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1、小明做“测定小灯泡电功率”的实验时，连接的实物电路如图甲所示，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V.
(1)、用笔画线替代导线，将实物电路连接完整.(2)、碰接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，而且很亮，则连接电路时存在的不规范或不妥当是：①；②.
(3)、实验过程中，当电压表示数为2.5V时小灯泡正常发光，由图乙可知，此时电流表的示数为A，小灯泡的额定功率为W.(4)、小明受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）的额定功率.在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流-电压图象如图丙所示，查阅资料知道该 LED 的额定电压为 3V，结合图象可得该 LED 的额定功率为W.小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED 比小灯泡亮，请对此现象作出解释. -
2、实验桌上有如下器材：符合实验要求的电源1个、电流表和电压表各1只、开关1个、阻值已知的电阻3个（3个电阻的阻值大小互不相同）和导线若干.要求从实验桌上选择适当器材，设计一个实验证明：“当通过电阻的电流保持不变时，电阻消耗的电功率与该电阻的阻值成正比.”
(1)、请画出实验电路图.(2)、写出主要实验步骤.(3)、设计出实验数据记录表. -
3、在测定标有“3.8V”小灯泡（阻值约为10Ω）额定功率的实验中，所给器材如下：学生电源（有3、6、9V 三挡）、电阻， 、两块电流表（0~0.6~3A）、两只滑动变阻器（A. “5Ω2A”；B. “10Ω1A”）.请完成下列实验：
(1)、请根据图甲中的电路，将图乙中实物电路补充完整.(2)、在这个实验中，你将选用学生电源的V挡，选择（选填“A”或“B”）滑动变阻器.(3)、闭合开关前，滑动变阻器的滑片要置于（选填“A”或“B”）端.调节变阻器，灯泡正常发光时电流表A1的示数如图丙，则小灯泡的额定功率是W. -
4、阅读材料，回答问题.
北京8分钟
2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京8分钟”表演惊艳全世界，同时宣告冬奥会进入北京时间.短短8分钟的表演却蕴含着大量的“中国智慧”和“中国制造”.闭幕式上，演员穿着目前国内最大尺寸的熊猫木偶道具进行轮滑表演，给人留下了深刻印象.为达到最佳表演效果，需要严格控制道具的质量，初选材料做出的道具约为40kg，为减小道具的质量，制作团队在原有工艺的基础上不断改良和创新，经过反复对比和测试，最终确定用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料.最终版的熊猫木偶道具质量仅为10kg.
装载着大屏幕的机器人与轮滑舞者进行了互动表演，为体现冰雪主题，大屏幕也使用了新技术，让它们看起来像是用冰雪制成的“冰屏”.每块“冰屏”长3m.为保证“冰屏”具有较强的抗风能力，“冰屏”的整个结构非常精密，卡槽与屏之间的距离达到微米级，经过风洞测试，每块“冰屏”都能承受 15m/s的风速.目前我国的“冰屏”技术已处于世界领先水平.
舞台上要求演员衣服轻薄，动作舒展流畅，由于现场气温低至-3℃，为做好演员的保暖工作，超薄保暖服采用了超级新型纳米材料——石墨烯发热膜.演员上场前，需先对服饰内的电池进行充电.充电完成后，石墨烯发热膜保暖服可在-20℃的环境中工作4小时，确保了演员穿着舒适和演出成功.
(1)、熊猫木偶道具选用铝合金管材和碳纤维条作为制作材料，除了考虑材料的强度和韧性外，还因为这些材料较小.(2)、演员在地面上做曲线运动时，受到的力是（选填“平衡力”或“非平衡力”）.(3)、在对“冰屏”进行抗风能力的风洞测试中，让屏幕正对风的方向，若增大风速，风对屏幕产生的压强（选填“变小”“变大”或“不变”）.(4)、在给保暖服内的电池充电时，电能转化为能；保暖服通电发热是通过（选填“热传递”或“做功”）方式增加保暖服的内能. -
5、阅读材料，回答问题.
