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导体容易导电,绝缘体不容易导电。有一些材料,导电能力介于导体和绝缘体之间,称为半导体。除了导电能力外,半导体有许多特殊的电学性能,使它在许多方面都有重要应用。有的半导体在受热后电阻迅速减小;反之,电阻随温度的降低而迅速增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精度高。
发光二极管(LED)是半导体二极管中的一种,具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压很小,正向电流也几乎为零,当正向电压大于某个值以后,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流几乎为零,二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为“电击穿”,从而导致二极管损坏。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。如题甲图是一种常见的LED手电筒的电路图,题乙图所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。在LED灯中,电能被直接转换为光能,这大大提升了发光的效能,因为在其他灯具技术中,电能首先是被转化为热,只有很小一部分转化成了光。
(1)以下元件不是由半导体材料制成的是_________ ;
A.光敏电阻 B.白炽灯 C.热敏电阻 D.LED灯
(2)LED灯可以直接将电能转化成_________ 能,而白炽灯、日光灯管都是先将电能转化成内能,再有很小一部分转化成光能,因此,LED灯的效率比传统照明灯要___________ (选填“高”或“低”);
(3)如题乙图所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线;
①由图像可知,当该二极管两端的正向电压为0.2V时,二极管处于___________ (选填“接通”或“截止”)状态;当该二极管两端的反向电压为50V时,二极管将会被击穿;
②该发光二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻___________ (选填“大于”“等于”或“小于”)正向电压为0.7V时的电阻;
(4)在题甲图电路中,若将LED灯换成热敏电阻,将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃(如题丙图所示),则25℃的刻度应在20℃______ (选填“左”或“右”)边。
发光二极管
导体容易导电,绝缘体不容易导电。有一些材料,导电能力介于导体和绝缘体之间,称为半导体。除了导电能力外,半导体有许多特殊的电学性能,使它在许多方面都有重要应用。有的半导体在受热后电阻迅速减小;反之,电阻随温度的降低而迅速增大。利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精度高。
发光二极管(LED)是半导体二极管中的一种,具有单向导电性。当二极管两端外加正向电压很小,正向电流也几乎为零,当正向电压大于某个值以后,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流几乎为零,二极管处于截止状态。外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为“电击穿”,从而导致二极管损坏。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。如题甲图是一种常见的LED手电筒的电路图,题乙图所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线。在LED灯中,电能被直接转换为光能,这大大提升了发光的效能,因为在其他灯具技术中,电能首先是被转化为热,只有很小一部分转化成了光。
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(1)以下元件不是由半导体材料制成的是
A.光敏电阻 B.白炽灯 C.热敏电阻 D.LED灯
(2)LED灯可以直接将电能转化成
(3)如题乙图所示为某发光二极管中的电流随它两端电压变化的曲线;
①由图像可知,当该二极管两端的正向电压为0.2V时,二极管处于
②该发光二极管两端的正向电压为0.5V时的电阻
(4)在题甲图电路中,若将LED灯换成热敏电阻,将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃(如题丙图所示),则25℃的刻度应在20℃
更新时间:2023-05-13 17:53:15
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【推荐1】阅读《超导磁悬浮列车》回答题。
在中国科技馆“挑战与未来”A厅有一个展品——超导磁悬浮列车,如图甲所示。当工作人员给装置通电时,超导磁悬浮列车处于悬浮状态。超导磁悬浮列车的轨道由一组永久磁铁材料构成,车体内放置了一组超导体和一个液氮储藏箱。在行驶过程中,车内超导体通过液态氮降温从正常态转为超导状态,电阻降为零,可以通过很大的电流产生极强的磁场而导体中不会产生热量损失。当车体内的导体与轨道磁铁间产生的排斥力大于车重力时,列车就会悬浮起来,这时只要沿轨道方向给车体一个很小的推力,列车就将沿轨道方向运动。图乙为超导磁悬浮列车的原理图。目前的磁悬浮列车有利用同名磁极相排斥的电力悬浮系统和利用异名磁极相吸引的电磁悬浮系统两种,超导磁悬浮属于电力悬浮系统。另一种电磁悬浮系统的原理如图丙所示,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毫米的间隙,并使导轨和钢板之间的磁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。我国上海磁悬浮列车属于电磁悬浮系统如图丁所示,专线西起上海轨道交通2号线的龙阳路站,东至上海浦东国际机场,专线全长29.863公里,是中德合作开发的世界第一条磁悬浮商运线,于2003年1月4日正式开始商业运营,单线运行全程只需8分钟。设计运行时速为430km/h,转弯处半径达8000米,肉眼观察几乎是一条直线,是世界第一条商业运营的高架磁悬浮专线。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/10/5f711b26-42d5-4e77-bfcf-2a2110ce0062.png?resizew=610)
请根据上述材料回答下列问题:
(1)超导磁悬浮列车中的超导体在低温液氮中转为超导状态时电阻变为________ Ω;
