登录
3.交流分享
(1)下图(a)(b)为小明在实验中观察到的现象,若电路无故障,则说明晶体二极管具有
(a)此时接通电路,小灯泡不亮 (b)将晶体二极管反接,小灯泡亮了 (c)
(2)发光二极管,简称为LED,是一种常用的发光器件。如图(c)所示,若将电路中干电池的正负极对调,LED的发光情况是
(3)科技改变生活,大多数科技产品需要有芯片的支持才能发展,目前领先全球的是3 nm工艺芯片技术。nm是物理量
(1)下图(a)(b)为小明在实验中观察到的现象,若电路无故障,则说明晶体二极管具有
单向导电
性。(a)此时接通电路,小灯泡不亮 (b)将晶体二极管反接,小灯泡亮了 (c)
(2)发光二极管,简称为LED,是一种常用的发光器件。如图(c)所示,若将电路中干电池的正负极对调,LED的发光情况是
不发光
(填“发光”或“不发光”)。(3)科技改变生活,大多数科技产品需要有芯片的支持才能发展,目前领先全球的是3 nm工艺芯片技术。nm是物理量
长度
的单位,3 nm=3×10⁻⁶
mm。芯片是利用半导体
材料制成的。答案
(1)单向导电 (2)不发光 (3)长度 3×10⁻⁶ 半导体 【解析】(1)二极管就像是电路中的“单行道”,只允许电流在一个方向上通过,这就是二极管的单向导电性。(2)更换电源正负极,则电路中的电流方向发生改变,由于二极管具有单向导电性,故LED不发光。(3)nm是长度单位,3 nm = 3×10⁻⁶ mm。芯片是利用半导体材料制成的。
解析
【分析】
本题围绕晶体二极管的特性、物理单位换算及材料应用展开。解题时，需结合实验现象判断二极管的导电特性，利用二极管单向导电性分析LED的发光情况，再根据物理单位知识和材料常识解答单位换算与芯片材料问题：
1. 对于(1)：对比图(a)(b)的实验现象，判断二极管允许电流通过的方向，进而得出其特性；
2. 对于(2)：明确LED属于二极管，结合单向导电性分析电流方向改变后的发光情况；
3. 对于(3)：回忆nm对应的物理量，利用长度单位进率完成换算，结合科技常识确定芯片的制作材料。
【解析】
(1) 图(a)中二极管正向接入电路时，小灯泡不亮，说明电路无电流；图(b)中二极管反向接入电路时，小灯泡亮了，说明电路有电流，由此可知晶体二极管仅允许电流从一个方向通过，即具有单向导电性。
(2) LED是发光二极管，具备单向导电性。将干电池正负极对调后，电路电流方向改变，电流无法通过LED，因此LED不发光。
(3) nm是长度的单位；因1mm=10⁶nm，故3nm=3×10⁻⁶mm；芯片是利用半导体材料制成的。
【答案】
(1)单向导电 (2)不发光 (3)长度；3×10⁻⁶；半导体
【知识点】
二极管单向导电性、长度单位换算、半导体材料
【点评】
本题结合实验现象考查二极管的核心特性，同时涉及基础单位换算和科技材料常识，题目难度适中，注重基础知识的应用，能帮助学生理解二极管特性在实际中的体现，以及物理知识与科技产品的关联。
【难度系数】
0.3
本题围绕晶体二极管的特性、物理单位换算及材料应用展开。解题时，需结合实验现象判断二极管的导电特性，利用二极管单向导电性分析LED的发光情况，再根据物理单位知识和材料常识解答单位换算与芯片材料问题：
1. 对于(1)：对比图(a)(b)的实验现象，判断二极管允许电流通过的方向，进而得出其特性；
2. 对于(2)：明确LED属于二极管，结合单向导电性分析电流方向改变后的发光情况；
3. 对于(3)：回忆nm对应的物理量，利用长度单位进率完成换算，结合科技常识确定芯片的制作材料。
【解析】
(1) 图(a)中二极管正向接入电路时，小灯泡不亮，说明电路无电流；图(b)中二极管反向接入电路时，小灯泡亮了，说明电路有电流，由此可知晶体二极管仅允许电流从一个方向通过，即具有单向导电性。
