【題目】閱讀下面材料完成題
轟動國際學界石墨烯“魔角”讓石墨烯變超導體世界頂尖學術(shù)期刊、英國《自然》雜志(Nature )在北京時間 2018 年 12 月 19 日零時發(fā)布了 2018 年度影響世界的十大科學人物,發(fā)現(xiàn)石墨烯超導角度的“神童”曹原出現(xiàn)在榜單的第一位。
2018 年 3 月 5 日,《自然》背靠背發(fā)表了兩篇以曹原為第一作者的石墨烯重磅論文。這名中科大少年班的畢業(yè)生、美國麻省理工學院的博士生發(fā)現(xiàn),當兩層平行石墨烯堆成約 1.1°的微妙角度,就會產(chǎn)生神奇的超導效應。這一發(fā)現(xiàn)轟動國際學界,直接開辟了凝聚態(tài)物理的一塊新領(lǐng)域。
2014年,當曹原加入實驗室的時候,美國麻省理工學院的 PabloJarillo-Herrero 課題組就已經(jīng)在用不同的角度堆疊、旋轉(zhuǎn)碳原子層了。曹原的工作是研究壘在一起的兩層石墨烯彼此間輕微偏轉(zhuǎn)會發(fā)生什么,按照理論預測,輕微的偏轉(zhuǎn)就會讓材料行為產(chǎn)生劇變。許多物理學家對此心存懷疑。但曹原著手搭成微妙偏轉(zhuǎn)的石墨烯層后,他發(fā)現(xiàn)了奇怪的東西,置于一個小型電場,溫度降至絕對零度以上 1.7°C,通常會導電的石墨烯成為了絕緣體。這就夠令人吃驚了!拔覀冎浪鼤趯W界引起轟動!辈茉f道。不過,更好的還在后面:稍微調(diào)整一下電場,偏轉(zhuǎn)的石墨烯層就變成了超導體,電流可無阻流動。
要使平行的兩層石墨烯旋轉(zhuǎn)成約 1.1°的“魔角”,需要一些試驗,但曹原很快就能可靠地完成!八膶嶒灱记芍陵P(guān)重要。”Jarillo-Herrero 說道。曹原開創(chuàng)了一種撕出單層石墨烯的方法,以制出具有相同角度的雙層堆疊。接著微調(diào)校準,他還調(diào)整了低溫系統(tǒng)的溫度,使超導性得以更清晰地顯現(xiàn)。
在超導方面的應用,目前大部分還只是處于研究實驗中,并不能廣泛的運用于現(xiàn)實。當然,也并不是說就沒有超導的應用,超導應用目前最成功的是超導磁體和超導微波器件等,但也是極為有限。醫(yī)院里的核磁共振成像大都采用超導磁體,其磁場一直存在線圈 中,所以進入檢測室需要摘除所有金屬物件。
基礎科學研究采用的穩(wěn)恒強磁場、大型加速器磁體、高能粒子探測器以及工業(yè)中采用 的磁力選礦和污水處理等,也利用了場強高的超導磁體。發(fā)展更高分辨率的核磁共振、磁約束的人工可控核聚變、超級粒子對撞機等,都必須依賴強度更高的超導磁體,也是未來 技術(shù)的可能突破口。超導微波器件在一些軍事和民用領(lǐng)域都已經(jīng)走向成熟甚至是商業(yè)化 了,為信息爆炸的今天提供了非常有效的通訊保障。
當然,超導的應用也不僅僅只有這些,超導在磁懸浮列車、量子應用、可控核聚變等 重要領(lǐng)域都有著巨大的發(fā)展空間。
(1)當兩層平行石墨烯堆成約 1.1°的微妙角度,就會產(chǎn)生神奇的___________效應;
(2)置于一個小型電場,溫度降至絕對零度以上1.7°C,通常會導電的石墨烯成為了 ______。稍微調(diào)整一下電場,偏轉(zhuǎn)的石墨烯層就變成了 ________;
(3)去醫(yī)院做核磁共振需要摘除所有金屬物件的原因是______。
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【題目】如圖所示電路中,電源電壓保持不變,閉合開關(guān)S,滑動變阻器的滑片向右移動時。下列判斷正確的是( )
A.電路的總功率不變B.電壓表與電流表示數(shù)的比值不變
C.電壓表的示數(shù)變大D.電流表的示數(shù)變大
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【題目】疫情防控期間,同學們進校時需經(jīng)過測溫通道,測溫設備通常是利用人體的_____越高輻射的_____(紅外線/紫外線)越強來測溫的。若測溫設備的工作原理如圖所示,R為熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而變小,R0是可調(diào)電阻。隨著環(huán)境溫度的升高,測溫設備常會在無人通過時因電流過大而報警,為防止誤報應將R0的阻值___(調(diào)大/調(diào)。┮恍。若熱敏電阻R在檢測到體溫達到37.3℃的人體而報警時,其阻值為150Ω,報警電流為20mA,電源電壓恒定為5V,測R0的阻值應調(diào)為___。