(2)超导磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的________ 效应工作的;
(3)上海磁悬浮列车运行时悬浮电磁铁与轨道电磁铁间的相互作用为________ ;
A.异名磁极相互吸引
B.同名磁极相互吸引
C.异名磁极相互排斥
D.同名磁极相互排斥
(4)超导体的应用具有十分诱人的前景,超导体________ (选填“可以”或“不可以”)用来制作电热毯,假如科学家已研制出室温下的超导体,你认为把它用来制作下面所要求的材料中,合适的是________ 。
A.家用保险丝 B.白炽灯泡的灯丝
C.电炉的电阻丝 D.远距离输电中的输电导线
超导磁悬浮列车
在中国科技馆“挑战与未来”A厅有一个展品——超导磁悬浮列车,如图甲所示。当工作人员给装置通电时,超导磁悬浮列车处于悬浮状态。超导磁悬浮列车的轨道由一组永久磁铁材料构成,车体内放置了一组超导体和一个液氮储藏箱。在行驶过程中,车内超导体通过液态氮降温从正常态转为超导状态,电阻降为零,可以通过很大的电流产生极强的磁场而导体中不会产生热量损失。当车体内的导体与轨道磁铁间产生的排斥力大于车重力时,列车就会悬浮起来,这时只要沿轨道方向给车体一个很小的推力,列车就将沿轨道方向运动。图乙为超导磁悬浮列车的原理图。目前的磁悬浮列车有利用同名磁极相排斥的电力悬浮系统和利用异名磁极相吸引的电磁悬浮系统两种,超导磁悬浮属于电力悬浮系统。另一种电磁悬浮系统的原理如图丙所示,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毫米的间隙,并使导轨和钢板之间的磁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。我国上海磁悬浮列车属于电磁悬浮系统如图丁所示,专线西起上海轨道交通2号线的龙阳路站,东至上海浦东国际机场,专线全长29.863公里,是中德合作开发的世界第一条磁悬浮商运线,于2003年1月4日正式开始商业运营,单线运行全程只需8分钟。设计运行时速为430km/h,转弯处半径达8000米,肉眼观察几乎是一条直线,是世界第一条商业运营的高架磁悬浮专线。
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请根据上述材料回答下列问题:
(1)超导磁悬浮列车中的超导体在低温液氮中转为超导状态时电阻变为
(2)超导磁悬浮列车中的电磁铁是利用电流的
(3)上海磁悬浮列车运行时悬浮电磁铁与轨道电磁铁间的相互作用为
A.异名磁极相互吸引
B.同名磁极相互吸引
C.异名磁极相互排斥
D.同名磁极相互排斥
(4)超导体的应用具有十分诱人的前景,超导体
A.家用保险丝 B.白炽灯泡的灯丝
C.电炉的电阻丝 D.远距离输电中的输电导线
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【推荐2】我国的核电事业发展迅速,已经建成几座核电站,其中广东大亚湾核电站每年发电量约70%的电力供应香港,30%的电力供应广东电网。在保证输送功率不变的情况下,远距离送电采取高压送电的方式来实施。图1是核电站的工作原理图和远距离输电流程示意图。___________ (裂变/聚变)反应释放的能量;发电机的原理是___________ 。
(2)关于远距离输电,下列表述正确的是( ) ;
A.提高输电电压可以减小输电线电阻,从而减小输电损失
B.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小
C.若能研制出常温下的超导体,用它制作远距离输电导线,将不需要高压输电方式
(3)若核电站的发电输出电功率为
,用10kV的高压进行输电,若此时输电线的电阻为
,输电线上的热损耗功率为___________ W;在输送功率不变时,若改用1000kV的电压输电,则此时导线上的热损耗功率与原来导线上的热损耗功率之比为___________ ;
(4)远距离输电时某处发生了短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图2所示的电路进行测量,已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为
,电压表示数为3V,电流表示数为0.5A,则短路位置到甲地的距离为___________ km;
(2)关于远距离输电,下列表述正确的是
A.提高输电电压可以减小输电线电阻,从而减小输电损失
B.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小
C.若能研制出常温下的超导体,用它制作远距离输电导线,将不需要高压输电方式
(3)若核电站的发电输出电功率为
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(4)远距离输电时某处发生了短路,为确定短路位置,检修员利用电压表、电流表和电源接成如图2所示的电路进行测量,已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为
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【推荐3】阅读短文,回答问题:
各种金属导体中,银的导电性能是最好的.20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在
以下,铅在
以下,电阻就变成了0。这就是超导现象.金属和合金出现超导现象的临界温度都很低.1987年,华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇-钡-铜-氧系材料,使临界温度提高到
。在高温超导研究领域,我国科学家作出了先驱性和开创性的贡献,持续推动了国际高温超导研究的发展。
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、远距离输电等方面若能采用超导材料,可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
(1)超导材料达到一定条件时,其电阻就能降到_______________
,此时,若超导体通过
的电流,超导体两端电压为________________ V,
时间内超导体产生的热量为________________ J;
(2)在低于
的环境中的铝的内能________________ (选填“等于”或“大于”)零:
(3)在南极气温低至
的自然环境下,钇-钡-铜-氧系材料________________ (选填“可以”或“不可以”)成为超导体;
(4)目前超导体的研究领域取得了许多成果,但是仍然没有在生活实际中广泛运用,是因为超导现象的________________ 很低:假设未来的某一天,超导体技术实现重大突破,可以用来制作________________ 。
