专题20 能源材料与社会【三大题型】（举一反三）-2024-2025学年九年级物理举一反三系列（沪科版）

专题20 能源材料与社会【三大题型】 【沪科版】 【题型1 能量的转移与转化】 2 【题型2 能源的开发与利用】 2 【题型3 材料的开发与利用】 6 知识点1：能量的转化和守恒 1、自然界中常见的能量有： 机械能 、 电能 、 内能 、 化学能 、 核能 等。 2、能量的转移与转化：自然界中，能量不但可以从一个物体 转移 到其他物体，而且可以从一种形式 转化 为其他形式。 3、能量的守恒：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 保持不变 ，这就是能量守恒定律。 4、能量的转化、能量的转移，都是有 方向 性的。“永动机”不可能制造出来，是因为违背了 能量守恒定律 。 知识点2：能源的开发和利用 1、可再生能源：像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于 可再生能源。 不可再生能源：化石燃料、核燃料一旦开采，就难以在地球上迅速再生，我们把它们称为 不可再生 能源。 2、新能源：风能、太阳能、核能、潮汐能、地热能等能源资源。 （1）核能 质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能是新能源，它有两种主要形式： 核裂变 和 核聚变 。 要点诠释： ①核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用 核裂变 制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。 ②核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变原子弹是利用 核聚变 制造的核武器。 ③核能的利用：利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方面。目前，世界上已经利用 核聚变 原理建成了许多核能发电站。 （2）太阳能 直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能转化为 内 能） 　　太阳能电池：（光能转化为 电 能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。 知识点3：材料的开发和利用 1、人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关。材料的发展也为科学技术的发展提供了物质基础。 2、材料的导电性：根据材料的导电性，材料可分为 导体 、 半导体 及 绝缘体 三大类。　半导体二极管具有 单向导电 特性。 3、开发新材料：人们正在不断地研究性能更好、更有价值的新材料，如超导材料、纳米材料等。 【题型1 能量的转移与转化】 【例1】小伟夜晚出去散步，发现在道路两旁都装了太阳能路灯，查资料得知，太阳能路灯由太阳能电池板、蓄电池、照明灯、控制器、灯杆组成，下列说法正确的是（　　） A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置 B．蓄电池在白天充电时，将太阳能直接转化为化学能 C．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 D．照明灯工作时，化学能转化为光能 【变式1-1】以下情景中，将电能转化为机械能的是（ ） A．核电站利用反应堆产生内能 B．电动机通电转动的过程 C．光伏电池充电的过程 D．汽油机的做功冲程 【变式1-2】下列实例中，属于能量转移的是（   ） A．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 B．两手相互搓一搓，手心发热 C．给电灯通电，电灯发光 D．用暖手宝捂手，手心变热 【变式1-3】下面几种现象中，只有能量的转移而不发生能量的转化的是（　　） A．压缩筒内空气使筒内乙醚达到着火点燃烧 B．国庆节放礼花弹，礼花腾空而起 C．冬天，人在暖气旁感到暖暖的 D．电灯发光 【变式1-4】关于能量的转化和转移，下列说法正确的是（   ） A．蓄电池充电时，化学能转化为电能 B．暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能 C．用热水袋取暖时，内能发生了转移 D．双手摩擦生热时，内能转化为机械能 【题型2 能源的开发与利用】 【例2】核电站发电流程如图所示，下列说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．汽轮机属于热机 C．发电机将内能转化为电能 D．进入我国居民家庭的是220V的直流电 【变式2-1】2024年3月21日上午，我国首列氢能源列车成功进行了运行试验，标志着氢能在轨道交通领域的应用，取得了新突破。