跨学科实践 半导体材料的应用（高效培优讲义）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

该教案聚焦初中物理中“半导体材料的应用”这一核心知识点，以跨学科实践为主线，从发光二极管的电路连接入手，逐步引导学生认识半导体特性、理解其在电子器件中的作用，并延伸至超导现象与实际应用，构建起从微观材料到宏观技术的完整认知链条。 资料亮点突出科学思维与科学探究的融合，通过任务驱动式学习和小组合作绘制科普海报，培养学生模型建构与证据推理能力，如典例2-3中设计实验辨别热敏电阻与定值电阻，体现质疑创新意识。同时融入我国半导体发展成就，强化科学态度与责任，激发学生民族自豪感。对学生而言，提升综合实践能力和问题解决能力；对教师而言，提供可直接落地的跨学科教学范式，助力核心素养目标达成。

第5节 跨学科实践 半导体材料的应用 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 跨学科实践 半导体材料的应用 1 题型2 半导体材料 3 【能力培优练】 6 【链接中考】 11 【重难题型讲解】 题型1 跨学科实践 半导体材料的应用 1、半导体材料的应用 半导体是一种重要的电子工业材料。用半导体材料制成的二极管、三极管等是各种电路的重要元件。集成电路是半导体技术发展过程中形成的一个重要分支，生活中的智能家电，工业中的仪表机床，军事上的卫星导弹都离不开集成电路。集成了上亿个晶体管的芯片因其技术含量极高，制造工艺复杂，成为半导体产业链上的掌上明珠。 2、跨学科实践任务 任务 1：体验半导体器材的简单应用，调查并了解半导体材料的应用对社会发展的影响。 了解实验室提供的发光二极管的物理参数，合理选择器材并连接电路，使二极管发光。 调查我国半导体工业的发展历程和所取得的重大成就，列举半导体芯片的广泛应用和制造难度。 任务 2：由2～3位同学组成一个小组，共同绘制一份以“半导体材料的应用”为主题的科普海报。海报内容应包含：发光二极管（LED）的物理性质和应用场景；我国半导体工业的成就；半导体芯片制造的主要难点。各小组交流分享学习心得并展示海报内容。 3、评价与反思 评价项目 评价要点（☆☆☆） 自评 互评 实践计划 能制订分工合理、任务明确、进度可行的实践计划 能在规定的时间内完成计划 实践成果 能描述我国半导体工业的大致发展历程和重大成就 能阐述半导体芯片制造的主要技术难点 能正确连接电路使发光二极管正常发光，并说明发光 二极管的主要物理性质 信息搜集 能有效搜索所需学习资源，注意数据的可靠性和时效性 能规范地标注引用数据 、图片等相关信息的来源 交流合作 能利用数字设备开展交流活动 在完成各自任务的同时，能与其他成员团结协作，开展合作 在规定时间内完成展示，表达方式合理、流畅自然 评分方法：完全符合评价要点得☆☆☆，基本符合得☆☆，少量符合得☆ 【探究归纳】半导体材料导电性介于导体与绝缘体间，在物理（电路）、电子（芯片）、通信（5G 设备）等领域应用广泛，如二极管、三极管、集成电路均以其为核心。 【典例1-1】如图所示，龙芯3A6000是我国自主研发的通用CPU，可运行多种类的跨平台应用，满足多类大型复杂桌面应用场景。制造CPU芯片的主要材料是（　　） A．半导体材料 B．超导材料 C．纳米材料 D．绝缘材料 【典例1-2】半导体材料在现代化生活中的应用非常广泛，请你举出一个内部电路中用到半导体材料的电器： ；超导材料的主要性能是 ，如果用超导材料制成输电线，就可以大大降低输电过程中的电能损耗，产生巨大的经济效益． 跟踪训练1我们使用到的电视遥控器顶端中间的二极管应用材料的是（　　） A．磁性材料 B．导体材料 C．纳米材料 D．半导体材料 跟踪训练2半导体制冷技术是用于电脑元件散热的前沿科技。其原理是珀尔贴效应，如图所示是半导体制冷的原理图。把N型半导体元件和P型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差，在电流方向是的地方吸热，而在电流方向是的地方放热，则二对PN型半导体对是 （选填“串联”或“并联”）连接的。靠近电脑发热体（CPU）的是 （填“A”或“B”）陶瓷片。 题型2 半导体材料 1、半导体：有一些材料，如硅和锗，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称为半导体。 （1）半导体的导电性能比导体差，比绝缘体好； （2）温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。 （3）应用：利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。 2、二极管 （1）概念：二极管是一种用半导体材料制成的电子器件，‌具有两个电极：‌正极（‌阳极）‌和负极（‌阴极）‌。‌ （2）特点：二极管具有单向导电性能。 3、压敏电阻 （1）概念：压敏电阻，‌也称为电压依赖电阻或变阻器，‌是一种特殊的半导体电阻器。‌ （2）特点：阻值会随压力的变化而变化。 4、热敏电阻 （1）概念：热敏电阻是一种传感器电阻，其电阻值随着温度的变化而改变。 （2）特点：随着温度的升高，‌热敏电阻的电阻值降低；‌温度降低时，‌电阻值增加。‌ 5、光敏电阻 （1）概念：光敏电阻，‌顾名思义，‌是一种对光敏感的电阻元件。‌它的基本构成包括一个半导体材料。 （2）特点：这种材料在光的照射下，‌其电性能会发生改变。‌ 6、超导现象：某些物质在温度很低时，电阻就变成了0，这就是超导现象。在温度很低时，电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。 （1）超导现象应用与实际的好处：①延长电路元件的使用寿命；②降低电能损耗；③实现电子设备微型化。 （2）超导材料的应用：利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前，超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。 ★特别提醒 （1）人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。 （2）“超导材料”、“半导体材料”和“纳米材料”是现代社会的热点问题，因此也是中考的热点问题，要熟悉每种材料的特点。‌ 【归纳总结】半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的材料，其电阻随温度、光照等因素变化明显，可制成二极管、三极管等电子元件；超导体是在特定低温下电阻突然变为零的材料，具有完全抗磁性，可用于磁悬浮、高效输电等领域。 