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例题2 超导材料是一种电阻为零的材料。某同学预测超导材料将会在以下方面得到应用,你认为其中合理的是( )。
A.制成电饭锅的发热体
B.制成白炽灯的灯丝
C.制成滑动变阻器的电阻丝
D.作为远距离输电的导线
分析 利用超导体的零电阻特性可以无损耗地输送极大电流,实现远距离大功率输电。而电饭锅的发热体、白炽灯的灯丝都是利用电流热效应工作的,制成它们的材料需要有电阻。滑动变阻器就是利用改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻大小的装置。
解 D
策略提炼 超导材料具有零电阻特性。
A.制成电饭锅的发热体
B.制成白炽灯的灯丝
C.制成滑动变阻器的电阻丝
D.作为远距离输电的导线
分析 利用超导体的零电阻特性可以无损耗地输送极大电流,实现远距离大功率输电。而电饭锅的发热体、白炽灯的灯丝都是利用电流热效应工作的,制成它们的材料需要有电阻。滑动变阻器就是利用改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻大小的装置。
解 D
策略提炼 超导材料具有零电阻特性。
答案
D
解析
【解析】
超导材料具有电阻为零的特性。利用该特性可无损耗地输送极大电流，实现远距离大功率输电，因此适合作为远距离输电的导线。而电饭锅的发热体、白炽灯的灯丝是利用电流热效应工作的，需要材料具有电阻；滑动变阻器是通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻大小的装置，电阻丝也需要有电阻，故A、B、C选项均不合理。
【答案】
D
【知识点】
超导材料特性、电流热效应、滑动变阻器工作原理
【点评】
本题考查超导材料的特性及应用，同时结合电流热效应和滑动变阻器的工作原理，要求学生明确不同电学元件对材料电阻的要求，加深对电学原理与材料应用关联的理解。
【难度系数】
0.7
超导材料具有电阻为零的特性。利用该特性可无损耗地输送极大电流，实现远距离大功率输电，因此适合作为远距离输电的导线。而电饭锅的发热体、白炽灯的灯丝是利用电流热效应工作的，需要材料具有电阻；滑动变阻器是通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻大小的装置，电阻丝也需要有电阻，故A、B、C选项均不合理。
【答案】
D
【知识点】
超导材料特性、电流热效应、滑动变阻器工作原理
【点评】
本题考查超导材料的特性及应用，同时结合电流热效应和滑动变阻器的工作原理，要求学生明确不同电学元件对材料电阻的要求，加深对电学原理与材料应用关联的理解。
【难度系数】
0.7
举一反三 现代生活照明大多采用低碳节能的 LED 灯,其核心元件的主要材料是( )。
A.导体
B.纳米材料
C.超导体
D.半导体
A.导体
B.纳米材料
C.超导体
D.半导体
答案
D
解析
【解析】
LED灯的核心元件是发光二极管，发光二极管是由半导体材料制成的。导体主要用于导电场景，纳米材料是指尺度达到纳米级的特殊材料，超导体是在特定条件下电阻为零的材料，均不符合LED灯核心元件的材料要求，因此答案选D。
【答案】
D
【知识点】
半导体材料
【点评】
本题考查半导体材料在生活中的应用，属于基础识记类题目，需熟悉常见半导体材料的应用实例，强化对半导体相关知识的掌握。
【难度系数】
0.8
LED灯的核心元件是发光二极管，发光二极管是由半导体材料制成的。导体主要用于导电场景，纳米材料是指尺度达到纳米级的特殊材料，超导体是在特定条件下电阻为零的材料，均不符合LED灯核心元件的材料要求，因此答案选D。
【答案】
D
【知识点】
半导体材料
【点评】
本题考查半导体材料在生活中的应用，属于基础识记类题目，需熟悉常见半导体材料的应用实例，强化对半导体相关知识的掌握。
【难度系数】
0.8
1. 有些材料当温度降低到某一数值时,其电阻突然________的现象叫超导现象。利用超导材料的这种特性可实现________距离________功率输电。此外,利用________还可实现超导列车、超导船。