氢能属于：（　　） ①清洁能源②非清洁能源③常规能源④新能源 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【变式2-2】下列属于新能源和可再生能源的是（  ） A．石油 B．天然气 C．煤炭 D．太阳能 【变式2-3】下列关于能源信息的说法正确的是（　　） A．原子弹爆炸是加以控制的链式反应 B．打电话时，出现“占线”现象，一定是对方的话机在使用 C．太阳内部每时每刻都在发生聚变释放巨大的核能 D．激光在光导纤维中始终沿直线传播 测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故D错误。 故选C。 【变式2-4】关于能源、信息传输，下列说法正确的是（　　） A．风能、地热能、电能均属于一次能源 B．太阳内部，原子核发生裂变释放出巨大的核能 C．能量的转化和转移都是有方向性的 D．光从光导纤维一端射入，在内壁多次折射，把携带的信息传送出去 【变式2-5】核能作为一种新型能源正在逐步被人们开发和利用，它属于 （选填“一次”或“二次”）能源。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆利用的是核材料发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）提供能量，如图是核电站的工作流程，其能量转换过程：核能→内能→ →电能。 【变式2-6】核电站是利用核 （选填“聚变”或“裂变”）产生的能量发电的；在汽车刹车过程中，它的动能转化为地面、轮胎、空气的 能，但这些能量无法自动转化回去，这是因为能量的转移和转化是有 的。 【变式2-7】目前核能已经被广泛利用，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源．2015年1月9日，习近平主席亲手将2014年度“国家最高科技奖”证书颁发给“中国氢弹之父”于敏，以表彰他为国家作出的巨大贡献．氢弹是利用原子弹爆炸产生的超高温等条件使氢弹的同位素氘和氚发生核 （选填“裂变”或“聚变”）瞬间释放出巨大核能． 【变式2-8】2023年4月12日21时，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。如图所示，超导线圈中的强大电流产生强磁场，被强磁场约束在真空室内的氘核和氚核发生核 （选填“裂变”或“聚变”）反应，释放巨大能量，产生上亿度高温。 【变式2-9】太阳能是太阳内部氢原子核发生 时释放出的核能（选填“裂变”或“聚变”）。太阳能电池板是将光能转化成 能的装置。 【题型3 材料的开发与利用】 【例3】废物利用是节约资源的重要手段。下列废物再加工后，最适合做电工钳柄绝缘外套的是（　　） A．废铜 B．废铁 C．废橡胶 D．废铝 【变式3-1】验电器由法国的让·安东尼·诺雷于 1748 年发明，是一种检测物体是否带电以及粗略估计带电量大小的仪器，现在请帮助林林，分析下列问题。林林从实验室取来一个验电器，发现连接金属箔片和金属球的金属杆断了，以下物品中可以暂时替代金属杆的是（　　） A．陶瓷棒 B．铅笔芯 C．普通白纸卷成的纸棒 D．干燥的木棒 【变式3-2】下列属于绝缘体的是（　　） A．铅笔芯 B．塑料尺 C．食盐水 D．一元硬币 【变式3-3】石墨烯是目前最薄、最坚硬的纳米材料，它还具有出色的导电性及导热性。由以上信息可推断，石墨烯不适合用来制作（　　） A．高压输电线 B．炒菜铁锅手柄 C．冲击钻的钻头 D．电饭锅的锅胆 【变式3-4】2023年3月8日，某科学团队宣称研制出室温超导。如果这项技术成功，它将可以用于下列哪个用电器（　　） A．电热毯 B．电熨斗 C．电动机 D．电热水器 【变式3-5】2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面预选着陆区。在月球背面进行为期2天的“挖土”工作后，6月4日7时38分，嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，成功进入预定环月轨道，并于6月25日准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域。图甲是嫦娥六号正在“挖土”的情景，图乙是嫦娥六号上升器点火起飞的情景。 (1)嫦娥六号上的太阳能电池板用到了单晶硅和多晶硅，它们都属于 （填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料，太阳能电池板工作时将太阳能转化为 能； (2)嫦娥六号上升器携带的火箭发动机，使用的是自带的燃料和氧化剂。由于月球上没有空气，上升器无法依赖氧气进行燃烧，因此必须“自给自足”。上升器的燃料和氧化剂在发动机内燃烧，产生高温高压气体，这些气体以极高的速度从喷嘴喷出，产生强大的推力，使上升器升空。这种火箭发动机 （填“属于”或“不属于”）热机。 【变式3-6】请阅读《超导体》并回答下列小题。 