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解析
| 共计 13 道试题
1 . 阅读下列材料,回答问题。
1911年,荷兰物理学家昂尼斯(1853~1926)发现,水银的电阻率(表示单位长度单位横截面积的某种材料的电阻)并不像预料的那样随温度降低逐渐减小,而是当温度降到4.15K(-269℃)附近时,水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物,在温度降到绝对零度附近某一特定温度时,它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象,能够发生超导现象的物质叫倔超导体。
超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)Tc、现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都在不同条件下显示出超导性。如钨的转变温度关0.012K(约为-273℃),锌为0.75K(-272.4℃),铝为1.196K(约为-272℃),铅为7.193K(约为-266℃)。20世纪80年代初,米勒和贝德诺尔茨开始注意到某些氧化物陶瓷材料可能有超导电性,他们的小组对一些材料进行了试验,于1986年在钡一钇一铜氧化物中发现了T=35K(-238.2℃)的超导电性。1987年,中国、美国、日本等国科学家在钡一记一铜氧化物中发现Tc处于液氮温区有超导电性,使超导陶瓷成为极有发展前景的超导材料。2009年10月10日,美国科学家合成物质(T14Ba),将超导温度提高到254K(-19.2℃),仅比冰的熔点低19.2℃,对于推广超导的实际应用具有极大的意义。在电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料,就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。如果用超导材料来制造电子元件,由于没有电阻,不必考虑散热的问题,元件尺寸可以大大缩小,进一步实现电子设备的微型化。
(1)通过本文的描述,“电阻率”是描述材料___________(选填“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的温度称为这种物质的___________通常用符号Tc来表示;
(3)2009年10月10日,美国科学家合成的物质(T14Ba)若温度在-19.2℃以下时,其电阻几乎为___________
(4))请你分析:在实际应用中,超导现象更适合应用于哪个实例中?___________(请填写选项字母)
A.电暖器   B.电饭煲   C.高速计算机的集成电路芯片
2 . 请阅读《超导体》,回答下列问题。

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。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。
科学家在研究过程中,将一个铅制的圆环,放入温度低于Tc=-265.97℃的空间,利用电磁感应使环内产生感应电流。结果发现,从1954年3月16日始,到1956年9月5日止,在两年半的时间内电流一直没有减小;当温度上升到高于Tc时,圆环由超导状态变成正常状态,感应电流立刻消失,这就是著名的昂内斯持久电流实验。
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,这就使超导体目前只能应用在科学实验和高新技术中,而不能在日常生活和生产中普遍应用。近几十年来,各国科学家一直在努力寻找能够在室温下工作的超导材料。在这方面,我国的研究走在了世界的前列。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)超导现象是指导体在温度降低到足够低时,有些材料的___________变为零的特性。
(2)“昂内斯持久电流实验”中铅制圆环由超导状态变成正常状态后,感应电流立刻消失,这个过程中电能转化成了___________能。
(3)假如电熨斗内部的电热丝、电动车内电动机的线圈、白炽灯的灯丝都处于超导状态,其中仍能正常工作且减少了能量损失的是___________(选填“电熨斗”、“电动车”或“白炽灯”)
2023-04-20更新 | 61次组卷 | 1卷引用:北京市人大附中朝阳学校2022-2023学年九年级上学期期中调研物理试题
3 . 请阅读《超导现象》并回答题。

