55新材料及其應(yīng)用課件滬粵版物理八年級(jí)上冊(cè)

5.5新材料及其應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)本節(jié)要點(diǎn)

1.結(jié)合實(shí)例，了解一些新材料的特點(diǎn)及其應(yīng)用。了解新材料的研發(fā)與應(yīng)用對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。2.了解半導(dǎo)體材料、超導(dǎo)材料的主要特點(diǎn)，以及超導(dǎo)材料的應(yīng)用對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。3.了解納米材料等新型材料的主要特點(diǎn)，以及這些新材料技術(shù)的應(yīng)用對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。

1.知道納米材料、半導(dǎo)體材料和超導(dǎo)材料等新型材料。2.了解納米、半導(dǎo)和超導(dǎo)等新材料的性能及其應(yīng)用。(重點(diǎn))3.了解更多關(guān)于新材料及其應(yīng)用的信息，體會(huì)新材料在生活和社會(huì)中的重要應(yīng)用。新材料的特性及其應(yīng)用1.納米是________單位，1nm＝________m。當(dāng)材料的微粒小到納米尺寸時(shí)，材料的性能就會(huì)發(fā)生顯著變化。納米技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)保等各個(gè)方面都有廣泛的應(yīng)用。

2.有些材料的導(dǎo)電性能介于__________和__________之間，這類材料稱為半導(dǎo)體，鍺、________、砷化鎵等都是半導(dǎo)體材料。用半導(dǎo)體材料制成的晶體二極管具有____________的特性。

長度10－9導(dǎo)體絕緣體硅單向?qū)щ?.某種材料的溫度降至一定值時(shí)，它的電阻會(huì)突然接近于零。該材料的這種特性稱為____________。由于該材料的電阻為零，所以導(dǎo)電能力很強(qiáng)，若用它輸電，可大大節(jié)約________和________。

超導(dǎo)性能源材料

目前智能手機(jī)芯片的體積逐漸微型化。某國產(chǎn)芯片(如圖所示)只有人的指甲蓋大小，卻在內(nèi)部集成了153億個(gè)晶體管。這款芯片主要應(yīng)用了(

)。A.金屬材料B.納米材料C.半導(dǎo)體材料D.超導(dǎo)材料B

條形碼掃描器廣泛應(yīng)用于商業(yè)、郵政、交通等領(lǐng)域。條形碼掃描器中光敏二極管的主要材料是(

)。A.有機(jī)高分子材料B.超導(dǎo)材料

C.半導(dǎo)體材料D.納米材料C

關(guān)于超導(dǎo)材料，下列說法正確的是(

)。A.是絕緣體材料

B.是半導(dǎo)體材料C.常溫常壓下電阻為零

D.用來輸電可減少電能損耗D1.在水銀、硅、鐵、玻璃中，屬于半導(dǎo)體材料的是________。太陽能汽車的電池板主要是用__________(填“導(dǎo)體”“半導(dǎo)體”或“超導(dǎo)體”)材料制成的。很多手機(jī)上帶有強(qiáng)光手電筒裝置，采用由半導(dǎo)體材料制成的具有單向?qū)щ娞匦缘腳_____________作為發(fā)光燈泡。

2.磁懸浮列車是利用________材料做線圈，可通過強(qiáng)大電流而獲得極強(qiáng)的磁場，使列車懸浮在導(dǎo)軌上面，減小摩擦力，提高了運(yùn)行速度。

硅半導(dǎo)體晶體二極管超導(dǎo)3.有一種隱形飛機(jī)，可以有效避開雷達(dá)的探測，秘密之一在于它的表面涂有一層特殊材料，這種材料能夠________對(duì)電磁波的吸收作用；秘密之二在于它的外觀制成特殊形狀，這種形狀能夠________電磁波反射回雷達(dá)設(shè)備。(填“增強(qiáng)”或“減弱”)

增強(qiáng)減弱4.山東艦是我國第一艘完全自主設(shè)計(jì)、建造、配套的航空母艦。艦載機(jī)主體結(jié)構(gòu)使用了密度更小的新型材料制造，比同體積的其他飛機(jī)________更小；艦載機(jī)上的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因高速運(yùn)算會(huì)產(chǎn)生很多熱量，若用________(填“納米”或“超導(dǎo)”)材料制作計(jì)算機(jī)的部分電子元件，則可不用考慮散熱問題。

質(zhì)量超導(dǎo)5.我國首次發(fā)現(xiàn)的鎳氧化物超導(dǎo)體，可能會(huì)為無損耗輸送電能帶來新的突破，這主要是利用超導(dǎo)體的(