超导体
各种金属导体中,银的导电性能是最好的.20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在
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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、远距离输电等方面若能采用超导材料,可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
(1)超导材料达到一定条件时,其电阻就能降到
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(2)在低于
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(3)在南极气温低至
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(4)目前超导体的研究领域取得了许多成果,但是仍然没有在生活实际中广泛运用,是因为超导现象的
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如图所示,电子表可分为数字式石英电子手表、指针式石英电子手表及自动石英表和光动能手表。
(1)数字式石英电子手表:石英晶体的压电效应和二极管式液晶显示相结合的手表,其功能完全由电子元件完成。![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/2/2045179320467456/2052037196177410/STEM/02580623a6bb46cbbc3e2b9a1087147f.png?resizew=512)
(2)指针式石英电子手表:石英表的能源来自氧化银扣式电池。氧化银扣式电池向集成电路提供特定电压,通过集成电路中的振荡电路和石英谐振器使石英振子起振,形成振荡电路源,输出间歇性变化的秒脉冲信号。秒脉冲送到步进电机(相当于电动机),一秒钟推动步进电机动一次,进而带动秒针走一格,使表针准确地显示时间。内部电路简化为如图所示,电池提供能源,确保电路正常工作;集成电路提供频率为1Hz和功率稳定的脉冲信号;步进电机通过齿轮带动指针转动指示时间。
请回答下列问题:
(1)二极管式液晶是由_____ (选填“导体”、“半导体”或“超导体”)材料制成的。
(2)步进电机把集成电路输出的电能转化成_____ 。
(3)更换电池时必须使用塑料或竹镊子夹取,使用金属镊子易造成_____ (短路、断路、通路)。
(4)集成电路部分在电路中相当于间歇性工作的_____ (选填“电源”、“用电器”或“开关”)。
(5)集成电路输出间歇性变化的秒脉冲信号符合要求的是如图中的_____ 。
电子手表的奥秘
如图所示,电子表可分为数字式石英电子手表、指针式石英电子手表及自动石英表和光动能手表。
(1)数字式石英电子手表:石英晶体的压电效应和二极管式液晶显示相结合的手表,其功能完全由电子元件完成。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/10/2/2045179320467456/2052037196177410/STEM/02580623a6bb46cbbc3e2b9a1087147f.png?resizew=512)
(2)指针式石英电子手表:石英表的能源来自氧化银扣式电池。氧化银扣式电池向集成电路提供特定电压,通过集成电路中的振荡电路和石英谐振器使石英振子起振,形成振荡电路源,输出间歇性变化的秒脉冲信号。秒脉冲送到步进电机(相当于电动机),一秒钟推动步进电机动一次,进而带动秒针走一格,使表针准确地显示时间。内部电路简化为如图所示,电池提供能源,确保电路正常工作;集成电路提供频率为1Hz和功率稳定的脉冲信号;步进电机通过齿轮带动指针转动指示时间。
请回答下列问题:
(1)二极管式液晶是由
(2)步进电机把集成电路输出的电能转化成
(3)更换电池时必须使用塑料或竹镊子夹取,使用金属镊子易造成
(4)集成电路部分在电路中相当于间歇性工作的
(5)集成电路输出间歇性变化的秒脉冲信号符合要求的是如图中的
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【推荐2】【阅读材料,回答问题】
随着计算机软硬件和互联网技术的高速发展,可穿戴式智能设备逐渐在生产、生活领域中表现出广阔的应用潜力。如图甲所示,用于体温监控的测温手环就是一种智能穿戴设备,它主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中,有对温度敏感的热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小)与导热金属片相连。使用测温手环时,导热金属片与人体接触,金属片温度的变化引起热敏电阻的阻值发生变化,从而影响电路中电流的大小。温度传感模块中的测温芯片根据电路中电流的大小计算出人体的温度,且手环中的蓝牙模块通过无线网络芯片中的温度数据传送给移动设备,从而实现对体温的实时监测。
为了降低测温手环的功耗,延长它的工作时间,测温手环一般配有智能休眠仓如图乙所示,测温手环放入智能休眠仓后,由于环境温度低于某个设定的温度或手环检测到的温度长时间不发生变化,则测温手环自动关机。
(1)导热金属片的内能是通过______ 的方式改变的;
(2)当佩戴测温手环的人体温突然升高时,通过测温手环的电流______ ,测温手环消耗的功率______ ;(选填“增大”“减小”或“不变”)
(3)温度传感模块中的测温芯片主要是由______ 材料制成的;
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
(4)智能休眠仓在测温手环的电路中相当于简单电路中的______ (选填“电源“开关”或“用电器”)。
测温手环与智能休眠仓
随着计算机软硬件和互联网技术的高速发展,可穿戴式智能设备逐渐在生产、生活领域中表现出广阔的应用潜力。如图甲所示,用于体温监控的测温手环就是一种智能穿戴设备,它主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中,有对温度敏感的热敏电阻(其阻值随温度的升高而减小)与导热金属片相连。使用测温手环时,导热金属片与人体接触,金属片温度的变化引起热敏电阻的阻值发生变化,从而影响电路中电流的大小。温度传感模块中的测温芯片根据电路中电流的大小计算出人体的温度,且手环中的蓝牙模块通过无线网络芯片中的温度数据传送给移动设备,从而实现对体温的实时监测。
