八年級(jí)物理上冊(cè)5.5點(diǎn)擊新材料滬省公開課一等獎(jiǎng)新名師課獲獎(jiǎng)?wù)n件

5.5點(diǎn)擊新材料第五章我們周圍物質(zhì)1/36納米材料內(nèi)容納米納米是長度單位，1nm=m納米技術(shù)當(dāng)材料微粒小到納米尺寸時(shí)，材料性能就會(huì)發(fā)生顯著改變.納米技術(shù)是以0.1～100nm范圍為研究對(duì)象前沿科學(xué)納米材料納米材料指制成材料基本單元大小限制在1～100nm材料，它大約相當(dāng)于10～100個(gè)分子緊密排列在一起尺度2/36內(nèi)容性能物質(zhì)抵達(dá)納米顆粒時(shí)，它理化性質(zhì)都有所改變，含有一些奇異和反常性質(zhì)，如塊狀金子熔點(diǎn)是1064℃，而制成納米超細(xì)顆粒后，熔點(diǎn)只有330℃；銅到了納米級(jí)就不再導(dǎo)電；絕緣二氧化硅在20nm時(shí)卻開始導(dǎo)電；等等3/36內(nèi)容應(yīng)用（1）納米陶瓷材料可在室溫下任意彎曲.（2）納米碳管強(qiáng)度是鋼100倍；納米磁性材料磁統(tǒng)計(jì)密度比普通磁性材料高10倍以上.（3）納米復(fù)合材料對(duì)光反射率低，能吸收電磁波，可用作隱形飛機(jī)涂層.（4）氣體經(jīng)過納米材料擴(kuò)散速度比普通材料擴(kuò)散速度大幾千倍4/36例1以下關(guān)于納米材料說法中正確是（）A.很小材料就是納米材料B.納米材料就是一個(gè)叫“納米”物質(zhì)做成材料C.納米材料是近幾年才開始被人們利用，不存在天然納米材料D.納米材料基本單元很小5/36解析：納米是長度單位，1nm=1×m，當(dāng)材料微粒小到納米尺寸時(shí)，材料性能會(huì)發(fā)生顯著改變，在力、熱、磁等方面表現(xiàn)出許多特殊性能，如能夠大大提升材料強(qiáng)度和硬度，降低燒結(jié)溫度，提升材料磁性.納米材料是采取化學(xué)、物理甚至生物方法將物質(zhì)變成納米級(jí)細(xì)微顆粒后形成材料，它基本單元很小，但它本身不一定小.答案：D6/36半導(dǎo)體材料內(nèi)容半導(dǎo)體定義導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間材料稱為半導(dǎo)體元素組成鍺、硅、砷化鎵等特點(diǎn)單向?qū)щ娦浴⒎糯箅娦盘?hào)用途用半導(dǎo)體可制成二極管,可制成收音機(jī)、錄音機(jī)、電視機(jī)、電腦部件，可制造光敏元件、熱敏元件、壓敏元件7/36內(nèi)容分類（1）元素半導(dǎo)體有鍺、硅、硒、硼、碲、銻等；（2）化合物半導(dǎo)體，主要有砷化鎵、磷化銦、碳化硅及硫化鎘等；（3）無定形半導(dǎo)體材料：用作半導(dǎo)體玻璃是一個(gè)非晶體無定形半導(dǎo)體材料，分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃兩種；（4）有機(jī)半導(dǎo)體材料：已知有機(jī)半導(dǎo)體材料有幾十種，包含萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，當(dāng)前還未得到應(yīng)用8/36內(nèi)容知識(shí)解讀（1）用半導(dǎo)體制成二極管含有單向?qū)щ妼傩?，即它只允許電流從一個(gè)方向經(jīng)過，不允許電流從反方向經(jīng)過；（2）二極管正向電阻和反向電阻相差很大，當(dāng)反向電壓超出一定值時(shí)，二極管會(huì)被擊穿9/36例2以下關(guān)于半導(dǎo)體說法中正確是（）A.常溫下半導(dǎo)體電阻為零B.半導(dǎo)體廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中C.半導(dǎo)體就是超導(dǎo)體D.任何情況下半導(dǎo)體都是不導(dǎo)電解析：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間材料稱為半導(dǎo)體，由此可知A、C、D選項(xiàng)說法錯(cuò)誤；半導(dǎo)體含有一些特殊物理性質(zhì)，用半導(dǎo)體材料制造二極管、三極管和集成電路等廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，故B選項(xiàng)說法正確.