超导体 1911年，荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现，将水银冷却到-268.98℃时，水银的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于材料的这种特殊导电性能，昂内斯称其为超导态，处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度（转变为超导的温度），这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低，例如铅的临界温度是-265.97℃，要维持这么低的温度也是很困难的。在现阶段，超高压输电会有很大的损耗，因为电流通过输电线时会发热，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的 会突然变为零的导体。当电流通过超导体时，超导体两端电压为 V。 （2）超导体 用来制作滑动变阻器。（选填“能”或“不能”）。 （3）利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为 （选填“核能”、“化学能”或“内能”）所造成的能量损失。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题20 能源材料与社会【三大题型】 【沪科版】 【题型1 能量的转移与转化】 2 【题型2 能源的开发与利用】 2 【题型3 材料的开发与利用】 6 知识点1：能量的转化和守恒 1、自然界中常见的能量有： 机械能 、 电能 、 内能 、 化学能 、 核能 等。 2、能量的转移与转化：自然界中，能量不但可以从一个物体 转移 到其他物体，而且可以从一种形式 转化 为其他形式。 3、能量的守恒：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式 转化 为其他形式，或者从一个物体 转移 到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量 保持不变 ，这就是能量守恒定律。 4、能量的转化、能量的转移，都是有 方向 性的。“永动机”不可能制造出来，是因为违背了 能量守恒定律 。 知识点2：能源的开发和利用 1、可再生能源：像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于 可再生能源。 不可再生能源：化石燃料、核燃料一旦开采，就难以在地球上迅速再生，我们把它们称为 不可再生 能源。 2、新能源：风能、太阳能、核能、潮汐能、地热能等能源资源。 （1）核能 质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它们分裂或者重新组合是极困难的。但是，一旦质量较大的原子核分裂或者质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能是新能源，它有两种主要形式： 核裂变 和 核聚变 。 要点诠释： ①核裂变：快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用 核裂变 制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。 ②核聚变：除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这就是聚变原子弹是利用 核聚变 制造的核武器。 ③核能的利用：利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方面。目前，世界上已经利用 核聚变 原理建成了许多核能发电站。 （2）太阳能 直接利用太阳能：集热器（有平板型集热器、聚光式集热器）（光能转化为 内 能） 　　太阳能电池：（光能转化为 电 能）一般应用在航空、航天、通讯、计算器、手表等方面。 知识点3：材料的开发和利用 1、人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关。材料的发展也为科学技术的发展提供了物质基础。 2、材料的导电性：根据材料的导电性，材料可分为 导体 、 半导体 及 绝缘体 三大类。　半导体二极管具有 单向导电 特性。 3、开发新材料：人们正在不断地研究性能更好、更有价值的新材料，如超导材料、纳米材料等。 【题型1 能量的转移与转化】 【例1】小伟夜晚出去散步，发现在道路两旁都装了太阳能路灯，查资料得知，太阳能路灯由太阳能电池板、蓄电池、照明灯、控制器、灯杆组成，下列说法正确的是（　　） A．太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置 B．蓄电池在白天充电时，将太阳能直接转化为化学能 C．蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能 D．照明灯工作时，化学能转化为光能 【答案】A 【解析】A．