Question

【題目】石墨烯被稱(chēng)為“黑金”、“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。

(1)石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的片狀結(jié)構(gòu)材料。這種材料在一定條件下電阻可以降為零，因此可用于制作_____（選填“絕緣體”、“半導(dǎo)體”或“超導(dǎo)體”），這一特點(diǎn)可以在生活中用于_____（選填“電飯煲發(fā)熱絲”、“電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈”或“小燈泡的燈絲”）；石墨烯晶體_____（選填“有”或“沒(méi)有”）固定的熔點(diǎn)。

(2)華為實(shí)驗(yàn)室宣布，在石墨烯電池上取得重大突破，石墨烯電池只需要1.1秒就能夠充滿(mǎn)電，就是在你一眨眼的功夫，手機(jī)電池可能就充滿(mǎn)了，同時(shí)這種電池還展現(xiàn)出了超強(qiáng)的壽命和環(huán)境抵抗能力，一塊石墨烯電池上標(biāo)有“5V20000mAh”字樣，充滿(mǎn)一次電可以存儲(chǔ)_____kWh電能；充滿(mǎn)電后可以讓功率為2W的手機(jī)工作_____h。

(3)旅游時(shí)，小華用國(guó)產(chǎn)手機(jī)與同學(xué)聯(lián)絡(luò)，通話(huà)時(shí)信息在空中的傳播速度是_____m/s；同學(xué)幫小華拍了一張照片，小華在水中的“倒影”清晰可見(jiàn)，拍照時(shí)水中的“倒影”是由于光的_____形成的。

(4)利用石墨烯電熱涂料供暖。涂料通電發(fā)熱后，通過(guò)_____方式改變房間內(nèi)空氣的內(nèi)能。一間空房的地面面積是14m2，高為3m，在房間的三面墻上各涂有某品牌石墨烯電熱涂料1m2，該涂料的單位發(fā)熱功率為1200W/m2。現(xiàn)同時(shí)給它們通電，5min內(nèi)可使室溫升高10℃，此過(guò)程中房間內(nèi)平均每秒鐘損失的熱量是_____J。[空氣密度為1.3kg/m3、空氣比熱容為1.0103J/(kg℃)]

Answer 1

【答案】超導(dǎo)體 電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈 有 0.1 50 3×108 反射 熱傳遞 1780

【解析】

(1)[1]超導(dǎo)體指在某一溫度下，電阻為零的導(dǎo)體，石墨烯在一定條件下電阻可以降為零，因此可用于制作超導(dǎo)體。

[2]超導(dǎo)體電阻為零，所有利用電流熱效應(yīng)工作的電器設(shè)備都不能用超導(dǎo)材料制作，電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈是利用線(xiàn)圈傳遞電流，是利用電流的磁效應(yīng)工作的，利用超導(dǎo)體工作的時(shí)候，沒(méi)有能量的損失，故能用超導(dǎo)體。

[3]石墨烯晶體是一種晶體，有固定的熔點(diǎn)。

(2)[4]根據(jù)石墨烯電池上標(biāo)有“5V20000mAh”的字樣，可知充滿(mǎn)一次電可以存儲(chǔ)的電能為

[5]充滿(mǎn)電后可以讓功率為2W的手機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)為

(3)[6]手機(jī)傳輸信息是通過(guò)電磁波傳播的，電磁波的傳播速度等于光速，即3×108m/s；

[7]“倒影”是在水面上成的像，是平面鏡成像，屬于光的反射現(xiàn)象。

(4)[8]改變物體內(nèi)能的方法是做功和熱傳遞，涂料通電發(fā)熱后，通過(guò)熱傳遞方式改變房間內(nèi)空氣的內(nèi)能。

[9]由題意可知，空房?jī)?nèi)室溫升高吸收的熱量為電熱涂料放出的熱量減去房間內(nèi)損失的熱量，則

即每秒鐘損失的熱量為

則

此過(guò)程中房間內(nèi)平均每秒鐘損失的熱量是