答案：B10/36超導(dǎo)材料內(nèi)容超導(dǎo)性當(dāng)溫度降低到一定程度時(shí)，導(dǎo)體電阻會(huì)突然靠近于零，我們把低溫下材料電阻為零特征稱為超導(dǎo)性超導(dǎo)材料含有超導(dǎo)性材料就是超導(dǎo)材料.有許多金屬在低溫下都會(huì)表現(xiàn)出超導(dǎo)性，此時(shí)它們都可作為超導(dǎo)材料.超導(dǎo)材料是一個(gè)電阻為零材料11/36內(nèi)容性能零電阻，電流經(jīng)過時(shí)不產(chǎn)生熱量，能夠產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)和超導(dǎo)磁懸出現(xiàn)象應(yīng)用主要應(yīng)用于遠(yuǎn)距離大功率輸電、制造超級(jí)計(jì)算機(jī)和超導(dǎo)磁懸浮列車等.超導(dǎo)體因?yàn)槠潆娮铻榱悖軌蚬?jié)約能源來實(shí)現(xiàn)交通工具無摩擦運(yùn)行12/36（1）有些材料能強(qiáng)烈地吸收電磁波，稱為隱形材料.（2）隱形材料應(yīng)用：隱形材料用于飛機(jī)、坦克等軍事裝備上，涂有隱形材料物體能將雷達(dá)發(fā)射出電磁波大部分吸收掉，反射回去卻極少，使雷達(dá)變成“睜眼瞎”.13/36例3超導(dǎo)材料是一個(gè)_____為零材料.所以，人們想到用它來實(shí)現(xiàn)既能遠(yuǎn)距離輸送極大電流，又不會(huì)因?yàn)閷?dǎo)線存在電阻而損失電能.但當(dāng)前還沒有研制成常溫下超導(dǎo)材料，因?yàn)槠胀ㄎ镔|(zhì)都是當(dāng)其溫度_____（填“升高”或“降低”）到一定值時(shí)，才出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象.解析：超導(dǎo)材料在低溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)性，也就是電阻在低溫下會(huì)變?yōu)榱悖贸瑢?dǎo)材料能夠?qū)崿F(xiàn)大功率輸電，而不會(huì)在電路上損耗電能.普通物質(zhì)都是當(dāng)其溫度降低到一定值時(shí)，才會(huì)表現(xiàn)出超導(dǎo)性，而成為超導(dǎo)材料.降低電阻14/36不能正確區(qū)分超導(dǎo)體和半導(dǎo)體例4關(guān)于超導(dǎo)材料和半導(dǎo)體材料，以下說法中正確是（）A.在一定溫度條件下，半導(dǎo)體材料電阻為零B.超導(dǎo)材料就是最先進(jìn)半導(dǎo)體材料C.超導(dǎo)材料在一定溫度條件下輸電，在線路上沒有電能損耗D.半導(dǎo)體材料應(yīng)用當(dāng)前還在試驗(yàn)中解析：超導(dǎo)材料在一定溫度條件下輸電，因?yàn)闆]有電阻，電流在經(jīng)過電路時(shí)不會(huì)產(chǎn)生熱量而沒有電能損耗.故選C.答案：C15/36錯(cuò)解：A或B或D注意：錯(cuò)選A是誤認(rèn)為半導(dǎo)體材料在一定溫度條件下，電阻為零.錯(cuò)選B是沒搞清超導(dǎo)材料和半導(dǎo)體材料定義，超導(dǎo)材料是當(dāng)溫度降低到一定值時(shí)，導(dǎo)體電阻會(huì)突然變?yōu)榱悖羞@種特征材料；半導(dǎo)體材料是導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間材料.錯(cuò)選D是不清楚半導(dǎo)體材料已經(jīng)在電、光、聲、熱等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用.16/36題型一半導(dǎo)體特征及其應(yīng)用例5（湖南株洲中考）年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了創(chuàng)造藍(lán)色二極管三位科學(xué)家，他們這項(xiàng)創(chuàng)造實(shí)現(xiàn)了利用二極管展現(xiàn)白光，且發(fā)光效率高.LED燈（即發(fā)光二極管）不含有特點(diǎn)是（）A.亮度高B.能耗低C.壽命長D.發(fā)燒多17/36解析：發(fā)光二極管是由半導(dǎo)體材料制成，可將電能轉(zhuǎn)化為光能，而且二極管含有單向?qū)щ娦?