超导现象


1911年,荷兰物理学家昂内斯发现,水银的电阻率(电阻率即某种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的导体的电阻)并不像预料的那样随温度降低逐渐减小,而是当温度降到4.15K(0K=273.15℃;K表示开尔文温标,起点为绝对零度)附近时,水银的电阻突然降到0。某些金属、合金和化合物,在温度降到绝对零度附近某一特定温度时,它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象,能够发生超导现象的物质叫做超导体。
超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度(或临界温度)Tc。现已发现大多数金属元素以及数以千计的合金、化合物都能在不同条件下显示出超导电性。如钨的转变温度为0.012K,锌为0.75K,铝为1.196K,铅为7.193K。昂内斯曾用铅环做实验,当铅变为超导态时,900A的电流在铅环中流动不止,两年半以后竟然毫无衰减。
让材料在正常温度环境下进入超导状态,就必须提高它的转变温度。从1911年至1986年,超导温度由水银的4.2K 提高到23.22K。2008年,中国科学家赵忠贤所在课题组突破极限温度,研制出转变温度零下218℃的高温铁元素超导体,创造了新的世界纪录。这一重大突破,激发了物理和材料学界新一轮高温超导研究热,也让全世界看到了中国在凝聚态物理领域展现出的强大实力。
如今,超导材料已走出实验室,进入寻常百姓的日常生活。超导磁共振成像仪已成为医院临床诊断重要的辅助设备。河南巩义的高温超导输电示范基地内,有一条长度只有360m,但却是目前全世界最长的超导电缆,由于超导材料的使用,在电力输送过程中,可以减少65%的输电损耗。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)导体的电阻率越大,表明导体的导电性能越______(选填“强”或“弱”);
(2)超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的______,通常用符号TC来表示;
(3)利用所学知识,简单分析超导电缆在电力输送过程中,为什么能减少输电损耗?(        )
2023-01-03更新 | 253次组卷 | 3卷引用:北京市西城区2022-2023学年九年级上学期期末物理试题
4 . 请阅读《超导现象》并回答题。

超导现象


通常情况下,所有的物体都存在电阻。电流从物体中流过时会产生热消耗,电阻越大,电流损耗就越大。若导体没有了电阻,电流流过时就不会发生热损耗,可以毫无阻碍地在导体中形成强大的电流,从而产生超强磁场。
导体的电阻在一定的低温(这个温度叫临界温度)下会突然消失,这种现象被称为零电阻效应,也叫超导现象。人们把处于超导状态的导体称为“超导体”。
所谓临界温度,指的是在实验室中人为创造出来特别低的温度。通过创造临界温度,可以发现和揭示许多在通常条件下观察不到的奇异物质特性,例如某些物质在很低的温度时,电阻就变成了0(如铝在-271.76℃——即1.39K——以下时电阻为0),这就是超导现象。
超导材料和超导技术有着广阔的应用前景。2021年,中国制造再次传出了一个好消息,世界第一台高温超导高速磁悬浮列车正式亮相,它被很多国外媒体称赞为“世界上跑得最快的列车”,这台车的设计速度高达每小时620公里。由于磁悬浮列车中使用了超导体,能获得强大的电流,产生的磁性作用很强,所以列车受到向上的推力会很大。列车在无摩擦状态下运行可以大大提高它的速度,降低运行过程中的噪声,并有效减少机械磨损。
中国是世界上第一个实现高温超导磁悬浮技术的国家,国际首个综合极端条件实验装置布局在北京怀柔科学城,并已投入使用。该项目拥有极低温、强磁场、超高压和超快光场极端条件实验装置。科学家们将极端条件进行综合运用,大大拓展了物质科学的研究空间,为发现新物态、探索新现象、开辟新领域,创造了前所未有的机遇。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)请写出超导体应用实例:___________;(举一例即可)
(2)强磁场的产生需要大电流,但电流越大,导线的温度就会越高,通常会导致铝导线熔化,给强磁场的产生带来限制。实际上电流通过铝导线所产生的热量可以减少,从而突破限制、创造强磁场。请根据文中信息和电流的热效应知识,分析理由。(       )
2022-12-28更新 | 74次组卷 | 1卷引用:北京市房山区2022 一2023学年九年级上学期期末物理试题
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5 . 下列关于电阻的说法中正确的是(忽略温度影响)(  )
A.长度和横截面积相同的铜线和铝线电阻相同
B.两根粗细一样的导体,长的一定比短的电阻大
C.导体的电阻越小,表明其导电能力越强
D.超导材料可用来制作滑动变阻器的电阻丝
2022-12-28更新 | 111次组卷 | 1卷引用:北京市鲁迅中学2022-2023学年九年级上学期期中测试物理试题
22-23九年级上·北京·阶段练习
综合题 | 适中(0.65) |
名校
6 . 请根据上述材料,回答下列问题:

超导材料


1911年,荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银时发现,当温度下降到4.2K(-268.98℃)时,水银的电阻完全消失。1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出:低温下金属电阻的消失“不是逐渐的,而是突然的”,水银在4.2K进入了一种新状态,由于它的特殊导电性能,可以称为超导态。后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性,这种现象称为超导电性,达到超导时的温度称为临界温度,具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。1933年,迈斯纳和奥克森尔德两位科学家发现,如果把超导材料放在磁场中冷却,则在材料电阻消失的同时,外加磁场也无法进入超导体内,形象地来说,就是磁感线将从超导体内被排出,不能通过超导体,这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。根据临界温度的不同,超导材料可以被分为:高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的“高温”只是相对的,其实仍然远低于冰点0℃,对常温而言仍是极低的温度。高温超导材料的用途非常广阔,由于其具有零电阻和抗磁性,用途大致可分为三类:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)和抗磁性应用。大电流应用即超导发电、输电和储能等;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆。
(1)许多金属和合金具有在低温下会失去______的特性,这种现象称为超导电性,达到这一现象时的温度称为______温度;
(2)如图中______(选填“甲”、“乙”)能表示“迈斯纳效应”;

(3)高温超导材料的超导电性可以应用于______(请列举1例)。
2022-12-23更新 | 203次组卷 | 2卷引用:北京第四中学2022-2023学年九年级上学期12月月考物理试题

7 . 半导体和超导体


半导体是支撑着当今数字时代的基本构成部分。无论是在计算机、智能手机、电视还是其他移动设备,半导体在电子产品中扮演着核心角色。可以说,如果没有半导体,许多用于生活和工作的设备都将无法使用。
半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的一类材料。半导体在多领域有重要应用,原因在于它除了导电能力外还有许多特殊的电学性能。
半导体的导电性能会受到温度、光照、压力和掺入杂质等多种因素的影响。一些半导体在受到压力后,其电阻将发生较大的变化,利用这种特性,可以做成体积很小的力敏元件,用来测量压力的变化;一些半导体在温度升高后,它的电阻迅速减小,利用这种特性,可以做出体积很小的热敏电阻,用来测量很小范围内的温度变化,反应快、精度高。
超导体,又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。1911年荷兰物理学家H•卡茂林•昂内斯发现汞在温度降至零下269.9℃附近时突然进入一种新状态,其电阻小到实际上测不出来,他把汞的这一新状态称为超导态。以后又发现许多其他金属也具有超导电性。
零电阻效应是超导体的两个基本性质之一,超导体的另一个基本性质是抗磁性。如果在超导体上面放置一块永久磁铁,磁铁能够悬浮在超导体上方,实现超导体磁悬浮。
请回答下列问题:
(1)半导体的导电性能会受到______影响;(填写一种影响因素即可)
(2)为了实现城市道路路灯的自动控制,需要用到一种智能开关,使其在天黑时能自动接通照明电路,路灯可以工作,这种智能开关用到了一种半导体材料,这种半导体材料的导电性受到______影响;
(3)如果将文中描述的热敏电阻与电源(电源电压恒定)、电流表和一个定值电阻R0串联成一个电路(如图甲所示),随着温度的变化,电流表的示数也会相应变化。我们将电流表中的电流刻度盘换成相应的温度刻度盘,就能直接显示出热敏电阻附近的温度值。如果刻度盘正中的温度刻度值为20℃(如图乙所示),则25℃的刻度应在20℃的______边(选填“左”或“右”);

(4)超导体具有很大的应用前景,请你列举一个应用实例______
2022-12-01更新 | 122次组卷 | 2卷引用:北京二中教育集团2022-2023学年九年级上学期期中物理试题
8 . 请阅读《超导体的发现》并回答题

超导体的发现

导体虽然能够导电,但都具有一定的电阻,而有一类导体的电阻为零,我们称之为超导体。因为没有电阻,所以电流通过超导体不会产热,电能损失很小,具有很大的应用前景。
1911年,荷兰科学家昂内斯研究低温下各种金属电阻变化时,首先在水银中发现了超导现象,他通过灵敏的电压表测量样品,发现水银的电阻在4.2K的温度左右陡然下降到零,灵敏的电压表没有示数就可以判定所测量的导体电阻为零吗?会不会存在一种可能是导体的电阻太小,测量工具精度不够而无法测出呢?这当然是可能的,这个问题也无法只通过升级更精密的测量工具来解决。

为了解决这个难题,昂内斯团队通过不懈努力,终于设计出了一套能够精确验证超导体电阻是否为零的装置:将一根磁针放置在装置中间,磁针静止时两极分别指向南北方向,在磁针的正西方不远处放置超导体制成的线圈,在磁针正东方相同距离放置一个和超导体线圈相同的铜线圈,如图所示。实验时,用永磁体在超导体线圈中感应出电流,将永磁体移出后,在铜线圈中通入相同的恒定电流,然后观察磁针是否发生偏转。
如果超导体电阻确实为零,则超导线圈中的电流不会随时间衰减,磁针两侧的线圈中的电流均不变,所产生的磁场也不会发生变化,因此磁针也不会发生偏转。昂内斯团队经过几个小时的观察,磁针指向确实完全没有任何变化。
通过这个巧妙的实验,昂内斯团队严格的证实了超导体的电阻确实为零。由于对低温物理所作出的突出贡献,卡末林·昂内斯被授予1913年的诺贝尔物理学奖。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)在实验中,能够使超导线圈中产生电流的原理是___________(填写正确选项前的字母)
A.通电导体周围存在磁场        B.通电导体在磁场中        C.电磁感应
(2)物理实验中,常常将不易测量(或观察)的物理量(或现象)转换为其他物理量(或现象)进行观测。昂内斯团队的实验将“超导体电阻的变化情况”经过多次转换最终转换为“小磁针的偏转情况”。请将该转换过程中,所涉及到的相关变化关系补充完整:
①超导体的电阻变化→②___________→③___________→④小磁针的偏转情况。
(3)超导体具有很大的应用前景,请你列举一实例。(        )
2022-05-24更新 | 541次组卷 | 6卷引用:2022年北京东城区中考一模物理试题
9 . 阅读短文并回答下列问题:
各种金属导体中,银的导电性能是最好的,但还是有电阻存在。20世纪初,科学家发现,某些物质在很低的温度时,如铝在﹣271.76℃以下,铅在﹣265.95℃以下,电阻就变成了零,这就是超导现象,用具有这种性能的材料可以做成超导材料。目前已经开发出一些“高温”超导材料,它们在100K(﹣173℃)左右电阻就能降为零。
如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料,就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。如果用超导材料来制造电子元件,由于没有电阻,不必考虑散热问题,元件尺寸可以大大缩小,进一步实现电子设备的微型化。
(1)超导材料的电阻是______
(2)导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的__________________有关。阅读上述材料可知,导体的电阻还受______的影响。
(3)若常温下超导体研制成功,则超导体适合做______
A.电热水壶     B.输电线   C.电热吹风机   D.电热毯。
10 . 下列说法正确的是(       
A.质量相同的不同种类燃料完全燃烧时,燃料热值越大,放出的热量越多
B.雪花飞舞,说明分子在不停地做无规则运动
C.超导体材料可以用来制做家庭电路中的熔丝
D.厨房煤气泄漏的时候,可以闻到煤气味,这是扩散现象
共计 平均难度:一般