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2019年中考物理——重大科技与热点06
一、远距离输电
输电要用导线,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。
导线有电阻,电流通过时就要发热,如何减少输电线上电功率的损耗呢?发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力。根据P=UI,若提高输电电压U,那么线路中的电流I一定会减小。输电线上损失的电功率为△P=I2R,所以减小输电线的电阻和减小输电电流就可以大大降低电能的损失。
从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说,远距离输送电能要采用高电压或超高电压。但也不能盲目提高输电电压,因为输电电压越高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求就越严格,线路的造价就越高。
绝缘子(如图)是应用在输电线路上的一种特殊的绝缘控件,它主要起到支持和固定导线的作用,通常由玻璃或陶瓷制成。
从发电站输出的电能,一般都要通过升压变压器提升电压,根据输送距离的远近,常采用10千伏、35千伏、110千伏、220千伏的高压输电,甚至1000千伏以上的特高压输电。到达用户处再用降压变压器逐级降低电压。
根据上述材料,回答下列问题:
(1)减小输电线上电能损失的方法有
A.增大输电线的横截面积 B.减小输电线的长度
C.提高输电电压 D.缩短供电的时间
(2)绝缘子无需具备的特性是
A.机械强度高 B.耐低温 C.耐腐蚀 D.透光性好
(3)若输电电压提高2倍,则线路上的功率损耗将降为原来的 。
(4)用电高峰时期,家庭电路的电压会 (选填“升高”、“不变”或“降低”)。
(5)若发电厂输出功率为2×107W,输电线的电阻为5Ω,若控制线路损失功率为输出功率的4%,则应将输电电压提高到 。
二、“玉兔二号”月球车
2019年1月3日,嫦娥四号探测器(图甲)搭载着“玉兔二号”月球车“图乙”成功降落月球南极,全人类首次实现月球背面软着陆。探测器着陆后进行了月球车和探测器“两器分离”,分离后在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍并传回地球。
月球车涉及的相关参数如表:
设计质量m/kg
135
独立驱动的车轮个数n/个
6
长a/m
1.5
每个轮子与水平月面的接触面积s/cm2
100
宽b/m
1
月面的行驶速度v/(m•h﹣1)
200
高c/m
1.1
耐受温度范围
﹣180℃~150℃
月球车能源为太阳能,能够耐受月球表面真空、强辐射、极限温度等极端环境。由于月夜温度极低,电子设备无法正常工作,所以它将进入休眠状态,休眠期间由同位素温差发电保温,等到月昼来临,它将自主唤醒,进入工作状态。
(1)根据上述信息,请判断以下说法中正确的是
A.月球车可以使用汽油机来驱动
B.月球车在月球上惯性将减小
C.月球车的零件应该用热胀冷缩较明显的材料制成
D.接近月面时,探测器需要悬停寻找最佳降落地点,悬停时它受到的是平衡力
(2)月球车以太阳能为能源,这是 (选填“常规”或“新”)能源。若太阳光照射到太阳能电池板上的辐射功率为1.5kW.电池产生的电压为48V,并对车上的电动机提供5A的电流,则太阳能电池将太阳转化电能的效率 。
(3)探测器接近月面时,在反推发动机和缓冲机构的保护下安全着陆预选区。为使探测器顺利软着陆,从月球表面观察到发动机点火后产生的高压气流应向 (选填“上方”、“下方”或“水平方向”)喷出。
(4)在地球上重6N的物体在月球上重1N,则“玉兔二号”月球车队水平月面的压强为 Pa.加入月球车在行进过程中受到的阻力是自重的0.2倍,月球车水平匀速直线前进30m,牵引力做的功为 J.(g取10N/kg)
(5)小明对月球车的“唤醒系统”非常感兴趣,他利用光敏电阻设计了一个“模拟唤醒系统”,如图丙,该系统由“唤醒电路”、“控制电路”等组成,其中电源的电压为12V,电阻箱的电阻为(0~9999Ω),RP是光敏电阻,它的阻值随光强的变化关系如下表所示,光强用符号E表示,单位符号cd表示。
E/cd
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
7.0
8.0
RP/Ω
18
9
6
4.5
3
3
3
①根据表中数据,请在图丁坐标中描点作出RP﹣E的关系图线。
②若a、b两端电压必须等于或大于8V时,控制电路才能启动,唤醒玉兔并驱动玉兔工作。小明设定光强为4.5cd时唤醒玉兔,则电阻箱的阻值至少应调到 Ω;当光强为7.0cd时,在保证控制电路能正常启动的条件下,调节电阻箱R的阻值,使其消耗的电功率为9W,则此时RP消耗的电功率为 W;为了能使控制电路在光线强度较弱时就能控制电路进入工作