；LED燈發(fā)出“健康光線”原因是光線中不含紫外線和紅外線，直流驅(qū)動(dòng)，無頻閃；LED燈發(fā)燒少，90%電能轉(zhuǎn)化為可見光，是一個(gè)高效、環(huán)境保護(hù)光源，其特點(diǎn)是無輻射、亮度高、能耗低、壽命長，不含有特點(diǎn)是發(fā)燒多.答案：D18/36題型二新材料使用例6以下關(guān)于新材料、新技術(shù)及其應(yīng)用說法正確是（）A.計(jì)算機(jī)CPU不需要半導(dǎo)體材料B.“神舟八號(hào)”飛船外表面涂有一層隱形材料C.納米技術(shù)是納米尺度內(nèi)科學(xué)技術(shù)，納米材料含有一些特殊性能D.超導(dǎo)體主要應(yīng)用于電飯鍋和熱水器上19/36解析：當(dāng)代計(jì)算機(jī)中（CPU元器件）集成了成千上萬個(gè)半導(dǎo)體元件，故A不符合題意；“神舟八號(hào)”飛船外表面涂有一層特殊材料在高溫下熔化和汽化吸熱，故B不符合題意；納米材料除了基本單元小以外，在力、聲、光、電、磁等方面表現(xiàn)出特殊性能，故C符合題意；超導(dǎo)體電阻為零，電飯鍋和熱水器是利用電流熱效應(yīng)工作，假如導(dǎo)體電阻為零，則電飯鍋和熱水器不能工作，故D不符合題意.故選C.答案：C20/36題型三形狀記憶合金例7用形狀記憶合金彈簧，可打通被血栓堵塞冠狀動(dòng)脈.使用時(shí)，先將形狀記憶合金彈簧，插入內(nèi)充冷水導(dǎo)管里，用導(dǎo)管將它送入冠狀動(dòng)脈血栓中，因?yàn)轶w內(nèi)熱量使形狀記憶合金彈簧，恢復(fù)，可將血栓撐開，打通冠狀動(dòng)脈.解析：記憶合金特點(diǎn)是其形狀隨溫度改變而改變.考慮到人體內(nèi)溫度較高，會(huì)使記憶合金形狀發(fā)生改變，因而能夠先將記憶合金彈簧拉直，當(dāng)它順利抵達(dá)血栓處后因?yàn)闇囟壬?，彈簧恢?fù)原狀，從而把血栓撐開.答案：拉直升溫原狀21/36例8閱讀下面短文，回答后面問題.半導(dǎo)體制冷半導(dǎo)體材料有P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體兩種，除了能夠應(yīng)用于各種電子元器件外，還能夠用作制冷材料.如圖5-5-1所表示是一個(gè)半導(dǎo)體制冷單元原理圖，P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體上端和銅片A連接，下端分別與銅片B連接后接到直流電源兩端，此時(shí)電路中電流方向是從N型半導(dǎo)體經(jīng)銅片A流向P型半導(dǎo)體，銅片A會(huì)從空氣吸收熱量，銅片B會(huì)向空氣放出熱量；反之，改變直流電源正負(fù)極方向，使電流22/36方向從P型半導(dǎo)體經(jīng)銅片A流向N型半導(dǎo)體，這時(shí)銅片A會(huì)向空氣放出熱量，銅片B會(huì)從空氣吸收熱量.因?yàn)橐粋€(gè)制冷單元制冷量小，為了滿足實(shí)際需要，需要多個(gè)制冷單元同時(shí)工作.圖5-5-123/36（1）如圖5-5-1所表示，若要使一個(gè)電冰箱箱內(nèi)溫度下降，銅片A應(yīng)置于電冰箱_____，銅片B置于電冰箱_____.（均填“箱內(nèi)”或“箱外”）（2）若將圖中電源換成交流電源，此時(shí)電冰箱能否正常制冷？答：_____.（3）若將圖中電源正負(fù)極交換，其它條件不變，則銅片B表面空氣溫度將_____（填“升高”“不變”或“降低”）.降低箱內(nèi)箱外不能24/36解析：（1）由短文提供信息可知，①電路電流方向是從N型半導(dǎo)體經(jīng)銅片A流向P型半導(dǎo)體，銅片A會(huì)從空氣吸收熱量，應(yīng)置于冰箱箱內(nèi)，從冰箱內(nèi)吸收熱量，使電冰箱箱內(nèi)溫度下降；銅片B會(huì)向空氣放出熱量，應(yīng)置于冰箱箱外.（2）銅片B會(huì)向空氣放出熱量，應(yīng)置于冰箱箱外，把從箱內(nèi)吸收熱量散發(fā)掉，到達(dá)制冷目標(biāo)；交流電源電流方向是改變，這么吸熱和放熱狀態(tài)就會(huì)不停改變，不能使吸熱部分恒定保持吸熱狀態(tài)，不能使放熱部分恒定保持放熱狀態(tài).