为了降低测温手环的功耗,延长它的工作时间,测温手环一般配有智能休眠仓如图乙所示,测温手环放入智能休眠仓后,由于环境温度低于某个设定的温度或手环检测到的温度长时间不发生变化,则测温手环自动关机。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/28/2636cad2-7ca9-4f91-9d6f-bf04067c97f2.png?resizew=184)
(1)导热金属片的内能是通过
(2)当佩戴测温手环的人体温突然升高时,通过测温手环的电流
(3)温度传感模块中的测温芯片主要是由
A.导体 B.半导体 C.绝缘体 D.超导体
(4)智能休眠仓在测温手环的电路中相当于简单电路中的
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【推荐3】请根据上述材料,回答下列问题:
按导电性能来分,除了有导体和绝缘体外,还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类物质叫做半导体。
半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。
一些半导体在温度升高时,导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻,用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机;电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。
有些半导体在没有光照时不容易导电,逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
酒精测试仪(Alcohol Tester)是测试酒精含量的仪器,是交警常用的执法装备。在违法行为处理或者公路交通例行检查中,通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器,目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器,它具有气敏特性,当接触的敏感气体浓度增加时,它的电阻值就降低。
正是由于半导体具有许多独特的性能,所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外,手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请阅读《半导体》并回答题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/7/8b443611-f9a8-4b10-bb00-a2ccef226bbb.png?resizew=371)
(1)半导体材料的导电性能与温度、光照和_______ 等多种因素有关;
(2)热敏电阻属于_______ (选填“导体”“半导体”或“绝缘体”);
(3)光敏电阻在增大光照强度的情形下,阻值_______ (选填“变大”或“变小”);
(4)某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图甲所示。
是气敏电阻,其阻值随呼气酒精浓度K变化的关系如图乙所示,
为滑动变阻器,检测前通过调节滑动变阻器对检测仪进行“调零”,此时电流表的示数为
,调零后滑动变阻器的位置不变,电源电压为12V并且保持不变,他们查阅到相关资料如表所示。
①对检测仪“调零”时,
接入电路的电阻为_______
;
②检测时,当电流表示数为
时,司机属于_______ 。
半导体
按导电性能来分,除了有导体和绝缘体外,还有一类物质的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类物质叫做半导体。
半导体的导电性能会受到温度、光照和掺加杂质等多种因素的影响。
一些半导体在温度升高时,导电性能迅速改变。利用这种特性可以做出体积很小的热敏电阻,用来测量温度的变化。例如家用空调可以根据你设置的温度自动启动或待机;电冰箱可以根据预设的温度进行自动控制。这些都是温控开关在起作用。
有些半导体在没有光照时不容易导电,逐渐增大光照强度时导电性能逐渐增强。用它做成的光敏电阻可以用在需要对光照反应灵敏的自动控制设备中。
酒精测试仪(Alcohol Tester)是测试酒精含量的仪器,是交警常用的执法装备。在违法行为处理或者公路交通例行检查中,通常是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。酒精测试仪内部的核心部件是酒精气体传感器,目前普遍使用的有半导体型和燃料电池型两种。半导体型呼气酒精测试仪采用半导体型氧化锡作为传感器,它具有气敏特性,当接触的敏感气体浓度增加时,它的电阻值就降低。
正是由于半导体具有许多独特的性能,所以它在电子技术中有着广泛的应用。除计算机之外,手机、家电、航天、光纤通信等所有与现代文明相关的高技术产品几乎都离不开半导体材料。
请阅读《半导体》并回答题。
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(1)半导体材料的导电性能与温度、光照和
(2)热敏电阻属于
(3)光敏电阻在增大光照强度的情形下,阻值
(4)某物理兴趣小组设计了一种简易酒精浓度检测仪,其电路原理图如图甲所示。
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①对检测仪“调零”时,
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②检测时,当电流表示数为
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血液酒精浓度M=呼气酒精浓度 |
非酒驾( |
酒驾( |
醉驾( |
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【推荐1】阅读短文,回答问题:
各种金属导体中,银的导电性能是最好的.20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在
以下,铅在
以下,电阻就变成了0。这就是超导现象.金属和合金出现超导现象的临界温度都很低.1987年,华裔美国籍科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继研制出钇-钡-铜-氧系材料,使临界温度提高到
。在高温超导研究领域,我国科学家作出了先驱性和开创性的贡献,持续推动了国际高温超导研究的发展。
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、远距离输电等方面若能采用超导材料,可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
