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题型:解答题
难度:中等
阅读短文,回答下列问题
通常我们把物质的状态分为固态、液态和气态,但是某些有机化合物具有一种特殊的状态,在这种状态中,它们一方面像液体,具有流动性,另一方面又像晶体,分子在某个方向上排列比较整齐,因而具有各向异性,我们把这些物质叫做液晶.液晶是不稳定的,外界影响的微小变化,例如温度、电场等,都会引起液晶分子排列变化,改变它的光学性质.
例如有一种液晶,只要外加很小的电压,就会由透明状态变成不透明的.除去电压,又恢复透明状态.利用液晶的这种性质,可以制成显示元件:在两块薄玻璃板中间放入液晶,两侧玻璃的表面镀上薄薄的导电层,其中一侧的导电层被分割为一些细条,细条间各不相连.当某些条形导电层和另一侧的导电层间加上电压时,这些细条下面的液晶变的不透明,挡住了液晶下面反射来的光,所以看起来是黑的.不同的细条可以组成不同的文字和图案.液晶显示的优点是工作电压低(1.5V~30V),功耗小(10µW~80µW),常与集成电路配套使用.
还有一类液晶具有灵敏的温度效应.例如有的液晶当温度升高时颜色按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序变化,温度降低时,又按相反顺序变化.液晶的这种性质可以用来探测温度.如果在病人皮肤表面涂一层液晶,由于肿瘤部分的温度与周围正常组织的温度不一样,液晶就会显示出不同的颜色.这种液晶还可以检查电路中的短路点,把液晶涂在印刷线路板上,由于短路处温度升高,这个地方液晶显示的颜色就与其他地方不同.
虽然液晶在1888年就被发现,但是直到上个世纪60年代人们将液晶应用于显示技术之后它才倍受重视,继而又陆续发现了液晶的许多其他效应.近来,液晶的理论又在细胞生物学和分子生物学中得到了发展.可以预见,液晶理论和技术的应用有着广阔的前途.
请回答下列问题:
(1)你认为液晶分别与固体和液体有哪些异同点?
(2)液晶具有何特性?这种特性在生活中有哪些应用?
(3)文章中说:“可以预见,液晶理论和技术的应用有着广阔的前途.”你认为液晶可能在哪些方面有重要应用?
题型:解答题
难度:中等
前不久,美国科学家将普通的混凝土中掺入较多的高分子材料或玻璃纤维,发现混凝土的弹性比原来大了100倍,而且重量比原来轻,请你说一说用这样的材料建造房子有什么好处?
题型:解答题
难度:简单
阅读材料回答问题
小玲从课本的密度中发现,在一些常见的金属中,铝密度最小,她想知道铝有哪些用途,于是查阅了有关资料,收集到如下信息:
信息1:在金属的家庭中,铝密度小且很软,人们在纯铝中加入4%的铜与少量的镁、锰、硅、铁等,制出了硬铝,这样即保持了密度小,又克服了纯铝软的特点,这种合金广泛应用在飞机制造上,一架普通的飞机,差不多要用50万个硬铝制成的铆钉.另外,飞机的外壳、机翼、机尾、螺旋浆、引擎的许多部件也是用硬铝做的,如前苏联第一颗人造卫星的密封外壳与第二颗人造卫星的动物舱,以及球形容器都是铝合金做的.这种合金还广泛应用在我们的日常生活中.
信息2:本来铝的密度已经够小的了,可是1958年以来人们又研制了密度更小的铝--泡沫铝.在泡沫铝的“肚子里”尽是氢气泡,放在水里,它会像木头一样浮在水面上,人们测试1m3的泡沫铝只有178kg.此外,泡沫铝有保温、隔音、不易锈蚀等优点,目前用泡沫铝来制造飞机和火箭是最理想的材料.
根据以上信息,并结合自己对密度知识的理解,试回答下列问题:
(1)泡沫铝的密度是______kg/m3,它的优点有:能保温、隔音、不易锈蚀等,可用于制作____________
(2)硬铝的优点有哪些______,人们制造飞机为什么不用硬度很高的钢和铁?______
(3)通过刚才的阅读,你会产生哪些联想?(说出一点即可)
题型:填空题
难度:困难
发挥你的想象力,提出一个巧妙应用形状记忆合金的设想(参照示例,另举1例).
