5. 中科院上海微系统与信息技术研究所经过研发,使中国单晶晶圆实现量产。如图所示,“晶圆”是指集成电路制作所用的硅晶片,是一种
(第5题)
半导体
(选填“导体”“半导体”或“超导体”)。在-271.76 ℃以下,铝的电阻变成了0,这属于超导
现象。答案
5. 半导体 超导
解析
【分析】
本题考查材料的分类和超导现象的概念。解题思路:第一问需明确硅的材料属性,硅是制作集成电路的核心材料,其导电性能介于导体和绝缘体之间,属于半导体;第二问根据超导现象的定义,即温度足够低时物质电阻变为零的现象,判断铝的情况属于超导现象。
【解析】
1. 硅晶片是集成电路制作所用的材料,硅的导电性能介于导体与绝缘体之间,这类材料属于半导体,因此第一空应填“半导体”;
2. 当温度降低到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种现象称为超导现象,题目中铝在-271.76℃以下电阻变为0,符合超导现象的特征,因此第二空应填“超导”。
【答案】
半导体 超导
【知识点】
半导体、超导现象
【点评】
本题为基础识记类题目,考查常见材料分类和超导现象的基本概念,难度较低,适合学生巩固基础知识点。
【难度系数】
0.8
本题考查材料的分类和超导现象的概念。解题思路:第一问需明确硅的材料属性,硅是制作集成电路的核心材料,其导电性能介于导体和绝缘体之间,属于半导体;第二问根据超导现象的定义,即温度足够低时物质电阻变为零的现象,判断铝的情况属于超导现象。
【解析】
1. 硅晶片是集成电路制作所用的材料,硅的导电性能介于导体与绝缘体之间,这类材料属于半导体,因此第一空应填“半导体”;
2. 当温度降低到一定程度时,某些物质的电阻会变为零,这种现象称为超导现象,题目中铝在-271.76℃以下电阻变为0,符合超导现象的特征,因此第二空应填“超导”。
【答案】
半导体 超导
【知识点】
半导体、超导现象
【点评】
本题为基础识记类题目,考查常见材料分类和超导现象的基本概念,难度较低,适合学生巩固基础知识点。
【难度系数】
0.8
6. 下列各组物体中全部属于导体的是 (
A.铝、陶瓷
B.橡胶、铜
C.油、大地
D.石墨、水银
D
)A.铝、陶瓷
B.橡胶、铜
C.油、大地
D.石墨、水银
答案
6. D
解析
【分析】
本题考查导体与绝缘体的识别,解题思路是先明确导体(容易导电的物体)和绝缘体(不容易导电的物体)的概念,再逐一分析每个选项中的物质,判断是否全部属于导体,最终选出正确选项。
【解析】
选项A:铝是金属,属于导体;陶瓷不容易导电,是绝缘体,因此A不符合要求。
选项B:橡胶不容易导电,是绝缘体;铜是金属,属于导体,因此B不符合要求。
选项C:油不容易导电,是绝缘体;大地属于导体,因此C不符合要求。
选项D:石墨和水银(金属汞)都容易导电,均属于导体,因此D符合要求。
【答案】
D
【知识点】
导体与绝缘体的区分
【点评】
本题为基础概念题,主要考查常见导体和绝缘体的判断,需要学生牢记常见的导体(如金属、石墨、大地等)和绝缘体(如橡胶、陶瓷、油等)的实例,难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查导体与绝缘体的识别,解题思路是先明确导体(容易导电的物体)和绝缘体(不容易导电的物体)的概念,再逐一分析每个选项中的物质,判断是否全部属于导体,最终选出正确选项。
【解析】
选项A:铝是金属,属于导体;陶瓷不容易导电,是绝缘体,因此A不符合要求。
选项B:橡胶不容易导电,是绝缘体;铜是金属,属于导体,因此B不符合要求。
选项C:油不容易导电,是绝缘体;大地属于导体,因此C不符合要求。
选项D:石墨和水银(金属汞)都容易导电,均属于导体,因此D符合要求。
【答案】
D
【知识点】
导体与绝缘体的区分
【点评】
本题为基础概念题,主要考查常见导体和绝缘体的判断,需要学生牢记常见的导体(如金属、石墨、大地等)和绝缘体(如橡胶、陶瓷、油等)的实例,难度较低。
【难度系数】
0.8
7. 将一根铜棒均匀拉长后,与原来相比 (
A.质量增大
B.密度增大
C.电阻增大
D.比热容增大
C
)A.质量增大
B.密度增大
C.电阻增大
D.比热容增大
答案
7. C
解析
【分析】这道题考查质量、密度、电阻、比热容的基本概念及影响因素。解题思路是:逐一分析各物理量的决定因素,结合铜棒拉长后的变化(长度变长、横截面积变小,体积不变),判断选项正误。质量是物体所含物质的多少,与形状无关;密度、比热容是物质的特性,仅和物质种类、状态有关;电阻受材料、长度、横截面积影响,材料不变时,长度越长、横截面积越小,电阻越大。
【解析】