太阳能电池板是产生电能的装置，是将太阳能转化为电能的装置，故A正确； B．蓄电池在白天自动充电时，将太阳能转化为电能，再转化为化学能存储起来，故B错误； C．蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能，故C错误； D．照明灯工作时，电能转化为光能，故D错误。 故选A。 【变式1-1】以下情景中，将电能转化为机械能的是（ ） A．核电站利用反应堆产生内能 B．电动机通电转动的过程 C．光伏电池充电的过程 D．汽油机的做功冲程 【答案】B 【解析】A．核电站利用反应堆产生内能，将核能转化为内能，故A不符合题意； B．电动机通电转动的过程，将电能转化为机械能，故B符合题意； C．光伏电池充电的过程，将光能转化为电能，故C不符合题意； D．汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-2】下列实例中，属于能量转移的是（   ） A．水沸腾后，壶盖被水蒸气顶起 B．两手相互搓一搓，手心发热 C．给电灯通电，电灯发光 D．用暖手宝捂手，手心变热 【答案】D 【解析】A．水沸腾以后，壶盖被水蒸气顶起，是因为水蒸气对壶盖做功，内能转化为机械能，属于能量的转化，故A不符合题意； B．两手相互搓一搓，手心发热，是做功改变了手的内能，机械能转化为内能，属于能量的转化，故B不符合题意； C．给电灯通电，电灯发光，是由电能转化为光能和内能，属于能量的转化，故C不符合题意； D．用暖手宝捂手，手心变热，是因为暖手宝的内能转移到了手心，是热传递改变了物体的内能，属于能量的转移，故D符合题意。 故选D。 【变式1-3】下面几种现象中，只有能量的转移而不发生能量的转化的是（　　） A．压缩筒内空气使筒内乙醚达到着火点燃烧 B．国庆节放礼花弹，礼花腾空而起 C．冬天，人在暖气旁感到暖暖的 D．电灯发光 【答案】C 【解析】A．压缩筒内空气使筒内乙醚达到着火点燃烧，机械能转换为内能，故A不符合题意； B．国庆节放礼花弹，礼花腾空而起，是内能转换为机械能，故B不符合题意； C．冬天，人在暖气旁感到暖暖的，是热传递改变内能，只涉及能量的转移，故C符合题意； D．电灯发光是将电能转换为光能，故D不符合题意。 故选C。 【变式1-4】关于能量的转化和转移，下列说法正确的是（   ） A．蓄电池充电时，化学能转化为电能 B．暖瓶塞跳起时，机械能转化为内能 C．用热水袋取暖时，内能发生了转移 D．双手摩擦生热时，内能转化为机械能 【答案】C 【解析】A．蓄电池充电时，将电能转化为化学能储存在电池内部，故A错误； B．暖瓶塞跳起时，瓶内水蒸气对瓶塞做功，将内能转化为机械能，使瓶塞跳起。故B错误； C．用热水袋取暖时，热水袋中的内能会转移到人体上，使人感到温暖。故C正确； D．双手摩擦生热时，通过摩擦做功将机械能转化为内能，使双手感到温暖。故D错误。 故选C。 【题型2 能源的开发与利用】 【例2】核电站发电流程如图所示，下列说法正确的是（　　） A．核能是可再生能源 B．汽轮机属于热机 C．发电机将内能转化为电能 D．进入我国居民家庭的是220V的直流电 【答案】B 【解析】A．核发电的原材料是铀，这种物质是不可再生的资源，所以核能是不可再生能源，故A错误； B．汽轮机是利用内能做功的机械，可以将内能转化为机械能，属于热机，故B正确； C．发电机利用电磁感应现象将机械能转化为电能，故C错误； D．进入我国居民家庭的是220V的交流电，故D错误。 故选B。 【变式2-1】2024年3月21日上午，我国首列氢能源列车成功进行了运行试验，标志着氢能在轨道交通领域的应用，取得了新突破。氢能属于：（　　） ①清洁能源②非清洁能源③常规能源④新能源 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 【答案】B 【解析】氢能燃烧的产物是水，使用时没有污染，所以属于清洁能源；氢能是人类新进开始使用的能源，属于新能源，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式2-2】下列属于新能源和可再生能源的是（  ） A．石油 B．天然气 C．煤炭 D．太阳能 【答案】D 【解析】石油、天然气、煤炭都是化石燃料，是不可再生能源，而太阳能既是可再生能源又属于新能源，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【变式2-3】下列关于能源信息的说法正确的是（　　） A．原子弹爆炸是加以控制的链式反应 B．打电话时，出现“占线”现象，一定是对方的话机在使用 C．太阳内部每时每刻都在发生聚变释放巨大的核能 D．激光在光导纤维中始终沿直线传播 【答案】C 【解析】A．原子弹爆炸时发生的链式反应，是不加控制的，故A错误； B．打电话时，出现“占线”可能是由于对方正在使用电话，可能是对方电话没有放好，也可能是用电话的人太多，故B错误； C．利用核能的方式有核裂变和核聚变，太阳内部每时每刻都在发生聚变释放巨大的核能，故C正确； D．