(1)超导材料达到一定条件时,其电阻就能降到_______________
,此时,若超导体通过
的电流,超导体两端电压为________________ V,
时间内超导体产生的热量为________________ J;
(2)在低于
的环境中的铝的内能________________ (选填“等于”或“大于”)零:
(3)在南极气温低至
的自然环境下,钇-钡-铜-氧系材料________________ (选填“可以”或“不可以”)成为超导体;
(4)目前超导体的研究领域取得了许多成果,但是仍然没有在生活实际中广泛运用,是因为超导现象的________________ 很低:假设未来的某一天,超导体技术实现重大突破,可以用来制作________________ 。
超导体
各种金属导体中,银的导电性能是最好的.20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在
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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、远距离输电等方面若能采用超导材料,可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
(1)超导材料达到一定条件时,其电阻就能降到
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(2)在低于
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(3)在南极气温低至
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(4)目前超导体的研究领域取得了许多成果,但是仍然没有在生活实际中广泛运用,是因为超导现象的
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【推荐2】阅读材料,回答问题
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/5/14/2979062202662912/2979678684045312/STEM/b6057aaa-1fa6-4b5c-a462-35fbd8a4f0a6.png?resizew=418)
(1)机器人在消毒时,我们能闻到消毒液的味道,说明______ ;
(2)机器人满载消毒液静止在水平地面时对地面的压强是______ Pa(g取10N/kg);
(3)机器人电量不足时,它会以最大速度朝着充电器匀速直线前进,在匀速直线前进的过程中,机器人受到______ 对平衡力,如果它距离充电器72m,则到达充电器需要 ______ min;
(4)以下机器人工作的原理中正确的是______ (单选题);
A.高清摄像头利用了凸透镜成倒立缩小虚像的原理
B.红外测温仪工作时发出红外线射向人体再反射回测温仪内进行测温
C.在水平路面上匀速行驶的机器人正在喷雾消毒时,其动能不变
D.红外线是电磁波大家族的一员,相对于可见光,它的频率较低,但波长更长
(5)机器人电池充满电时,储存的电能是______ J;
(6)当所测温度达到或超过37.3℃时,要求报警电路系统报警,则闭合开关前,应该将滑动变阻器的阻值调到______ Ω;
(7)红外线测温仪测量的是人体皮肤表面的温度,而人体皮肤表面温度比腋下温度要略低,所以要将该电路报警温度调低一点,应将滑动变阻器的滑片向______ (选填“左”、“右”)移动。
智能机器人常被用于校园红外测温及校园消毒(如图甲所示)。机器人配备了3台高清摄像头和红外热成像测温仪,若检测到人体温度异常,机器人会发出警报信号。机器人上还安装了超声波雾化器自动喷枪,将消毒液雾化后再吹散到空气中进行消杀。当剩余电量不足时,机器人会主动寻找充电器充电,电池在充电时相当于用电器,在工作时相当于电源。如图乙是它简化的智能测温报警电路,报警器电阻不计,热敏电阻RT的阻值随温度变化规律如图丙所示。如表为智能机器人的部分参数:
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电池充电电压 | 20V | 电池工作电压 | 18V |
电池容量 | 4000mAh | 行进速度 | 0.3~0.6m/s |
报警电流 | ≥30mA | 底座与地接触面积 | 30cm2 |
满载时消毒液质量 | 10kg | 空载净重 | 20kg |
(2)机器人满载消毒液静止在水平地面时对地面的压强是
(3)机器人电量不足时,它会以最大速度朝着充电器匀速直线前进,在匀速直线前进的过程中,机器人受到
(4)以下机器人工作的原理中正确的是
A.高清摄像头利用了凸透镜成倒立缩小虚像的原理
B.红外测温仪工作时发出红外线射向人体再反射回测温仪内进行测温
C.在水平路面上匀速行驶的机器人正在喷雾消毒时,其动能不变
D.红外线是电磁波大家族的一员,相对于可见光,它的频率较低,但波长更长
(5)机器人电池充满电时,储存的电能是
(6)当所测温度达到或超过37.3℃时,要求报警电路系统报警,则闭合开关前,应该将滑动变阻器的阻值调到
(7)红外线测温仪测量的是人体皮肤表面的温度,而人体皮肤表面温度比腋下温度要略低,所以要将该电路报警温度调低一点,应将滑动变阻器的滑片向
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【推荐3】阅读短文,回答问题。
中国自主研制的首架水陆两栖大飞机AG600“鲲鹏”在2021年全面投入使用,标志着中国航空业完全迈入了世界大飞机制造的行列!这是一款民用灭火和水上救援大飞机,也可以为岛礁补给、海上安全保障、海上执法服务。AG600可以在20秒内一次吸水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米;还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动,水上应急救援一次可救护50名遇险人员。“鲲鹏”AG600除了像普通飞机在陆上起降外,在任何江河湖泊,只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域,它都能“说走就走”。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/19/94f2dcf5-0e3e-48eb-b458-914e4ab6be49.png?resizew=545)
飞机的部分参数如下表所示:
(1)AG600飞机在空中飞行时向后喷出高温高压气体使飞机高速向前飞行,这说明___________ ,机翼设计成如图2所示的截面图,当飞机水平飞行时,机翼上方空气速度大,压强 ___________ ;
