知识点挑题 - 初中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
科普阅读题
超导体
超导材料又称为超导体\((superconductor)\)，某些导体的温度低于某个值时，导体的电阻为\(0\)，这种现象被称为超导现象，人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。为了证实超导体的电阻为零，科学家将一个铅制的圆环，放入温度低于\(Tc(7.2K)\)的空间，利用电磁感应使环内激发起感应电流。结果发现，环内电流能持续下去，从\(1954\)年\(3\)月\(16\)日始，到\(1956\)年\(9\)月\(5\)日止，在两年半的时间内的电流一直没有衰减，这说明圆环内的电能没有损失，当温度升到高于\(Tc\)时，圆环由超导状态变正常态，材料的电阻骤然增大，感应电流立刻消失，这就是著名的昂尼斯持久电流实验。导体没有了电子，电流流经超导本时就不发生热损耗，从而产生超强磁场。\(1933\)年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体同的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。人们还帮过这样一个实验：在一上浅平的锡盘中，放入一个体积很小但磁性很强的永久磁体，然后把温度降低，使锡盘出现超导性，这时可以看到，小磁铁竟然离开锡盘表面，慢慢地飘起，悬空不动。为了使超导材料有实用性，人们开始了探索高温超导的历程，现有的高温超导体还处于必须用液态氮来冷却的状态，但它仍旧被认为是\(20\)世纪最伟大的发现之一。根据以上材料回答\(35-36\)小题，。
\((1)\)下列设想中符合超导体特性的 ______ \((\)多项选择题\()\)
A.用超导体材料制作电饭煲\(B.\)用超导体材料制作电动机线圈
C.用超导体材料制作超强磁铁\(D.\)用超导体材料制作输电线。
\((2)\)热力学温度是国际单位制七个基本物理量之一，单位为开尔文，简称开\((\)符号为\(T\)、单位为\(K).\)热力学温度又被称为绝对温度，是热力学和统计物理中的重要参数之一。一般所说的绝对零度指的便是\(OK\)，对应反映出个好\(273\)摄氏度，热力学温度\(T\)与人们惯用的摄氏温度\(r\)的关系是\(T(K)=273+t(^{\circ}C).1987\)年\(2\)月，美国华裔科学家朱经武和中国科学家赵忠贤相继在钇\(-\)钡\(-\)铜\(-\)氧系材料上把临界超导温度提高到\(90K\)以上，液氮的禁区\((77K)\)也奇迹般地被突破了。高温超导材料的不断问世，为超导材料从实验室走向应用铺平了道路。\(77K\)对应的摄氏温度是 ______
A.\(77^{\circ}CB.273^{\circ}CC.350^{\circ}CD.-196^{\circ}C\)。

难度：较易

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2．
从“绿皮车”到“磁悬浮”
在东城区明城墙遗址公园的南侧，有一幢建筑风格特异的红色铁皮屋顶的房子，它是\(1901\)年建成的京奉铁路信号所原址，信号所旁边遗留着一段京奉铁路的铁轨，如图\(1\)所示。这座老建筑和这段老铁轨见证着我国轨道交通的不断发展。\(2007\)年\(4\)月我国第一列火车动车组开通，以内燃机为原动力的绿皮火车，正在陆续被更快速、更舒适、更环保的轨道交通方式所取代，使城市之间的通行时间大大缩短。目前，在我国高铁动车发展建设的同时，磁悬浮列车的研发和试运行也在紧张有序地进行中。
一般磁悬浮列车有两种形式：一种是利用同名磁极相互相斥的原理而设计的电磁力运行系统的磁悬浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行。另一种则是利用异名磁极相互吸引的原理设计的电磁力运行系统的磁悬浮列车，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\(10～15\)毫米的气隙，使感应钢板的吸引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。
我们可以预见，随着超导材料和超低温技术的发展，修建磁浮铁路的成本会大大降低，磁悬浮列车需要的技术及性能要求将逐渐成熟。到那时，磁悬浮列车作为一种快速、舒适的“绿色交通工具”，将会飞驰在祖国的大地上。
\((1)\)小东同学在某次游学活动中，乘坐\(G503\)次高铁从北京西至武汉站。列车从北京西出发时刻为\(14\)时\(43\)分，当天\(19\)时\(43\)分抵达武汉站，若北京西至武汉站总旅程是\(1230km\)，则小东同学乘坐该次列车的平均速度是 ______ \(km/h\)。
\((2)①\)如图\(2\)甲、乙所示是两种实验型号的磁悬浮列车的横截面结构图，其中 ______ \((\)选填“甲”或“乙”\()\)图所示型号的磁悬浮列车利用了同名磁极相互排斥的原理。

\(②\)结合所学的物理知识，你认为超导磁悬浮列车与普通列车相比有哪些优势？目前阶段你认为制约超导磁悬浮列车大规模发展的原因是什么？\((\)各提一条即可\()\)

难度：易

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3．阅读以下材料，回答相关问题
超导磁流体推进器
磁流体推进器（英语：Magnetohydrodynamic Drive，MHD）是贯通海水的通道内建有一个磁场，这个磁场能对导电的海水产生电磁力作用，使之在通道内运动，若运动方向指向船尾，则反作用力便会推动船舶前进．而采用超导磁体作为磁场来源，则称为超导磁流体推进器．
磁流体推进器由磁体、电极和通道三部分构成，其推进过程可以借助物理学中的“磁场对通电直导线的作用”这一现象解释．
超导电磁流体推进是把电能直接转换成流体动能，以喷射推进取代传统螺旋桨推进的新技术，它具有低噪音和安全性等特点，在特殊船舶推进应用中具有重大价值．中科院从1996年开始超导磁流体推进技术的研究，研制成功世界上第一艘超导螺旋式电磁流体推进实验船．
请回答下列问题：

