沪科版九年级物理 20.3材料的开发和利用 同步测试（含解析）

2018-2019学年沪科版九年级物理 20.3材料的开发和利用 同步测试
一、单选题
1.关于信息、能源和材料，下列说法不正确的是（　　）
A.?数码相机的图象传感器是用半导体材料制成的????B.?输电线若采用超导材料可大大减小电能损耗C.?倒车雷达和移动电话都是利用电磁波传递信息????D.?核电站是利用可控核裂变释放的核能发电
2.下列说法中正确的是（）
A.?超导体是一种电阻很大的材料?????????????????????????????B.?铝、橡胶、塑料都是很好的绝缘材料C.?用半导体材料可以制成性能优良的输电线???????????D.?硅、锗的导电性能比金属差、比非金属强
3.超导树料的应用有着十分诱人的前景．下列不适合使用超导材料的是（　　）
A.?电动机的线圈?????????B.?远距离输电线路上的导线?????????C.?滑动变阻器的电阻丝?????????D.?超导磁浮列车
4.关于导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻之间的关系，下列说法正确的是（）
A.?导体中的电流跟导体两端的电压成正比B.?导体中的电流跟导体的电阻成反比C.?在电压一定时，导体中的电流跟这段导体的电阻成反比D.?导体的电阻与导体中的电流成反比，跟导体两端的电压成正比
5.某些物质在很低的温度时，电阻就变成了零，这种现象叫做超导现象。假如所有导体都没有了电阻，下列用电器仍能正常使用的是（）
A.?普通家用洗衣机???????????????????????????B.?电饭锅???????????????????????????C.?电熨斗???????????????????????????D.?电热毯
6.当温度降低到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种物质叫做超导体．假如有室温环境中的超导体，不可用它来制作（　　）
A.?电饭煲的电热丝???????????????????B.?电动机的线圈???????????????????C.?发电机的线圈???????????????????D.?输电导线
7.下列常用学习用品①透明塑料笔袋②金属刀片③塑料三角板④铅笔芯⑤橡皮擦等物品。上述五种物品中，属于绝缘体的有 （???）
A.?①③⑤????????????????????????????????B.?②④⑤????????????????????????????????C.?③④⑤????????????????????????????????D.?①②④
8.上海世博园中，超过一半的照明系统采用了LED灯．同样的耗电量，LED灯的发光量可达白炽灯的10倍以上．制作LED灯的发光二极管主要使用的是（　）
A.?半导体材料????????????????????B.?超导材料? ? ? ? ?????????????????????C.?纳米材料? ? ? ? ?????????????????????D.?复合材料
9.如图所示的闸刀开关说法不正确的事（??）
A.?瓷柄是绝缘体?????????????????B.?胶盖是绝缘体?????????????????C.?动触头是绝缘体?????????????????D.?静触头是导体
10.通常情况下，下列物体属于绝缘体的是（?? ）
A.?人体???????????????????????????????B.?橡胶手套???????????????????????????????C.?不锈钢尺???????????????????????????????D.?铅笔芯
二、填空题
11.如图甲那样连好电路，闭合开关，观察小灯泡的发光情况，发现小灯泡不发光．说明：________，给玻璃珠加热，如图乙所示，当玻璃加热到红炽状态时发现小灯泡发光，说明：________．综合上面观察到的现象你能得到的结论是________?
12.如图所示两个水果电池串联组成的“电池组”点亮一只发光二极管，发光二极管的主要材料为________半导体（“导体”、“半导体”或“绝体”），已知发光二极管具有单向导电性，电流只能从它的正极流进从负极流出（如图），则A、B、C、D四金属中相当于电池正极的两金属是________.
13.某同学为测一物体质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力，如图，测量时先调节输入电压，使转换器空载时输出电压为0，而后在其上放一物体，即可测得物体质量 成正比的输出电压．该力电转换器中的主元件是?________（选填A光敏材料? B热敏材料? C压敏材料），该装置在称量物体质量时，要水平放置，理由是?________?