神奇的光伏高速公路
全球首段承载式光伏高速公路2017 年12 月28日在山东济南通车，光伏路面全长1120米，路面顶层是类似毛玻璃的新型材料，摩擦系数高于传统沥青路面，在保证轮胎不打滑的同时，还拥有较高的透光率，让阳光穿透它，使下面的太阳能电·池把光能转换成电能，发电装机容量峰值功率为817.2kW，预计年发电量约100万千瓦.参与测试的一名中巴车司机说：“路面的感觉和平常高速一样，刹车距离和平常路面一样.”在冬季，这段路面还可以将光能转化为热能，消融冰雪，确保行车安全.
报道称，这条光伏路面还预留了电磁感应线圈，随着电动汽车无线技术的配套，未来可实现电动车边跑边充电；预留的信息化端口还可接入各种信息采集设备，车辆信息、拥堵状况等信息将汇聚成交通大数据，构建大数据驱动的智慧云控平台，通过智能系统、车辆管控等措施，能更有效地提升高速公路的运行效率.
晒晒太阳就能发电，公路变成“充电宝”，自行融化路面积雪……这就是智慧公路的先行案例.
(1)、材料中有个物理量的单位有误，请你指出来并改正.(2)、简要描述“新型材料”的特性.(3)、光伏高速公路的设计应用了哪些物理知识?（回答三点即可） -
6、人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出.如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题.目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力.
(1)、你认为利用太阳能有哪些好处?(2)、太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道亮丽的风景线（如图a所示）.太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是（ ）.A、磁性材料 B、纳米材料 C、半导体 D、超导体(3)、太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的.我国太阳能热水器已走进了千家万户.小明家的太阳能热水器的采光面积是 2.1m2.若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多高温度?(4)、为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车.图b是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电.
①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图c所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω.闭合开关S，当调速电阻的滑片 P 滑到最左端时车速最大，此时电流表示数为5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，则这时电动机的电功率是多少?
②制造太阳能电动三轮车车架可用各种不同的新材料，部分材料的技术指标如下表所示：
材料
技术指标
锰钢
铝合金
钛合金
碳纤维
性能（强度）
强
较弱
较强
强
密度（kg·m-3）
7.9×103
3.0×103
4.5×103
1.6×103
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料?若车架的体积约为 车架的质量是多大?
(5)、某年的世界环境日，我国的主题是：“绿色消费，你行动了吗?”联系生活实际，谈谈你应如何做? -
7、能源技术的创新不断地推动人类社会的进步，但能源危急、环境污染和生态破坏又反过来制约人类社会的发展，作为一名现代社会的中学生，你会发现周围很多能量被白白浪费了，利用学过的物理知识，将一些能量转化为电能：(1)、请你为自己的家庭设计两个不需要消耗燃料的发电方式：、(2)、大海海面波浪起伏，你想过将波浪所具有的机械能转化为电能给灯塔供电吗（提示：地磁场磁性太弱）?请回答下列问题：
A.这一设想依据的原理是： ▲ .
B.需要的器材：除导线、开关外，还需要两个关键器材： ▲ 、 ▲ .
C.怎么实现你的设计?
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8、泡沫混凝土是一种新型的建筑材料，具有密度小、多孔、保温、隔热、隔音、减震等优点，同学们对此很好奇，围绕其保温隔热的性能，提出了以下的问题，你认为较有价值且可探究的问题是（ ）.A、“它为什么能防火、保温?” B、“它的密度小特点对减震有什么影响?” C、“厚度的变化对保温、隔热性能有什么影响?” D、“多孔结构对隔音性能有什么影响?”
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9、一种名为“Line-X”的新型涂料能让物体表面变得“韧性十足”，将普通西瓜从高处扔下会摔碎，而涂有涂料的西瓜扔下后却完好无损.展望未来，请你列举两个“Line-X”涂料发挥实际作用的设想.
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10、下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（ ）.A、条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是半导体材料 B、太阳能和核能都是可再生能源 C、必须用六颗同步卫星才能实现全球通信 D、塑料和银都是很好的绝缘材料
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11、阅读短文，回答问题.
风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用.蓄电池充满电后不再充电，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.
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率.