（1）磁流体推进器由 ______ 、电极和通道三部分构成
（2）导电的海水在通道内流动时，船前进的方向如图2所示，此时海水受到向 ______ 的电磁力．（选填“左”或“右”）
（3）导电的海水在通道内流动时，获得的动能是由 ______ 能转化成的．

难度：易

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4．阅读短文并回答下列问题：
各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在．20世纪初，科学家发现，某些物质在很低的温度时，如铝在-271.76℃以下，铅在-265.95℃以下，电阻就变成了零，这就是超导现象，用具有这种性能的材料可以做成超导材料．目前已经开发出一些“高温”超导材料，它们在100K（-173℃）左右电阻就能降为零．
如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处．在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗．如果用超导材料来制造电子元件，由于没有电阻，不必考虑散热问题，元件尺寸可以大大缩小，进一步实现电子设备的微型化．
（1）超导材料的电阻是 ______ ．
（2）导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的 ______ 、 ______ 和 ______ 有关．阅读上述材料可知，导体的电阻还受 ______ 的影响．
（3）若常温下超导体研制成功，则超导体适合做 ______ ．
A．电热水壶 B．输电线 C．电热吹风机 D．电热毯．

难度：易

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5．
阅读以下材料，回答相关问题
超导磁流体推进器
磁流体推进器\((\)英语：\(Magnetohydrodynamic\) \(Drive\)，\(MHD)\)是贯通海水的通道内建有一个磁场，这个磁场能对导电的海水产生电磁力作用，使之在通道内运动，若运动方向指向船尾，则反作用力便会推动船舶前进\(.\)而采用超导磁体作为磁场来源，则称为超导磁流体推进器．
磁流体推进器由磁体、电极和通道三部分构成，其推进过程可以借助物理学中的“磁场对通电直导线的作用”这一现象解释．
超导电磁流体推进是把电能直接转换成流体动能，以喷射推进取代传统螺旋桨推进的新技术，它具有低噪音和安全性等特点，在特殊船舶推进应用中具有重大价值\(.\)中科院从\(1996\)年开始超导磁流体推进技术的研究，研制成功世界上第一艘超导螺旋式电磁流体推进实验船．
请回答下列问题：

\((1)\)磁流体推进器由 ______ 、电极和通道三部分构成
\((2)\)导电的海水在通道内流动时，船前进的方向如图\(2\)所示，此时海水受到向 ______ 的电磁力\(.(\)选填“左”或“右”\()\)
\((3)\)导电的海水在通道内流动时，获得的动能是由 ______ 能转化成的．

难度：易

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6．
超导现象是指导体电阻在温度降到一定值时变为的现象，当白炽灯的灯丝电阻变为零时，白炽灯 \((\)填“不能发光”或“发光更亮”\()\)，电视机等用电器的后盖上都开有小孔，这是为了．

\((19)\)家用白炽灯正常工作时，其两端的电压为 \(V\)，电灯、电视和电冰箱等用电器都是联在电路中的，为了保护用电设备的安全，一要防止电流过大，二要防止电路 \(.\)家用熔丝是由熔点较的铅锑合金制成的，它的较大\(.\)小明家中一周前、后电能表示数如图所示，他家这周消耗了 \(kW⋅h\)的电能．

\((20)\)当某导体两端电压是\(3V\)时，通过它的电流是\(0.2A\)，则该导体的电阻是 \(Ω\)；当它两端电压为\(0V\)时，该导体的电阻为 \(Ω.\)

\((21)\)如图所示，插座和电灯\((\)带开关\()\)是组成家庭电路的常用器件，请你用笔画线代替导线将各器件正确连入电路中：

难度：中等

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7．从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离．要实现如此远距离的电能输送．在目前的技术水平下就要采用高压输电，这是为了减少 ______ ． ______ 材料的出现，为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能．

难度：较易

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8．
阅读以下材料，回答相关问题．
超导材料
\(1911\)年，荷兰科学家昂内斯\((Onnes)\)用液氦冷却水银时发现，当温度下降到\(4.2K(-268.98℃\)时\()\)时，水银的电阻完全消失\(.1913\)年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出：低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在\(4.2K\)进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态\(.\)后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体．
\(1933\)年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”．
根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料\(.\)但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点\(0℃\)，对常温来说应是极低的温度\(.20\)世纪\(80\)年代是超导电性探索与研究的黄金年代\(.1981\)年合成了有机超导体，\(1986\)年缪勒和柏诺兹发现了一种成分为钡\((Ba)\)、镧\((La)\)、铜\((Cu)\)、氧\((O)\)的陶瓷性金属氧化物，其临界温度提高到了\(35K.\)由于陶瓷性金属氧化物通常是绝缘物质，因此这个发现的意义非常重大，缪勒和柏诺兹因此而荣获了\(1987\)年度诺贝尔物理学奖\(.\)后来包括中国在内的世界上部分国家又陆续发现临界温度\(100K\)以上的高温超导材料．
高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类：大电流应用\((\)强电应用\()\)、电子学应用\((\)弱电应用\()\)和抗磁性应用\(.\)大电流应用即前述的超导发电、输电和储能；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等．
请回答下列问题：
\((1)\)许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为
______ 温度．
\((2)\)超导体 ______ \((\)选填“可以”或“不可以”\()\)用来制作电炉子的炉丝．
\((3)\)如图所示，在甲、乙两图中能表示“迈斯纳效应”的是 ______ 图\(.\)
\((4)\)高温超导材料的超导电性可以应用于 ______ ．

难度：较易

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