(2) LED是发光二极管，具备单向导电性。将干电池正负极对调后，电路电流方向改变，电流无法通过LED，因此LED不发光。
(3) nm是长度的单位；因1mm=10⁶nm，故3nm=3×10⁻⁶mm；芯片是利用半导体材料制成的。
【答案】
(1)单向导电 (2)不发光 (3)长度；3×10⁻⁶；半导体
【知识点】
二极管单向导电性、长度单位换算、半导体材料
【点评】
本题结合实验现象考查二极管的核心特性，同时涉及基础单位换算和科技材料常识，题目难度适中，注重基础知识的应用，能帮助学生理解二极管特性在实际中的体现，以及物理知识与科技产品的关联。
【难度系数】
0.3
3 调查超导材料的研究进展与应用前景
阅读材料，回答下列问题。
超导体在特定温度下，展现出令人惊叹的两大特性：零电阻和完全抗磁性。这种超级导体的出现为未来的科技发展开辟了新的道路。
早在1911年，荷兰物理学家昂内斯就首次发现了超导体的存在。他在做冷冻汞的实验中发现，汞的电阻率（表示单位长度单位横截面积的某种材料类的电阻）并不像预料的那样随温度的降低逐渐减小。当温度降至4.2 K（相当于-269 ℃）时，汞的电阻会突然接近于零，进入了超导状态。这一发现，不仅引起了科学界的极大兴趣，也开启了超导材料研究的崭新篇章。
随着研究的深入，越来越多的超导材料被发现，从最初的元素超导体，到后来的合金超导体、重费米子超导体、有机超导体等，每一种新材料的发现，都为超导技术的发展带来了新的可能性。同时，对超导材料物理性质和微观机理的研究，也极大地推动了凝聚态物理学的发展。
超导体的转变温度，即物质从正常态转变为超导态时所处的温度，被称为临界温度$T_{C}$。这一温度的高低，直接决定了超导材料的应用范围。近年来，科学家们不断挑战超导体的临界温度极限，从最初的极低温度，到如今的接近室温，每一次突破，都让人们看到了超导技术走进日常生活的希望。
中国的超导研究也取得了令人瞩目的成就。从2021年西南交通大学研发的高温超导高速磁悬浮工程样车，到2023年中国中车自主研制的高温超导电动悬浮系统，这些创新成果的涌现，不仅展示了中国在超导技术领域的实力，也为全球超导技术的发展注入了新的活力。
超导体的应用前景广阔，从超导电力、超导储能到超导磁体、超导磁悬浮等，每一项应用都有望为人类生活带来革命性的改变。例如，在电厂发电和电能输送方面，超导材料可以显著降低能源损耗，提高能源利用效率；在电子设备领域，超导材料可以实现元件的微型化，提高设备的性能和可靠性。
(1)通过本文的描述，“电阻率”是描述材料
(2)超导体由正常态转变为超导态时所处的温度称为这种物质的
(3)请你分析：在实际应用中，超导现象适合应用于
A. 磁悬浮列车
B. 高速计算机的集成电路芯片
C. 探测与通讯
阅读材料，回答下列问题。
超导体在特定温度下，展现出令人惊叹的两大特性：零电阻和完全抗磁性。这种超级导体的出现为未来的科技发展开辟了新的道路。
早在1911年，荷兰物理学家昂内斯就首次发现了超导体的存在。他在做冷冻汞的实验中发现，汞的电阻率（表示单位长度单位横截面积的某种材料类的电阻）并不像预料的那样随温度的降低逐渐减小。当温度降至4.2 K（相当于-269 ℃）时，汞的电阻会突然接近于零，进入了超导状态。这一发现，不仅引起了科学界的极大兴趣，也开启了超导材料研究的崭新篇章。
随着研究的深入，越来越多的超导材料被发现，从最初的元素超导体，到后来的合金超导体、重费米子超导体、有机超导体等，每一种新材料的发现，都为超导技术的发展带来了新的可能性。同时，对超导材料物理性质和微观机理的研究，也极大地推动了凝聚态物理学的发展。
超导体的转变温度，即物质从正常态转变为超导态时所处的温度，被称为临界温度$T_{C}$。这一温度的高低，直接决定了超导材料的应用范围。近年来，科学家们不断挑战超导体的临界温度极限，从最初的极低温度，到如今的接近室温，每一次突破，都让人们看到了超导技术走进日常生活的希望。