【典例2-1】小华同学想设计一个测量握力的电路，他利用压敏电阻装在握力计手把处，测试时压敏电阻会受到压力。压敏电阻Rt的阻值是随所受压力的增大而减小的，要求压力增大时电表示数增大，以下图所示的电路符合要求的是（　　） A． B．C． D． 【典例2-2】如图1所示，RG是光敏电阻，R是阻值为15kΩ的定值电阻，电源电压U=12V。光敏电阻RG的阻值与光的照度（光照越强，照度越大，单位为Lux）关系如图2所示，当照度增大时，RG的阻值将 。（增大、减小或不变）    【典例2-3】有一种用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图， (1)热敏电阻的电阻值随温度升高而 。（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (2)实验室现有两只外形完全相同的电阻，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻，（电阻值不随温度的变化而变化）。为了辨别它们，小明设计了如图的电路。 操作：1．按图连接电路2．闭合开关，点燃酒精灯加热 分析：1．若电流表示数 变化（选填“有”或“无”），则电阻 热敏电阻（选填“是”或“不是”）。2．若 。 跟踪训练1智能手机都配备高清拍照感光芯片，它是一个光敏电阻，是由以下哪种材料制作的（　　） A．半导体 B．导体 C．绝缘体 D．超导材料 跟踪训练2“热敏电阻”是用某些特殊材料制成的元件，当热敏电阻的温度发生变化时，其电阻值会随之缓慢变化；当温度达到某一特定值时，其阻值会突然骤增或骤降。下表中记录了甲、乙两种不同类型热敏电阻的阻值随温度变化的部分数据。 热敏电阻 甲型 乙型 温度（℃） 5 20 35 50 65 80 0 20 40 60 80 100 阻值（） 200 196 191 185 5 1 0.5 1 1.5 2 850 920 (1)分析表中两种类型热敏电阻的阻值随温度缓慢变化时的关系分别是 ； (2)我们把热敏电阻的阻值出现骤增或骤降时的温度叫做“开关温度”，分析表中的数据可判断：甲型热敏电阻的开关温度在 ℃区间。有一种用热敏电阻制成的“自恢复保险丝”串联在电路中，当电流增大致温度达到一定值时，它的开关温度发挥作用，从而保护电路，这种热敏电阻应选用 型热敏电阻。 跟踪训练3有一种电子体温计的探测器是热敏电阻（阻值随温度的变化而变化），小明想探究热敏电阻的性质。实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻，请你设计实验帮助小明判断哪个电阻为热敏电阻。 （1）实验器材： ； （2）实验步骤： ①画出你设计的电路图 ； ② ； ③ 。 【能力培优练】 1．如图所示，小伟将铜片、锌片插入土豆，制成“土豆电池”，闭合开关，二极管发光，电压表指针偏转。以下关于该电路的说法正确的是（　　） A．通过电路中的电流方向是从锌片到铜片 B．若发光二极管断路，则电压表仍然有示数 C．铜片是“土豆电池”电源的负极 D．若断开开关，则两金属片之间没有电压 2．图是红外线测温仪原理示意图，R是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是（   ） A．显示仪是由电流表改装成的 B．测较高温度时，R0两端的电压较大 C．增大R0的阻值，可增大测温仪的最大测量值 D．增大电源电压，可增大测温仪的最大测量值 3．如图，将完全相同的两组器材按照甲、乙两种不同的方式连接起来，下列说法中错误的是（   ） A．图甲中，灯泡发光，二极管不发光 B．图乙中，二极管和灯泡都发光 C．图甲中电压表示数等于电源电压 D．图乙中电压表示数小于电源电压 4．如图所示，将发光二极管LED接入电路，闭合开关，LED发光。下列说法正确的是（　　） A．正电荷从LED正极流入，从负极流出 B．电子从LED正极流入，从负极流出 C．利用半导体材料可以制作LED D．仅将LED的正负极对调，其亮度不变 5．小明同学受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，定值电阻起保护电路的作用。下列分析正确的是（　　） A．该电路中的电表是电流表 B．温度升高时两端电压变大 C．温度升高时电路中总电流变小 D．温度降低时两端电压变大 6．关于材料的性质及其应用，下列说法错误的是（　　） A．有的半导体对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻 B．超导材料在低于临界温度时电阻为零，将来可用于远距离输电 C．铜的导电性比较好，可以用来制造电阻丝 D．金刚石的硬度比较大，可以用来做钻头 7．如图甲所示，是某款手持式电子测温仪，图乙是它的工作原理图，其中热敏电阻R是由 材料制成的，显示仪是由 表改装而成的，测量相同的温度，为了使显示仪示数变大，应将定值电阻R0换为阻值更 （选填“大”或“小“） 8．如图是电冰箱的简化电路图，图中M是电冰箱压缩机用的电动机，L是电冰箱内的照明灯，照明灯L与电动机M是 （选填“串联”或“并联”）；关上冰箱门时，开关S2自动 （选填“闭合”或“断开”）；温控开关S1是一个热敏电阻，它是由 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制成的。 9．一只水果电池点亮了一只发光二极管（如图），则铜片是水果电池的 （填“正极”或“负极”），现将二极管正负极接线对调，二极管不发光，此时电路是处于 状态（选：短路；通路；断路），说明二极管具有 导电性。 10．导线的线芯用铜丝，是因为铜的 好；有些材料的导电性能受温度、光照、压强等影响而显著变化，人们利用它们这些性质制成热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等，这种材料叫 ；当温度降低到足够低时，有些材料的电阻会变为零，这种现象叫做 现象。 11．自动照相机所用的感光元件是一种光敏电阻，它是由 材料制造的。我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层平行石墨烯堆成约1.1°的“魔角”时，石墨烯的电阻突然变为0，此现象中的石墨烯是 材料。（均选填“导体”“半导体”或“超导体”） 12．某次科技节时，物理老师展示了水果点亮灯泡的场景，小深和小林同学也跃跃欲试。回家后两人尝试用多种水果使二极管发光，在水果中平行插入两个电极，就构成水果电池。