(2)“鲲龙”AG600以最大起飞质量静止在水面时受到的浮力可达___________ N,在水面将2名遇险人员救到飞机上后,该飞机受到的浮力将___________ (选填“变大”、“不变”或“变小”);(g=10N/kg)
(3)假设“鲲龙”AG600正执行空中灭火任务,“鲲龙”AG600在火场上空水平匀速盘旋并向下喷水的过程中,其机械能___________ (选填“变大”、“变小”或“不变”),AG600使用航空煤油,其热值约为4.2×107J/kg,若执行任务后,油箱中的煤油只剩下一半,则此时煤油的热值为___________ J/kg;
(4)飞机利用测距传感器来判断离地高度,若某测距传感器的阻值与离地高度h的关系为
(h的单位为米),如图3所示的检测电路采用了“稳流电源”(电源输出的电流恒定),定值电阻R1为200Ω,当电流表示数为0.09A,电压表示数为6V时,则此时传感器的阻值R2为___________ Ω,飞机所在高度为___________ m。
AG600“鲲鹏”号
中国自主研制的首架水陆两栖大飞机AG600“鲲鹏”在2021年全面投入使用,标志着中国航空业完全迈入了世界大飞机制造的行列!这是一款民用灭火和水上救援大飞机,也可以为岛礁补给、海上安全保障、海上执法服务。AG600可以在20秒内一次吸水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米;还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动,水上应急救援一次可救护50名遇险人员。“鲲鹏”AG600除了像普通飞机在陆上起降外,在任何江河湖泊,只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域,它都能“说走就走”。
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飞机的部分参数如下表所示:
WJ6发动机数量 | 4台 | 最大起飞质量 | 60t |
最大巡航速度 | 500km/h | 最大航程 | 4500km |
(2)“鲲龙”AG600以最大起飞质量静止在水面时受到的浮力可达
(3)假设“鲲龙”AG600正执行空中灭火任务,“鲲龙”AG600在火场上空水平匀速盘旋并向下喷水的过程中,其机械能
(4)飞机利用测距传感器来判断离地高度,若某测距传感器的阻值与离地高度h的关系为
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【推荐1】阅读材料,回答问题。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。入射光强,电阻减小;入射光弱,电阻增大。根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:
紫外光敏电阻器:对紫外线较灵敏,包括硫化镉、硒化镉等光敏电阻器,用于探测紫外线;
红外光敏电阻器:主要有硫化铅、碲化铅等光敏电阻器。它广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探、红外通信等国防、科学研究和工农业生产中;
可见光光敏电阻器:包括硅、锗、硫化锌等光敏电阻器。它主要用于各种光电控制系统,如光电自动开关门户,航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭,烟雾报警器,光电跟踪系统等方面;
小明在网上购买了一个光敏电阻,并想设计一个火灾自动报警装置。已知光敏电阻的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示(E为红外线强度,cd表示其单位)。小明设计的电路图如图所示,R是电阻箱,
是光敏电阻,电源电压恒为9V;
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/20/332dc866-13f7-4af3-b7d8-9c2a96f85682.png?resizew=250)
(1)硫化锌是________ (选填“导体”“绝缘体”“超导体”或“半导体”)材料;
(2)小明将一个灯泡和一个可见光光敏电阻串联后接到合适的电源上,想实现白天时灯灭,晚上时灯亮的自动控制功能。他的设计能实现这功能吗?________ (选填“能”或“不能”);
(3)现在有些楼道内安装了光敏电阻来控制楼道照明灯,当晚上有人通过楼道时,灯就会亮。这种光敏电阻属于_________ (选填“红外”“紫外”或“可见光”)光敏电阻器;
(4)小明设计的电路中,当出现火情且产生一定强度的红外线,监测电路检测到a、b两端的电压等于或大于6V时,就会触发自动报警装置;
①若小明设定红外线强度为3cd时启动自动报警装置,电阻箱的阻值应调到_________ Ω;
②按照①述设定后,某次监测电路检测到a、b两端的电压为3.6V,可知此时红外强度大约为_________ cd;
③若调大电阻箱的阻值,能使自动报警装置启动的红外线强度变________ (选填“强”或“弱”)。
光敏电阻
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。入射光强,电阻减小;入射光弱,电阻增大。根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:
紫外光敏电阻器:对紫外线较灵敏,包括硫化镉、硒化镉等光敏电阻器,用于探测紫外线;
红外光敏电阻器:主要有硫化铅、碲化铅等光敏电阻器。它广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探、红外通信等国防、科学研究和工农业生产中;
可见光光敏电阻器:包括硅、锗、硫化锌等光敏电阻器。它主要用于各种光电控制系统,如光电自动开关门户,航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭,烟雾报警器,光电跟踪系统等方面;
小明在网上购买了一个光敏电阻,并想设计一个火灾自动报警装置。已知光敏电阻的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示(E为红外线强度,cd表示其单位)。小明设计的电路图如图所示,R是电阻箱,
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E/cd | 1 | 2 | 3 | 4 | 6 |
| 18 | 9 | 6 | 4.5 | 3 |
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(1)硫化锌是
(2)小明将一个灯泡和一个可见光光敏电阻串联后接到合适的电源上,想实现白天时灯灭,晚上时灯亮的自动控制功能。他的设计能实现这功能吗?
