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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,5.5 点击新材料,第五章 我们周围物质,1/36,纳米材料,内容,纳米,纳米是长度单位，1 nm=m,纳米技术,当材料微粒小到纳米尺寸时，材料性能就会发生显著改变.纳米技术是以0.1100 nm范围为研究对象前沿科学,纳米材料,纳米材料指制成材料基本单元大小限制在1100 nm材料，它大约相当于10100个分子紧密排列在一起尺度,2/36,内容,性能,物质抵达纳米颗粒时，它理化性质都有所改变，含有一些奇异和反常性质，如块状金子熔点是1 064，而制成纳米超细颗粒后，熔点只有330；铜到了纳米级就不再导电；绝缘二氧化硅在20 nm时却开始导电；等等,3/36,内容,应用,（1）纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲.,（2）纳米碳管强度是钢100倍；纳米磁性材料磁统计密度比普通磁性材料高10倍以上.,（3）纳米复合材料对光反射率低，能吸收电磁波，可用作隐形飞机涂层.,（4）气体经过纳米材料扩散速度比普通材料扩散速度大几千倍,4/36,例,1 以下关于纳米材料说法中正确是（）,A.很小材料就是纳米材料,B.纳米材料就是一个叫“纳米”物质做成材料,C.纳米材料是近几年才开始被人们利用，不存在天然纳米材料,D.纳米材料基本单元很小,5/36,解析：纳米是长度单位，1 nm=1 m，当材料微粒小到纳米尺寸时，材料性能会发生显著改变，在力、热、磁等方面表现出许多特殊性能，如能够大大提升材料强度和硬度，降低烧结温度，提升材料磁性.纳米材料是采取化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级细微颗粒后形成材料，它基本单元很小，但它本身不一定小.,答案：D,6/36,半导体材料,内容,半导体,定义,导电性能介于导体和绝缘体之间材料称为半导体,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、电脑部件，可制造光敏元件、热敏元件、压敏元件,7/36,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，主要有砷化镓、磷化铟、碳化,硅及硫化镉等；,（3）无定形半导体材料：用作半导体玻璃是一个非,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：已知有机半导体材料有几十,种，包含萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物,等，当前还未得到应用,8/36,内容,知识解读,（1）用半导体制成二极管含有单向导电属性，即它只允许电流从一个方向经过，不允许电流从反方向经过；,（2）二极管正向电阻和反向电阻相差很大，当反向电压超出一定值时，二极管会被击穿,9/36,例,2 以下关于半导体说法中正确是（）,A.常温下半导体电阻为零,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,解析：导电性能介于导体和绝缘体之间材料称为半导体，由此可知A、C、D选项说法错误；半导体含有一些特殊物理性质，用半导体材料制造二极管、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,10/36,超导材料,内容,超导性,当温度降低到一定程度时，导体电阻会突然靠近于零，我们把低温下材料电阻为零特征称为超导性,超导,材料,含有超导性材料就是超导材料.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.超导材料是一个电阻为零材料,11/36,内容,性能,零电阻，电流经过时不产生热量，能够产生强磁场和超导磁悬出现象,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.超导体因为其电阻为零，能够节约能源来实现交通工具无摩擦运行,12/36,（1）有些材料能强烈地吸收电磁波，称为隐形材料.,（2）隐形材料应用：隐形材料用于飞机、坦克等军事装备上，涂有隐形材料物体能将雷达发射出电磁波大部分吸收掉，反射回去却极少，使雷达变成“睁眼瞎”.,13/36,例,3 超导材料是一个_为零材料.所以，人们想到用它来实现既能远距离输送极大电流，又不会因为导线存在电阻而损失电能.但当前还没有研制成常温下超导材料，因为普通物质都是当其温度_（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，利用超导材料能够实现大功率输电，而不会在电路上损耗电能.普通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,14/36,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，以下说法中正确是（）,A.在一定温度条件下，半导体材料电阻为零,B.超导材料就是最先进半导体材料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.半导体材料应用当前还在试验中,解析：超导材料在一定温度条件下输电，因为没有电阻，电流在经过电路时不会产生热量而没有电能损耗.故选C.,答案：C,15/36,错解,：A或B或D,注意,：错选A是误认为半导体材料在一定温度条件下，电阻为零.错选B是没搞清超导材料和半导体材料定义，超导材料是当温度降低到一定值时，导体电阻会突然变为零，含有这种特征材料；半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间材料.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.,16/36,题型一,半导体特征及其应用,例,5（湖南株洲中考）年诺贝尔物理学奖颁给了创造蓝色二极管三位科学家，他们这项创造实现了利用二极管展现白光，且发光效率高.LED灯（即发光二极管）不含有特点是（）,A.