如图，他用电压表测得多种水果电池的电压如下。 水果类型 葡萄 橘子 柠檬 人参果 电压 (1)插入金属片的水果相当于电路中的 ； (2)将二极管两极对调后，不再发光，原因是二极管具有 ； (3)使相同规格的二极管发光，小深用了2个柠檬，小林用了3个柠檬。小深发现两人将电极插入柠檬时电极间距离不一样，猜测柠檬个数不同可能与此有关。他用作电极，按照不同的电极距离将其插入到柠檬中，并测量水果电池的电压，数据如表所示。可得出结论： 。需注意的是，电极间的距离不宜太近，否则易导致 ； 水果类型 柠檬 电极距离 电压 (4)小林说，由于没有控制电极间距离相同，通过表一的数据无法比较多种水果的电压。请你重新设计表格 （添加横竖线、表头和单位，将下面表格补充完整）来探究比较不同水果间电压大小。 13．在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中：小敏、小亮为探究活动准备了四根材料、长度、粗细如图甲所示的电阻线，他们已经完成了图乙的部分实物连接（点E、F待接入电阻线）。 （1）小亮要探究导体电阻与长度的关系时，应该选用 两条导线（填导线的代号字母）分别接入E、F间进行对比，用到的科学方法是 ； （2）小敏将图丙的热敏电阻连接在图乙所示的电路中E、F间，先后将热敏电阻放在冷水和热水中进行实验，则小敏的实验探究的是 对导体电阻的影响。 14．某实验小组利用下图（左）所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”的实验，将a、b、c、d四段导体分别接入电路。经过测量，得到下表所示数据。 导体代号 长度/m 截取面积/mm2 材料 电流大小/A a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20 b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16 c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08 d 1.0 0.2 镍铬合金 0.04 （1）实验中，通过比较电路中 的大小，判断导体电阻的大小； （2）若要探究长度对电阻是否有影响，则应该选用 （填编号）两根电阻丝进行对比实验； （3）选取导体 （填编号）进行实验可以探究导体电阻大小与导体横截面积的关系； （4）在材料一定时，导体的电阻与长度成 比，与横截面积成 比； （5）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t变化的图像如上图甲所示： ①热敏电阻的阻值随温度的升高而 （选填“增大”或“减小”）； ②小明想利用热敏电阻制成温度报警器，实验室中现成有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻（阻值不随温度的变化而变化）。为了辨别它们，小明设计了如上图乙所示的电路，接下来小明闭合开关，对其中一只电阻加热，若电流表的示数 （选填“增大”或“减小”），则该电阻为热敏电阻。 15．学习了电学如识后，小刚对水果电池和发光二极管都非常感兴趣，如图甲所示，他把两种不同的金属片A、B插入柠檬，制成的“水果电池”与电压表连接在一起，电压表示数为0.3V。小州了解发光二极管具有单向导电性，其电学符号与正负极，当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光，当电流从“-”极流入时二极管不能发光。 (1)若把图甲中的电压表换为图乙中的二极管，由于发光二极管具有 性，要使二极管发光，金属片 （选填“A”或“B”）要接二极管负极：水果电池连接好二极管后，二极管发出微弱的光，此时水果电池主要实现了把 能转化为光能； (2)妈妈从市面上买回一个变光二极管给他；通过实验发现，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，则该变光二极管的内部结构可能是图中的__________（填字母）： A．B．C． D． 【链接中考】 1．（2025·海南·二模）2024年，海南省光伏发电累计并网容量达740.8万千瓦。制作太阳能电池板的主要材料是（　　） A．导体 B．绝缘体 C．超导体 D．半导体 2．（2024·山东济宁·二模）如图所示的电路中，当闭合开关，小灯泡和二极管都发光，但二极管发光明显要比灯泡亮，下列说法不正确的是（　　） A．发光二极管由半导体材料制成 B．此时流过小灯泡和二极管中的电流大小相等 C．二极管电能转化为光能的效率比小灯泡的要高 D．如果把电源正负极对调，闭合开关后小灯泡会继续发光 3．（2025·江西·一模）下图为中央电视台搭建的一形似“穹顶”的舞台，该“穹顶”由154块超高清大屏幕组成，这些屏幕的连接方式是 联，屏是用 （选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。 4．（2025·湖北武汉·模拟预测）如图为泰山上的一只网红“智能挑夫”机器狗，机器狗内置集成电路板上的芯片是用 （填“绝缘体”“超导体”或“半导体”）材料制成的。机器狗依靠超声波传感器和激光雷达协同避障。机器狗静止时，超声波传感器和激光雷达同时向前方的障碍物发射信号，并分别接收返回信号，超声波接收装置在后接收到返回信号，则障碍物到机器狗的距离是 m。激光信号实际传播时间约是 。（保留一位小数） 5．（2025·湖南衡阳·一模）中考实行网上阅卷，要求每份试卷必须贴上条形码。条形码扫描装置中有发光二极管、光敏二极管等元件，它们主要是由 材料制成；汽油机工作时把机械能转化为内能的是 冲程。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第5节 跨学科实践 半导体材料的应用 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 跨学科实践 半导体材料的应用 1 题型2 半导体材料 4 【能力培优练】 8 【链接中考】 18 【重难题型讲解】 题型1 跨学科实践 半导体材料的应用 1、半导体材料的应用 半导体是一种重要的电子工业材料。用半导体材料制成的二极管、三极管等是各种电路的重要元件。集成电路是半导体技术发展过程中形成的一个重要分支，生活中的智能家电，工业中的仪表机床，军事上的卫星导弹都离不开集成电路。集成了上亿个晶体管的芯片因其技术含量极高，制造工艺复杂，成为半导体产业链上的掌上明珠。 