（3）若將圖中電源正負(fù)極交換，其它條件不變，電流方向從P型半導(dǎo)體經(jīng)銅片A流向N型半導(dǎo)體，這時(shí)銅片A會(huì)向空氣釋放熱量，銅片B會(huì)從空氣吸收熱量，銅片B表面空氣熱量因?yàn)楸晃斩鴾囟冉档?25/36知識(shí)鏈接（1）半導(dǎo)體二極管特點(diǎn)是單向?qū)щ娦?（2）輕易導(dǎo)熱物體是熱良導(dǎo)體，銅是熱良導(dǎo)體.（3）交流電源電壓較大，且電流方向不停改變，不能直接使用.（4）熱傳遞是將熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體高溫部分傳到低溫部分.26/36解讀中考：本節(jié)知識(shí)中納米材料、半導(dǎo)體材料、超導(dǎo)材料、隱形材料特點(diǎn)和應(yīng)用在中考中出現(xiàn)頻率越來越高，題型以選擇題、填空題為主.27/36考點(diǎn)一納米材料特征和應(yīng)用教材第129頁“納米材料”納米是長度單位，大小為十億分之一米（m）.當(dāng)材料微粒小到納米尺寸時(shí)，材料性能就會(huì)發(fā)生顯著改變.比如，納米陶瓷材料可在室溫下任意彎曲；納米碳管強(qiáng)度是鋼100倍；納米磁性材料磁統(tǒng)計(jì)密度比普通磁性材料高10倍以上；納米復(fù)合材料對(duì)光反射率低，能吸收電磁波，可用作隱形飛機(jī)涂層；氣體經(jīng)過納米材料擴(kuò)散速度比普通材料擴(kuò)散速度大幾千倍；等等.28/36例9（江蘇無錫中考）納米陶瓷作為高新科技材料應(yīng)用廣泛，它含有堅(jiān)硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、完全無磁性等特點(diǎn)，它不能應(yīng)用于（）A.公交IC卡B.切割硬物刀具C.“嫦娥二號(hào)”外表涂層D.裝濃硫酸容器29/36解析：公交車IC卡是利用磁來統(tǒng)計(jì)信息，而納米陶瓷有完全無磁性特點(diǎn)，所以納米陶瓷不能在公交IC卡上使用；切割硬物刀具是利用納米陶瓷耐磨特點(diǎn)；“嫦娥二號(hào)”外表涂層是利用納米陶瓷耐高溫特征；裝濃硫酸容器是利用納米陶瓷耐腐蝕特點(diǎn).故選A.答案：A30/36考點(diǎn)二超導(dǎo)材料特征和應(yīng)用教材第130頁“圖5-27（b）”在很低溫度環(huán)境中，一些材料展現(xiàn)零電阻特征，材料這種特征稱為超導(dǎo)體.超導(dǎo)材料應(yīng)用前景非常遼闊，若用它來輸電可大大節(jié)約能源和材料.

圖5-27（b）超導(dǎo)性表現(xiàn)31/36例10（江蘇連云港中考）科學(xué)研究發(fā)覺，一些材料在超低溫情況下電阻突然減小為零，這種性質(zhì)稱為超導(dǎo)性，含有超導(dǎo)性物體稱為超導(dǎo)體.超導(dǎo)體有著十分誘人應(yīng)用前景.（1）請(qǐng)就超導(dǎo)現(xiàn)象提出一個(gè)探究性問題，如哪些材料含有超導(dǎo)性？____________________________________________？（2）請(qǐng)列舉未來超導(dǎo)體可能應(yīng)用一個(gè)例子.________________________________________低溫超導(dǎo)原理是什么電動(dòng)機(jī)32/36解析：（1）提出探究性問題：低溫超導(dǎo)原理是什么？（2）超導(dǎo)材料特征就是在溫度很低時(shí)電阻為零，用超導(dǎo)材料傳輸電能能夠降低熱損耗，如輸電導(dǎo)線、電磁鐵、電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)線圈等.33/3634/36例11據(jù)《羊城晚報(bào)》報(bào)道，1989年8月1日，廣東省某縣鎮(zhèn)發(fā)生了一起重大爆炸事故，燒毀房屋52間，死亡13人，受傷34人，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)481萬元．這起事故是因?yàn)榭h供銷社生產(chǎn)資料門市部內(nèi)電線嚴(yán)重老化，通電時(shí)產(chǎn)生火花，庫存火藥爆炸造成．由橡膠或塑料制成導(dǎo)線線皮是用來絕緣，但時(shí)間長了，線皮會(huì)老化變質(zhì)，絕緣性能變差，甚至龜裂露出線芯，通電時(shí)，電線之間會(huì)產(chǎn)生火花，釀成火災(zāi).