八年级物理上册 5.5 点击新材料课件 （新版）粤教沪版

5.5点击新材料第五章我们周围的物质纳米材料内容纳米纳米是长度单位，1nm=m纳米技术当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著变化.纳米技术是以0.1～100nm的范围为研究对象的前沿科学纳米材料纳米材料指制成材料的基本单元大小限制在1～100nm的材料，它大约相当于10～100个分子紧密排列在一起的尺度910内容性能物质达到纳米颗粒时，它的理化性质都有所变化，具有一些奇异和反常的性质，如块状金子的熔点是1064℃，而制成纳米的超细颗粒后，熔点只有330℃；铜到了纳米级就不再导电；绝缘的二氧化硅在20nm时却开始导电；等等内容应用（1）纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲.（2）纳米碳管的强度是钢的100倍；纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高10倍以上.（3）纳米复合材料对光的反射率低，能吸收电磁波，可用作隐形飞机的涂层.（4）气体通过纳米材料的扩散速度比一般材料的扩散速度大几千倍例1下列关于纳米材料的说法中正确的是（）A.很小的材料就是纳米材料B.纳米材料就是一种叫“纳米”的物质做成的材料C.纳米材料是近几年才开始被人们利用的，不存在天然的纳米材料D.纳米材料的基本单元很小解析：纳米是长度单位，1nm=1×m，当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能会发生显著变化，在力、热、磁等方面表现出许多特殊性能，如可以大大提高材料的强度和硬度，降低烧结温度，提高材料的磁性.纳米材料是采用化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级的细微颗粒后形成的材料，它的基本单元很小，但它的本身不一定小.答案：D910半导体材料内容半导体的定义导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体元素组成锗、硅、砷化镓等特点单向导电性、放大电信号用途用半导体可制成二极管,可制成收音机、录音机、电视机、电脑的部件，可制造光敏元件、热敏元件、压敏元件内容分类（1）元素半导体有锗、硅、硒、硼、碲、锑等；（2）化合物半导体，重要的有砷化镓、磷化铟、碳化硅及硫化镉等；（3）无定形半导体材料：用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃两种；（4）有机半导体材料：已知的有机半导体材料有几十种，包括萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，目前尚未得到应用内容知识解读（1）用半导体制成的二极管具有单向导电的属性，即它只允许电流从一个方向通过，不允许电流从反方向通过；（2）二极管的正向电阻和反向电阻相差很大，当反向电压超过一定值时，二极管会被击穿例2下列关于半导体的说法中正确的是（）A.常温下半导体的电阻为零B.半导体广泛应用于各种电子设备中C.半导体就是超导体D.任何情况下半导体都是不导电的解析：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体，由此可知A、C、D选项说法错误；半导体具有一些特殊的物理性质，用半导体材料制造的二极管、三极管和集成电路等广泛应用于各种电子设备中，故B选项说法正确.答案：B超导材料内容超导性当温度降低到一定程度时，导体的电阻会突然接近于零，我们把低温下材料的电阻为零的特性称为超导性超导材料具有超导性的材料就是超导材料.有许多金属在低温下都会表现出超导性，此时它们都可作为超导材料.超导材料是一种电阻为零的材料内容性能零电阻，电流通过时不产生热量，可以产生强磁场和超导磁悬浮现象应用主要应用于远距离大功率输电、制造超级计算机和超导磁悬浮列车等.超导体由于其电阻为零，可以节约能源来实现交通工具的无摩擦运行（1）有些材料能强烈地吸收电磁波，称为隐形材料.（2）隐形材料的应用：隐形材料用于飞机、坦克等军事装备上，涂有隐形材料的物体能将雷达发射出的电磁波大部分吸收掉，反射回去的却很少，使雷达变成“睁眼瞎”.