风力发电机 太阳能电池板 蓄电池 最小启动风速 1.0m/s 电池板的面积 0.5m2 蓄电池容量 150Ah 最小充电风速 2.0m/s 光电转化效率 0.16 额定电压 12V 最大限制风速 12.0m/s — 一 最大输出功率 400W (1)、能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类，太阳能和风能都属于____.A、二次能源 B、可再生能源 C、常规能源 D、非清洁能源(2)、风力发电机是根据原理发电的.利用风力发电时，是将能转化为能.(3)、当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为 1000W 时，太阳能电池板的输出功率为W.(4)、已知风力发电机的输出功率P 与风速v的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W，此时风速为m/s.(5)、充满电的蓄电池以额定电压对外供电，输出功率为 100W 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.(6)、某城市一道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明，已知路灯的规格为“12V 70W”，路灯共有 1000 盏，每天正常工作 10h，则一天消耗的电能为kW·h.如果用烧煤发出的电对该道路的路灯供电，已知煤电转换关系为η=380g/（kW·h），则一个月需要烧煤t（一个月以30天计）. -
12、仔细分析下表中所列物质的各种参数，请写出你从表中发现的三条规律或信息：
金属
密度
（103kg/m3）
熔点
（℃）
导热性能
1 表示最强
9 表示最弱
导电性能
1 表示最强
9表示最弱
铝
2.7
660
4
4
铜
8.9
1083
2
2
金
19.3
1063
3
3
铅
11.3
327
9
9
镍
8.9
1453
7
6
银
10.5
961
1
1
(1)、 ▲ ；（2） ▲ ；（3） ▲ . -
13、2010 年诺贝尔物理学奖颁给了发现石墨烯的两位科学家.石墨烯由一层碳原子组成，它是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料，它的熔点超过 2000℃，它具有优良的导电性和导热性等属性.可以预见，石墨烯未来的应用将相当广阔.根据石墨烯的属性，你认为石墨烯不能用来制成（ ）.A、隧道掘进机的钻头 B、炒菜锅 C、高压输电线 D、家用保险丝
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14、某同学为测量地表植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一面积为0.1m2的面盆盛6kg的水，经太阳垂直照射15min，温度升高5℃，若地表植物每秒吸收太阳能的能力与水相等，水的比热容（(1)、每平方米绿色植物每秒吸收的太阳能为多少焦耳?(2)、若绿色植物在光合作用下每吸收1kJ的太阳能可放出0.05L的氧气，则每公顷绿地每秒可放出多少升的氧气?（1公顷(3)、设大气顶层的太阳能只有 45%到达地面，太阳与地球之间的平均距离为 试估算出太阳的全部辐射功率是多少.（保留1位有效数字）
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15、小明在物理课外活动中，对两台相同的燃油和电动汽车进行调查，下表记录了调查的部分数据.（假设在城市中车速相同）
部分参数
燃油汽车
电动汽车
城市道路每 100km平均油耗/电耗
8L
22kW·h
发动机效率
30%
80%
使用能源单价
6.1元/L
0.55 元/度
现准备去离学校10km的市内某科技馆参观.
(1)、若乘燃油汽车出行，则需要使用燃油多少千克才可到达目的地?（ρ燃油=0.8×(2)、若改乘电动汽车出行，需要给电动汽车的电池充电，现采用民用电压（220V）给电动汽车电池充电，充电电流达30A，要充电多长时间?（不计充电时能量损失）(3)、结合上述信息，说说若是你出行选乘哪种汽车，并说明理由.（以数据为依据） -
16、天然气灶是利用燃烧天然气获得热量的炉具，而电磁炉是新一代消耗电能获得热量的智能炉具.为了比较两种炉具的性能，小杰同学进行了相关调查，得到的有关数据见后面的表格.如果小杰家每天做饭、烧水所需热量为8.0×106J.(1)、若这些热量靠天然气灶提供，需要燃烧多少天然气?（热值用q 表示）(2)、若这些热量靠电磁炉提供时电磁炉正常工作了90min，该电磁炉的热效率是多少?(3)、通过计算说明使用哪种炉具更省钱?(4)、若小杰家的进户线上装有一空气开关，当电流达到20A时，空气开关将自动“跳闸”切断电流.当该电磁炉正常工作时，小杰家中还可以接入的用电器最大功率是多少?