光纤通信是利用激光从光纤的一端射入，在内壁上多次反射后在另一端反射出来，然后在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息，故D错误。 故选C。 【变式2-4】关于能源、信息传输，下列说法正确的是（　　） A．风能、地热能、电能均属于一次能源 B．太阳内部，原子核发生裂变释放出巨大的核能 C．能量的转化和转移都是有方向性的 D．光从光导纤维一端射入，在内壁多次折射，把携带的信息传送出去 【答案】C 【解析】A．风能、地热能可以直接从自然界获得，属于一次能源；电能必须经过一次能源的消耗才能得到，属于二次能源，故A错误； B．太阳内部，原子核发生聚变释放出巨大的核能，故B错误； C．能量可以从某一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体，能量的转化和能量的转移都是有方向性的，故C正确； D．光从光导纤维一端射入，在内壁多次反射，把携带的信息传送出去，故D错误。 故选C。 【变式2-5】核能作为一种新型能源正在逐步被人们开发和利用，它属于 （选填“一次”或“二次”）能源。核电站的核心设备是核反应堆，核反应堆利用的是核材料发生 （选填“核裂变”或“核聚变”）提供能量，如图是核电站的工作流程，其能量转换过程：核能→内能→ →电能。 【答案】 一次 核裂变 机械能 【解析】[1]核能可以直接从自然界获取，它属于一次能源。 [2]核反应堆利用不带电的中子轰击铀核，发生可控核裂变产生核能的。 [3]核电站发电过程中，先是将核裂变产生的核能转化为内能，内能对外做功，转化为机械能，然后机械能再通过发电机转化为电能。 【变式2-6】核电站是利用核 （选填“聚变”或“裂变”）产生的能量发电的；在汽车刹车过程中，它的动能转化为地面、轮胎、空气的 能，但这些能量无法自动转化回去，这是因为能量的转移和转化是有 的。 【答案】 裂变 内 方向 【解析】[1]获得核能的两种途径：核裂变和核聚变；核电站是利用核裂变产生的能量发电的。 [2]在汽车制动过程中，刹车片与轮毂摩擦，轮胎与地面摩擦，车身与空气摩擦，都会产生热量，所以它的动能转化为地面、轮胎、空气的内能。 [3]能量的转移和转化都具有方向性，故这些能量无法自动转化回去。 【变式2-7】目前核能已经被广泛利用，核能属于 （选填“一次”或“二次”）能源．2015年1月9日，习近平主席亲手将2014年度“国家最高科技奖”证书颁发给“中国氢弹之父”于敏，以表彰他为国家作出的巨大贡献．氢弹是利用原子弹爆炸产生的超高温等条件使氢弹的同位素氘和氚发生核 （选填“裂变”或“聚变”）瞬间释放出巨大核能． 【答案】 一次 聚变 【解析】核电站是利用原子核发生裂变释放出的核能来发电的，核能属于一次能源，不可再生；氢弹的同位素氘和氚在高温下发生聚变瞬间释放出巨大核能． 因此，本题正确答案是：一次；聚变． 【变式2-8】2023年4月12日21时，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。如图所示，超导线圈中的强大电流产生强磁场，被强磁场约束在真空室内的氘核和氚核发生核 （选填“裂变”或“聚变”）反应，释放巨大能量，产生上亿度高温。 【答案】 不可再生 聚变 【解析】[1]核能在短期内不能从自然界得到补充，属于不可再生能源。 [2]中国环流器的反应原理与太阳类似，通过核聚变释放巨大的核能，原子核能又转化为内能，从而获得上亿度的高温。 【变式2-9】太阳能是太阳内部氢原子核发生 时释放出的核能（选填“裂变”或“聚变”）。太阳能电池板是将光能转化成 能的装置。 【答案】 聚变 电能 【解析】[1]太阳之所以能发光发热，是因为在太阳内部，相当于无数个氢弹在发生爆炸，即氢原子核在超高温下发生聚变释放核能。 [2]太阳能电池消耗太阳能，产生了电，所以是把太阳能转化为电能的装置。 【题型3 材料的开发与利用】 【例3】废物利用是节约资源的重要手段。下列废物再加工后，最适合做电工钳柄绝缘外套的是（　　） A．废铜 B．废铁 C．废橡胶 D．废铝 【答案】C 【解析】适合作为电工螺丝刀手柄材料的是绝缘体，废铁、废铜、废铝是导体，橡胶是绝缘体，故ABD不符合题意，C符合题意； 故选C。 【变式3-1】验电器由法国的让·安东尼·诺雷于 1748 年发明，是一种检测物体是否带电以及粗略估计带电量大小的仪器，现在请帮助林林，分析下列问题。林林从实验室取来一个验电器，发现连接金属箔片和金属球的金属杆断了，以下物品中可以暂时替代金属杆的是（　　） A．陶瓷棒 B．铅笔芯 C．普通白纸卷成的纸棒 D．干燥的木棒 【答案】B 【解析】A．可以暂时替代金属杆的必须是导体，陶瓷棒是绝缘体，故A不符合题意； B．可以暂时替代金属杆的必须是导体，铅笔芯是导体，故B符合题意； C．可以暂时替代金属杆的必须是导体，普通白纸卷成的纸棒是绝缘体，故C不符合题意； D．可以暂时替代金属杆的必须是导体，干燥的木棒是绝缘体，故D不符合题意。 故选 B。 【变式3-2】下列属于绝缘体的是（　　） A．铅笔芯 B．塑料尺 C．食盐水 D．