1. 质量分析:质量是物体所含物质的多少,铜棒均匀拉长后,所含铜的总量不变,因此质量不变,排除A选项。
2. 密度分析:密度是物质的固有特性,仅由物质种类、状态和温度决定,与物体形状无关,铜棒种类未变,密度不变,排除B选项。
3. 电阻分析:电阻大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定。铜棒均匀拉长时,材料不变,长度变长;因体积$V=LS$不变,长度增大则横截面积$S$减小,根据电阻的决定规律,电阻增大,C选项正确。
4. 比热容分析:比热容是物质的固有特性,仅与物质种类、状态有关,铜棒种类未变,比热容不变,排除D选项。
【答案】C
【知识点】电阻的影响因素、物质的特性
【点评】本题为初中物理基础概念题,需牢记质量(属性)、密度、比热容(特性)的决定因素,以及电阻的影响条件,区分物理量的属性与特性是解题关键。
【难度系数】0.7
【解析】
1. 质量分析:质量是物体所含物质的多少,铜棒均匀拉长后,所含铜的总量不变,因此质量不变,排除A选项。
2. 密度分析:密度是物质的固有特性,仅由物质种类、状态和温度决定,与物体形状无关,铜棒种类未变,密度不变,排除B选项。
3. 电阻分析:电阻大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定。铜棒均匀拉长时,材料不变,长度变长;因体积$V=LS$不变,长度增大则横截面积$S$减小,根据电阻的决定规律,电阻增大,C选项正确。
4. 比热容分析:比热容是物质的固有特性,仅与物质种类、状态有关,铜棒种类未变,比热容不变,排除D选项。
【答案】C
【知识点】电阻的影响因素、物质的特性
【点评】本题为初中物理基础概念题,需牢记质量(属性)、密度、比热容(特性)的决定因素,以及电阻的影响条件,区分物理量的属性与特性是解题关键。
【难度系数】0.7
8. 实践小组同学利用铅笔芯制作调光台灯,如图所示。铅笔芯的型号中的数字越大,石墨含量越高,导电性越强。下列四种长度相同的铅笔芯,能获得更显著的亮度调节效果的是 (

A.型号2B、直径0.3 mm
B.型号4B、直径0.3 mm
C.型号2B、直径0.6 mm
D.型号4B、直径0.6 mm
A
)A.型号2B、直径0.3 mm
B.型号4B、直径0.3 mm
C.型号2B、直径0.6 mm
D.型号4B、直径0.6 mm
答案
8. A
解析
【分析】
要获得显著的亮度调节效果,需铅笔芯接入电路时,电阻随接入长度的变化更明显,这样电路中电流变化大,灯泡亮度变化才显著。根据电阻的影响因素:导体电阻与材料、长度、横截面积有关,本题中铅笔芯长度相同,需结合题目给出的型号与导电性的关系分析:型号数字越大,石墨含量越高,导电性越强,说明该型号铅笔芯的电阻率越小(电阻越小);横截面积越小,电阻越大。要让电阻变化更显著,应选择电阻率较大(型号小)、横截面积较小的铅笔芯,这样相同长度下电阻更大,改变接入长度时电阻变化更明显。
【解析】
根据电阻的决定式$ R = \rho \frac{L}{S} $($\rho$为电阻率,与材料有关;$L$为长度;$S$为横截面积),本题中铅笔芯长度$L$相同。题目说明:型号数字越大,石墨含量越高,导电性越强,即电阻率$\rho$越小;横截面积$S$越大,电阻越小。
要使亮度调节效果显著,需铅笔芯接入电路时电阻随接入长度的变化更明显,因此应选择$\rho$较大(型号小)、$S$较小的铅笔芯:
选项A:型号2B($\rho$大)、直径0.3mm($S$小),符合要求;
选项B:型号4B($\rho$小),电阻小,变化不明显;
选项C:直径0.6mm($S$大),电阻小,变化不明显;
选项D:型号4B($\rho$小)且直径0.6mm($S$大),电阻最小,变化最不明显。
综上,答案为A。
【答案】
A
【知识点】
影响电阻的因素、变阻器原理
【点评】
本题结合调光台灯的实际应用,考查电阻影响因素的应用,需理解导电性与电阻的关系,将物理知识与实际场景结合,难度适中。
【难度系数】
0.5
要获得显著的亮度调节效果,需铅笔芯接入电路时,电阻随接入长度的变化更明显,这样电路中电流变化大,灯泡亮度变化才显著。根据电阻的影响因素:导体电阻与材料、长度、横截面积有关,本题中铅笔芯长度相同,需结合题目给出的型号与导电性的关系分析:型号数字越大,石墨含量越高,导电性越强,说明该型号铅笔芯的电阻率越小(电阻越小);横截面积越小,电阻越大。要让电阻变化更显著,应选择电阻率较大(型号小)、横截面积较小的铅笔芯,这样相同长度下电阻更大,改变接入长度时电阻变化更明显。
【解析】
