沪科版物理九年级全册20.3材料的开发和利用素养提升练（含解析）

第第页沪科版物理九年级全册20.3材料的开发和利用素养提升练（含解析）第三节材料的开发和利用

基础过关全练

知识点1材料与社会

1.【新素材·现代科技】(2022吉林长春中考)氮化硅是一种性能优异的非金属材料,它具有熔点高、硬度大、耐腐蚀、绝缘性好等特点。用它制作切削刀具是利用了该材料的哪个特点

()

A.熔点高B.硬度大

C.耐腐蚀D.绝缘性好

2.下列有关材料的说法正确的是()

A.绝缘体在任何情况下都不能导电

B.航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料

C.铁、钴、铝都能被磁体吸引

D.用光导纤维制成的光缆可以高速传递大量信息

知识点2材料的导电性

3.(2023北京石景山期末)在常温干燥的情况下,下列物品属于导体的是()

A.木制筷子B.陶瓷盘

C.玻璃杯D.不锈钢勺

4.【学科素养·物理观念】关于半导体二极管,下列说法不正确的是()

A.半导体二极管接入电路中不一定会有电流通过

B.半导体二极管在使用时,无论怎样接入电路都会有电流通过

C.半导体二极管具有单向导电性

D.半导体二极管根据用途可分为开关二极管、整流二极管、稳压二极管等

5.(2023北京西城期末)(多选)下列说法中正确的是()

A.摩擦起电是因为电子从一个物体转移到另一个物体

B.原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子构成的

C.绝缘体不容易导电是因为绝缘体的内部缺少正、负电荷

D.绝缘体与导体之间有明显的界限,绝缘体不能变为导体

知识点3开发新材料

6.(2023甘肃兰州中考B卷)新材料广泛应用于社会的各个领域,关于新材料的应用,下列说法中错误的是()

A.超导材料用于制作电饭锅的发热体,可提高发热效率

B.硅光电池能够把太阳能直接转化为电能,且完全不会造成污染

C.使用记忆合金弹簧制作的淋浴恒温阀门,实现了智能调节水温

D.纳米陶瓷具有一定的韧性,可以制造发动机缸体

能力提升全练

7.【新素材·现代科技】(2022福建中考,3,★☆☆)国产大飞机C919采用碳纤维材料减轻机身质量,因为碳纤维材料具有较小的()

A.弹性B.密度C.硬度D.导热性

8.(2022贵州贵阳中考,8,★☆☆)数千年来,寻找和开发新材料造福社会是人类的核心追求之一。半导体材料的应用促进科技日新月异的发展,这意味着人类已经步入了()

A.石器时代B.青铜器时代

C.铁器时代D.“硅器”时代

9.(2023云南中考,11,)科技改变生活,大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展,目前领先全球的是5nm工艺芯片技术,5nm=m。利用半导体材料可以制作发光二极管,简称LED。电流由正极经过LED流向负极时,LED发光;反之,电流不能从负极流向正极,LED不发光,这说明发光二极管具有导电性。

素养探究全练

10.【物理思维】请阅读《LED灯》并回答问题。

LED灯

LED是英文LightEmittingDiode(发光二极管)的缩写,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以把电能直接转化为光能。LED的心脏是一个半导体的晶片,半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体(称为P区),另一部分是N型半导体(称为N区),在P区和N区之间有一个过渡层,称为P-N结,整个晶片被环氧树脂封装起来,如图1所示。当电流通过这个晶片的时候,晶片就会以光的形式向外发出能量。因为组成晶片的P区和N区的半导体材料不同,不同的LED灯发光的颜色也不相同,图1为一条可以发出不同颜色的LED灯带。

图2

20世纪60年代,科技工研制成功了LED发光二极管,经过近30年的发展,大家十分熟悉的LED已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光。然而照明需用的白光LED在2000年以后才发展起来。LED灯与白炽灯、节能灯相比,突出的优势可以概括为两点,一是节能,白光LED的能耗仅为白炽灯的,为节能灯的;二是LED灯的寿命长,正常情况下LED灯的使用寿命可达到数万个小时。

LED技术正在不断进步,它的发光效率正在取得惊人的突破,价格也在不断地降低,LED进入家庭的时代正在到来。

请根据上述材料,回答下列问题。

(1)LED灯跟普通光源相比,优势为、。

(2)小明把LED灯和一个零刻度线在表盘上都的电流表串联后连接在电压为3V的电源两端,观察到电流表有示数且LED灯发光,如图2甲所示。然后他把电源的正、负极位置互换,发现电流表无示数且LED灯不发光,如图2乙所示。根据这两次实验的实验现象,可以得出的结论是。

答案全解全析

基础过关全练

1.B氮化硅硬度大,可用于制作切削刀具。故选B。

2.D绝缘体在一定条件下可以变为导体,例如常温下玻璃是绝缘体,在温度升高到一定程度时玻璃会变为导体,A错误;航空器材常采用低密度、高强度的合金材料或新型合成材料,B错误;磁体能够吸引铁、钴、镍等物质,不能吸引铝,C错误;由于光的传播速度快,并且传导中损耗小,因此用光导纤维制成的光缆可以高速传递大量信息,D正确。故选D。

3.D在常温干燥的情况下,木制筷子、陶瓷盘、玻璃杯不容易导电,属于绝缘体;不锈钢勺容易导电,属于导体。故选D。

4.B半导体二极管具有单向导电性,在使用时,特定方向的电流才能够通过二极管,否则二极管不允许电流通过;二极管的用途很广,根据用途可分为开关二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管等。故选B。

5.AB摩擦起电的原因是两个物体互相摩擦时,不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,发生了电荷的转移,A正确;原子是由原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成的,B正确;绝缘体不容易导电是因为绝缘体的内部缺少自由电荷,C错误;绝缘体与导体之间没有明显的界限,绝缘体在条件发生变化时可能变为导体,D错误。故选A、B。

6.A超导材料在一定条件下电阻为零,通电时不会产生热量,不能用于制作电饭锅的发热体,A错误;硅光电池是一种可以把光能直接转化成电能的半导体器件,不会污染环境,B正确;使用记忆合金弹簧可以实现阀门的自动调节,从而实现智能调节水温,C正确;纳米陶瓷具有一定的韧性,可以制造发动机的缸体,D正确。故选A。

能力提升全练

7.B根据ρ=可知,体积一定的物体,密度越小,质量越小,所以机身采用碳纤维材料是因为碳纤维具有较小的密度,故选B。

8.D社会学家宣称现在到了信息时代,信息时代的特征材料是硅,硅代表的正是半导体材料,这意味着人类已经步入了“硅器”时代。故选D。

9.答案5×10-9单向

解析1nm=10-9m,故5nm=5×10-9m