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【題目】將重是2.5N的物體A放進水中,它有一半體積露出水面,如圖甲。在A上面再放一個體積與A相同的物體B,恰好A、B兩物體全部浸入水中,且B上表面恰好與水面相平,如圖乙。下列說法正確的是( 。
A.甲圖中物體A受到浮力是1.25NB.物體B的密度是物體A密度的2倍
C.乙圖中物體A下表面受到水的壓力為10ND.乙圖中物體B對物體A的壓力為2.5N
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【題目】如圖所示,兩個燒瓶完全相同,燒瓶內(nèi)裝有質(zhì)量相等、初溫相同的煤油以及完全相同的溫度計,燒瓶內(nèi)還分別裝有阻值未知的電阻絲R1和R2,小明利用上述實驗電路探究“電流通過電阻產(chǎn)生的熱量跟電流大小有關(guān)”。閉合開關(guān)一段時間后,記錄溫度計甲乙的示數(shù)分別為40C和35C。根據(jù)實驗過程及現(xiàn)象回答下列問題:
(1)實驗中是通過______反映電阻產(chǎn)生熱量的多少的;
(2)實驗中,電阻絲R1的阻值______R2的阻值(選填“等于”或“不等于”),兩電阻絲的通電時間應______。(選填“相等”或“不相等”)
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【題目】如圖是“探究浮力的大小與排開的水所受重力關(guān)系”的過程情景,請根據(jù)圖示完成下面的填空。
(1)實驗中的所用圓柱體的重力為_____N。
(2)在如圖B中存在的錯誤是_____。
(3)糾正錯誤后,繼續(xù)實驗,在圖C中圓柱受到的浮力F浮=_____N。
(4)根據(jù)如圖_____可以得出,圓柱體排開的水所受的重力為_____N。
(5)實驗結(jié)果表明:浸在水中的物體受到的浮力_____物體排開水所受到的重力(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
(6)糾正如圖B中的錯誤后,圓柱體從剛接觸水面到全部浸沒水中,彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小,水對杯底的壓強_____(選填“逐漸增大”、“逐漸減小、“保持不變”)。
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【題目】一條形磁鐵放在水平桌面上,處于靜止狀態(tài),電磁鐵置于條形磁鐵附近并正對(如圖所示)。下列敘述中,正確的是( 。
A. 閉合開關(guān)前,電磁鐵與條形磁鐵間沒有力的作用
B. 閉合開關(guān)后,條形磁鐵受到桌面向左的摩擦力
C. 閉合開關(guān)后,滑片P向a移動時電磁鐵與條形磁鐵間的作用力增大
D. 閉合開關(guān)后,滑片P向a移動過程中,若條形磁鐵始終處于靜止狀態(tài),則它受到桌面的摩擦力大小保持不變
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【題目】如圖甲所示的電路中,電源電壓為12V保持不變,R2是定值電阻。閉合開關(guān)S,將滑動變阻器R1的滑片從最左端向右滑動直到小燈泡L正常發(fā)光。圖乙是這一過程中兩電壓表與電流表示數(shù)變化關(guān)系的圖像。下列說法正確的是( 。
A.定值電阻R2的阻值是20ΩB.小燈泡的額定功率為1.8W
C.小燈泡正常發(fā)光時,R1的阻值為5ΩD.滑動變阻器R1的最大阻值為35Ω
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【題目】某班學生做分組實驗探究水沸騰時溫度變化的特點。實驗室溫度為30℃,室內(nèi)氣壓為標準大氣壓。實驗室的儲水罐中備有足量的水。
(1)物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程叫做________,它有沸騰和_________兩種形式。
(2)A組學生通過實驗發(fā)現(xiàn):經(jīng)過6分鐘,水的溫度從初始溫度升高到100℃;繼續(xù)加熱6分鐘,燒杯內(nèi)水中溫度計的示數(shù)保持不變。請你在坐標紙上畫出本實驗中水的溫度隨時間變化的圖線。________
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