2、跨学科实践任务 任务 1：体验半导体器材的简单应用，调查并了解半导体材料的应用对社会发展的影响。 了解实验室提供的发光二极管的物理参数，合理选择器材并连接电路，使二极管发光。 调查我国半导体工业的发展历程和所取得的重大成就，列举半导体芯片的广泛应用和制造难度。 任务 2：由2～3位同学组成一个小组，共同绘制一份以“半导体材料的应用”为主题的科普海报。海报内容应包含：发光二极管（LED）的物理性质和应用场景；我国半导体工业的成就；半导体芯片制造的主要难点。各小组交流分享学习心得并展示海报内容。 3、评价与反思 评价项目 评价要点（☆☆☆） 自评 互评 实践计划 能制订分工合理、任务明确、进度可行的实践计划 能在规定的时间内完成计划 实践成果 能描述我国半导体工业的大致发展历程和重大成就 能阐述半导体芯片制造的主要技术难点 能正确连接电路使发光二极管正常发光，并说明发光 二极管的主要物理性质 信息搜集 能有效搜索所需学习资源，注意数据的可靠性和时效性 能规范地标注引用数据 、图片等相关信息的来源 交流合作 能利用数字设备开展交流活动 在完成各自任务的同时，能与其他成员团结协作，开展合作 在规定时间内完成展示，表达方式合理、流畅自然 评分方法：完全符合评价要点得☆☆☆，基本符合得☆☆，少量符合得☆ 【探究归纳】半导体材料导电性介于导体与绝缘体间，在物理（电路）、电子（芯片）、通信（5G 设备）等领域应用广泛，如二极管、三极管、集成电路均以其为核心。 【典例1-1】如图所示，龙芯3A6000是我国自主研发的通用CPU，可运行多种类的跨平台应用，满足多类大型复杂桌面应用场景。制造CPU芯片的主要材料是（　　） A．半导体材料 B．超导材料 C．纳米材料 D．绝缘材料 【答案】A 【详解】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间。制造芯片的主要材料是半导体，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【典例1-2】半导体材料在现代化生活中的应用非常广泛，请你举出一个内部电路中用到半导体材料的电器： ；超导材料的主要性能是 ，如果用超导材料制成输电线，就可以大大降低输电过程中的电能损耗，产生巨大的经济效益． 【答案】 电子计算机 电阻为零 【详解】半导体材料有许多独特的功能，根据半导体材料的特殊性质制成了特殊的元件．常见的半导体有：锗、硅、砷化镓．半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用．制作发光二极管的核心材料就是半导体材料．超导材料是一种电阻为零的材料．人们可以利用超导体的零电阻特性实现远距离大功率输电． 【点睛】根据导电性的不同，材料可分为导体，半导体，绝缘体三大类，容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体，导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体．半导体材料有许多独特的功能，根据半导体材料的特殊性质制成了特殊的元件． 跟踪训练1我们使用到的电视遥控器顶端中间的二极管应用材料的是（　　） A．磁性材料 B．导体材料 C．纳米材料 D．半导体材料 【答案】D 【详解】制作二极管的主要材料是半导体材料，常用的有：硅、锗等材料，半导体二极管具有单向导电性。 故选D。 跟踪训练2半导体制冷技术是用于电脑元件散热的前沿科技。其原理是珀尔贴效应，如图所示是半导体制冷的原理图。把N型半导体元件和P型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差，在电流方向是的地方吸热，而在电流方向是的地方放热，则二对PN型半导体对是 （选填“串联”或“并联”）连接的。靠近电脑发热体（CPU）的是 （填“A”或“B”）陶瓷片。 【答案】 串联 A 【详解】[1]如图可知，陶瓷是绝缘的，电流只有一条电流路径，所以二对PN型半导体对是串联的。 [2]由图可知，靠近A陶瓷片的电流方向是由N→P，靠近B陶瓷片的电流方向是由P→N，由于在电流方向是P→N的地方放热，因此下端B应是半导体元件放热的地方，在上方A处电流方向是N→P的地方吸热，因此电脑发热体靠近A。 题型2 半导体材料 1、半导体：有一些材料，如硅和锗，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称为半导体。 （1）半导体的导电性能比导体差，比绝缘体好； （2）温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响。 （3）应用：利用半导体材料可以制成光敏电阻、热敏电阻、压敏电阻、二极管、三极管、集成电路等。 2、二极管 （1）概念：二极管是一种用半导体材料制成的电子器件，‌具有两个电极：‌正极（‌阳极）‌和负极（‌阴极）‌。‌ （2）特点：二极管具有单向导电性能。 3、压敏电阻 （1）概念：压敏电阻，‌也称为电压依赖电阻或变阻器，‌是一种特殊的半导体电阻器。‌ （2）特点：阻值会随压力的变化而变化。 4、热敏电阻 （1）概念：热敏电阻是一种传感器电阻，其电阻值随着温度的变化而改变。 （2）特点：随着温度的升高，‌热敏电阻的电阻值降低；‌温度降低时，‌电阻值增加。‌ 5、光敏电阻 （1）概念：光敏电阻，‌顾名思义，‌是一种对光敏感的电阻元件。‌它的基本构成包括一个半导体材料。 （2）特点：这种材料在光的照射下，‌其电性能会发生改变。‌ 6、超导现象：某些物质在温度很低时，电阻就变成了0，这就是超导现象。在温度很低时，电阻为0的材料称为超导材料。超导材料也称为超导体。 （1）超导现象应用与实际的好处：①延长电路元件的使用寿命；②降低电能损耗；③实现电子设备微型化。 （2）超导材料的应用：利用超导材料可制造超导电动机、超导电缆、磁悬浮列车等。目前，超导材料还没有广泛应用于生活实际的主要原因是还没有发现常温下的超导体。 ★特别提醒 （1）人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。 （2）“超导材料”、“半导体材料”和“纳米材料”是现代社会的热点问题，因此也是中考的热点问题，要熟悉每种材料的特点。‌ 【归纳总结】半导体是导电能力介于导体和绝缘体之间的材料，其电阻随温度、光照等因素变化明显，可制成二极管、三极管等电子元件；超导体是在特定低温下电阻突然变为零的材料，具有完全抗磁性，可用于磁悬浮、高效输电等领域。 【典例2-1】小华同学想设计一个测量握力的电路，他利用压敏电阻装在握力计手把处，测试时压敏电阻会受到压力。