根据电阻的决定式$ R = \rho \frac{L}{S} $($\rho$为电阻率,与材料有关;$L$为长度;$S$为横截面积),本题中铅笔芯长度$L$相同。题目说明:型号数字越大,石墨含量越高,导电性越强,即电阻率$\rho$越小;横截面积$S$越大,电阻越小。
要使亮度调节效果显著,需铅笔芯接入电路时电阻随接入长度的变化更明显,因此应选择$\rho$较大(型号小)、$S$较小的铅笔芯:
选项A:型号2B($\rho$大)、直径0.3mm($S$小),符合要求;
选项B:型号4B($\rho$小),电阻小,变化不明显;
选项C:直径0.6mm($S$大),电阻小,变化不明显;
选项D:型号4B($\rho$小)且直径0.6mm($S$大),电阻最小,变化最不明显。
综上,答案为A。
【答案】
A
【知识点】
影响电阻的因素、变阻器原理
【点评】
本题结合调光台灯的实际应用,考查电阻影响因素的应用,需理解导电性与电阻的关系,将物理知识与实际场景结合,难度适中。
【难度系数】
0.5
9. 小明在探究“电阻的大小与什么因素有关”的实验中,发现实验器材中电阻丝只有一根,其他器材都足够,如果要他完成下面的实验探究,不可能完成的是 (
A.探究导体电阻与长度的关系
B.探究导体电阻与横截面积的关系
C.探究导体电阻与材料的关系
D.探究导体电阻与温度的关系
C
)A.探究导体电阻与长度的关系
B.探究导体电阻与横截面积的关系
C.探究导体电阻与材料的关系
D.探究导体电阻与温度的关系
答案
9. C
解析
【分析】
探究导体电阻与某一因素的关系时,需用控制变量法,即保持其他因素不变,仅改变要探究的因素。本题只有一根电阻丝,其材料固定,可通过操作改变长度、横截面积、温度,据此分析各选项:A选项可通过改变电阻丝接入长度完成;B选项可通过改变电阻丝横截面积完成;C选项需更换不同材料的导体,无法实现;D选项可通过改变电阻丝温度完成,因此选不可能完成的选项。
【解析】
电阻的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,探究某一因素对电阻的影响时,需采用控制变量法:
1. 选项A:探究电阻与长度的关系,控制材料、横截面积、温度相同,只需改变同一根电阻丝接入电路的长度,即可完成实验,故A可完成。
2. 选项B:探究电阻与横截面积的关系,控制材料、长度、温度相同,可将同一根电阻丝对折,增大其横截面积,从而改变横截面积,完成实验,故B可完成。
3. 选项C:探究电阻与材料的关系,需要更换不同材料的导体,但实验中仅提供一根电阻丝,材料固定,无法改变材料,故无法完成该实验。
4. 选项D:探究电阻与温度的关系,控制材料、长度、横截面积相同,只需改变电阻丝的温度(如对电阻丝加热),测量不同温度下的电阻,即可完成实验,故D可完成。
综上,不可能完成的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
电阻的影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查电阻影响因素的实验探究,核心是控制变量法的应用,需结合现有器材分析各变量的可操作性,属于初中物理基础实验题,难度适中。
【难度系数】
0.5
探究导体电阻与某一因素的关系时,需用控制变量法,即保持其他因素不变,仅改变要探究的因素。本题只有一根电阻丝,其材料固定,可通过操作改变长度、横截面积、温度,据此分析各选项:A选项可通过改变电阻丝接入长度完成;B选项可通过改变电阻丝横截面积完成;C选项需更换不同材料的导体,无法实现;D选项可通过改变电阻丝温度完成,因此选不可能完成的选项。
【解析】
电阻的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度决定,探究某一因素对电阻的影响时,需采用控制变量法:
1. 选项A:探究电阻与长度的关系,控制材料、横截面积、温度相同,只需改变同一根电阻丝接入电路的长度,即可完成实验,故A可完成。
2. 选项B:探究电阻与横截面积的关系,控制材料、长度、温度相同,可将同一根电阻丝对折,增大其横截面积,从而改变横截面积,完成实验,故B可完成。
3. 选项C:探究电阻与材料的关系,需要更换不同材料的导体,但实验中仅提供一根电阻丝,材料固定,无法改变材料,故无法完成该实验。
4. 选项D:探究电阻与温度的关系,控制材料、长度、横截面积相同,只需改变电阻丝的温度(如对电阻丝加热),测量不同温度下的电阻,即可完成实验,故D可完成。
综上,不可能完成的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
电阻的影响因素、控制变量法
【点评】
