灯和苹果手机一起被誉为21世纪最伟大的发明。
现在,重力灯迎来了第二代﹣﹣“重力LED灯GL02”,其亮度相当于一个12瓦的日光灯(如图),使用寿命可以达到200年。“重力LED灯GL02”挂于大约2米高,通过拉几下珠绳把重物吊起,松开后,重物因重力的关系会慢慢下降(每秒大约2mm,如图)。以一系列的齿轮带动一个直流发电机,发电时间约为20分钟。“重力LED灯GL02”采用了全新的保护机制,可以确保超重的物体安全地着陆地面。当沙包落到地面时,只要将沙包再提高至原来位置,又可以继续发电。这样就能拥有绿色、不用电池、无污染、使用“零”成本、源源不断的光线。而且“重力LED灯GL02”机身上有DC插座,还可以为收音机等设备进行供电,其他类似的装置﹣﹣比如电池充电器也能用同样的方式工作。重力LED灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,安置于1.8米的高度,可以维持约20分钟的照明,当然你安装高度的越高,维持时间越长。
(1)重力灯的主要构件是直流发电机,它的工作原理是_____。
(2)重力灯的内部结构如图所示,使用了滑轮系统,通过向下拉珠绳把重物吊起。重力灯利用滑轮系统的目的是_____。
(3)如果某一次使用重力灯,将质量为20kg的重物吊起到1.8m的高度释放,重物以2mm/s速度匀速竖直下降,整个过程中可使10只并联的标有“3V、10mA”LED灯正常发光。则整个过程中重物的重力做功_____J(g=10N/kg);重力灯的能量转化效率为_____。
(4)重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具,使用“零”成本。但它也有不足之处,请说出使用重力灯的一点不足:_____。
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贫民窟中的黑科技 单靠重力工作的电灯
当我们在享受电灯带来的各种便利时,身处在发展中国家贫困地区的人们却在依靠极度危险的煤油灯进行照明。针对发展中国家普遍用不上电的情况,2012年12月,英国伦敦设计师马丁·瑞德福和吉姆·里弗斯发明了一款实用的“重力灯”(GravityLight)。顾名思义,它靠重力发电。在灯身上挂着的一个重物,重物下落时,它会拉动灯中心的一根绳子,从而启动一台发电机。发电机把下落重物产生的能量为灯供电。这和手摇式发电装置的原理一样,只不过重力灯的运动方向更垂直。这种重力灯和苹果手机一起被誉为21世纪最伟大的发明。
现在,重力灯迎来了第二代-----“重力LED灯GL02”,其亮度相当于一个12瓦的日光灯(如图1),使用寿命可以达到200年。“重力LED灯GL02” 挂于大约2米高,通过拉几下珠绳把重物吊起,松开后,重物因重力的关系会慢慢下降(每秒大约2mm,如图2)。以一系列的齿轮带动一个直流发电机,发电时间约为20分钟。“重力LED灯GL02”采用了全新的保护机制,可以确保超重的物体安全地着陆地面。当沙包落到地面时,只要将沙包再提高至原来位置,又可以继续发电。这样就能拥有绿色、不用电池、无污染、使用“零”成本、源源不断的光线。而且“重力LED灯GL02”机身上有DC插座,还可以为收音机等设备进行供电,其他类似的装置——比如电池充电器也能用同样的方式工作。重力LED灯的照明时间取决于安装的高度,正常情况下,安置于1.8米的高度,可以维持约20分钟的照明,当然你安装高度的越高,维持时间越长。
(1)重力灯的主要构件是直流发电机,它的工作原理是______________。重力灯工作过程中主要的能量转化形式是:将_______能转化成__________能再转化成________能。
(2)重力灯的内部结构如图3所示,使用了滑轮系统,通过向下拉珠绳把重物吊起。重力灯利用滑轮系统的目的是___________________________________ 。
(3)LED灯是由发光二极管组成,电光转换效率极高,具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压时,如果正向电压很小,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。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。如图4所示,为一发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。
①以下判断中错误的是(______)
A.当该二极管两端的正向电压为0.2V时,二极管处于导通状态
B.当该二极管两端的正向电压为0.8V时,二极管处于导通状态
C.当该二极管两端的反向电压为10V时,二极管处于截止状态
D.当该二极管两端的反向电压为50V时,二极管将会被击穿
②该二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻________(选填“大于”“等于”“小于”)正向电压为0.7V时的电阻。
(4)如果某一次使用重力灯,将质量为20Kg的重物吊起到1.8m的高度释放,重物以2mm/s速度匀速竖直下降,整个过程中可使10只并联的标有“3V、10mA”LED灯正常发光。则整个过程中重物的重力做功______________ J(g=10N/ kg);重力灯的能量转化效率为___________。
(5)重力灯是绿色、无污染的清洁照明工具,使用“零”成本。但它也有不足之处,请说出使用重力灯的一点不足: _______________________。
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水上漂浮房
如图甲所示为科技人员设计的一种可移动式水上漂浮房,它具有冬暖夏凉的有点,不仅为人们到海滨旅游提供了方便,而且节约了能源、减少了对环境的污染。图中漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板,接受太阳能的功率为9.0×103W,电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量,使漂浮房在平静的水面上能以恒定功率沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变。现有一位中学生从岸上进入漂浮房参观体验,发现从某一时刻开始,漂浮房受到水平方向的牵引力F随时间运动t的变化关系如图乙所示,t=20s后,漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动。
(1)漂浮房冬暖夏凉,利用了水的比热容比较_______的特征;
(2)可移动式水上漂浮房的太阳能电池板能将太阳能最后转化为_____能;
(3)中学生从岸上进入漂浮房后,水对漂浮房的浮力增加约为_________;
A.5N B.50N C.500N D.5000N
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共享单车,绿色出行
2014年,北大毕业生戴威与4名合伙人共同创立OFO无桩共享单车小黄车,致力于解决大学校园的出行问题。2015年5月,超过2000辆共享单车出现在北大校园。2017年8月4日,OFO已经对全球150座城市进行了投放,为上亿用户提供超过共计20亿次的出行服务,摩拜则在海内外超过150座城市为上亿用户提供服务,投放车辆总规模超过600万辆,每天提供超过2500万次骑行。
如图甲是街头的摩拜、小黄车单车,单车车锁内有一张手机卡,开锁时车锁、手机和服务器通过微信交换信息。单车车筐内有块太阳能电池板,传动轴内有一台微型发电机,在骑行的时候,这个发电机能为车锁里面的电池充电。
(1)开锁时车锁、手机和服务器通过微信交换信息,信息是通过______(选填“超声波”或“电磁波”)传递的。
(2)单车车筐内的太阳能电池板把____能转化为______能;传动轴内的微型发电机是根据____原理制成的。
(3)请你利用所学的物理知识解释小王刹车后仍然撞车受伤的原因_________________。
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