阅读短文，回答短文后的问题石墨烯——改变世界的神奇新材料一片-优题课

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石墨烯——改变世界的神奇新材料
一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家海姆和诺沃肖洛夫赢得2010年度诺贝尔物理学奖.这种全新材料名为“石墨烯”.
石墨烯不仅“最簿、最强”，作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好.利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料.比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池.如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料.因此其应用前景十分广阔.
（1）这种新材料属于＿＿＿＿（填“导体”或“绝缘体”）.
（2）石墨烯应用于超级计算机的研发，是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.
（3）石墨烯的应用领域十分广泛，请你从材料中找出两例＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.

科目物理题型综合题难度中等

知识点：新材料及应用

体育课上，小明在同位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远，这是什么原因呢？

小明向老师请教，老师说：这是常见的种抛体运动，将足球以一定的速度向斜上方踢出，足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图甲所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做抛射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。

若不计空气阻力，请回答下列问题：

（1）足球的质量是0.4kg，它受到的重力是多少？（取g＝10N/kg）

（2）若足球从地面踢出时具有的动能是120J，踢出后能达到的最大高度是5m，足球在最高点时具有的动能是多少？

（3）若足球的射程X与抛出速度v、抛射角θ之间满足公式X $= \frac{2 v^{2} sinθcosθ}{g}$ ，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角踢出，足球的射程是多少？（取g＝10N/kg）

（4）足球以30°抛射角踢出，其动能E_k随水平位置s变化关系的图象如图乙所示。若该球在同位置以60°抛射角且与前次大小相同的速度踢出，请你在答题卡的同一坐标中画出此次足球的动能随水平位置变化关系的大致图象。

如图甲是一种测定油箱内油量的装置，其中 $R$ 是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴 $O$ 转动，另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随液面落下，带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动，从而改变了电路中电流表的示数。因此，电流表上一定的示数便对应着油面的一定高度，把电流表刻度盘改为相应的油量体积数，就可以直接读出油箱中的油量，其中浮子应用了　　条件。如果把量程足够大的电压表改装成油量表，要求油量增加时，电压表的读数也增加，电压表应接在甲图中　　两端（按图中所标示字母填写）。

小军在以上设计的启发下，设计了一种测量体重的装置（如乙图所示），当没有测体重时，滑片 $P$ 在图中绝缘体处，绝缘体使电路　　（选填“切断”或“接通” $)$ ，电路中 $R_{1}$ 的作用是　　，在称量过程中，弹簧（在弹性限度内）的弹性势能随称量物体的重力增大而　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$ 。

如图所示，电源电压 $4.5 V$ 保持不变，电流表的量程为 $0 ~ 0.6 A$ ，电压表的量程为 $0 ~ 3 V$ ，灯泡 $L$ 标有“ $3 V 1.5 W$ ”字样，滑动变阻器 $R$ 标有“ $20 Ω 1 A$ ”字样。闭合开关 $S$ ，调节滑动变阻器滑片 $P$ ，使灯泡正常工作，不考虑灯丝电阻的变化。求：

（1）灯泡正常工作时的电流和电阻；

（2）灯泡正常工作 $1 \min$ 所放出的热量；

（3）在保证电路安全的条件下，滑动变阻器连入电路的电阻变化范围。

如图甲所示，一个底面积为 $4 \times 10^{- 2} m^{2}$ 的薄壁圆柱形容器置于水平地面上，装有 $0.3 m$ 深的水。现将物体 $A$ 放人其中，物体 $A$ 漂浮于水面上，如图乙所示，此时容器底部受到水的压强比图甲增大了 $400 Pa$ ．当再给物体 $A$ 施加一个竖直向下大小为 $4 N$ 的力 $F$ 以后，物体 $A$ 恰好浸没水中静止（水未溢出），如图丙所示。 $(ρ_{水} = 1 \times 10^{3} kg / m^{3}$ ， $g$ 取 $10 N / kg)$ 求：

（1）容器中水的质量；

（2）物体 $A$ 放入前，容器底部受到水的压强；

（3）物体 $A$ 的密度。

如图为某品牌电饭煲的工作电路示意图，开关 $S$ 可以同时与 $a$ 、 $b$ 相连，或只与 $c$ 相连（红灯，绿灯为指示打，不计电阻）。该电饭煲具有加热、保温功能，在加热档时总功率为 $1540 W$ ，在保温挡时的总功率为 $55 W$ ．请根据以上信息解答下列问题：

（1）将开关 $S$ 与 $a$ 、 $b$ 相连时，　　发光（选填“红灯”或“绿灯” $)$ ，此时电饭煲处于　　状态（选填“加热”或“保温” $)$

（2）电饭煲处于加热状态时， $R$ 的电功率为 $P_{1}$ ；处于保温状态时， $R$ 的电功率为 $P_{2}$ ， $P_{1} : P_{2} = 400 : 1$ ．请计算电阻 $R_{1}$ 的阻值。

（3）如果在不改变原来保温挡和加热档电功率的基础上，要增加一个更大功率的挡位来迅速加热物体，请设计出1种方案，并用简要的文字说明（也可配合作图说明）