14.超导现象是20世纪的重大发现之一，超导材料用途很多，它的优点是________，（只需要写出一条），但目前不能大量应用，主要原因是________
15.超导现象是指某些物质在温度?________时电阻变为?________的现象．如果某种超导材料能应用于实际，最适合用来制作　?________（选填数字序号）：①保险丝；②电炉丝；③电动机线圈；④变阻器的电阻丝．
三、解答题
16.我们学习了新材料及其作用，除了纳米材料、“绿色”能源、记忆合金外，写出你还知道的一种新材料的名称．
四、实验探究题
17.阅读《超导体》回答问题． 超 导 体1911年，荷兰莱顿大学的H?卡茂林?昂内斯意外地发现，将水银冷却到﹣268.98℃时，水银的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于材料的这种特殊导电性能，昂内斯称其为超导态．昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖．科学家在研究过程中，将一个铅制的圆环，放入温度低于Tc=﹣265.97℃的空间，利用电磁感应使环内产生感应电流．结果发现，从1954年3月16日始，到1956年9月5日止，在两年半的时间内电流一直没有减小；当温度上升到高于Tc时，圆环由超导状态变成正常状态，感应电流立刻消失，这就是著名的昂内斯持久电流实验．物质的温度低于它的临界温度（转变为超导的温度），这种物质才会有超导性．一般金属或合金的临界温度都很低，例如铅的临界温度是﹣265.97℃．要维持这么低的温度也是很困难的，这就使超导体目前只能应用在科学实验和高新技术中，而不能在日常生活和生产中普遍应用．近几十年来，各国科学家一直在努力寻找能够在室温下工作的超导材料．在这方面，我国的研究走在了世界的前列．请根据上述材料，回答下列问题：
（1）超导现象是指导体在温度降低到足够低时，有些材料的________变为零的特性．
（2）科学家在研究过程中，将一个铅制的圆环，放入温度低于Tc=﹣265.97℃的空间，利用电磁感应使环内产生________（选填“感应电压”或“感应电流”）
（3）下面生活中哪些用电器不宜用超导材料 ??????
A.?电视机??????????????????????????????B.?笔记本??????????????????????????????C.?电饭煲??????????????????????????????D.?电热水器．
五、综合题
18.阅读短文，回答问题： 力传感器常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片．若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩． 应变片采用半导体材料制成，其阻值与长度成正比．给上、下应变片提供相等且恒定不变的电流，上应变片两端电压为U1 ， 下应变片两端电压为U2 ， 传感器把这两个电压的差值U（U=U1﹣U2）输出，用来反映力F的大小．半导体应变片的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图乙所示．为消除温度变化对测量精度的影响，需分别给上、下应变片串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响．
（1）当弹簧钢没有受到压力时，U=________．
（2）当弹簧钢受力向下弯曲时，U1________，U2________．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天________（选填“大”或“小”）．
（4）进行温度补偿时，应给下应变片串联的电阻，最合适的是图丙中的________．
19.半导体材料简介自然界的物质按导电能力大小可分为导体、半导体和绝缘体三大类．按化学组成进行分类，可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体．不同材料制成的半导体元器件具有不同的物理特性，例如某些元素的氰化物是制做热敏电阻的主要材料，而某些元素的化合物是制做温差电阻的重要材料．在单质中，锗（Ge）和硅（Si）的应用最为广泛，是制做晶体二极管和晶体三极管的主要材料．晶体二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过．当二极管两端外加正向电压时，如果正向电压很小，正向电流也几乎为零，当正向电压大于某个值以后，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升．当二极管两端外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流几乎为零，二极管处于截止状态．外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种现象称为电击穿．因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高．请根据上述材料，回答下列问题：
（1）下列对半导体材料及其应用，叙述中正确的是________?A．半导体材料只可能是单质B．半导体材料不可能是有机物C．半导体材料不可能是无机物D．半导体材料制成的元件具有特殊的物理特性
（2）如图所示，为一个晶体二极管中的电流随它两端电压变化的曲线（二极管的伏安特性曲线）．以下判断中正确的是________?A．当二极管两端的正向电压为0.2V时，二极管处于导通状态B．当二极管两端的正向电压为0.8V时，二极管处于导通状态C．当二极管两端的反向电压为10V时，二极管处于截止状态D．当二极管两端的反向电压为50V时，二极管将会被击穿．?