本题考查电阻影响因素的实验探究,核心是控制变量法的应用,需结合现有器材分析各变量的可操作性,属于初中物理基础实验题,难度适中。
【难度系数】
0.5
10. 小新在探究影响导体电阻大小的因素时,做出了如下猜想:
a. 导体的电阻与导体的材料有关 b. 导体的电阻与导体的横截面积有关
c. 导体的电阻与导体的长度有关
实验室提供了4根不同的电阻丝,规格、材料如下表所示。


为了验证上述猜想,他设计了如图所示的实验电路,部分实验步骤如下:
(1)实验时,MN两端接入的电阻丝阻值越大,电流表示数越
(2)为了验证猜想a,小新应选编号为
(3)小新把编号为A、B的电阻丝分别接入MN之间是为了验证猜想
(4)小新依次把编号为A、C的电阻丝接入MN之间,发现电流表的示数变大,说明A电阻丝的电阻大于C电阻丝的电阻,由此得到结论:在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,
a. 导体的电阻与导体的材料有关 b. 导体的电阻与导体的横截面积有关
c. 导体的电阻与导体的长度有关
实验室提供了4根不同的电阻丝,规格、材料如下表所示。
为了验证上述猜想,他设计了如图所示的实验电路,部分实验步骤如下:
(1)实验时,MN两端接入的电阻丝阻值越大,电流表示数越
小
(选填“大”或“小”)。(2)为了验证猜想a,小新应选编号为
A、D
的电阻丝分别接入MN之间。(3)小新把编号为A、B的电阻丝分别接入MN之间是为了验证猜想
c
(填字母)。(4)小新依次把编号为A、C的电阻丝接入MN之间,发现电流表的示数变大,说明A电阻丝的电阻大于C电阻丝的电阻,由此得到结论:在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,
导体的电阻越小
。答案
10. (1) 小 (2) A、D (3) c (4) 导体的电阻越小
解析
【分析】
本题探究影响导体电阻大小的因素,需运用控制变量法:验证电阻与某一因素的关系时,控制其他因素不变,仅改变研究的因素。结合欧姆定律分析电流与电阻的关系,即可逐步解答各问题。
【解析】
(1)实验中电阻丝与电流表串联,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电阻丝阻值越大,电路电流越小,因此电流表示数越小,填“小”。
(2)验证猜想a(电阻与材料有关),需控制长度、横截面积相同,材料不同,符合条件的电阻丝为A、D,故填“A、D”。
(3)A、B电阻丝的材料、横截面积相同,长度不同,用于验证猜想c(电阻与长度有关),故填“c”。
(4)A、C电阻丝材料、长度相同,A的横截面积更小,接入时电流表示数更小,说明A电阻更大,因此结论:在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小。
【答案】
(1) 小 (2) A、D (3) c (4) 导体的电阻越小
【知识点】
影响导体电阻的因素、控制变量法
【点评】
本题是初中物理基础实验题,核心考查控制变量法的应用,需明确每个猜想对应的控制条件,结合欧姆定律分析电流与电阻的关系,难度适中,适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.5
本题探究影响导体电阻大小的因素,需运用控制变量法:验证电阻与某一因素的关系时,控制其他因素不变,仅改变研究的因素。结合欧姆定律分析电流与电阻的关系,即可逐步解答各问题。
【解析】
(1)实验中电阻丝与电流表串联,电源电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,电阻丝阻值越大,电路电流越小,因此电流表示数越小,填“小”。
(2)验证猜想a(电阻与材料有关),需控制长度、横截面积相同,材料不同,符合条件的电阻丝为A、D,故填“A、D”。
(3)A、B电阻丝的材料、横截面积相同,长度不同,用于验证猜想c(电阻与长度有关),故填“c”。
(4)A、C电阻丝材料、长度相同,A的横截面积更小,接入时电流表示数更小,说明A电阻更大,因此结论:在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,导体的电阻越小。
【答案】
(1) 小 (2) A、D (3) c (4) 导体的电阻越小
【知识点】
影响导体电阻的因素、控制变量法
【点评】
本题是初中物理基础实验题,核心考查控制变量法的应用,需明确每个猜想对应的控制条件,结合欧姆定律分析电流与电阻的关系,难度适中,适合学生巩固相关知识点。
【难度系数】
0.5
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