例3超导材料是一种_____为零的材料.因此，人们想到用它来实现既能远距离输送极大的电流，又不会因为导线存在电阻而损失电能.但目前还没有研制成常温下的超导材料，因为一般物质都是当其温度_____（填“升高”或“降低”）到一定值时，才出现超导现象.解析：超导材料在低温下表现出超导性，也就是电阻在低温下会变为零，利用超导材料可以实现大功率输电，而不会在电路上损耗电能.一般物质都是当其温度降低到一定值时，才会表现出超导性，而成为超导材料.降低电阻不能正确区分超导体和半导体例4关于超导材料和半导体材料，下列说法中正确的是（）A.在一定温度条件下，半导体材料的电阻为零B.超导材料就是最先进的半导体材料C.超导材料在一定温度条件下输电，在线路上没有电能损耗D.半导体材料的应用目前还在试验中解析：超导材料在一定的温度条件下输电，由于没有电阻，电流在通过电路时不会产生热量而没有电能的损耗.故选C.答案：C错解：A或B或D注意：错选A是误认为半导体材料在一定的温度条件下，电阻为零.错选B是没弄清超导材料和半导体材料的定义，超导材料是当温度降低到一定值时，导体的电阻会突然变为零，具有这种特性的材料；半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料.错选D是不清楚半导体材料已经在电、光、声、热等领域广泛应用.题型一半导体的特性及其应用例5（湖南株洲中考）2014年诺贝尔物理学奖颁给了发明蓝色二极管的三位科学家，他们的这项发明实现了利用二极管呈现白光，且发光效率高.LED灯（即发光二极管）不具有的特点是（）A.亮度高B.能耗低C.寿命长D.发热多解析：发光二极管是由半导体材料制成的，可将电能转化为光能，而且二极管具有单向导电性；LED灯发出“健康光线”的原因是光线中不含紫外线和红外线，直流驱动，无频闪；LED灯发热少，90%的电能转化为可见光，是一种高效、环保的光源，其特点是无辐射、亮度高、能耗低、寿命长，不具有的特点是发热多.答案：D题型二新材料的使用例6下列关于新材料、新技术及其应用的说法正确的是（）A.计算机CPU不需要半导体材料B.“神舟八号”飞船的外表面涂有一层隐形材料C.纳米技术是纳米尺度内的科学技术，纳米材料具有某些特殊性能D.超导体主要应用于电饭锅和热水器上解析：现代计算机中（CPU元器件）集成了成千上万个半导体元件，故A不符合题意；“神舟八号”飞船的外表面涂有一层特殊材料在高温下熔化和汽化吸热，故B不符合题意；纳米材料除了基本单元小以外，在力、声、光、电、磁等方面表现出特殊的性能，故C符合题意；超导体的电阻为零，电饭锅和热水器是利用电流的热效应工作的，如果导体的电阻为零，则电饭锅和热水器不能工作，故D不符合题意.故选C.答案：C题型三形状记忆合金例7用形状记忆合金弹簧，可打通被血栓堵塞的冠状动脉.使用时，先将形状记忆合金弹簧，插入内充冷水的导管里，用导管将它送入冠状动脉血栓中，由于体内热量使形状记忆合金弹簧，恢复，可将血栓撑开，打通冠状动脉.解析：记忆合金的特点是其形状随温度的变化而变化.考虑到人体内温度较高，会使记忆合金形状发生变化，因而可以先将记忆合金弹簧拉直，当它顺利到达血栓处后由于温度的升高，弹簧恢复原状，从而把血栓撑开.答案：拉直升温原状例8阅读下面的短文，回答后面的问题.半导体制冷半导体材料有P型半导体和N型半导体两种，除了可以应用于各种电子元器件外，还可以用作制冷材料.如图5-5-1所示是一个半导体制冷单元的原理图，P型半导体和N型半导体的上端和铜片A连接，下端分别与铜片B连接后接到直流电源的两端，此时电路中的电流方向是从N型半导体经铜片A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量，铜片B会向空气放出热量；反之，改变直流电源的正负极方向，使电流方向从P型半导体经铜片A流向N型半导体，这时铜片A会向空气放出热量，铜片B会从空气吸收热量.由于一个制冷单元制冷量小，为了满足实际需要，需要多个制冷单元同时工作.图5-5-1（1）如图5-5-1所示，若要使一个电冰箱箱内的温度下降，铜片A应置于电冰箱的_____，铜片B置于电冰箱_____.（均填“箱内”或“箱外”）（2）若将图中的电源换成交流电源，此时电冰箱能否正常制冷？答：_____.