(3)现在有些楼道内安装了光敏电阻来控制楼道照明灯,当晚上有人通过楼道时,灯就会亮。这种光敏电阻属于
(4)小明设计的电路中,当出现火情且产生一定强度的红外线,监测电路检测到a、b两端的电压等于或大于6V时,就会触发自动报警装置;
①若小明设定红外线强度为3cd时启动自动报警装置,电阻箱的阻值应调到
②按照①述设定后,某次监测电路检测到a、b两端的电压为3.6V,可知此时红外强度大约为
③若调大电阻箱的阻值,能使自动报警装置启动的红外线强度变
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【推荐2】阅读短文,回答下列问题:
光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象(如图甲),只有入射光的频率高于一定值时,才能激发电子逸出物质表面。内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动,但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强度而改变的电阻器:入射光强,电阻减小;入射光弱,电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。利用太阳能的最佳方式是光伏转换,就是利用光伏效应,使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。我们现在能够看到的声和影完全配合一致的有声电影,就是利用了光电效应。影片摄制完后,要进行录音,录音是通过专门的设备使声音的变化转变成光的变化,从而把声音的“像”摄制在影片的边缘上,这就是影片边上的声道。放映电影时,用强度不变的光束照射声道,由于影片上各处的声道不同,所以在影片移动的过程中,通过声道的光也就不断变化;变化的光射向图乙中的光敏电阻时,在电路中产生变化的电流,通过喇叭就可以把“声音的照片”还原成声音。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/10/8b539937-6c39-4a2e-961c-7e10823586c4.png?resizew=461)
(1)太阳能电池依据________ (选填“内”或“外”)光电效应工作,将光能转化为________ 能;
(2)外光电效应会从物质中激发出________ ;
A.原子 B.质子 C.中子 D.电子
(3)如果绿光照射到某金属表面能产生外光电效应,则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应的是________ ;
A.红光、紫光 B.红光、黄光 C.蓝光、紫光 D.黄光、蓝光
(4)图乙为光敏电阻的工作原理图,当光照强度发生变化时,电流表的示数变化如图中的________ (选填字母);
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/10/2c13e155-d310-4ab0-82dc-c2c006be1120.png?resizew=573)
(5)如图丙为某影片的部分声道图,其透光性从左至右越来越差,当它按图示方向在放映条件下匀速通过光敏电阻上方时,喇叭发出的声音的响度将________ 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
光电效应
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象,光电现象由德国物理学家赫兹于1887年发现,而正确的解释为爱因斯坦所提出。光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。外光电效应是指被光激发产生的电子逸出物质表面的现象(如图甲),只有入射光的频率高于一定值时,才能激发电子逸出物质表面。内光电效应是指被光激发所产生的电荷仍在物质内部运动,但使物质的导电能力发生变化或在物体两端产生电压的现象。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强度而改变的电阻器:入射光强,电阻减小;入射光弱,电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换。利用太阳能的最佳方式是光伏转换,就是利用光伏效应,使太阳光射到硅材料上产生电流直接发电。光伏产业正日益成为国际上继IT、微电子产业之后又一爆炸式发展的行业。我们现在能够看到的声和影完全配合一致的有声电影,就是利用了光电效应。影片摄制完后,要进行录音,录音是通过专门的设备使声音的变化转变成光的变化,从而把声音的“像”摄制在影片的边缘上,这就是影片边上的声道。放映电影时,用强度不变的光束照射声道,由于影片上各处的声道不同,所以在影片移动的过程中,通过声道的光也就不断变化;变化的光射向图乙中的光敏电阻时,在电路中产生变化的电流,通过喇叭就可以把“声音的照片”还原成声音。
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(1)太阳能电池依据
(2)外光电效应会从物质中激发出
A.原子 B.质子 C.中子 D.电子
(3)如果绿光照射到某金属表面能产生外光电效应,则下列光照射该金属也一定能产生外光电效应的是
A.红光、紫光 B.红光、黄光 C.蓝光、紫光 D.黄光、蓝光
(4)图乙为光敏电阻的工作原理图,当光照强度发生变化时,电流表的示数变化如图中的
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/4/10/2c13e155-d310-4ab0-82dc-c2c006be1120.png?resizew=573)
(5)如图丙为某影片的部分声道图,其透光性从左至右越来越差,当它按图示方向在放映条件下匀速通过光敏电阻上方时,喇叭发出的声音的响度将
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LED灯相对于传统光源具有体积小、光效高、节约能源、使用寿命长等优点,成为照明的首选产品。但就目前而言,LED灯电光转化效率仅有20%,剩下的能量白白耗散掉,使自身温度升高,从而影响使用寿命。