压敏电阻Rt的阻值是随所受压力的增大而减小的，要求压力增大时电表示数增大，以下图所示的电路符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．两电阻并联，电流表测定值电阻支路的电流，当压力增大时，电表示数不变，故A不符合题意； B．两电阻串联，电流表测电路中电流，当压力增大时，压敏电阻阻值变小，则电路中的总电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，电表示数变大，故B符合题意； C．两电阻串联，电压表测压敏电阻两端的电压，当压力增大时，压敏电阻变小，所分电压减小，电压表示数变小，故C不符合题意； D．两电阻串联，电压表测电源电压，所以无论压力怎么变，电压表示数不变，故D不符合题意。 故选B。 【典例2-2】如图1所示，RG是光敏电阻，R是阻值为15kΩ的定值电阻，电源电压U=12V。光敏电阻RG的阻值与光的照度（光照越强，照度越大，单位为Lux）关系如图2所示，当照度增大时，RG的阻值将 。（增大、减小或不变）    【答案】减小 【详解】由图像乙可知，光敏电阻RG的阻值随光的照度的增大而减小。 【典例2-3】有一种用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图， (1)热敏电阻的电阻值随温度升高而 。（选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (2)实验室现有两只外形完全相同的电阻，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻，（电阻值不随温度的变化而变化）。为了辨别它们，小明设计了如图的电路。 操作：1．按图连接电路2．闭合开关，点燃酒精灯加热 分析：1．若电流表示数 变化（选填“有”或“无”），则电阻 热敏电阻（选填“是”或“不是”）。2．若 。 【答案】(1)变小 (2)无 不是 电流表示数有变化，则电阻是热敏电阻 【详解】（1）由图可知，横坐标为温度，纵坐标为电阻阻值，随着温度的增加，热敏电阻的电阻值在逐渐变小。 （2）[1][2][3]由题意可知，用酒精灯加热电阻R1，若电流表示数无变化，说明加热的是定值电阻，即R1不是热敏电阻，若电流表示数有变化，说明加热的是热敏电阻，电阻变化，引起了电路中电流变化，即R1是热敏电阻。 跟踪训练1智能手机都配备高清拍照感光芯片，它是一个光敏电阻，是由以下哪种材料制作的（　　） A．半导体 B．导体 C．绝缘体 D．超导材料 【答案】A 【详解】光敏电阻是一种电阻值随外界光照强弱（明暗）变化而变化的元件，光越强阻值越小，光越弱阻值越大，制作材料是半导体，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 跟踪训练2“热敏电阻”是用某些特殊材料制成的元件，当热敏电阻的温度发生变化时，其电阻值会随之缓慢变化；当温度达到某一特定值时，其阻值会突然骤增或骤降。下表中记录了甲、乙两种不同类型热敏电阻的阻值随温度变化的部分数据。 热敏电阻 甲型 乙型 温度（℃） 5 20 35 50 65 80 0 20 40 60 80 100 阻值（） 200 196 191 185 5 1 0.5 1 1.5 2 850 920 (1)分析表中两种类型热敏电阻的阻值随温度缓慢变化时的关系分别是 ； (2)我们把热敏电阻的阻值出现骤增或骤降时的温度叫做“开关温度”，分析表中的数据可判断：甲型热敏电阻的开关温度在 ℃区间。有一种用热敏电阻制成的“自恢复保险丝”串联在电路中，当电流增大致温度达到一定值时，它的开关温度发挥作用，从而保护电路，这种热敏电阻应选用 型热敏电阻。 【答案】(1)温度升高时，甲型热敏电阻的阻值减小，乙型的阻值增大 (2) 50~65 乙 【解析】【小题1】由表中实验数据可知，温度升高时，甲型热敏电阻的阻值减小，乙型的阻值增大。 【小题2】[1]甲型热敏电阻在50~65℃区间阻值变化最大，甲型热敏电阻的开关温度在50~65℃区间。 [2] “自恢复保险丝”串联在电路中，当电流增大致温度达到一定值时，它的开关温度发挥作用， 从而保护电路，则该材料的电阻应随温度升高而增大，由表中数据可知，这种热敏电阻应选用乙型热敏电阻。 跟踪训练3有一种电子体温计的探测器是热敏电阻（阻值随温度的变化而变化），小明想探究热敏电阻的性质。实验室中现有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻，请你设计实验帮助小明判断哪个电阻为热敏电阻。 （1）实验器材： ； （2）实验步骤： ①画出你设计的电路图 ； ② ； ③ 。 【答案】 两只外形完全相同的电阻R1和R2、电流表、电源 闭合开关，对其中一只电阻加热，然后通过观察电流表的示数变化 如果电流表示数变化说明加热的电阻为热敏电阻，若电流表示数不变说明加热的电阻为定值电阻 【详解】（1）[1]为了辨别哪个是热敏电阻，将两个完全相同的电阻串联起来，实验中通过观察电流表的示数变化来判断电阻的变化，故需要串联一个电流表，故需要两只外形完全相同的电阻R1和R2、电流表、电源。 （2）[2]设计电路，将两电阻、电流表、开关以及电源组成串联电路，如下图所示： [3]因为要辨别谁是热敏电阻，应当闭合开关，对其中一只电阻加热，然后通过观察电流表的示数变化。 [4]因为热敏电阻的阻值随温度变化而变化，所以如果电流表示数变化说明加热的电阻为热敏电阻，若电流表示数不变说明加热的电阻为定值电阻。 【能力培优练】 1．如图所示，小伟将铜片、锌片插入土豆，制成“土豆电池”，闭合开关，二极管发光，电压表指针偏转。以下关于该电路的说法正确的是（　　） A．通过电路中的电流方向是从锌片到铜片 B．若发光二极管断路，则电压表仍然有示数 C．铜片是“土豆电池”电源的负极 D．若断开开关，则两金属片之间没有电压 【答案】B 【详解】AC．闭合开关S，二极管发光，电压表指针向右偏转，说明电压表正负接线柱的连接是正确的（即电流“正进负出”）；则由图可知，铜片为电源的正极，锌片为电源的负极，通过电路中的电流方向是从铜片到锌片，故AC错误； B．若发光二极管断路，电压表仍然接到电源的两极上，电压表有示数，故B正确； D．电源的两端是存在电压的，与外部电路的通断情况无关，若断开开关，则两金属片之间有电压，故D错误。 故选B。 2．图是红外线测温仪原理示意图，R是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，定值电阻R0为保护电阻。下列分析正确的是（   ） A．