)。A.零電阻B.彈性大

C.導(dǎo)熱性強(qiáng)D.密度大A6.下列說法正確的是(

)。A.所有的高科技產(chǎn)品都與納米技術(shù)有關(guān)

B.任何情況下半導(dǎo)體都是不導(dǎo)電的C.硅、鍺和砷化鎵是半導(dǎo)體材料

D.半導(dǎo)體就是超導(dǎo)體C7.關(guān)于超導(dǎo)臨界溫度，下列理解正確的是(

)。A.超導(dǎo)臨界溫度就是宇宙的下限溫度B.超導(dǎo)臨界溫度就是絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體時(shí)的溫度C.超導(dǎo)臨界溫度就是半導(dǎo)體轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)體時(shí)的溫度D.超導(dǎo)臨界溫度就是導(dǎo)體電阻接近于零時(shí)的溫度D8.我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)兩層平行的石墨烯堆成約1.1°的微妙角度時(shí)，再加入一定數(shù)量的電子，石墨烯的電阻會(huì)突然變?yōu)?。此時(shí)的石墨烯材料屬于(

)。A.超導(dǎo)體B.絕緣體

C.半導(dǎo)體D.導(dǎo)體A9.某款汽車采用氣凝膠作為電池芯片的保護(hù)材料，可以起到隔熱、防火的作用，以保護(hù)電池的安全；且氣凝膠作為導(dǎo)電材料，可以有效減少電池?zé)釗p耗，提高能量轉(zhuǎn)換效率。由以上信息可推斷，氣凝膠不適合用來制作(

)。A.高壓輸電線B.家用暖氣片

C.防火建筑材料D.保溫杯B10.制造芯片所用的硅晶片(也叫晶圓)如圖所示，其原材料是純度極高的硅。下列物品的主要制造材料與晶圓屬于同種類型的是(

)。A.LED燈

B.電線的線芯

C.冰箱的外殼

D.超導(dǎo)陶瓷A11.

使用手機(jī)掃碼支付給人們的生活帶來了極大的便利。制作手機(jī)芯片(集成電路)的材料主要是__________。(填“超導(dǎo)體”“半導(dǎo)體”或“絕緣體”)

半導(dǎo)體12.閱讀短文，回答問題。20世紀(jì)初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)汞在溫度降低至－269

℃時(shí)，電阻就變成了零，這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，具有這種特性的物質(zhì)叫做超導(dǎo)體。低溫為什么能發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象呢？將導(dǎo)體的原子核與核外受到約束的電子(能量較低而不能自由運(yùn)動(dòng))組成“原子實(shí)”。原子實(shí)做熱運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿行其間的自由電子會(huì)與它發(fā)生碰撞，表現(xiàn)為導(dǎo)體對(duì)自由電子傳導(dǎo)的阻礙，即電阻。導(dǎo)體溫度降至極低時(shí)，它們的熱運(yùn)動(dòng)都趨于消失，通電時(shí)自由電子就可以不受阻礙地定向通過導(dǎo)體，宏觀上就發(fā)生了低溫超導(dǎo)現(xiàn)象。高壓也能讓材料發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象。理論上，某種導(dǎo)體在相當(dāng)于260萬倍標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的高壓環(huán)境下，15

℃的“高溫”(相對(duì)極低溫)也能發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象。在這樣極高的壓力下，原子實(shí)排列成緊密的堆垛形式(如圖所示)，原子實(shí)僅能在很小的范圍內(nèi)做熱運(yùn)動(dòng)，幾乎沒有空間表現(xiàn)熱運(yùn)動(dòng)，就像熱運(yùn)動(dòng)消失了一般。此時(shí)原子實(shí)堆垛間的間隙就成為了穩(wěn)定的自由電子通道，通電時(shí)自由電子就能在間隙中零阻礙地定向移動(dòng)，宏觀上就顯示出了超導(dǎo)現(xiàn)象。常見的輸電過程中，約7%的電能因?qū)Ь€發(fā)熱而消耗。若輸電線纜選用超導(dǎo)材料，則可大大減少由于電阻引發(fā)的電能損耗。2021年12月，世界首條35千伏公里級(jí)液氮超導(dǎo)輸電線工程在上海投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了我國在“高溫”超導(dǎo)輸電領(lǐng)域的領(lǐng)先。(1)實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象的方式有低溫和__________。

(2)極低溫度下，原子實(shí)與自由電子的__________都趨于消