答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
【解析】【解答】解：A、数码相机的图象传感器是用半导体材料制成的，故A叙述正确；B、超导材料电阻为0，应用于输送电能，根据公式P=I2R可知电流一定时，电阻越小，消耗的电能就越小，故B叙述正确．C、倒车雷达是超声波的应用；电视、移动电话、广播电台都是利用电磁波来传递信息的，故C叙述错误；D、核电站是利用可控的核裂变释放的核能发电的，故D叙述正确．故选：C．【分析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体；在输电的过程中输送的功率一定，根据P=UI，输送电压越高，输送电流越小，根据P损=I2R，知损失的功率小；倒车雷达是利用超声波工作的；电视、移动电话、广播电台都是利用电磁波来传递信息的；核电站是利用核裂变释放的能量．
2.【答案】D
【解析】【解答】A、超导体是一种电阻为零的材料，故A错误；
B、铝是导体，橡胶、塑料是绝缘体，故B错误；C、半导体材料的导电性能不导体差，由于绝缘体，不适合制成性能优良的输电线，故C错误；D、硅、锗是半导体材料，导电性能比金属差、比非金属强，故D正确；故选D．
【分析】利用下列知识分析判断：（1)超导体的电阻为零；（2)铝是导体，橡胶、塑料是绝缘体；（3)半导体材料不适合制作输电导线；（4)硅、锗是半导体材料，导电性能比金属差、比非金属强．本题考查了超导体、导体、半导体的相关知识，是一道基础题，熟练掌握基础知识是正确
3.【答案】C
【解析】【解答】解：A、电动机工作时，主要是将电能转化为机械能，所以线圈上产生的热量越少越好，故可以用超导材料制作电动机的线圈，故A不符合题意；B、远距离输电中的输电导线若用超导体材料制成，将降低输电过程中的电能损耗，节约能源，故远距离输电中的输电导线可以用超导材料制作，故B不符合题意；C、滑动变阻器的电阻丝是用来改变电阻的，所以不能用做超导材料，故C符合题意；D、磁悬浮列车主要是将电能转化为磁能，所以产生的电热越少越好，故可以用超导材料制成超导磁浮列车，故D不符合题意；故选C．【分析】解答本题需掌握：超导现象是电阻为零的现象，根据焦耳定律可知，电阻为零就不会产生电热．
4.【答案】C
【解析】【解答】解：在电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比；在电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比．故选C【分析】由欧姆定律可知，导体中的电流与导体两端电压成正比，与导体电阻成反比．
5.【答案】A
【解析】【分析】根据超导体电阻为零的特点可知，超导体通电不能产生热量，然后分析四个选项中的用电器，哪些是利用电流的热效应工作的，则那几个用电器就不能正常使用．【解答】导体若没有了电阻，就不能产生热量，所以利用电流热效应工作的用电器将不能工作，不是利用电流热效应工作的用电器能工作．选项B电饭锅、C电熨斗、D电热毯都是利用电流热效应工作不符合题意，故选项A正确．故选A．【点评】生活中的用电器的工作原理要记住，这也体现了物理新课改的理念：物理来源于生活，服务于社会．
6.【答案】A
【解析】【解答】解：电饭煲的电热丝是利用电流的热效应工作的，工作时把所消耗的电能转化为内能．超导体的电阻为零，不会放热，所以电能无法转化为内能．故A符合题意；而电动机线圈和发电机，是利用电流的磁效应工作的．利用超导体工作的时候，没有能量的损失．故BC不符合题意；由于超导体的电阻为零，所以在用超导体进行远距离输电时不会消耗电能产生热量，减少了在输电过程中的能量损耗，大大节约了能源．故D不符合题意；故选A．【分析】（1）超导体的电阻为零，不会放热，所以电能无法转化为内能．（2）超导体的电阻为零，也就避免了有电流通过时的能量损耗．
7.【答案】A
【解析】【分析】容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体，分析各物体的导电性能，然后答题．
【解答】①透明塑料笔袋、③塑料三角板、⑤橡皮擦都不容易导电，都是绝缘体；②金属刀片与、④铅笔芯容易导电是导体；故选A．
【点评】本题考查了导体与绝缘体的判断，知道导体与绝缘体的概念、熟悉物体的导电性能即可正确解题．