显示仪是由电流表改装成的 B．测较高温度时，R0两端的电压较大 C．增大R0的阻值，可增大测温仪的最大测量值 D．增大电源电压，可增大测温仪的最大测量值 【答案】B 【详解】A．电流表与用电器串联，电压表与用电器并联，图中显示仪与用电器并联，显示仪是由电压表改装成的，故A错误； B．热敏电阻R与定值电阻R0串联，串联电路中电阻越大，分到的电压越多。热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，测较高温度时，热敏电阻R分到的电压变小，根据串联电路电压规律：各用电器两端电压之和等于总电压。因此，R0两端的电压较大，故B正确； CD．测温仪的最大测量值由它的量程决定，故CD错误。 故选B。 3．如图，将完全相同的两组器材按照甲、乙两种不同的方式连接起来，下列说法中错误的是（   ） A．图甲中，灯泡发光，二极管不发光 B．图乙中，二极管和灯泡都发光 C．图甲中电压表示数等于电源电压 D．图乙中电压表示数小于电源电压 【答案】A 【详解】A．电流只能从二极管“+”流入该图闭合时，电流从“﹣”流入，不通，因此图甲中，灯泡也不发光，故A错误，符合题意； B．图乙中，电流从电源正极出发，经二极管、灯泡回到电源负极形成回路，故二极管和灯泡都发光，故B正确，不符合题意； C．图甲中电压表示数相当于测量电源电压，即电压表示数等于电源电压，故C正确，不符合题意； D．串联电路中电源电压等于各部分电压之和，图乙中，灯泡和二极管串联，因此图乙中电压表示数小于电源电压，故D正确，不符合题意。 故选A。 4．如图所示，将发光二极管LED接入电路，闭合开关，LED发光。下列说法正确的是（　　） A．正电荷从LED正极流入，从负极流出 B．电子从LED正极流入，从负极流出 C．利用半导体材料可以制作LED D．仅将LED的正负极对调，其亮度不变 【答案】C 【详解】A．金属导体中的电流是由自由电子的定向移动形成的，不是正电荷定向移动形成的，故A错误； B．由题图可知，电流从电源的正极流出，经过开关，从LED的正极流入，从LED负极流出，而电子定向移动的方向与电流方向相反，则电子从LED负极流入，正极流出，故B错误； C．半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，可用于制作LED等用电器，故C正确； D．发光二极管LED具有单向导电性，仅将LED的正负极对调，LED不发光，故D错误。 故选C。 5．小明同学受穿戴式“智能体温计”（如图甲所示的启发，设计了一个如图乙所示的体温计电路图，用电表示数大小反映温度高低，热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，定值电阻起保护电路的作用。下列分析正确的是（　　） A．该电路中的电表是电流表 B．温度升高时两端电压变大 C．温度升高时电路中总电流变小 D．温度降低时两端电压变大 【答案】C 【详解】A．由电路图可知，电阻R1和R2串联接入电路，该电路中的电表并联接在电阻R1两端，因此为电压表，故A错误； BC．电阻R1的阻值随温度的升高而增大，当温度升高时，串联电路的总电阻变大，根据可知电路中的电流变小，R2是定值电阻，根据可知R2两端电压变小，故C正确，B错误； D．温度降低时，R1阻值减小，根据串联电路电阻分压规律，可知电阻R1两端电压减小，故D错误。 故选C。 6．关于材料的性质及其应用，下列说法错误的是（　　） A．有的半导体对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻 B．超导材料在低于临界温度时电阻为零，将来可用于远距离输电 C．铜的导电性比较好，可以用来制造电阻丝 D．金刚石的硬度比较大，可以用来做钻头 【答案】C 【详解】A．半导体是导电性能介于绝缘体和导体之间的一类物质，具有一些特殊的电学性质，有的半导体对光比较敏感，可以用来制造光敏电阻，通过光的强弱来控制电路，故A正确，不符合题意； B．超导材料在低于临界温度时电阻为零，将来可用于远距离输电，减小由于电流热效应而导致的电能损耗，故B正确，不符合题意； C．铜的导电性比较好，可以用来制造导线，由于相同长度和粗细的情况下，铜的电阻较小，不适合做电阻丝，故C错误，符合题意； D．金刚石的硬度比较大，可以用来做钻头，用来在其它物质上钻孔，故D正确，不符合题意。 故选C。 7．如图甲所示，是某款手持式电子测温仪，图乙是它的工作原理图，其中热敏电阻R是由 材料制成的，显示仪是由 表改装而成的，测量相同的温度，为了使显示仪示数变大，应将定值电阻R0换为阻值更 （选填“大”或“小“） 【答案】 半导体 电压 小 【详解】[1]热敏电阻是用半导体材料，大多为负温度系数，即阻值随温度增加而降低。 [2]显示仪与热敏电阻并联，则是由电压表改装而成。 [3]根据串联分压特点，测量相同的温度，为了使显示仪示数变大，应将定值电阻R0换为阻值更小，以增大热敏电阻的分压能力。 8．如图是电冰箱的简化电路图，图中M是电冰箱压缩机用的电动机，L是电冰箱内的照明灯，照明灯L与电动机M是 （选填“串联”或“并联”）；关上冰箱门时，开关S2自动 （选填“闭合”或“断开”）；温控开关S1是一个热敏电阻，它是由 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制成的。 【答案】 并联 断开 半导体 【详解】[1][2]由图可知，照明灯和压缩机并联连接，并且开关S2控制灯泡，开关S1控制压缩机；当关上电冰箱门时，门控开关S2断开，灯泡不发光。 [3]热敏电阻在不同的温度下表现出不同的电阻值，是由半导体材料制成的。 9．一只水果电池点亮了一只发光二极管（如图），则铜片是水果电池的 （填“正极”或“负极”），现将二极管正负极接线对调，二极管不发光，此时电路是处于 状态（选：短路；通路；断路），说明二极管具有 导电性。 【答案】 正极 断路 单向 【详解】[1]发光二极管被点亮时，铜片与发光二极管的正极相连，所以铜片是水果电池的正极。 [2][3]将二极管正负极接线对调，二极管不发光，说明电路没有电流经过用电器，此时电路是处于断路，也说明了二极管具有单向导电性。 10．导线的线芯用铜丝，是因为铜的 好；有些材料的导电性能受温度、光照、压强等影响而显著变化，人们利用它们这些性质制成热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等，这种材料叫 ；当温度降低到足够低时，有些材料的电阻会变为零，这种现象叫做 现象。 