一元硬币 【答案】B 【解析】根据定义容易导电的物体是导体，例如人体、大地、各种金属、铅笔芯 、酸碱盐的溶液等；不容易导电的物体是绝缘体，例如：陶瓷、塑料、干木柴等，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式3-3】石墨烯是目前最薄、最坚硬的纳米材料，它还具有出色的导电性及导热性。由以上信息可推断，石墨烯不适合用来制作（　　） A．高压输电线 B．炒菜铁锅手柄 C．冲击钻的钻头 D．电饭锅的锅胆 【答案】B 【解析】A．石墨烯的导电性好，可以用来做高压输电线，故A不符合题意； B．石墨烯具有出色的导热性，不可以用来做炒菜铁锅手柄，故B符合题意； C．石墨烯是目前最薄、最坚硬的纳米材料，可以用来做冲击钻的钻头，故C不符合题意； D．石墨烯具有出色的导热性，可以用来做电饭锅的锅胆，故D不符合题意。 故选B。 【变式3-4】2023年3月8日，某科学团队宣称研制出室温超导。如果这项技术成功，它将可以用于下列哪个用电器（　　） A．电热毯 B．电熨斗 C．电动机 D．电热水器 【答案】C 【解析】超导体的电阻接近于0，所以只能运用于电动机，减小能量损耗，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【变式3-5】2024年6月2日6时23分，嫦娥六号着陆器和上升器组合体在鹊桥二号中继星支持下，成功着陆在月球背面预选着陆区。在月球背面进行为期2天的“挖土”工作后，6月4日7时38分，嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，成功进入预定环月轨道，并于6月25日准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域。图甲是嫦娥六号正在“挖土”的情景，图乙是嫦娥六号上升器点火起飞的情景。 (1)嫦娥六号上的太阳能电池板用到了单晶硅和多晶硅，它们都属于 （填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）材料，太阳能电池板工作时将太阳能转化为 能； (2)嫦娥六号上升器携带的火箭发动机，使用的是自带的燃料和氧化剂。由于月球上没有空气，上升器无法依赖氧气进行燃烧，因此必须“自给自足”。上升器的燃料和氧化剂在发动机内燃烧，产生高温高压气体，这些气体以极高的速度从喷嘴喷出，产生强大的推力，使上升器升空。这种火箭发动机 （填“属于”或“不属于”）热机。 【答案】(1) 半导体 电 (2)属于 【解析】（1）[1]太阳能电池板用到了单晶硅和多晶硅，都具有单向导电性的特点，因此它们都属于半导体。 [2]太阳能电池板工作时消耗了太阳能，将太阳能转化为电能。 （2）通过燃烧将燃料的化学能转化为内能再通过做功转化为机械能的装置叫做热机，所以这种火箭发动机属于热机。 【变式3-6】请阅读《超导体》并回答下列小题。 超导体 1911年，荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现，将水银冷却到-268.98℃时，水银的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于材料的这种特殊导电性能，昂内斯称其为超导态，处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度（转变为超导的温度），这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低，例如铅的临界温度是-265.97℃，要维持这么低的温度也是很困难的。在现阶段，超高压输电会有很大的损耗，因为电流通过输电线时会发热，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的 会突然变为零的导体。当电流通过超导体时，超导体两端电压为 V。 （2）超导体 用来制作滑动变阻器。（选填“能”或“不能”）。 （3）利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为 （选填“核能”、“化学能”或“内能”）所造成的能量损失。 【答案】 电阻 0 不能 内能 【解析】（1）[1] [2]当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这就是超导现象；由于电阻为零，当有电流通过时间，由欧姆定律可知，其两端的电压为0。 （2）[3]超导体的电阻为零，而滑动变阻器是依靠改变电阻来改变电流的，所以超导体不能用来制作滑动变阻器。 （3）[4]由焦耳定律可知，电流通过导体是会放出热量的，超导体的电阻为0，用超导体做输电导线时, 电流通过导线产生的热量为0，所以利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为内能所造成的能量损失。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$