天 然 气 灶
电 磁 炉
热效率
40%
额定电压
220V
天然气热值
8.0×107J/m3
额定功率
2000W
天然气价格
2元/ m3
市电价格
0.5元/（kW·h）
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17、社会发展到今天，能源危机开始困扰人类.人们正在寻找各种可能的未来能源，以维持人类社会的持续发展.热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下利用氢的同位素氘、氚在可控情况下发生的核聚变.聚变反应中释放出来的核能提供大量的热量，就像造出一个“人造太阳”.反应后的生成物是无放射性污染的氦.据媒体报道：1L海水提取的氢的同位素，在完全聚变反应中释放的能量，相当于300L汽油完全燃烧所释放的热量.请根据所提供的数据进行计算，并回答以下问题：(1)、若汽油的密度约为 300L汽油的质量是多少?（1L=1×(2)、若汽油的热值为4.6×107J/kg，300L 汽油完全燃烧能释放多少热量?(3)、从1.49×102L海水中提取氢的同位素，在发生聚变时可以产生1.44×10¹2J的热量，若这些热量转化为电能的效率为50%，则它可以供给一台功率是200W的电视机正常工作多少小时?(4)、你知道吗?在安徽省合肥市科学岛上也有一台“人造太阳”.这个名为托卡马克的装置已投入运行.阅读了上述材料和数据后，你一定会有很多感受，谈谈你对“人造太阳”的认识.
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18、阅读下面的短文，回答问题.
太阳能热水器
太阳能热水器利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活需要，它具有安全、节能、环保等优点.
如图a所示，太阳能热水器主要由两部分组成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空.如图b所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料.另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通.
玻璃吸热管的工作原理如图所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热.向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高到一定的温度.玻璃吸热管具有吸热保温作用.
请回答以下问题：
(1)、玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力重力.(2)、能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面?简单说明理由：(3)、将质量为100kg，初温为20℃的水加热到60℃，则这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是(4)、某品牌太阳能热水器集热器面积为 ， 热效率为η=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为 （即平均每平方米每秒钟太阳能辐射能为1.4×103J）.在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，则需要加热多少小时? -
19、数据显示，我国现有的城乡路灯总数约为2亿只，并以每年20%的速度增长.我国有丰富的风能及太阳能资源，路灯作为户外装置，两者结合做成风光互补路灯，无疑给国家的节能减排提供了一个很好的解决方案.如图为某公司生产的风光互补LED路灯外形图和电路原理图，每套路灯的部分部件及参数如后面的表格所示.
(1)、该灯电路中，两只 LED灯的连接方式是（选填“串联”或“并联”）.(2)、两只 LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流为多大?(3)、国家发改委提供的数据显示，每燃烧1吨标准煤可以发电 3000 千瓦时，排放二氧化碳2.61吨.假如传统路灯消耗的电能来自燃烧标准煤发电，用此套路灯替换400瓦、每天工作10小时的传统路灯，则每套路灯1年（365天）可减少多少吨二氧化碳的排放?部件名称
单位
数量
型号
太阳能电板
套
1
24V 280W
风力发电机
台
1
24V 300W
蓄电池
只
2
12V 120Ah
LED灯
只
2
24V 60W
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20、我市地处沿海，风力资源极为丰富，随着各项大型风力发电项目的建设，我市将成为广东省知名风力发电基地.如图甲是某地风力发电的外景.风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成.请回答下列问题：
(1)、风力发电利用的是风能，风能是清洁的（选填“可再生”或“不可再生”）能源.(2)、风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度（选填“大”或“小”）、硬度大的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同而产生差，使风叶旋转.(3)、风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用原理，把机械能转化为电能.(4)、某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象可知道，当风速在 v1到 v2之间时，风速越大，发电机组的电功率.(5)、请你根据图象判断，台风来临时，能否给风力发电带来最大的经济效益? （选填“能”或“不能”）.