粤沪版八年级上册5 点击新材料课时练习

5.5点击新材料同步练习沪科版初中物理八年级上册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0分）

1. 下列关于超导材料的说法错误的是

A. 超导现象首先是荷兰物理学家昂内斯在1911年发现的
B. 大多数金属只要温度降低，电阻就会降为零
C. 大多数金属只有当温度降到某一值时，才会出现电阻降为零的现象
D. 如果采用超导体电缆输电，不但可以避免输电线上的电能损失，而且不需要高压，从而避免高压电带来的意外事故

2. 集成电路是二十世纪最重要的发明之一，现代的收音机、电视机、手机、计算机等设备中都有集成电路，如图所示，某数码相机的图像传感器就应用了集成电路。集成电路主要是由下列哪一种材料制成的

A. 超导体 B. 金属导体 C. 半导体 D. 绝缘体

3. 下列有关纳米材料所具有的性能及其应用的说法正确的是

大大提高材料的强度和硬度

洗衣机桶的表面涂上纳米材料可以抑制细菌的生长

纳米防水材料在充满蒸汽的浴室里依然光亮

纳米奶瓶可以抗菌

A.  B.  C.  D.

4. 红色发光二极管和绿色发光二极管很早就发明出来了，但是蓝色发光二极管却是近几年才被发明出来的。这项发明终于实现了利用二极管呈现白光。现在普遍使用的LED灯即是发光二极管，它的发光效率很高。但LED灯不具有的特点是

A. 亮度高 B. 能耗低 C. 寿命长 D. 发热多

5. 关于隐形材料，以下说法中正确的是

A. 针对雷达隐形的材料可以高效率地反射电磁波
B. 针对雷达隐形的材料可以高效率地吸收电磁波
C. 人们想象中的隐身衣是由可以不反射光线的神奇材料制成的
D. 人们想象中的隐身衣是由可以不折射光线的神奇材料制成的

6. 公元1911年，荷兰物理学家昂内斯将水银的温度降低到时，水银的电阻测不到了，从而发现了超导现象。以下说法中正确的是

A.
B. 是水银的超导临界温度
C. 是绝对零度
D. 这一事例说明温度降低，物质的导电性变差

7. 生活中人们用手机或者扫码器扫描二维码、条形码进行多种工作，在扫码器中有对光敏感的材料，光敏材料属于

A. 有机高分子材料 B. 超导材料
C. 半导体材料 D. 纳米材料

8. “新材料”是相对于传统材料而言的，新材料的使用对推动社会进步正在发挥着越来越大的作用，下列关于“新材料”的描述不正确的是

A. “超导材料”属于新材料
B. “超导材料”可用于制作输电线，使输电效率提高
C. “半导体材料”的导电性不会受温度、光照、杂质等外界因素的影响
D. “半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片

9. 某些物质在温度很低的情况下，电阻会突然接近于零，这种现象叫超导现象。如果把超导现象应用于实际，则

A. 可用超导材料制作电炉丝
B. 可用超导材料制作输电线
C. 可用超导材料制作滑动变阻器的电阻丝
D. 可用超导材料制作白炽灯泡的灯丝

10. 科技的自立自强是国家发展的战略支撑，2021年新一代5G芯片将开始量产，标志着中国芯片正在崛起。芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是

A. 超导材料 B. 半导体材料 C. 磁性材料 D. 绝缘材料

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 纳米是长度单位，          m，当材料的粒子小到纳米级时，材料的性能会发生显著变化，如          、          、          举三例．
12. 有些材料当温度降低到某一温度时，材料的电阻突然变为          的现象叫超导现象，能够发生超导现象的材料叫超导材料．
13. 根据导电性的不同，材料可分为          、          、          三大类．
14. 我国自行研发、制造的“隐形战机”歼已经正式列装，战备值班。这标志着我国的国防能力已经达到一个更高的水平。歼可以有效地避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够          选填“增强”或“减弱”对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够          选填“增强”或“减弱”反射回雷达探测设备的电磁波。

三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

15. 阅读下列材料，回答问题。
    超导材料 1911年，荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银时发现，当温度下降到时，水银的电阻完全消失。1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出：低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态。后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。
    1933年，迈斯纳和奥克森尔德两位科学家发现，如果把超导材料放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体内被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。
    根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点，对常温而言仍是极低的温度。高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类：大电流应用强电应用、电子学应用弱电应用和抗磁性应用。大电流应用即超导发电、输电和储能等；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆。
    
