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孔明灯

孔明灯又叫天灯，是一种古老的中国手工艺品，在古代多做军事用途。现代多作为祈福之用。

孔明灯其实就是一种灯笼，它是用白结方纸糊制而成的，是根据热气球原理，空气受热膨胀，热空气密度减小，产生向上的力而升空。它的质量主要是椭圆形的竹圈和下端的燃料的质量，因而重心低，在受外力的作用下，重心的偏离小，因此可以在空中稳定上升而不至于翻转。点燃后，当灯笼内的空气被加热到一定温度时，灯笼就能腾空而起。

温度为20 ℃时，空气密度为1.2 kg/m3，下表给出了一些空气密度和温度的对应关系。

(1)点燃灯后，孔明灯内部的空气温度会升高，____________，所以孔明灯可以升空。

(2)孔明灯的重心低是为了_____________。

(3)已知孔明灯的质量为6 g，体积为0.02 m3，在20 ℃的环境中，孔明灯内部空气温度约为________ ℃时，孔明灯才可以升空。

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阳光动力2号

如图所示，是进行过环球飞行的全球最大的太阳能飞机“阳光动力2号”。它的翼展达到了72 m，机长22.4 m。但由于它的机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料制造，因此，它的质量只有2 300 kg，与一辆中型轿车相差无几。“阳光动力2号”上面共贴敷了17 248片太阳能电池。这些电池可以产生最大70 kW的功率，这些电力输送给四台电动机带动螺旋桨给飞机提供动力。白天，它会爬升到9 000 m的高空以避开气流并最大化利用太阳能，而夜晚则半滑翔飞行，逐渐降低到1 500 m高度，其速度并不大，因此夜里对能源的需求也大大减少。

(1)“阳光动力2号”将________能转化为________能，再转化为飞机需要的其他形式的能量。

(2)机身上的太阳能电池以最大功率工作，在30 min的时间内产生________kW·h的电能。

(3)“阳光动力2号”从白天航行转为夜里航行过程中，它的重力势能________（选填“逐渐增大”“不变”或“逐渐减小”）。

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电阻率

电阻率是表征导体材料性质的一个重要的物理量，它与导体的材料有关。在导体的长度和横截面积一定的条件下，电阻率越大，导体的电阻越大。电阻率的大小可用公式ρ＝R计算，其中l表示导体长度，S表示导体的横截面积。

以下是查阅资料得到的部分导体材料在20 ℃时的电阻率

(1)不同材料制作而成的长度和横截面积均相同的导体，导电性能越好说明电阻率________（选填“越大”或“越小”）。

(2)表格中未给出电阻率的单位，请你根据原文写出电阻率的单位：________。

(3)用铁制成的某导体的长度为1 m，横截面积为0.4 mm2时，该导体的电阻为______Ω。

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光的全反射

一束激光从某种玻璃中射向空气(如图甲所示)，保持入射点不动，改变入射角(每次增加0.2°)，当入射角增大到41.8°时，折射光线消失，只存在入射光线与反射光线，这种现象叫作光的全反射，发生这种现象时的入射角叫作这种物质的临界角．当入射角大于临界角时，只发生反射，不发生折射．

(1)上述玻璃的临界角是___________．

(2)折射光线消失后反射光线的亮度会增强，其原因是折射光消失后，入射光几乎全部变为___________．

(3)当光从空气射向玻璃，__________(选填“会”或“不会”)发生光的全反射现象．

(4)一个三棱镜由上述玻璃构成，让一束光垂直于玻璃三棱镜的一个面射入(如图乙所示)，请在图中完成这束入射光的光路图________

小明利用如图所示的电路“探究影响电阻大小的因素”。实验中使用4根电阻丝，其规格、材料如表所示。

(1)实验中通过观察______来比较电阻的大小；

(2)分别将______ (填编号)两根合金丝接入电路，来探究导体的电阻与导体横截面积有关，可得出结论是______；

(3)分别将C、D两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是导体的材料、横截面积相同时，导体的长度越大，电阻越______；

(4)为了进一步探究电阻是否受温度的影响，用酒精灯给电阻丝缓慢加热，观察加热前后电流表的示数，发现示数变小了，由此现象可得出结论______；

(5)通过以上探究，小明明白了输电线路将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样是为了______ (选填“增大”或“减小”)输电线的电阻。

