课后作业第3节材料开发利用

第二十章

能源、材料与社会第3节材料的开发和利用习题作业1.半导体二极管的单向导电性2.探究二极管的导电性3.探究超导现象4.超导材料的应用5.纳米材料的应用6.材料特性的应用7.新材料的特性分析8.关于半导体的应用问题9.新材料的特性与综合应用11.如图所示的各图中，灯泡处在发光状态的是(

)A点拨：二极管具有单向导电性，允许电流从它的正极流进，负极流出，但不能使电流从负极流进，正极流出。由题图可知：A图能使灯泡发光；B图中电流不能从二极管的负极流进，因而灯泡不能发光；C图中开关断开，电路中没有电流，所以灯泡不发光；D图中没有电源，所以灯泡不发光。12.核小明所在的课外兴趣小组为了探究半导体二极管的单向导电性，经过全组同学交流，共同设计了如图所示的实验电路，实验步骤如下：①单刀双掷开关S接a时，发现小灯泡L发光。②单刀双掷开关S接b时，发现小灯泡L不发光。由此分析总结：(1)你初步得出的结论是：_________________________。半导体二极管具有单向导电性能，小灯泡L发光时，表明电路中有电流通过，此时与电源正极相连的是二极管的正极，与电源负极相连是二极管的负极；当小灯泡L不发光时，此时与电源正极相连的是二极管的负极，与电源负极相连的是二极管的正极。(2)由本探究可知半导体二极管有正、负极，你能识别图中二极管的正、负极吗？13.【中考·佛山】某种金属温度升高时，电阻变大。右图为该金属的电阻随时间变化的图像，则t2时刻的温度比t1时刻________(填“高”或“低”)。当其温度降得足够低时，它的电阻将变为________，这种现象叫做________现象。低零超导点拨：由题图可知：t2时刻的电阻比t1时刻的电阻小，根据该金属温度升高时电阻变大的特点可知：t2时刻的温度比t1时刻低。因为该金属温度升高时电阻变大，所以温度降低时电阻减小，且当其温度降得足够低时，它的电阻将变为零，这种现象叫做超导现象。14.【中考·威海】当温度降到很低时，某些金属导体如铝在－271.76℃以下，铅在－265.95℃以下时，电阻就变成了零，这种现象称为超导现象。假如白炽灯的灯丝、电动车内线圈、电饭锅及电熨斗内部电热丝都用超导材料制作，当用电器通电时，假设这些导体的电阻都变为零，下列说法正确的是(

)A．白炽灯仍能发光且更省电B．电动机仍能转动且效率更高C．电饭锅仍能煮饭且效率更高D．电熨斗仍能熨烫衣服且更省电B点拨：假设导体没有电阻，当用电器通电时，用电器不会产生电热，利用电流的热效应工作的家用电器将不能工作。而白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的，如果导体没有电阻，它们无法工作。导体有电阻时，电动机工作，电能转化为机械能和内能，假设导体没有电阻，当电动机通电时，电动机不会产生电热，效率更高。15.【中考·无锡】纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛，它具有坚硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、完全无磁性等特点，它不能应用于(

)A．公交IC卡B．切割硬物的刀具C．“嫦娥二号”外表涂层D．装浓硫酸的容器A16.【中考·黄冈】两水果点亮了一只发光二极管(如图所示)，金属片A是水果电池的________(填“正极”或“负极”)，两水果之间________(填“串联”或“并联”)，现将二极管正负极接线对调，二极管不发光，此时水果电池的正负极之间________(填“有”或“没有”)电压。负极串联有点拨：题图中二极管发光，说明二极管的连接是正确的，因此金属片A是水果电池的负极；题图中电流只有一条路径，因此两水果之间是串联的；现将二极管正负极接线对调，二极管不发光，是因为它的正负极接反了，说明二极管具有单向导电性，此时水果电池的正负极之间仍然有电压。17.【中考·娄底】目前，“全碳气凝胶”是世界上最轻材料。一块体积为100cm3的“全碳气凝胶”的质量是0.016g，则它的密度为________kg/m3；实验发现，用这种材料制成的“碳海绵”被压缩80%后仍可恢复原状，说明这种材料具有很强的________。(填“塑性”或“弹性”)0.16弹性点拨：全碳气凝胶的密度：

＝

0.16kg/m3。“碳海绵”被压缩80%后仍可恢复原状，因此它具有很强的弹性。小明在科技活动中，了解到有一种半导体材料制成的热敏电阻，其电阻R随温度t变化的图像如甲图所示。(1)热敏电阻R的阻值随温度t的增大而________(填“增大”或“减小”)；减小(2)实验室中有两个外形完全相同的电阻R1和R2，其中一个为热敏电阻，另一个为定值电阻(阻值不随温度的变化而变化)。为了辨别它们，小明设计了如乙图所示的电路并进行如下操作：①闭合开关后，对其中一个电阻进行________；②若电流表示数改变，则该电阻为________电阻；若电流表示数不变，则该电阻为________电阻。(均填“热敏”或“定值”)加热热敏定值19.阅读短文，回答问题。石墨烯——改变世界的神奇新材料

一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家获得诺贝尔奖。这种全新材料名为“石墨烯”，如图所示。

石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透明的。利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料。比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池。如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。因此，其应用前景十分广阔。(1)这种新材料属于__________(填“导体”或“绝缘体”)。(2)最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道，解决了交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，这是利用石墨烯的______(填选项前的字母)。A．透光性好B．硬度大C．导热性好D．导电性强导体C(3)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为____________。(4)