中国的超导研究也取得了令人瞩目的成就。从2021年西南交通大学研发的高温超导高速磁悬浮工程样车，到2023年中国中车自主研制的高温超导电动悬浮系统，这些创新成果的涌现，不仅展示了中国在超导技术领域的实力，也为全球超导技术的发展注入了新的活力。
超导体的应用前景广阔，从超导电力、超导储能到超导磁体、超导磁悬浮等，每一项应用都有望为人类生活带来革命性的改变。例如，在电厂发电和电能输送方面，超导材料可以显著降低能源损耗，提高能源利用效率；在电子设备领域，超导材料可以实现元件的微型化，提高设备的性能和可靠性。
(1)通过本文的描述，“电阻率”是描述材料
导电性能
（填“导电性能”或“导热性能”）的物理量。(2)超导体由正常态转变为超导态时所处的温度称为这种物质的
临界温度
，通常用符号$T_{C}$来表示。(3)请你分析：在实际应用中，超导现象适合应用于
ABC
。（多选，填字母）A. 磁悬浮列车
B. 高速计算机的集成电路芯片
C. 探测与通讯
答案
(1)导电性能 (2)临界温度 (3)ABC 【解析】(1)通过文章描述,“电阻率”是描述材料导电性能的物理量。(2)超导体由正常态转变为超导态时所处的温度称为这种物质的临界温度。随着研究的深入,科学家们不断尝试提高超导体的临界温度,以扩大其应用范围。(3)根据文章分析可知,超导现象可应用于磁悬浮列车、高速计算机的集成电路芯片、探测与通信等领域。
解析
【分析】
解答本题需仔细阅读给定材料，提取各问题对应的关键信息：第(1)题，根据材料中电阻率的定义，结合电阻与导电性能的关联判断；第(2)题，直接定位材料中关于超导体转变温度的定义；第(3)题，从材料列举的超导应用领域，逐一匹配选项判断。
【解析】
(1) 材料中指出“电阻率（表示单位长度单位横截面积的某种材料类的电阻）”，电阻是描述材料导电性能的物理量，因此电阻率是描述材料导电性能的物理量；
(2) 材料明确说明“超导体的转变温度，即物质从正常态转变为超导态时所处的温度，被称为临界温度$T_{C}$”，据此可得答案；
(3) 材料提到超导的应用包括：超导磁悬浮列车（对应选项A）、电子设备中实现元件微型化（对应选项B）、超导磁体用于探测与通讯（对应选项C），因此三个选项均正确。
【答案】
(1)导电性能 (2)临界温度 (3)ABC
【知识点】
超导材料、电阻率、超导体应用
【点评】
本题结合超导材料的研究进展，考查学生的信息提取与匹配能力，题目难度较低，只要认真阅读材料即可准确作答，体现了物理知识在科技领域的实际应用。
【难度系数】
0.3
解答本题需仔细阅读给定材料，提取各问题对应的关键信息：第(1)题，根据材料中电阻率的定义，结合电阻与导电性能的关联判断；第(2)题，直接定位材料中关于超导体转变温度的定义；第(3)题，从材料列举的超导应用领域，逐一匹配选项判断。
【解析】
(1) 材料中指出“电阻率（表示单位长度单位横截面积的某种材料类的电阻）”，电阻是描述材料导电性能的物理量，因此电阻率是描述材料导电性能的物理量；
(2) 材料明确说明“超导体的转变温度，即物质从正常态转变为超导态时所处的温度，被称为临界温度$T_{C}$”，据此可得答案；
(3) 材料提到超导的应用包括：超导磁悬浮列车（对应选项A）、电子设备中实现元件微型化（对应选项B）、超导磁体用于探测与通讯（对应选项C），因此三个选项均正确。
【答案】
(1)导电性能 (2)临界温度 (3)ABC
【知识点】
超导材料、电阻率、超导体应用
【点评】
本题结合超导材料的研究进展，考查学生的信息提取与匹配能力，题目难度较低，只要认真阅读材料即可准确作答，体现了物理知识在科技领域的实际应用。
【难度系数】
0.3