8.【答案】A
【解析】【解答】解：低碳节能的LED，即是发光二极管，制作发光二极管的核心材料就是半导体材料．故选A．【分析】二极管是由硅和锗等材料制作成，而硅和锗是半导体材料，半导体材料有许多独特的功能，根据半导体材料的特殊性质制成了特殊的元件．
9.【答案】C
【解析】【分析】本题通过导体和绝缘体的导电性能不同进行解答．
【解答】A、闭合和断开闸刀开关时，需要用手扳动瓷柄，为防止触电，瓷柄应为绝缘体．不符合题意．B、胶盖暴露在外面，人容易接触到，为防止触电，胶盖用不容易导电的绝缘体．不符合题意．C、当闸刀开关闭合时，静触头和动触头接触，使电路形成通路，所以动触头是容易导电的导体．符合题意．D、当闸刀开关闭合时，静触头和动触头接触，使电路形成通路，所以静触头是容易导电的导体．不符合题意．故选C．
【点评】导体和绝缘体导电性能不同，在家用电器、电路元件、电工材料方面都有很重要的应用．
10.【答案】B
【解析】【解答】解：人体、不锈钢尺、铅笔芯都容易导电，属于导体，故ACD不合题意； 橡胶手套不容易导电，是良好的绝缘体，故B符合题意．故选B．【分析】常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等；常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等；导体和绝缘体没有绝对的界限．
二、填空题
11.【答案】玻璃珠不容易导电，是绝缘体；红炽状态的玻璃珠是导体；当条件改变时，绝缘体也可以变成导体．
【解析】【解答】解：（1）电路中灯泡不发光，说明电路不通，无电流，进而说明玻璃珠不容易导电，是绝缘体；（2）当玻璃加热到红炽状态时发现小灯泡发光，说明此时电路是通路，有电流进而说明红炽状态的玻璃珠是导体；（3）根据实验现象可的结论：当条件改变时，绝缘体也可以变成导体，也证实了导体和绝缘体没有绝对的界限；故答案为：（1）玻璃珠不容易导电，是绝缘体；（2）红炽状态的玻璃珠是导体；（3）当条件改变时，绝缘体也可以变成导体．【分析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；导体和绝缘体没有绝对的界限，在一定条件下，绝缘体也可以变成导体．
12.【答案】半导体；B和D
【解析】【解答】解：发光二极管是由半导体材料制成的；因为二极管具有单向导电性，又知道发光二极管的右边引脚是正极，读图可知，二极管发光，则与二极管右端连接的D和B金属片相当于电源的正极，A和C金属片相当于电源的负极.故答案为：半导体；B和D.【分析】（1）发光二极管是由半导体材料制成的；（2）知道二极管具有单向导电性，再根据在电源的外部，电流总是从电源的正极流向电源的负极做出判断．
13.【答案】C；因水平放置，重力与压力的方向相同，压力的大小与重力的大小才相等．
【解析】【解答】解：（1）力电转换器的原理是：利用转换器的输出电压正比于受压面的压力来工作，则力电转换器要感应到受压面受到的压力，所以力电转换器中的主元件是应使用压敏材料制成，故选C；（2）因为称量物体质量时，是通过测量的物体对受压面产生的压力来工作的，所以压力和重力的大小相等时，才能由该装置称量出物体的质量，于是根据压力与重力的关系可知：水平放置时，压力的方向是竖直向下，压力的大小与重力的大小才相等．故答案为：C；因水平放置，重力与压力的方向相同，压力的大小与重力的大小才相等．【分析】（1）根据力电转换器的原理，该转换器的输出电压要感应到的是压力，所以应使用压敏材料制成；（2）因为称量物体质量时，是通过测量的物体对受压面产生的压力来工作的，所以应从重力和压力的关系上分析回答．
14.【答案】不消耗电能；常温下的超导材料未找到
【解析】【解答】解：超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零，用超导材料时不消耗电能产生内能．但是，获得低温的技术和设备费用昂贵，现有的条件超导材料还不能广泛使用，主要困难常温下的超导材料未找到． 故答案为：不消耗电能；常温下的超导材料未找到．【分析】根据超导材料的电阻为零分析它的优点；根据获得超导材料的条件分析大量应用的困难．
15.【答案】很低；零；③