示例:用形状记忆合金制作一个“保险丝”,安装在电器内易发热物体附近,当温度过高时,记忆合金就恢复到它高温时的形状,断开电路,防止电器过热.
设想:(所提的设想应是制作“保险丝”以外的)   
题型:解答题
难度:压轴
阅读短文,回答问题:
热敏电阻
热敏电阻器是敏感元件的一类,按照温度特性不同分为正温度系数热敏电阻器(PTC)和负温度系数热敏电阻器(NTC).PTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越大,NTC热敏电阻器在温度越高时电阻值越低.
目前普遍使用的热敏电阻器中有陶瓷热敏电阻器和有机材料热敏电阻器.图甲、乙分别为这两种热敏电阻的阻温曲线图.
热敏电阻常用在过流保护上.室温下电阻较小,而当电路因短路或过载故障而出现过大电流时,热敏电阻由于发热功率增加导致温度上升,当温度超过一定值(转变点)时,电阻瞬间剧增,回路中的电流迅速减小到安全值而起保护作用.当故障排除后,热敏电阻还可正常使用,所以其又经常被人们称为自恢复保险丝.当温度超过转变点温度时,电阻随温度变化更大的更适宜制作自恢复保险丝.
热敏电阻还可用在温度控制及温度补偿上.生活中的电蚊香加热器(如图丙)就是采用图甲所示的陶瓷热敏电阻代替电热丝作为恒温加热器的.它的工作原理如图丁,当把电蚊香片放入后,接上电源即可对其加热驱蚊、灭蚊.航天器在太空工作,当进入地球阴影时温度会急剧降低,航天器上的一些金属电阻元件的阻值会减小,而当太阳直射时温度又会升得很高,它们的阻值会增大.这一问题对于需要精确工作的航天器而言,常常是致命的伤害.为了防止这一现象的发生,可以串联一个热敏电阻对其进行补偿.
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(1)图甲中的陶瓷热敏电阻在温度低于170℃时具有______(选填“PTC”、“NTC”)效应.图乙中的有机材料热敏电阻属于______(选填“PTC”、“NTC”)热敏电阻.
(2)航天器在太空工作,需给金属电阻元件串联一个______(选填“陶瓷”、“有机材料”或“NTC”)热敏电阻对其进行补偿.
(3)在电路正常时,自恢复保险丝消耗的电功率很______
(4)制作自恢复保险丝适宜选择______(选填“陶瓷”、“有机材料”或“NTC”)热敏电阻.
(5)当将图丙所示的电蚊香加热器接入电路后,其功率随时间变化的图象最可能的是______
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题型:解答题
难度:中等
阅读材料,回答问题.
巨磁电阻效应
1988年科学家发现,在铁、铬相间的三层复合膜电阻中,微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化,这种现象被命名为“巨磁电阻效应”.
更多的实验发现,并非任意两种不同种金属相间的三层膜都具有“巨磁电阻效应”.组成三层膜的两种金属中,有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种,另一种是不易被磁化的其他金属,才可能产生“巨磁电阻效应”.
进一步研究表明,“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时.用R表示未加磁场时的电阻,R表示加入磁场后的电阻,科学家测得铁、铬组成的复合膜R与R之比与膜层厚度d(三层膜厚度均相同)的关系如图所示.
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(1)以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是______
A.铜、银;B.铁、铜;C.铜、铝;D.铁、镍.
(2)读图中可知,铁、铬组成的复合膜,当厚度是______nm时(只填一种情况即可),这种复合膜电阻具有“巨磁电阻效应”.
(3)读图可知,铁铬复合膜发生“巨磁电阻效应”时,其电阻将______(选填“变大”“变小”或“不变”).
题型:选择题
难度:简单
关于能源、材料,下列说法不正确的是( )
A.目前的核电站是利用核裂变释放出来的能量来发电的
B.航空器材采用的是低强度、高密度的合金材料
C.超导材料可用做高压输电线
D.太阳能是一种既无污染又取之不尽的新能源
题型:解答题
难度:简单
物理学的发展,推动了技术创新;而技术的进步,也时时为物理学提供着先进的没备和手段,促进了物理学的发展.物理与技术交相辉映.请列举一例,并简要说明二者之间的互动关系.
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