研究表明,利用半导体制冷片可降低LED灯的温度。根据帕尔贴效应,将LED灯和半导体制冷片接触,只有当制冷片和直流电源连接成通路时,才可以达到制冷效果。半导体材料有P型半导体和N型半导体两种,甲图是一个半导体制冷单元的原理图,P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接,下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端,此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,铜片B会向空气放出热量,反之,改变直流电源的正负极,铜片B会从空气吸收热量,铜片A会向空气放出热量。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/c21d692c-c0c2-4e52-bfc0-bd83eb4abde6.png?resizew=160)
半导体中有可以自由移动的电荷。通电时,电荷移动的方向与电流方向相反。由于电荷在不同的材料中具有不同的能量,当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量;从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量。
实验发现,改变半导体制冷片两端电压,得到正在工作的LED灯平均温度随时间变化的图像如图乙所示。当半导体制冷片输入电压为5V时,LED灯温度快速降低至27℃,之后LED灯持续放热,温度上升至44℃进入稳定状态。断开所有电源,半导体制冷片和LED灯均停止工作,LED灯温度突然跃升到48℃,然后下降到室温。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/8381994e-bd29-48e5-86c6-7019143ada97.png?resizew=272)
(1)LED灯发光时,将电能转化为光能外,还转化为______ 能;
(2)为了延长LED灯的使用寿命,应该将LED灯和甲图的铜片______ (A/B)紧密接触;
(3)只对调甲图中电源的正负极,则第(2)问中的LED灯______ (能/不能)被正常制冷;
(4)根据制冷片在不同电压下LED灯温度随时间变化的图像,下列说法错误 的是______ ;
A.使用半导体制冷片后,不同电压下LED灯温度均有下降
B.图甲电路中半导体制冷片两端的电压为0V时,LED灯的温度为60℃
C.接通电路后,图甲电路的P型半导体中的电荷移动方向向下
D.加在半导体制冷片两端的电压为6V时,冷却效果比8V差
(5)半导体制冷片开始工作到断开所有电源,LED灯的平均温度的变化趋势随制冷片的通电时间变化关系图像可粗略表示为______
A.
B. ![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/ebbaa287-77ba-40aa-ae6d-b0b246690729.png?resizew=200)
C.
D.
LED灯制冷片
LED灯相对于传统光源具有体积小、光效高、节约能源、使用寿命长等优点,成为照明的首选产品。但就目前而言,LED灯电光转化效率仅有20%,剩下的能量白白耗散掉,使自身温度升高,从而影响使用寿命。
研究表明,利用半导体制冷片可降低LED灯的温度。根据帕尔贴效应,将LED灯和半导体制冷片接触,只有当制冷片和直流电源连接成通路时,才可以达到制冷效果。半导体材料有P型半导体和N型半导体两种,甲图是一个半导体制冷单元的原理图,P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接,下端分别和铜片B连接后接到直流电源的两端,此时电路的电流方向是从N型半导体经A流向P型半导体,铜片A会从空气吸收热量,铜片B会向空气放出热量,反之,改变直流电源的正负极,铜片B会从空气吸收热量,铜片A会向空气放出热量。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/c21d692c-c0c2-4e52-bfc0-bd83eb4abde6.png?resizew=160)
半导体中有可以自由移动的电荷。通电时,电荷移动的方向与电流方向相反。由于电荷在不同的材料中具有不同的能量,当它从高能量状态向低能量状态运动时放出热量;从低能量状态向高能量状态运动时吸收热量。
实验发现,改变半导体制冷片两端电压,得到正在工作的LED灯平均温度随时间变化的图像如图乙所示。当半导体制冷片输入电压为5V时,LED灯温度快速降低至27℃,之后LED灯持续放热,温度上升至44℃进入稳定状态。断开所有电源,半导体制冷片和LED灯均停止工作,LED灯温度突然跃升到48℃,然后下降到室温。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/8381994e-bd29-48e5-86c6-7019143ada97.png?resizew=272)
(1)LED灯发光时,将电能转化为光能外,还转化为
(2)为了延长LED灯的使用寿命,应该将LED灯和甲图的铜片
(3)只对调甲图中电源的正负极,则第(2)问中的LED灯
(4)根据制冷片在不同电压下LED灯温度随时间变化的图像,下列说法
A.使用半导体制冷片后,不同电压下LED灯温度均有下降
B.图甲电路中半导体制冷片两端的电压为0V时,LED灯的温度为60℃
C.接通电路后,图甲电路的P型半导体中的电荷移动方向向下
D.加在半导体制冷片两端的电压为6V时,冷却效果比8V差
(5)半导体制冷片开始工作到断开所有电源,LED灯的平均温度的变化趋势随制冷片的通电时间变化关系图像可粗略表示为
A.
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C.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/4a46351f-a029-4dfc-a712-ec5827597b49.png?resizew=179)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/5/ee99eb57-8416-4333-924b-99f86d76c759.png?resizew=180)
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