6.4　跨学科实践：半导体与光伏发电 分层练习（含解析） 2025-2026学年物理教科版九年级上册

4　跨学科实践:半导体与光伏发电
半导体
1.某品牌手机采用了具有中国自主知识产权的芯片,因而受到广泛关注。制造芯片的主要材料是
(　　)
A.导体
B.半导体
C.超导体
D.绝缘体
2.发光二极管俗称LED,是由　　　　　(选填“半导体”或“超导体”)材料制成的,该材料具有　　　　　
性。LED正常发光时,用手触摸几乎不发热,所以它在工作时主要将电能转化成　　　　　能。
光伏发电
3.如图所示的一种太阳能背包,包的前面有一个太阳能电池板,它可以给包里的蓄电池充电,蓄电池又可以给手机、小风扇等充电。下列说法错误的是 (　　)
A.太阳能电池板可以将太阳能转化为电能
B.太阳能电池板给蓄电池充电时,将电能转化为化学能
C.蓄电池给手机充电时,将内能转化为电能
D.小风扇工作时,将电能转化为机械能
1.我国天宫空间站使用4对柔性三结砷化镓太阳能电池板来发电,它的技术非常先进,光电转换效率超30%。下列说法正确的是 (　　)
A.太阳能电池板所用材料三结砷化镓是超导体
B.太阳能电池板面积越大,发电效率越高
C.太阳能电池板工作的效率超30%,表明太阳能电池板把至少30%的太阳能转化为化学能
D.太阳能电池板工作的效率超30%,表明太阳能电池板把至少30%的太阳能转化为电能
2.(2025济南期中)将A、B两种不同的金属片分别插入柠檬,制成“柠檬电池”,闭合开关S,发光二极管发光。B金属片是“柠檬电池”的　　　　(选填“+”或“-”)极;该二极管是由　　　　(选填“导体”“半导体”或“超导体”)材料制成的。
3.太阳能发电系统中,白天太阳能电池板发电,向电网提供电能。中午时段,太阳能电池板的输出电压为500 V,输出电流为20 A,10 h可以为电网提供电能　　　　kW·h;这些电能可供额定功率为
2 000 W的热水器正常工作　　　　h。
4.(科学思维)如图甲所示的光敏电阻,其阻值R随光强E[光强是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大。光强用符号E表示,国际单位为坎德拉(cd)]的变化关系如图乙所示。把它接在图丙所示的电路中,其中R是光敏电阻,R0是定值电阻。
(1)光敏电阻主要是由　　　　(选填“超导体”“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制作而成的。
(2)由图乙可知:当光强增大时,光敏电阻的阻值　　　　(选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)在图丙中,当光强为1.0 cd时,闭合开关后,电流表的示数为0.1 A,电压表的示数为2 V,则定值电阻R0的阻值为　　　　 Ω;当光强增大到6.0 cd时,电压表的示数　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。
【详解答案】
基础达标
1.B　2.半导体　单向导电　光　3.C
能力提升
1.D　解析:太阳能电池板所用材料三结砷化镓是半导体,故A错误;太阳能电池板的光电转换效率超30%,与电池板的面积无关,太阳能电池板面积越大,发电功率越大,故B错误;太阳能电池板把光能转化成电能,以化学能的形式储存在电池中;太阳能电池板光电转换效率超30%,表明太阳能电池板能把至少30%的太阳能转化为电能,故C错误,D正确。故选D。
2.+　半导体　解析:电压表接入电路中时,电流从电压表的正接线柱流入,所以A端为负极、B端为正极;结合电压表的接线方法可知B金属片是“柠檬电池”的正极;二极管主要由半导体材料制成。
3.100　50　解析:太阳能电池板的输出电压为500 V,输出电流为20 A,10 h可以为电网提供的电能W=UIt=
500 V×20 A×10 h=100 kW·h,这些电能可供额定功率为2 000 W的热水器正常工作的时间为t===50 h。
4.(1)半导体　(2)减小　(3)20　变大
解析:(1)光敏电阻主要是由半导体材料制作而成的。半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料,具有独特的电学性质,使得光敏电阻能够根据光照强度的变化而改变其阻值。(2)从图乙可以看出,光敏电阻的阻值R随光强E的增大而减小。(3)根据欧姆定律,定值电阻的阻值为R0===20 Ω,当光强增大到6.0 cd时,由于光敏电阻的阻值会减小,根据串联电路的分压原理,光敏电阻两端的电压会减小,而定值电阻R0两端的电压(即电压表的示数)会变大。