（3）若将图中电源正负极互换，其他条件不变，则铜片B表面空气的温度将_____（填“升高”“不变”或“降低”）.降低箱内箱外不能解析：（1）由短文提供的信息可知，①电路的电流方向是从N型半导体经铜片A流向P型半导体，铜片A会从空气吸收热量，应置于冰箱的箱内，从冰箱内吸收热量，使电冰箱箱内的温度下降；铜片B会向空气放出热量，应置于冰箱的箱外.（2）铜片B会向空气放出热量，应置于冰箱箱外，把从箱内吸收的热量散发掉，达到制冷的目的；交流电源的电流方向是变化的，这样吸热和放热的状态就会不断改变，不能使吸热的部分恒定保持吸热状态，不能使放热的部分恒定保持放热状态.（3）若将图中电源正负极互换，其他条件不变，电流方向从P型半导体经铜片A流向N型半导体，这时铜片A会向空气释放热量，铜片B会从空气吸收热量，铜片B表面空气的热量由于被吸收而温度降低.知识链接（1）半导体二极管的特点是单向导电性.（2）容易导热的物体是热的良导体，铜是热的良导体.（3）交流电源电压较大，且电流方向不断变化，不能直接使用.（4）热传递是将热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传到低温部分.解读中考：本节知识中纳米材料、半导体材料、超导材料、隐形材料的特点和应用在中考中出现的频率越来越高，题型以选择题、填空题为主.考点一纳米材料的特性和应用教材第129页“纳米材料”纳米是长度单位，大小为十亿分之一米（m）.当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著变化.例如，纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲；纳米碳管的强度是钢的100倍；纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高10倍以上；纳米复合材料对光的反射率低，能吸收电磁波，可用作隐形飞机的涂层；气体通过纳米材料的扩散速度比一般材料的扩散速度大几千倍；等等.910例9（江苏无锡中考）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.装浓硫酸的容器解析：公交车的IC卡是利用磁来记录信息的，而纳米陶瓷有完全无磁性的特点，所以纳米陶瓷不能在公交IC卡上使用；切割硬物的刀具是利用纳米陶瓷耐磨的特点；“嫦娥二号”外表涂层是利用纳米陶瓷耐高温的特性；装浓硫酸的容器是利用纳米陶瓷耐腐蚀的特点.故选A.答案：A考点二超导材料的特性和应用教材第130页“图5-27（b）”在很低的温度环境中，某些材料呈现零电阻的特性，材料的这种特性称为超导体.超导材料应用前景非常广阔，若用它来输电可大大节约能源和材料.图5-27（b）超导性的表现例10（江苏连云港中考）科学研究发现，某些材料在超低温的情况下电阻突然减小为零，这种性质称为超导性，具有超导性的物体称为超导体.超导体有着十分诱人的应用前景.（1）请就超导现象提出一个探究性问题，如哪些材料具有超导性？____________________________________________？（2）请列举未来超导体可能应用的一个例子.________________________________________低温超导的原理是什么电动机解析：（1）提出的探究性问题：低温超导的原理是什么？（2）超导材料的特性就是在温度很低时电阻为零，用超导材料传输电能可以减少热损耗，如输电导线、电磁铁、电动机和发电机线圈等.例11据《羊城晚报》报道，1989年8月1日，广东省某县镇发生了一起重大爆炸事故，烧毁房屋52间，死亡13人，受伤34人，经济损失达481万元．这起事故是由于县供销社生产资料门市部内电线严重老化，通电时产生火花，库存火药爆炸造成的．由橡胶或塑料制成的导线线皮是用来绝缘的，但时间长了，线皮会老化变质，绝缘性能变差，甚至龟裂露出线芯，通电时，电线之间会产生火花，酿成火灾.阅读上面的材料后，请你对下列问题进行评估：核心素养（1）造成这起重大爆炸事故的原因是什么？（2）电线老化的具体含义是什么？采取哪些措施可以较好地解决电线老化问题？解析：（1）从材料我们可以看出，造成这起重大爆炸事故的原因是电线严重老化，通电时产生火花.（2）由题意知，