【解析】【解答】解：某些特殊的材料，当温度降低到一定时，电阻值突然为零的现象，叫超导现象；超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零，利用超导体的零电阻可以实现远距离输电，也可以做电动机线圈等；所有利用电流热效应工作的电阻都不能用超导体制作；①、②、④中都是利用电流热效应工作的，不符合题意．故答案为：很低；零；③．【分析】要解答本题需掌握：超导现象是，物体在低温下阻值消失的现象；超导体适合制作输电导线和电动机线圈等．
三、解答题
16.【答案】解：新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料，具有比传统材料更为优异的性能．我们学习了新材料及其作用，除了纳米材料、“绿色”能源、记忆合金外，还有超导材料．
【解析】【分析】纳米材料、超导材料、形状记忆合金等都属于新材料．
四、实验探究题
17.【答案】（1）电阻（2）感应电流（3）D
【解析】【解答】解：（1）某些金属、合金和化合物的电阻随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象．（2）由题可知，科学家在研究过程中，将一个铅制的圆环，放入温度低于Tc=﹣265.97℃的空间，利用电磁感应使环内产生感应电流．（3）电热水器工作时利用了电流的热效应，超导材料的电阻为零，则电热水器无法产生热量，所以不宜用超导材料，故选D．故答案为：（1）电阻；（2）感应电流；（3）D． 【分析】（1）某些金属、合金和化合物的电阻随温度的降低会突然减小为零，这种现象叫做超导现象．（2）根据题目内容分析；（3）利用电流热效应原理工作的电器不能用超导材料制作．
五、综合题
18.【答案】（1）0（2）变大；变小（3）小（4）A
【解析】【解答】解：（1）由题意可知，金属梁的上、下表面的应变片完全相同，即两应变片的电阻相同，且两应变片串联在电路中，所以通过两应变片的电流相等，根据U=IR可知，上应变片引线间两端电压为U1和下应变片引线间两端电压为U2相等；即U1=U2 ， U=U1﹣U2=0；（2）当金属梁受力向下弯曲时，上面金属电阻丝长度变大，电阻变大，下面金属电阻丝长度变短，电阻变小； 由欧姆定律可知，电压U=IR，电流一定时，电阻越大，导体，U1变大，U2变小．压力越小电子秤示数越小，也就是输出的电压越小，所以说传感器输出的电压U随外力F减小而减小．（3）冬天比夏天电阻增加的小，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小．（4）原半导体电阻随温度升高而增大，所以应补偿电阻随温度升高而减小，A选项电阻随温度的升高而减小，故A正确；故答案为：（1）0；（2）变大；变小；（3）小；（4）A．【分析】（1）根据串联电路电流的特点结合U=IR分析，以U1=U2 ， U=0的原因（2）外力F增大时，上面金属电阻丝被拉伸，下面金属电阻丝被压缩，电阻丝长度发生变化，可知电阻的变化；在电流相同时，根据U=IR分析，电压随电阻的变化．传感器输出的电压表示力F的大小，压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越大，压力为零时，电压为零．（3）冬天温度低，电阻受温度的影响比夏天小，所以电阻增加的小；（4）半导体物理效应都和温度有关，为了消除温度影响，在要求高的场合都需要进行温度补偿．所以串联的电阻应该是随着温度的升高而增大的电阻．
19.【答案】（1）D（2）BCD
【解析】【解答】解：（1）据材料中介绍，半导体可能是单质，可能是有机物，也可能是无机物，半导体材料制成的元件具有特殊的物理特性；（2）A、当二极管两端的正向电压为0.2V时，正向电流为零，二极管处于截止状态；故A错误；B、当二极管两端的正向电压为0.8V时，有正向电流，二极管处于导通状态，故B正确；C、当二极管两端的反向电压为10V时，电路中无反向电流通过，二极管处于截止状态；故C正确；D、当二极管两端的反向电压为50V时，反向电流会突然增大，二极管将会被击穿；故D正确．故答案为：（1）D；（2）BCD．【分析】（1）半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体．不同材料制成的半导体元器件具有不同的物理特性；（2）观察电流随它两端电压变化的曲线，根据电压所对应的电流，逐项分析解答．