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题型:科普阅读题 难度:0.65 引用次数:270 题号:18818172
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空气发电机


清洁能源被认为是未来的趋势。一种发电装置名为“空气发电机”,可以直接利用空气中的水分发电,这项技术未来可能会对可再生能源、气候变化和医疗领域产生重大影响。如图所示,这种“空气发电机”主要由微生物地杆菌产生的导电蛋白纳米线形成了7微米的薄膜构成,薄膜的底部和顶部各有一个电极。当蛋白纳米线与电极相连后,就可以利用薄膜从空气中吸收水分,水分子被分解成氢离子和氧离子,导致电荷在薄膜顶部聚集,利用两个电极形成的电荷差让电子流动,从而产生电能。
此外,“空气发电机”在湿度为45%的空气中效果最好,但即便在极度干燥的地方,比如撒哈拉沙漠,一样能发电,这与太阳能和风能等可再生能源相比,“空气发电机”有着明显优势,它不需要风力和太阳,在室内也能运行。不过这种“空气发电机”产生的电量十分有限,单个设备只能产生约0.5V的持续电压,电流密度约为1.7×10⁻2mA/cm2,需要多个设备一起运行才能实现供电。

(1)“空气发电机”在湿度为 ___________的空气中发电效果最好;
(2)下列关于“空气发电机”的说法错误的有 ___________
A.“空气发电机”主要由微生物地杆菌构成
B.“空气发电机”可以在室内运行
C.“空气发电机”工作时将水分子分解成氢离子和氧离子
D.“空气发电机”违背了能量守恒定律
(3)“空气发电机”与电磁感应发电机原理 ___________(选填“相同”或“不相同”)。“空气发电机”在发电过程中,将 ___________(选填“化学”或“机械”)能转化为电能;
(4)若让5个薄膜为4cm2的“空气发电机”同时工作,在1h内产生的电能为 ___________J,能让标有“2.5V,0.75W”的小灯泡正常工作 ___________s。
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科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐1】阅读短文。并回答问题。

第四代电光源——LED光源


如图甲是时下较为流行的LED手电筒和LED吸顶灯,它的主要部分是高亮度白色发光二极管,这种发光二极管主要由硅、砷等半导体材料制成,具有光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点,是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯后新兴的第四代电光源,是极具发展前途的新光源。它的发光原理与白炽灯先发热后发光的原理越然不同,是直接把电能转换成光能的器件,因而其发光效率较高,是断一代固体冷光源,将逐步取代传统光源。图乙是元件实物及符号。

(1)LED灯主要由___________(选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成;它之所以节能,被称为冷光源,是因为LED灯的发光效率比白炽灯___________(选填“高”或“低”);
(2)小华同学买了一个自带LED灯照明的电动挖耳勺。按下主开关后,LED灯工作,便于观察耳内状况。再按下另一个开关,小马达(电动机)产生小小的振动并带动扇叶将震松后的耳垢吸出来。根据功能要求可以判断,LED灯和电动机的连接方式是___________;LED灯和小马达的___________(填写“电流”或“电压”)一定是相等的;
(3)将标有“220V   15W”的LED灯和“220V   15W”的白炽灯分别接入家庭电路中,发现LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度,下列说法中正确的是(      )
A.通过LED灯的电流大于通过白炽灯的电流
B.LED灯的实际功率大于白炽灯的实际功率
C.相同时间内LED灯消耗的电能等于白炽灯消耗的电能
(4)由于许多显示屏需滚动显示内容,LED工作的个数也在不停地发生变化,整个显示屏工作过程中的哪些物理量发生了变化(      )

A.电源电压                                                     B.插头处的电流
C.整个显示屏的功率                                        D.相同时间内的耗电量
2023-11-14更新 | 264次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
解题方法
【推荐2】重力储能是一种新型储能方式,它通过提升或放下重物实现能量的储存或释放,能量转化过程如图甲所示,其中输出电能与输入电能之比为重力储能系统的综合效率。重力储能可有效提升风能、太阳能等新能源的综合开发利用水平,如图乙所示为某风力发电的重力储能综合项目,其中单个风力发电机组的平均发电功率为1600kW,某次风能充沛时,系统利用风能发电的富余电能,将2个质量均为30t的重物从地面提升至30m的高度处,实现能量储存,根据相关信息,完成以下问题(g取10N/kg)。

(1)重力储能实质上是将能量以________能的形式储存起来;
(2)如图乙中单个风力发电机组发电1h平均产生的电能是________kW·h,若某电动汽车每行驶2km的路程需消耗0.4kW·h的电能,以上电能可供该电动汽车行驶的路程是________km;
(3)储能系统将2个30t重物匀速提升至30m高处的过程中,系统对重物所做的功是________J;
(4)储能系统将2个30t重物从30m高处放回地面的发电过程中,产生的电能为,则该过程的发电效率是________,若该重力储能系统的综合效率72%,则该系统的富余电能提升重物的效率为________
2024-04-15更新 | 216次组卷
科普阅读题 | 适中 (0.65)
【推荐3】阅读短文,回答问题:

神舟十三号载人飞船


2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,(如图甲),约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。16日6时56分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口,与此前已对接的天舟二号,天舟三号货运飞船一起构成四舱(船)组合体。
神舟十三号飞船的两侧安装了太阳电池板翼,可以由它们提供1.5kW的电力(如图乙)。

载人飞船在太空中飞行时,由于处在真空环境,它的舱门必须具有良好的密封性。为了检验飞船舱门的密封性能,科研人员采用了如下的方法:将待检验的飞船舱体M置于一个不漏气的集气空腔N中,先对舱体M充入压强为1.0×105Pa的空气,然后,把集气空腔N抽成真空。若舱门漏气,一段时间后便会有气体从舱体M进入集气空腔N中,舱体M中的压强将减小,集气空腔N中的压强将增大。为了测量舱体M和集气空腔N中的压强,科研员设计了如图丙所示电路,其中RMRN是两个完全相同的压敏电阻(其电阻值会随所受压强大小发生变化的可变电阻),通过开关分别接ab时电表的示数来判断密封性能。已知舱体M的容积为V,集气空腔N真空部分的容积为4V。电路中R0的阻值为10Ω,电源电压为12V,压敏电阻RMRN的阻值随气体压强变化的关系如表:

压敏电阻受到的气压(×105Pa)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

压敏电阻对应的电阻值(Ω)

50

40

30

22

15

12

10

8

6

5

4

(1)运载火箭发射升空时,尾部喷出的燃气对火箭 _____(选填“做”或“不做”)功,化学能转化 _____能再转化为火箭的机械能;
(2)太阳电池板可以将 _____能转化电能,它们工作6h可以产生 _____kW·h的电能;
(3)若舱门不漏气,且单刀双掷开关S接b时,电路中电流表的示数为 _____A、电压表的示数 _____V;
(4)在检验过程中的某时刻,开关接a时电压表的示数为4.8V,则此时舱体M内受到的压强为 _____Pa;
(5)实验表明,一定质量的气体在温度不变的情况下,压强随体积的变化如图丁所示,若空气从舱体M中逸出,经过一定的时间后,M、N中的压强相等。若开关S接在a处,则此时电压表的示数为 _____V。(不计舱体M器壁的体积,整个过程温度不变)
2022-08-14更新 | 155次组卷
共计 平均难度:一般