答案
为零
远
大
超导磁浮
远
大
超导磁浮
解析
【解析】
当温度降低到某一特定数值时，某些材料的电阻会突然变为零，这就是超导现象。由于超导材料电阻为零，输电过程中几乎无电能损耗，因此可实现远距离大功率输电；此外，利用超导磁浮的特性还可制造超导列车、超导船等交通工具。
【答案】
为零；远；大；超导磁浮
【知识点】
超导现象；超导的应用
【点评】
本题考查超导现象的基本概念及其在输电、交通领域的应用，属于基础识记类题目，需准确掌握超导的核心特性及相关应用场景。
【难度系数】
0.8
当温度降低到某一特定数值时，某些材料的电阻会突然变为零，这就是超导现象。由于超导材料电阻为零，输电过程中几乎无电能损耗，因此可实现远距离大功率输电；此外，利用超导磁浮的特性还可制造超导列车、超导船等交通工具。
【答案】
为零；远；大；超导磁浮
【知识点】
超导现象；超导的应用
【点评】
本题考查超导现象的基本概念及其在输电、交通领域的应用，属于基础识记类题目，需准确掌握超导的核心特性及相关应用场景。
【难度系数】
0.8
2. 纳米材料基本单元尺度很小。这里提到的“纳米”是________(选填“长度”或“时间”)单位,$1\ nm= $______$m$。人的头发丝直径约为$20\ μ m$,合________$nm$。
答案
长度
$10^{-9}$
$2\times10^4$
$10^{-9}$
$2\times10^4$
解析
【解析】
“纳米”是长度单位；根据长度单位换算关系，$1\ nm=10^{-9}\ m$；由于$1\ μ m=10^3\ nm$，因此$20\ μ m=20×10^3\ nm=2×10^4\ nm$。
【答案】
长度；$10^{-9}$；$2×10^4$
【知识点】
长度单位识别；长度单位换算
【点评】
本题考查对长度单位纳米的认识及不同长度单位间的换算，需牢记单位间的进率，属于基础识记类题目。
【难度系数】
0.8
“纳米”是长度单位；根据长度单位换算关系，$1\ nm=10^{-9}\ m$；由于$1\ μ m=10^3\ nm$，因此$20\ μ m=20×10^3\ nm=2×10^4\ nm$。
【答案】
长度；$10^{-9}$；$2×10^4$
【知识点】
长度单位识别；长度单位换算
【点评】
本题考查对长度单位纳米的认识及不同长度单位间的换算，需牢记单位间的进率，属于基础识记类题目。
【难度系数】
0.8
3. 汽车的轮胎常由橡胶制成,是因为橡胶具有较好的( )。
A.导电性
B.弹性
C.导热性
D.透气性
A.导电性
B.弹性
C.导热性
D.透气性
答案
B
解析
【解析】
汽车轮胎需要具备缓冲震动、适应路面形变的特点，橡胶具有较好的弹性，能满足这一需求；而导电性、导热性、透气性均不是汽车轮胎所需的特性，因此选B。
【答案】
B
【知识点】
物质的物理性质；弹性的应用
【点评】
本题结合生活实际考查常见物质的物理性质，要求学生将物理知识与生活常识相结合，属于基础识记类题目。
【难度系数】
0.9
汽车轮胎需要具备缓冲震动、适应路面形变的特点，橡胶具有较好的弹性，能满足这一需求；而导电性、导热性、透气性均不是汽车轮胎所需的特性，因此选B。
【答案】
B
【知识点】
物质的物理性质；弹性的应用
【点评】
本题结合生活实际考查常见物质的物理性质，要求学生将物理知识与生活常识相结合，属于基础识记类题目。
【难度系数】
0.9
4. 下列物体中通常情况下属于导体的是( )。
A.铅笔芯
B.塑料尺
C.橡皮
D.玻璃杯
A.铅笔芯
B.塑料尺
C.橡皮
D.玻璃杯
答案
A
解析
【解析】
导体是容易导电的物体，绝缘体是不容易导电的物体。分析各选项：
A. 铅笔芯主要成分是石墨，石墨属于导体；
B. 塑料尺是塑料制品，属于绝缘体；
C. 橡皮是橡胶制品，属于绝缘体；
D. 玻璃杯是玻璃制品，属于绝缘体。
因此通常情况下属于导体的是铅笔芯，选A。
【答案】
A
【知识点】
导体与绝缘体区分
【点评】
本题考查常见导体和绝缘体的判断，属于电学基础题，需要熟悉生活中常见的导体、绝缘体实例。
【难度系数】
0.9