（拓展）根据实验结论可知金属的电阻具有随温度变化的性质，小明用一段具有这种性质的金属丝接入电路中，设计了一个简易的测温装置，他将电流表的表盘改装成测温装置的刻度盘，当温度升高时，表盘的示数会______ (选填“增大”或“减小”)。

在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中，李明和同学们提出了以下猜想：

猜想一：导体电阻大小可能与导体的长度有关；

猜想二：导体电阻的大小可能与导体的横截面积有关。

于是他们从实验室老师那儿借来了某合金材料制成的各种长度和横截面积的电阻丝，并设计了如图所示的电路。

(1)连接电路时，开关S应处于______状态(选填“断开”或“闭合”)；

(2)闭合开关后，他们发现电流表无示数，但电压表示数接近电源电压，你判断他们的电路出现的故障可能是______；

(3)电路连接正确后，他们经过认真测量和计算，得到了下表所示的数据：

比较表中数据，要验证他们的猜想一，可选哪三组数据做比较？______；

比较表中数据，要验证他们的猜想二，可选哪三组数据做比较？______；

(4)分析表格数据，可得出的结论是______；

(5)李明做完实验后又用两个长度和横截面积相同的不同材料的导体进行探究，结果发现它们的电阻不同，由此可以初步得出结论______。

（拓展）现有一段相同材料制成的电阻丝，长为1.5 m，横截面积为3 mm2，则这段电阻丝的阻值为______Ω。

在探究“影响电流热效应的因素”实验中：

(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较______，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少；图中滑动变阻器的作用是______；

(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30 s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的变化量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据(见表)。

由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流______，其产生的热量______；

(3)若要探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，可选择乙图中的______(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与甲图烧瓶中的电阻______ (选填“串联”或“并联”)。

（评估）如图丙是同组的小红探究电阻产生的热量与电流的关系的装置，请你与小明的实验装置进行比较并指出其中一位同学装置的优点：______。

探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。

(1)在该实验中，透明的容器中密闭了质量______ (选填“相等”或“不相等”)的空气，我们是通过观察U形管中液面的______来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。此现象的形成是由于实验装置中______ (选填“气体”或“液体”)的热胀冷缩导致的；

(2)图甲是探究电流通过导体产生的热量与______的关系，图乙是探究电流通过导体产生的热量与______的关系；

(3)英国物理学家焦耳通过大量实验研究发现：电流通过导体产生的热量与______成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。这个规律叫作焦耳定律。

（拓展）家用电烤箱高温和低温两挡的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的，请你解释为什么电烤箱的低温挡接入的电阻丝要长一些______。

小胡用如图甲所示的电路“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”。其中电源电压恒为3 V，小灯泡上标有“2.5 V”字样。

(1)请你按照电路图将实物图连接完整______；

(2)为保证安全，闭合开关前滑动变阻器滑片应该______；

(3)在第1次实验中小灯泡不亮的原因是：______；

(4)根据表中数据可知小灯泡的额定功率为______W，分析表中数据可得出的实验结论是：______ ；(5)将白炽小灯泡换成额定功率相同的LED灯，发现LED灯正常工作时亮度更高，试分析解释原因______；

（拓展）实验选用的滑动变阻器的规格是______ (选填“20 Ω　1 A”或“50 Ω　0.5 A”)。

如图甲是小明同学设计的测量小灯泡电功率的实验电路(灯泡的额定电压为2.5 V)。

(1)小明所接的实验电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确，请你在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法______；

(2)电路连接正确后，闭合开关发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是______；

A.更换小灯泡　　　　　B.检查开关是否闭合

C.移动滑动变阻器滑片  D.检查电压表是否断路

(3)正确操作后，小灯泡发光，这时电压表的示数为2 V，则应向______移动滑动变阻器的滑片，直到电压表的示数为2.5 V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W。

（拓展）在实验时，电压表出现了故障不能使用，同组的小红同学也设计了一个电路图(如图丙所示)，测出了该小灯泡正常发光时的功率，其中定值电阻R＝25 Ω，请写出小红同学的操作步骤及测量结果：

①______；

②______；

③小灯泡额定功率表达式为P＝______ (用符号表示)。