    许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为______现象，达到这一现象时的温度称为______温度。
    超导体______选填”可以“或”不可以“用来制作电热毯。
    如图，在甲、乙两图中能表示”迈斯纳效应“的是______图。
    高温超导材料的超导电性可以应用于______、______举出1例
16. 阅读下面短文，回答问题
    纳米陶瓷
    纳米陶瓷作为高新材料应用广泛．贴于“神舟七号”飞船外表面的“太空”纳米陶瓷，具有永久、稳定的防静电性能，且有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点，采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀，具有金属刀无法比拟的优点：刀刃锋利，能切割钢铁等物质，能削出如纸一样薄的肉片；硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍；完全无磁性；不生锈变色，健康环保；可耐各种酸碱有机物的腐蚀；为全致密材料，无孔隙，不玷污，易清洁，纳米陶瓷充分体现新世纪、新材料的绿色环保概念，是高新技术为现代人奉献的又一杰作．
    “神舟七号”飞船发射升空过程中，与空气摩擦呈炽热状态时，飞船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有______ 的特点．
    纳米是1m的十亿分之一，糖分子的直径约为 ______
    纳米陶瓷刀的耐磨性好，是因为它的______ 高．
    如图所示是陶瓷纳米刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随磨损时间变化的曲线，其中能反映纳米陶瓷刀特点的是曲线______ 填表示曲线的字母．

四、计算题（本大题共2小题，共16.0分）

17. 如图所示华为麒麟990芯片，该芯片采用世界先进顶级5 ______ 选填“mm”、“”或“nm”工艺制造，其中“芯片”所用的材料是______ 选填“导体”、“绝缘体”、“半导体”或“超导体”。
    有一种变光二极管，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，奥秘在于其内部封装有一红一绿两个发光二极管其符号分别为、发光二极管具有单向导电性，当电流从“”极流入时二极管能通电且发光，当电流从“”极流入时二极管不能发光，请在虚线框内画出该变光二极管的内部电路图。

18. LED
    LED是发光二极管的缩写。节能、环保和长寿是LED灯区别于传统白炽灯的三大优势。理论上，LED灯的耗能只有白炽灯的十分之一，相比普通荧光灯也要节能二分之一。
    发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性，当给发光二极管加上正向电后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短，常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。发光二极管的反向击穿电压大于它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻。当它处于正向工作状态时即两端加上正向电压，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关
    阅读上文材料，回答下列问题：
    根据上述材料说明使用LED相比于白炽灯的好处。
    为什么LED能发出颜色不同的光？
    当它处于正向工作状态时必须串联限流电阻，请你解释其中的原因。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】解：1911年，荷兰物理学家昂内斯在做冷冻汞的实验中发现，当温度降低到时，汞的电阻会突然接近于零，这种特性称为超导性。用超导材料输电可大大节约能源和材料。
 

2.【答案】C
 

【解析】略
 

3.【答案】D
 

【解析】略
 

4.【答案】D
 

【解析】解：制作发光二极管的材料是半导体材料。LED灯的亮度高，使用寿命长，发光时能量转化效率高，所以能耗低，发热量就比较少。
 

5.【答案】B
 

【解析】解：针对雷达隐形的材料可以高效率地吸收电磁波。人们想象中，当人体穿上隐身衣时就可以隐形，即使站在别人眼前，也不会被发现。因此隐身衣一定不是由不反射光线或者不折射光线的材料制成的，而是光线会毫无阻挡地穿过隐身衣，好像隐身衣不存在一样。但人体是不透光的，所以光线在隐身衣材料内传播时需要改变方向，绕过人体，隐身衣的表面又需要和周围环境一样能反射光线。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：热力学温标T与摄氏温标t的数量关系是，时，故A错误；
水银在温度降低到时变成了超导体，所以水银的超导临界温度就是，故B正确；
绝对零度是，故C错误；
超导现象是在低温时才发现的，表明一些物质随温度降低导电性变好，当转变成超导体时，对电流的阻碍为零，故D错误。
 

7.【答案】C
 

【解析】解：光敏材料是半导体材料，有光照射时其导电性会发生变化，从而把光信号转变成电信号。
 

8.【答案】C
 

【解析】略
 

9.【答案】B
 

【解析】略
 

10.【答案】B
 

【解析】解：常见的半导体材料有：硅、锗、砷、镓等。芯片的核心部件是其中的电子芯片，是半导体硅制成的。
故选：B。
芯片的核心部件是其中的电子芯片，是半导体硅，半导体具有单向导电性。
本题考查半导体的应用，属于基础知识。
 

11.【答案】 

生物活性 

光学性能 

力学性能

【解析】略
 

12.【答案】0
 

【解析】略
 

13.【答案】导体 

半导体 

绝缘体

【解析】略
 

14.【答案】增强

减弱

【解析】解：歼战机的隐形原理主要有：表面的隐形材料涂层可以高效率地吸收探测雷达发射的电磁波；战机的外形可以将地面探测雷达发射的电磁波反射向其他方向，减弱回波，这样雷达接收不到回波，就发现不了战机。
 

15.【答案】超导电性  临界  不可以  乙  超导发电  输电
 

【解析】解：许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，发生超导现象时的温度叫”临界温度”；
电热毯是根据电流的热效应制成的，超导体的电阻为零，电热毯不能工作；
有材料知如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”，所以应该为乙图；
超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零，当电阻为零时用超导材料发电和传输电能可以减少电能损耗，用作输电导线。
故答案为：超导电性；临界；不可以；乙；超导发电；输电。
许多金属和合金具有在低温下会失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，发生超导现象时的温度叫”临界温度”；
电热毯是根据电流的热效应制成的，超导体的电阻为零，电热毯不能工作；
年，迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”；
超导体的电阻为零，也就避免了电能的损耗，适合做输电线路。
本题主要考查学生对超导现象以及超导材料应用的了解和掌握，超导体的电阻为零，不会放热，所以电能无法转化为内能，可以用于超导发电和远距离输电。
 

16.【答案】耐高温；；硬度；c
 

【解析】解：由于飞船在炽热状态下都不会烧毁，即是由于飞船外表面的陶瓷具有耐高温的特点造成的；
因为纳米是1m的十亿分之一，所以；
由于该刀“完全无磁性”，即其不能被磁化，且耐磨性是由于硬度高造成的；
分析上面的曲线，在相同的时间时，c被磨损的程度最小，即其硬度最大，所以它代表的就是纳米陶瓷刀磨损过程；
故答案为：耐高温；；硬度；．
由于飞船与空气摩擦呈炽热状态时都不会烧毁，所以联系题目中的“有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点”分析即可判断出此时所用到的纳米陶瓷所具有的特点；
根据纳米是1m的十亿分之一知：；
据原题中的“完全无磁性”即能判断出纳米陶瓷刀能否被磁化，据题目中“硬度高，其耐磨性是金属刀的60倍”即可判断其耐磨性好的原因；
由于原题中提到“纳米陶瓷刀的耐磨性好”，所以只需在相同的时间的情况下，分析哪一曲线的磨损程度最小即为该种材料所制的刀．
对于新信息题目的处理，应特别注意要看清题意，找到所要回答的问题所对应的原题信息，正确分析即可利解决．
 

17.【答案】nm  半导体
 

【解析】解：芯片属高科技产品，采用的是顶级5nm工艺制造，芯片所用的材料主要是硅、锗等半导体材料；
因为二极管具有单向导电性，当电流从二极管的正接线柱流入，负接线柱流出时，二极管将电路接通；当电流从二极管的负接线柱流入时，二极管在电路中处于断开状态；根据题意可知，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，所以两二极管并联，且红发光二极管的正接线柱在P端，负接线柱在Q端，绿发光二极管的正接线柱在Q端，负接线柱在P端，

故答案为：nm；半导体；见上图。
芯片的设计利用了纳米工艺，是利用半导体材料制成的；
当电流从二极管的正接线柱流入，负接线柱流出时，二极管将电路接通；当电流从二极管的负接线柱流入时，二极管在电路中处于断开状态。
本题主要考查了对纳米技术的理解、对半导体材料的认识以及发光二极管的特点等知识，难度不大。
 

18.【答案】答：阅读材料可以发现：LED相比于传统白炽灯更节能、环保和长寿；
不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同，当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短，光的波长不同，色就不同；
发光二极管的反向击穿电压大于5V，它的正向伏安特性曲线很陡，说明二极管正向通电时的电阻很小，电路的电流很大，串联电阻用来控制电路中的电流，防止烧坏二极管和电路。
 

【解析】根据材料信息得出使用LED灯的好处；
根据“不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短”来分析解答；
串联电阻起分压作用，保护电路。
本题考查了学生根据题中信息得出结论的能力，有一定的难度。