【答案】 导电性 半导体 超导 【详解】[1]导电性指物体传导电流的能力，各种金属的导电性各不相同，含有的自由电子越多，导体的导电性越好，银的导电性能是最好的，其次是铜和铝，因此导线的线芯用铜丝，是因为铜的导电性好。 [2]有些材料的导电性能介于绝缘体和导体之间，叫做半导体，它的导电性能受温度、光照、压强等外界因素影响而显著变化，它在现代生活中有着广泛的应用，人们利用它们这些性质制成热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等等。 [3]有些材料在温度降低到足够低时，如铝在-271.76℃以下，铅在-265.95℃以下，电阻会变为零，这就是超导现象，发生超导现象时的温度称为临界温度。 11．自动照相机所用的感光元件是一种光敏电阻，它是由 材料制造的。我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层平行石墨烯堆成约1.1°的“魔角”时，石墨烯的电阻突然变为0，此现象中的石墨烯是 材料。（均选填“导体”“半导体”或“超导体”） 【答案】 半导体 超导体 【详解】[1]光敏电阻器是利用光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，其主要材料是半导体。 [2]由于超导材料是一种电阻为零的材料，石墨烯的电阻突然变为 ，说明此现象中的石墨烯是超导体。 12．某次科技节时，物理老师展示了水果点亮灯泡的场景，小深和小林同学也跃跃欲试。回家后两人尝试用多种水果使二极管发光，在水果中平行插入两个电极，就构成水果电池。如图，他用电压表测得多种水果电池的电压如下。 水果类型 葡萄 橘子 柠檬 人参果 电压 (1)插入金属片的水果相当于电路中的 ； (2)将二极管两极对调后，不再发光，原因是二极管具有 ； (3)使相同规格的二极管发光，小深用了2个柠檬，小林用了3个柠檬。小深发现两人将电极插入柠檬时电极间距离不一样，猜测柠檬个数不同可能与此有关。他用作电极，按照不同的电极距离将其插入到柠檬中，并测量水果电池的电压，数据如表所示。可得出结论： 。需注意的是，电极间的距离不宜太近，否则易导致 ； 水果类型 柠檬 电极距离 电压 (4)小林说，由于没有控制电极间距离相同，通过表一的数据无法比较多种水果的电压。请你重新设计表格 （添加横竖线、表头和单位，将下面表格补充完整）来探究比较不同水果间电压大小。 【答案】(1)电源 (2)单向导电性 (3) 对于同一种水果，相同的电极材料，电极间距离越大，电压越小 短路 (4)见解析 【详解】（1）要使用电器工作，电路中必须要有电源；插入金属片的水果能使二极管发光，说明插入金属片的水果能提供电能，所以插入金属片的水果相当于电源。 （2）二极管具有单向导电性，将二极管两极对调后，电流无法通过二极管，二极管不再发光。 （3）[1]由表中数据可知，电极间距离越大，电压越小，故可得出结论：对于同一种水果，相同的电极材料，电极间距离越大，电压越小。 [2]因水果具有导电性，在做实验时电极间的距离不宜太近，否则易导致短路。 （4）要比较多种水果的电压，根据控制变量法可知，应控制电极间距离相同，水果类型不同，记录不同水果间电压大小，据此设计实验表格如下所示： 电极距离 水果类型 电压 13．在“探究导体的电阻跟哪些因素有关”的实验中：小敏、小亮为探究活动准备了四根材料、长度、粗细如图甲所示的电阻线，他们已经完成了图乙的部分实物连接（点E、F待接入电阻线）。 （1）小亮要探究导体电阻与长度的关系时，应该选用 两条导线（填导线的代号字母）分别接入E、F间进行对比，用到的科学方法是 ； （2）小敏将图丙的热敏电阻连接在图乙所示的电路中E、F间，先后将热敏电阻放在冷水和热水中进行实验，则小敏的实验探究的是 对导体电阻的影响。 【答案】 a、c 控制变量法 温度 【详解】（1）[1][2]探究导体电阻与长度的关系时，除导体的长度不同外，其他变量都应该控制相同，这运用了控制变量法，所以要选择材料和横截面积都相同的电阻丝，故选a、c两条导线。 （2）[3]将热敏电阻分别放在冷水和热水中进行实验，除温度不同外，其他变量都相同，所以探究的是温度对导体电阻的影响。 14．某实验小组利用下图（左）所示的电路探究“影响导体电阻大小的因素”的实验，将a、b、c、d四段导体分别接入电路。经过测量，得到下表所示数据。 导体代号 长度/m 截取面积/mm2 材料 电流大小/A a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20 b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16 c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08 d 1.0 0.2 镍铬合金 0.04 （1）实验中，通过比较电路中 的大小，判断导体电阻的大小； （2）若要探究长度对电阻是否有影响，则应该选用 （填编号）两根电阻丝进行对比实验； （3）选取导体 （填编号）进行实验可以探究导体电阻大小与导体横截面积的关系； （4）在材料一定时，导体的电阻与长度成 比，与横截面积成 比； （5）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t变化的图像如上图甲所示： ①热敏电阻的阻值随温度的升高而 （选填“增大”或“减小”）； ②小明想利用热敏电阻制成温度报警器，实验室中现成有两只外形完全相同的电阻R1和R2，其中一只为热敏电阻，另一只为定值电阻（阻值不随温度的变化而变化）。为了辨别它们，小明设计了如上图乙所示的电路，接下来小明闭合开关，对其中一只电阻加热，若电流表的示数 （选填“增大”或“减小”），则该电阻为热敏电阻。 【答案】 电流 c、d b、c 正 反 减小 增大 【详解】（1）[1]电阻是导体对电流的阻碍作用。电压一定时，电阻越大，对电流的阻碍作用越大，电路的电流越小，故实验中，通过比较电路中电流的大小，判断导体电阻的大小。 （2）[2]根据表中数据可知，导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关，研究电阻与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。在研究导体的电阻与导体的长度的关系，应控制导体的材料和横截面积不变，则应该选用c、d两根电阻丝进行对比实验。 （3）[3]探究导体电阻大小与导体横截面积的关系时，应控制导体的材料和长度不变，选取导体b、c进行实验可以探究导体电阻大小与导体横截面积的关系。 （4）[4][5]在电压不变时，导体的电阻越大，通过导体的电流越小，且电流与电阻成反比。根据表中选用c、d两根电阻丝实验数据可知，在材料一定和横截面积一定时，导体的长度增大为原来的二倍，通过电流减小为原来的二分之一，即电阻增大为原来的二倍，故可得出：在材料一定时，导体的电阻与长度成正比；根据表中选用b、c两根电阻丝实验数据可知，在导体的材料和长度一定时，导体的横截面积减小为原来二分之一，通过的电流也减小为原来的二分之一，即电阻增大为原来的二倍，故可得出：在材料一定时，导体的电阻与长度成正比。 （5）①[6]根据图甲电阻R随t变化的图像可以得出，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。 ②[7]对其中一只电阻加热，若加热的电阻为定值电阻，根据题意，定值电阻大小不变，电路的电阻不变，电流表示数不变； 若加热的为热敏电阻，其电阻变小，电路的电阻变小，则电流表示数增大。故接下来小明闭合开关，对其中一只电阻加热，若电流表的示数增大，则该电阻为热敏电阻。 15．学习了电学如识后，小刚对水果电池和发光二极管都非常感兴趣，如图甲所示，他把两种不同的金属片A、B插入柠檬，制成的“水果电池”与电压表连接在一起，电压表示数为0.3V。小州了解发光二极管具有单向导电性，其电学符号与正负极，当电流从“+”极流入时二极管能通电且发光，当电流从“-”极流入时二极管不能发光。 (1)若把图甲中的电压表换为图乙中的二极管，由于发光二极管具有 性，要使二极管发光，金属片 （选填“A”或“B”）要接二极管负极：水果电池连接好二极管后，二极管发出微弱的光，此时水果电池主要实现了把 能转化为光能； (2)妈妈从市面上买回一个变光二极管给他；通过实验发现，电流从其P端流入时发红光，从其Q端流入时发绿光，则该变光二极管的内部结构可能是图中的__________（填字母）： A． B． C． D． 【答案】(1) 单向导电 B 化学 (2)C 【详解】（1）[1][2]发光二极管具有单向导电性，电流从正极流入时会发光，否则不发光；由图甲可知，A与电压表正接线柱相连，所以A为水果电池的正极，B为负极，故金属片B要接二极管的负极。 [3]水果电池工作时将化学能转化为电能，为电路提供电能。 （2）A．如图A，电流从P端流入时，两灯都发光，从Q端流入时，两灯都不发光，故A不符合题意； B．如图B，电流从P端流入时，两灯都不发光，从Q端流入时，两灯也都不发光，故B不符合题意； C．如图C，电流从P端流入时，红灯发光，从Q端流入时，绿灯发光，故C符合题意； D．如图D，电流从P端流入时，两灯都发光，从Q端流入时，两灯都不发光，故D不符合题意。 故选D。 【链接中考】 1．（2025·海南·二模）2024年，海南省光伏发电累计并网容量达740.8万千瓦。制作太阳能电池板的主要材料是（　　） A．导体 B．绝缘体 C．超导体 D．半导体 【答案】D 【详解】太阳能电池板的主要材料是硅，硅属于半导体材料。半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，在特定条件下（如光照），其导电性能会发生变化，这一特性使得半导体能够有效地将太阳能转化为电能，所以制作太阳能电池板的主要材料是半导体。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．（2024·山东济宁·二模）如图所示的电路中，当闭合开关，小灯泡和二极管都发光，但二极管发光明显要比灯泡亮，下列说法不正确的是（　　） A．发光二极管由半导体材料制成 B．此时流过小灯泡和二极管中的电流大小相等 C．二极管电能转化为光能的效率比小灯泡的要高 D．如果把电源正负极对调，闭合开关后小灯泡会继续发光 【答案】D 【详解】A．发光二极管是由砷化镓、磷化镓和磷砷化镓等半导体材料制成的，故A正确，不符合题意； B．小灯泡和二极管是串联接入电路中，所以电流处处相等，故B正确，不符合题意； C．二极管（尤其是发光二极管LED灯）电能可以直接转化为光能的效率达到60%以上，远超传统白炽灯的10%，故C正确，不符合题意； D．由于二极管具有单向导电性，若将电源正负极对调，闭合开关后，电路相当于断路了，所以灯泡不能发光，故D错误，符合题意。 故选D。 3．（2025·江西·一模）下图为中央电视台搭建的一形似“穹顶”的舞台，该“穹顶”由154块超高清大屏幕组成，这些屏幕的连接方式是 联，屏是用 （选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。 【答案】 并 半导体 【详解】[1]每块屏幕可以呈现不同画面，说明它们可以独立工作也可以同时工作，所以每块屏幕是并联的。 [2]屏幕一般是采用LED这种半导体器件组成，是由半导体材料制作而成的。 4．（2025·湖北武汉·模拟预测）如图为泰山上的一只网红“智能挑夫”机器狗，机器狗内置集成电路板上的芯片是用 （填“绝缘体”“超导体”或“半导体”）材料制成的。机器狗依靠超声波传感器和激光雷达协同避障。机器狗静止时，超声波传感器和激光雷达同时向前方的障碍物发射信号，并分别接收返回信号，超声波接收装置在后接收到返回信号，则障碍物到机器狗的距离是 m。激光信号实际传播时间约是 。（保留一位小数） 【答案】 半导体 1.7 0.6 【详解】[1]集成电路板上的芯片是用半导体材料制成的，半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，可用于制作芯片等电子元件 。 [2]超声波从机器狗到障碍物再返回机器狗，传播时间，则单程时间 声音在空气中的传播速度，根据，可得障碍物到机器狗的距离 [3]光在空气中的传播速度，根据，激光传播时间 5．（2025·湖南衡阳·一模）中考实行网上阅卷，要求每份试卷必须贴上条形码。条形码扫描装置中有发光二极管、光敏二极管等元件，它们主要是由 材料制成；汽油机工作时把机械能转化为内能的是 冲程。 【答案】 半导体 压缩 【详解】[1]发光二极管、光敏二极管等元件，其主要材料是半导体。半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间，具有独特的电学特性，可用于制作各种电子元件 。 [2]汽油机有四个冲程，分别是吸气、压缩、做功、排气冲程。在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩气缸内的混合气体，对气体做功，将机械能转化为内能 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $