广东省江门市新会区2023-2024学年九年级上学期期末考试物理试题

这是一份广东省江门市新会区2023-2024学年九年级上学期期末考试物理试题，共20页。试卷主要包含了单项选择题；，填空题，作图题，实验题，计算题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题；（每小题3分，共21分。每小题只有一个答案是正确的，请把正确答案填在答题卡相应的位置上）
1. 下列生活现象的物理解释正确的是（ ）
A. 长期存放煤的墙角变黑说明了固体之间存在扩散现象
B. 碎玻璃不能拼在一起，这是由于分子间有斥力
C. 用真空泵收纳羽绒服时，其体积变小，说明分子间有空隙
D. 石灰石能被粉碎成粉末，说明物质是由分子组成的
【答案】A
【解析】
【详解】A．长期存放煤的墙角变黑，说明了固体分子在不停地做无规则运动，从而说明了固体之间存在扩散现象，故A正确；
B．碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离太大，分子间作用力小到忽略不计，故B错误；
C．用真空泵收纳羽绒服时，其体积变小，是宏观上的空间变小，不能说明分子间有空隙，故C错误；
D．石灰石能被粉碎成粉末，固体大颗粒变成小颗粒，与分子无关，故D错误。
故选A。
2. 食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。某种全麦面包的营养成分表如图所示，图中标有“每100g能量966kJ”。该标识的含义与下列哪个物理量的含义类似（ ）
A. 热值B. 热量C. 内能D. 比热容
【答案】A
【解析】
【详解】某种全麦面包的营养成分表上标有“每100g能量966kJ”，是热量与质量之比。
A．热值是完全燃烧放出的热量与质量之比，故A符合题意；
B．热量指的是热传递的过程中，转移的内能，故B不符合题意；
C．内能是指物质内部所有分子的分子动能和分子势能之和，故C不符合题意；
D．比热容描述的是物质吸收热量的能力，指的是吸收的热量与质量和升高温度的乘积之比，故D不符合题意。
故选A。
3. 古井烧鹅历史悠久，制作工艺独特，驰名中外，名扬四海。下列有关说法正确的是（ ）
A. 烧鹅烹制的过程是通过做功的方式改变内能
B. 生的鹅没有内能、烧熟的鹅才有内能
C. 刚刚烧好的熟，温度最高，包含的热量最多
D. 放久了的烧鹅会变冷，这是因为跟周围的环境发生了热传递
【答案】D
【解析】
【详解】A．烧鹅烹制，鹅从热源处吸收热量，温度升高，内能增大，因此是通过热传递的方式改变内能，故A错误；
B．一切物体都具有内能，无论是生的鹅还是烧熟的鹅，都具有内能，故B错误；
C．热量是一个过程量，不能说物体含多少热量，故C错误；
D．刚烹制好的鹅，内能大，温度高，周围的环境的温度相对低，因此与周围的环境发生了热传递，使得放久了的烧鹅会变冷，故D正确。
故选D。
4. 在高压输电系统中，需用到一种叫做复合绝缘子的产品。它由铁帽、硅橡胶和钢脚组成，并用水泥胶合剂胶合为一体，如图所示。通常情况下，这些部位属于导体的有（ ）
A. 铁帽、硅橡胶B. 铁帽、钢脚
C. 硅橡胶，钢脚D. 铁帽、硅橡胶、钢脚
【答案】B
【解析】
【详解】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；常见的导体包括：人体、大地、各种金属、酸碱盐的溶液等。常见的绝缘体有陶瓷、玻璃、橡胶、油等； 故铁帽、钢脚是导体；硅橡胶是绝缘体，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5. 如图所示的家庭电路，开关闭合后发现灯泡不亮，小明利用测电笔分别接触a、b、c、d四处。测电笔氖管均发光。排除故障后，为提高屋内亮度，他又接了一盏同样的灯，开关闭合后，两灯都发光，但原来的灯泡亮度明显变暗。以下分析正确的是（ ）
A. 故降的原因是零线断路，两灯泡的连接方式是并联
B. 故障的原因是火线断路，两灯泡的连接方式是并联
C. 故障的原因是零线断路，两灯泡的连接方式是串联
D. 故障的原因是火线断路，两灯泡的连接方式是串联
【答案】C
【解析】
【详解】由于利用测电笔分别接触a、b、c、d四处时，测电笔氖管均发光，说明a、b、c、d四处是通路，则故障的原因是零线断路，又接了一盏同样的灯，开关闭合后，两灯都发光，但原来的灯泡亮度明显变暗，说明电流变小，电路的电阻变大，可知两灯泡的连接方式是串联，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6. 如图所示，甲、乙是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，丙、丁是两个演示实验的示意图，下列组合中物理原理相同的是（ ）
A. 甲和丙B. 乙和丙C. 甲和丁D. 乙和丁
【答案】BC
【解析】
【详解】甲图两气门都关闭，活塞上行，气缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能；
乙图两气门都关闭，活塞下行，气缸容积变大，做功冲程，压缩冲程是把内能转化为机械能；
丙图是通过向玻璃瓶内不断的增大空气，瓶内的空气的压强增大，最后会弹开瓶塞，将空气的内能转化为瓶塞的机械能；
丁图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程。
综上所述，甲和丁原理相同，乙和丙原理相同，故BC符合题意，AD不符合题意。
故选BC。
7. 小明设计了如图所示的模拟调光灯电路，使用的电源电压为9V，灯泡L标有“6V，3W”字样。开始时，小明将滑动变阻器的滑片P置到最右端，闭合开关。电压表和电流表示数分别为6V和0.25A，以下说法正确的是（ ）
A. 刚开始团合开关，灯泡马上正常发光
B. 灯泡正常工作时，电流表读数为0.5A
C. 灯泡正常工作时，滑动变阻器接入电路电阻为
D. 滑动变阻器的最大阻值为
【答案】B
【解析】
【详解】由图得，灯泡与变阻器串联，电压表测量变阻器电压，电流表测量电路电流。
A．闭合开关。电压表和电流表示数分别为6V和0.25A，此时灯泡电压为
小于额定电压，则灯泡不会马上正常发光，故A错误；
B．由得，灯泡正常工作时，电流表读数为
故B正确；
C．灯泡正常工作时，滑动变阻器的电压为
由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路电阻为
故C错误；
D．当滑动变阻器的滑片P置到最右端，变阻器接入电路中电阻最大，由欧姆定律得，滑动变阻器接入电路最大电阻为
故D错误。
故选B。
二、填空题：（每小题3分，共21分）
8. 请完成下面单位换算：
（1）人体能够承受的安全电流约为10mA=________A；
（2）中国的特高压输电技术世界领先，最高可达到1100kV=________V；
（3）我国实行阶梯电价，新会普通家庭第一档用电量限额为260kW·h=________J。
【答案】 ①. 0.01 ②. 1.1×106 ③. 9.36×108
【解析】
【详解】（1）[1]根据电流单位的换算方法可得
（2）[2]根据电压单位的换算方法可得
（3）[3]根据电能单位的换算方法可得
9. 家庭电路中用电器是采用_______联方式连接的；天气炎热时、小亮同时打开客厅和几个房间的空调，结果马上“跳闸”了，这是因为用电器________、导致电路中电流过大，保险丝或者________在起保护作用。
【答案】 ①. 并 ②. 总功率过大 ③. 空气开关
【解析】
【详解】[1]家庭电路中用电器互不影响，能够独立工作，所以它们之间是并联。
[2][3]家庭电路的电压一定，接入几个房间空调后，电路中的总功率过大，由P=UI知道，导致电路中的电流过大，致使家里的保险丝或者空气开关自动断开起到保护作用。
10. 小丽在家中利用铅笔芯来探究影响电阻大小的因素，她用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中，当B夹子向左移动时，小灯泡会慢慢变________（选填“亮”或“暗”）。由此她判断导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是________，并且________电阻越大。
【答案】 ①. 亮 ②. 铅笔芯接入电路的长度 ③. 长度越长
【解析】
【详解】[1]当B夹子向左移动时，铅笔芯接入电路中的长度变短，铅笔芯接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路电流变大，灯泡会慢慢变亮。
[2][3]由于影响电阻大小的因素有：材料、长度、横截面积等。在本实验探究中，控制了材料、横截面积相同，长度不同，由此她判断导致铅笔芯接入电路的电阻发生变化的主要因素是铅笔芯接入电路的长度（导体的长度），且长度越长电阻越大。
11. 为了减少碳排放，国家大力推行电动汽车。电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制，如图是该电动汽车的模拟电路。当驾驶员向下踩油门踏板时，接入电路的变阻器阻值________，通过电路的电流________电动机消耗的功率________。（均选填“增大”或“或小”）
【答案】 ①. 变小 ②. 变大 ③. 增大
【解析】
【详解】[1][2]根据电路图可知，当驾驶员向下踩油门踏板时，接入电路的变阻器阻值变小，则通过电路的电流变大。
[3]根据可得，电动机消耗的功率增大。
12. 如图是某汽车汽油机的能量流向及比例，则该汽油机的效率为________，若该汽油箱为50L，则加满—箱油后，汽抽机可以对外输出的有用功为___________J。加满油后汽车可以行驶500km，则汽车行驶过程中的平均阻力大小为________N。（已知汽油的热值为）
【答案】 ①. 30% ②. ③.
【解析】
【详解】[1]该汽油机的机械效率
[2]加满—箱油后，汽油完全燃烧释放的热量牵引力做的功为
[3]根据可得，牵引力为
汽车行驶的过程中，汽车的牵引力大小等于阻力大小，则汽车行驶过程中的平均阻力大小为。
13. 图示电路中，电源电压5V，开关S闭合后电压表的示数为3V，则通过L1和L2两个灯泡的电流之比是________；L1和L2两个灯泡的功率之比是_________；L1和L2两个灯泡的电阻之比是________。
【答案】 ①. 1∶1 ②. 2∶3 ③. 2∶3
【解析】
【详解】[1][2][3]开关S闭合后，两灯串联，电压表测量灯泡L2的两端电压，电压表示数是3V，灯泡L2的两端电压是U2=3V；电源电压是U=5V，根据串联电路的电压特点可得，灯泡L1的两端电压是
由于两灯串联，所以通过的电流相等，所以通过L1和L2两个灯泡的电流之比是
根据P=UI可得，L1和L2两个灯泡的功率之比是
根据可得，L1和L2两个灯泡的电阻之比是
14. 为了解家中的用电情况，明先后拍摄了两张自家电能表的照片，如图所示，请判断：小明家用的是________Hz频率的交流电，这段时间内小明家共消耗电能________；如果小明下楼后，不知道有没有关闭空调，于是他用手表边计时边观察电能表，发现下方铝质圆盘一分钟之内转了40转，于是他判断，家中的空调________。（选填“关了”或“没有关”）。
【答案】 ①. 50 ②. 1600 ③. 没有关
【解析】
【详解】[1]家庭电路中使用的是50Hz的交流电。
[2]由图得，这段时间内小明家共消耗电能
[3]一分钟之内，用电器消耗的电能为
用电器的功率为
空调的功率约为1000W，则说明家中的空调没有关。
三、作图题：（共7分）
15. 请对照实物图，在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由实物图得，两灯并联，开关S1在干路上，开关S2与L2串联，根据实物图连接电路图，如图所示：
16. 请你用笔画线代替导线将带保险丝三孔插座接入电路中。
【答案】
【解析】
【详解】三孔插座的三个孔分别接零线、火线和地线。其中上面单独的孔接地线，这样把用电器的金属外壳与大地相连，防止外壳漏电伤人；左右两孔一般接法是“左零右火”，图中保险丝接的是火线，如下图所示：
17. 为了安全，很多车型都配备工未系安全带提醒功能。以下是一种未系安全带提醒的模拟电路；当插上车钥匙时相当于闭合开关S1，汽车电路即可正常工作；当系好安全带时，相当于闭合开关S2，指示灯不亮；未系好安全带时，相当于断开开关S2，指示灯发光。请你用笔画线，代替导线将方框内的器材连接成符合上述要求的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】根据题意可知，当插上车钥匙时相当于闭合开关S1，汽车电路即可正常工作，可知开关S1在干路上；当系好安全带时，相当于闭合开关S2，指示灯不亮；未系好安全带时，相当于断开开关S2，指示灯发光，表明开关与灯泡是并联的，闭合时灯泡短路所以不亮；且灯泡和电动机如果并联，闭合开关S2，电源短路，所以灯泡和电动机串联在电路中，如图所示：
四、实验题（共20分）
18. 小林同学在实验室发现一个未知阻值的电阻，他想利用所学知识来测量这个电阻的限值。他找到了如下的实验器材，开始准备实验：
（1）请用笔画线代替导线，在甲图中完成电路连接；______
（2）为了更好的记录数据，他设计了一个表格，如下表，请补充完整。______
（3）小林同学闭合开关，按照正确的方法操作，并在表格中记录数据，其中某次实验的电流表、电压表读数如图乙、丙所示，请按照规范在表格中记录数据______、______，并计算本次电阻阻值______；
（4）为了减小误差，他进行了多次实验，并计算出电阻的平均值为________。
【答案】 ①. ②. I/A ③. 0.28A ④. 2.6V ⑤. 9.3Ω ⑥. 9.5Ω
【解析】
【详解】（1）[1]根据表格中的数据可知，电流表选用小量程0-0.6A，电压表选用小量程0-3V，则实物图如下图所示
（2）[2]根据实验原理可知，表格第二列的物理量为I/A。
（3）[3]由于电流表接入电路的是小量程，图乙所示的电流表的示数为0.28A。
[4]由于电压表接入电路的是小量程，图丙所示的电压表的示数为2.6V。
[5]根据可得，本次电阻阻值为
（4）[6]根据表格数据可知，电阻的平均值为
19. 小明和小丽利用如图甲所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
（1）组装好装置后，小明往甲乙两烧瓶装入初温、质量都相等的煤油，浸泡着两个电阻，其中，为了保证通过两个电阻的电流大小相等，装置中两个电阻采用了_______（选填“并联”或“串联”）的连接方式，这种研究方法是________。
（2）小明和小丽发现乙烧瓶中温度计的示数升高较快，由此可以得出实验结论：________。
（3）小丽觉得这个装置还可以用来探究比较不同物质吸热的情况，所以他们把甲乙两瓶内重新装上质量________的比热容不同的两种液体，并把两烧瓶中换上阻值________的电阻，通过加热时间来控制两瓶中液体吸热的多少。（均选填“相同”或“不同”）
（4）根据实验测得的数据，分别描绘出甲乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，分析可知________（选填“甲”或“乙”）的吸热能力更强，若不考虑加热过程中热量损失，则甲乙两种液体的比热容之比________。
【答案】 ①. 串联 ②. 控制变量法 ③. 在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多 ④. 相同 ⑤. 相同 ⑥. 甲 ⑦. 2:1
【解析】
【详解】（1）[1][2]实验时，为了保证通过两个电阻的电流大小相等，根据串联电路的电流特点，装置中两个电阻采用了串联的连接方式；实验中，只有电阻的大小不同，其它物理量都保持相同，这是运用了控制变量法的研究方法。
（2）[3]由于乙烧瓶中温度计的示数升高较快，可知乙瓶中的液体吸收的热量更多，产生的热量更多，这可以得出实验结论：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。
（3）[4][5]由于要探究比较不同物质吸热的情况，甲乙两瓶内重新装上质量相同的比热容不同的两种液体，为了保证两种液体吸收的热量相同，两烧瓶中换上阻值相同的电阻。
（4）[6]加热相同的时间，甲、乙吸收的热量相同，由图乙可知，甲的温度变化更慢，可知甲的吸热能力更强。
[7]由可得，甲乙两种液体的比热容之比为
20. 在“探究电流与电阻的关系”时，选用的实验器材有：学生电源（电压为4.5V）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“ ”字样）、开关各一个，定值电阻四个（、、、），导线若干。小静设计了如图甲所示的电路：
（1）甲图中，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应移到最_______端（选填“左”或“右”）；
（2）实验时，小静发现电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是________；
A．电阻断路 B．滑动变阻器短路 C．电阻短路
（3）排除故降，继续进行实验。将电阻由更换为时，其他条件不变时，电压表指针会向________（选填“左”或“右”）偏转，此时应适当调节滑动变阻器的滑片，使滑动变阻器接入电路的实际阻值变________（选填“大”或“小”），以保持电压表示数不变；
（4）小静将实验数据记录到表格中，并画出图像，发现是一条曲线，如图乙所示，不能明显的看出它们的关系，所以小静在表格中补充了一行数据，请你将表格中数据补充完整_______；并在丙图中做出图像_______。由图像可知，在电压一定的情况下，电流和电阻的倒数成________。
【答案】 ①. 右 ②. C ③. 右 ④. 大 ⑤. 0.20 ⑥. ⑦. 正比
【解析】
【详解】（1）[1] 闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最右端。
（2）[2] 电流表有示数证明电路故障是短路，电压表无示数证明与之并联的定值电阻短路。故选C。
（3）[3] [4]实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，根据分压原理，电阻两端的电压变大，研究电流与电阻关系时要控制电压不变，根据串联电路电压的规律，要增大滑动变阻器两端的电压，由分压原理，要增大滑动变阻器电阻阻值，故应向右适当调节滑动变阻器的滑片P，使滑动变阻器接入电路的实际阻值变大，使电压表示数保持3V不变。
（4）[5] 电阻的倒数
[6] 丙图中做出图像，如图所示

[7]由图像可知，在电压一定的情况下，电流和电阻的倒数的图像是一条过原点的直线。故在电压一定的情况下，电流和电阻的倒数成正比。
五、计算题（13分）
21. 作为超大城市的广州，口均产生生活垃圾约3万吨。为解决“垃圾围城”的问题。广州市李坑垃圾焚烧发电广自主研发设计的垃圾焚烧处理成套设备，日处理规模可达900吨，日发电量可达3.6×105kW·h，已知一般生活垃圾平均热值约为3.6×106J/kg，请计算：
（1）发电厂每天焚烧垃圾可释放的热量Q；
（2）发电厂垃圾焚烧发电发电效率η。
【答案】（1）3.24×1012J；（2）40%
【解析】
【详解】解：（1）根据可得，发电厂每天焚烧垃圾可释放的热量为
（2）日发电量可达
则发电厂垃圾焚烧发电的发电效率为
答：（1）发电厂每天焚烧垃圾可释放的热量为3.24×1012J；
（2）发电厂垃圾焚烧发电的发电效率为40%。
22. 为了提高新会柑的开皮效率，有同学设计了如图所示的自动开皮装置，原理如下：传送带上的柑经过压力检测点时，使压敏电阻R的阻值发生变化。AB间的电压也随之发生改变，当R0两端电压大于一定值时，机械装置启动，将符合质量标准的柑开皮并推出传送带。已知：电源电压，，压敏电阻R的阻值随压力变化关系如图乙所示。（g取10N/kg）
（1）当检测点上没有柑时，电路的电流I1是多少？
（2）若机械装置的启动电压是4V，质量为多大的柑经过传送带会被开皮？
【答案】（1）0.1A；（2）0.15kg
【解析】
【详解】解：（1）由图乙可知，当检测点上没有柑时（F=0N），压敏电阻的阻值为R=95Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，根据欧姆定律可得，此时电路的电流为
（2）若机械装置的启动电压是4V，即AB间的电压为4V时，根据欧姆定律可得，此时的电路电流为
根据串联电路的电压特点可得，压敏电阻R的两端电压为
此时压敏电阻的阻值为
由图乙可知，此时的压力为1.5N，可知经过传送带会被开皮的柑的重力等于此时的压力，即
质量为
答：（1）当检测点上没有柑时，电路的电流I1是0.1A；
（2）若机械装置的启动电压是4V，质量为0.15kg的柑经过传送带会被开皮。
六、综合能力题（共18分）
23. 新会古兜温泉是名闻遐迩的旅游度假区。它同时拥有海洋温泉（咸温泉）和氧温泉（淡温泉）。是人们养生休闲的好去处。其中咸温泉出口水温高达88℃。其主要成份有氯化钠，并含有30多种矿物质，其中11种事人体不可缺少的微量元素。
（1）据了解，该泉眼日出水量约为5000吨，出水后温度降为38℃，此过程中水散发的热量是_________；［］
（2）温泉池中，水的降温相对来说比较缓慢，这是因为水的_________较大，人在泡温泉时感觉温眼是通过___________的方式改变了人体的内能；
（3）为了营造更好的环境、古兜温泉还在池边种植了很多桂花树，花开时可以间到阵阵花香，这是___________现象。
【答案】 ①. 1.05×109J ②. 比热容 ③. 热传递 ④. 扩散
【解析】
【详解】（1）[1]由知道，此过程中温泉水散发的热量是
（2）[2]因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，放出相同的热量时，水降低的温度少，所以地表温泉水降温较慢。
[3]人在泡温泉时感觉温暖是温泉水的热量传递给人，通过热传递的方式改变了人体的内能。
（3）[4]池边种植了很多桂花树，花开时，飘来阵阵花香，是扩散现象，说明分子在做无规则运动。
24. 豆浆机是厨房实用小家电，它的机头主要由一个电热器（电热丝）和一个电动机带动的打浆器构成、如图所示是某型号豆浆机说明书中的结构图和铭牌。
小吴同学在使用豆浆机的过程中，通过阅读说明书并仔细观察，发现豆浆机工作的工作流程可以简单的归纳为预热—打浆—加热一个过程。
（1）小昊发现豆浆机工作时电源线并不怎么发热，这是因为________；
（2）在加热过程中是________在工作，将电能转化为________；
（3）小昊在某次制作豆浆的过程中，将水加到上水位线，当时室温为20℃，他利用手表测量发现，豆浆机预热3min之后开始打浆流程，他推测豆浆机中水的温度升到_______℃，电动机就会开始工作；［估算时取水豆混合物，］。
（4）小吴测量了各阶段时间如下表所示，请估算本次制作豆浆消耗的电能________J；
（5）打好豆浆后，小昊发现机头下半部粘附豆浆导致“焦糊”。他马上拿出机头准备去水龙头处用流水冲洗机头，请判断这种做法是否合理？并说明理由。_______
【答案】 ①. 导线的电阻小，根据焦耳定律，导线发热少 ②. 电热器 ③. 内能 ④. 50 ⑤. 8.16×105 ⑥. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]电热器能加热豆浆，连接豆浆机的导线却不怎么发热，是因为导线的电阻小，根据焦耳定律，导线发热少。
（2）[2][3]根据题意知道，在加热过程中是电热器在工作，消耗电能，转化为内能。
（3）[4]豆浆机预热过程，电热器工作，预热3min水吸收的热量
由知道，水的质量
由知道，水升高到的温度
（4）[5]豆浆机加热消耗的电能为
打浆时电动机工作时消耗的电能为
W2＝P2t2＝200W×8×60s＝9.6×104J
制作一次豆浆消耗的电能为
（5）[6]机头下半部粘附豆浆导致“焦糊”，不能将机头全部浸入水中清洗或用水流冲洗干净，因为会导致水进入电动机，造成使用时短路。
25 阅读短文，并回答问题
第四代电光源——LED光源
下图中，甲图展示了时下流行的LED手电筒和LED吸项灯，它们的核心部分是高亮度白色发光二极管。这种发光二极管由硅、砷等半导体材料制成，具备光效高、寿命长、易控制、免维护、安全环保等优点。二极管具有单向导电性，使用时必须将它的正极与电源正极相连，二极管才能处于导通状态，否则处于截止状态。乙图则展示了LED的元件实物及其符号：
LED灯能够直接将电能转换为光能，被认为是继白炽灯、卤素灯和节能荧光灯之后的第四代电光源，有着巨大的发展潜力。相比之下，传统的白炽灯是一种热辐射光源，只有2%～4%的电能转换为眼睛能够感受到的光，我们称之为光电转换率只有2%～4%。
（1）LED灯主要由_______（选填“导体”、“半导体”或“超导体”）材料制成；它的光电转换率要比白炽灯________（选“高”或“低”），所以我们又称它为节能灯；
（2）小明同学设计了如图丙所示电路来研究发光二极管的工作特性，已知发光二极管的额定电压为3V，电源电压恒为4.5V；闭合开关S，发现发光二极管________（选填“发光”、“不发光”），并观察到电压表示数为________V；这是二极管的________性引起的；
（3）小明改正了错误之后，重新进行测量，得出通过发光二极管的电流和两端电压的关系如丁图所示，根据图像可知该发光二极管的额定功率为_______。
【答案】 ①. 半导体 ②. 高 ③. 不发光 ④. 4.5 ⑤. 单向导电 ⑥. 0.06W
【解析】
【详解】（1）[1]根据题意可知，LED的主要核心部分发光二极管由硅、砷等半导体材料制成，则LED灯主要由半导体材料制成的。
[2]根据题意可知，LED灯的光电转换率要比白炽灯高。
（2）[3][4][5]由二极管的特性可知，图丙所示的电路图，闭合开关S，发光二极管不发光，LED灯处于断路状态，电压表的示数为4.5V，这是由于发光二极管的单向导电性引起的。
（3）[6]根据图丁可知，当达到发光二极管的额定电压3V时，流过二极管的电流为20mA，则该发光二极管的额定功率为
实验次数

1
0.08
0.8
10.0

2
0.16
1.5
9.4
3
0.22
2.1
9.5
4



实验序号
1
2
3
4
电阻
5
10
15
20
电流
0.6
0.3
0.2
0.15
电阻的倒数
①
0.10
0.067
0.05
额定电压
220V
额定频率
50Hz
电动机额定功率
200W
电热器额定功率
1000W
最大容量
1000mL
电热器加热效率
70%
阶段
预热
打浆
加热
时间
3min
8min
9min