导体是容易导电的物体，绝缘体是不容易导电的物体。分析各选项：
A. 铅笔芯主要成分是石墨，石墨属于导体；
B. 塑料尺是塑料制品，属于绝缘体；
C. 橡皮是橡胶制品，属于绝缘体；
D. 玻璃杯是玻璃制品，属于绝缘体。
因此通常情况下属于导体的是铅笔芯，选A。
【答案】
A
【知识点】
导体与绝缘体区分
【点评】
本题考查常见导体和绝缘体的判断，属于电学基础题，需要熟悉生活中常见的导体、绝缘体实例。
【难度系数】
0.9
5. 超导现象是指某些物质在温度很低时电阻变为零的现象。如果某种超导材料能应用于实际,那么它最适合用来制作( )。
A.熔断器
B.输电线
C.电炉丝
D.变阻器的电阻丝
A.熔断器
B.输电线
C.电炉丝
D.变阻器的电阻丝
答案
B
解析
【解析】
超导材料的电阻为零，根据焦耳定律Q=I²Rt，电流通过时不会产生热量。
A选项：熔断器是利用电流的热效应，电流过大时发热熔断，超导材料无法产生热量，不能制作熔断器；
B选项：输电线使用超导材料，不会因电阻产生热量损耗电能，能大幅提高输电效率，适合制作输电线；
C选项：电炉丝是利用电流热效应工作，需要电阻发热，超导材料电阻为零，无法发热，不能制作电炉丝；
D选项：变阻器的电阻丝通过改变电阻来改变电流，超导材料电阻为零，无法改变电阻，不能制作变阻器的电阻丝。
综上，答案选B。
【答案】
B
【知识点】
超导现象、电流的热效应
【点评】
本题考查超导材料的特性及实际应用，需结合各电器的工作原理分析，理解超导材料电阻为零的核心特点是解题关键。
【难度系数】
0.8
超导材料的电阻为零，根据焦耳定律Q=I²Rt，电流通过时不会产生热量。
A选项：熔断器是利用电流的热效应，电流过大时发热熔断，超导材料无法产生热量，不能制作熔断器；
B选项：输电线使用超导材料，不会因电阻产生热量损耗电能，能大幅提高输电效率，适合制作输电线；
C选项：电炉丝是利用电流热效应工作，需要电阻发热，超导材料电阻为零，无法发热，不能制作电炉丝；
D选项：变阻器的电阻丝通过改变电阻来改变电流，超导材料电阻为零，无法改变电阻，不能制作变阻器的电阻丝。
综上，答案选B。
【答案】
B
【知识点】
超导现象、电流的热效应
【点评】
本题考查超导材料的特性及实际应用，需结合各电器的工作原理分析，理解超导材料电阻为零的核心特点是解题关键。
【难度系数】
0.8
6. 下列有关材料的说法中正确的是( )。
A.光导纤维是用金属铜制成的
B.铁钉、钢针、铝板都能被磁体吸引
C.航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料
D.温度、光照、杂质等因素对半导体的导电性能有很大影响
A.光导纤维是用金属铜制成的
B.铁钉、钢针、铝板都能被磁体吸引
C.航空器材常采用高强度、高密度的合金或新型合成材料
D.温度、光照、杂质等因素对半导体的导电性能有很大影响
答案
D
解析
【解析】
A. 光导纤维的主要成分是二氧化硅，并非金属铜，该选项错误；
B. 磁体只能吸引铁、钴、镍等磁性材料，铝板不属于磁性材料，不能被磁体吸引，该选项错误；
C. 航空器材需减轻自身重量，常采用高强度、低密度的合金或新型合成材料，而非高密度，该选项错误；
D. 半导体的导电性能受温度、光照、杂质等因素的影响很大，该选项正确。
【答案】
D
【知识点】
材料的性质与应用；半导体特性
【点评】
本题考查各类材料的性质及应用，需掌握磁性材料、光导纤维、航空材料、半导体的相关基础知识，注重对常见材料特性的积累与区分。
【难度系数】
0.7
A. 光导纤维的主要成分是二氧化硅，并非金属铜，该选项错误；
B. 磁体只能吸引铁、钴、镍等磁性材料，铝板不属于磁性材料，不能被磁体吸引，该选项错误；
C. 航空器材需减轻自身重量，常采用高强度、低密度的合金或新型合成材料，而非高密度，该选项错误；
D. 半导体的导电性能受温度、光照、杂质等因素的影响很大，该选项正确。
【答案】
D
【知识点】
材料的性质与应用；半导体特性
【点评】
本题考查各类材料的性质及应用，需掌握磁性材料、光导纤维、航空材料、半导体的相关基础知识，注重对常见材料特性的积累与区分。
【难度系数】
0.7