亮度高 B.能耗低,C.寿命长 D.发烧多,17/36,解析：发光二极管是由半导体材料制成，可将电能转化为光能，而且二极管含有单向导电性；LED灯发出“健康光线”原因是光线中不含紫外线和红外线，直流驱动，无频闪；LED灯发烧少，90%电能转化为可见光，是一个高效、环境保护光源，其特点是无辐射、亮度高、能耗低、寿命长，不含有特点是发烧多.,答案：D,18/36,题型二,新材料使用,例,6 以下关于新材料、新技术及其应用说法正确是（）,A.计算机CPU不需要半导体材料,B.“神舟八号”飞船外表面涂有一层隐形材料,C.纳米技术是纳米尺度内科学技术，纳米材料含有一些特殊性能,D.超导体主要应用于电饭锅和热水器上,19/36,解析：当代计算机中（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性能，故C符合题意；超导体电阻为零，电饭锅和热水器是利用电流热效应工作，假如导体电阻为零，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,20/36,题型三 形状记忆合金,例,7 用形状记忆合金弹簧，可打通被血栓堵塞冠状动脉.使用时，先将形状记忆合金弹簧，插入内充冷水导管里，用导管将它送入冠状动脉血栓中，因为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：记忆合金特点是其形状随温度改变而改变.考虑到人体内温度较高，会使记忆合金形状发生改变，因而能够先将记忆合金弹簧拉直，当它顺利抵达血栓处后因为温度升高，弹簧恢复原状，从而把血栓撑开.,答案：拉直 升温 原状,21/36,例,8 阅读下面短文，回答后面问题.,半导体制冷,半导体材料有P型半导体和N型半导体两种，除了能够应用于各种电子元器件外，还能够用作制冷材料.如图5-5-1所表示是一个半导体制冷单元原理图，P型半导体和N型半导体上端和铜片A连接，下端分别与铜片B连接后接到直流电源两端，此时电路中电流方向是从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，改变直流电源正负极方向，使电流,22/36,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.因为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5-5-1,23/36,（1）如图5-5-1所表示，若要使一个电冰箱箱内温度下降，铜片,A,应置于电冰箱_，铜片,B,置于电冰箱_.（均填“箱内”或“箱外”）,（2）若将图中电源换成交流电源，此时电冰箱能否正常制冷？答：_.,（3）若将图中电源正负极交换，其它条件不变，则铜片B表面空气温度将_（填“升高”“不变”或“降低”）.,降低,箱内,箱外,不能,24/36,解析：（1）由短文提供信息可知，电路电流方向是从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，应置于冰箱箱内，从冰箱内吸收热量，使电冰箱箱内温度下降；铜片,B,会向空气放出热量，应置于冰箱箱外.（2）铜片,B,会向空气放出热量，应置于冰箱箱外，把从箱内吸收热量散发掉，到达制冷目标；交流电源电流方向是改变，这么吸热和放热状态就会不停改变，不能使吸热部分恒定保持吸热状态，不能使放热部分恒定保持放热状态.（3）若将图中电源正负极交换，其它条件不变，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,表面空气热量因为被吸收而温度降低.,25/36,知识链接,（1）半导体二极管特点是单向导电性.,（2）轻易导热物体是热良导体，铜是热良导体.,（3）交流电源电压较大，且电流方向不停改变，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，或从物体高温部分传到低温部分.,26/36,解读中考,：,本节知识中纳米材料、半导体材料、超导材料、隐形材料特点和应用在中考中出现频率越来越高，题型以选择题、填空题为主.,27/36,考点一,纳米材料特征和应用,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）.当材料微粒小到纳米尺寸时，材料性能就会发生显著改变.比如，纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲；纳米碳管强度是钢100倍；纳米磁性材料磁统计密度比普通磁性材料高10倍以上；纳米复合材料对光反射率低，能吸收电磁波，可用作隐形飞机涂层；气体经过纳米材料扩散速度比普通材料扩散速度大几千倍；等等.,28/36,例,9（江苏无锡中考）纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛，它含有坚硬、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.切割硬物刀具,C.“嫦娥二号”外表涂层,D.装浓硫酸容器,29/36,解析：公交车IC卡是利用磁来统计信息，而纳米陶瓷有完全无磁性特点，所以纳米陶瓷不能在公交IC卡上使用；切割硬物刀具是利用纳米陶瓷耐磨特点；“嫦娥二号”外表涂层是利用纳米陶瓷耐高温特征；装浓硫酸容器是利用纳米陶瓷耐腐蚀特点.故选A.,答案：A,30/36,考点二 超导材料特征和应用,教材第130页“图5-27（b）”,在很低温度环境中，一些材料展现零电阻特征，材料这种特征称为超导体.超导材料应用前景非常辽阔，若用它来输电可大大节约能源和材料.,图5-27（b）超导性表现,31/36,例,10（江苏连云港中考）科学研究发觉，一些材料在超低温情况下电阻突然减小为零，这种性质称为超导性，含有超导性物体称为超导体.超导体有着十分诱人应用前景.,（1）请就超导现象提出一个探究性问题，如哪些材料含有超导性？,_？,（2）请列举未来超导体可能应用一个例子.,_,低温超导原理是什么,电动机,32/36,解析：（1）提出探究性问题：低温超导原理是什么？（2）超导材料特征就是在温度很低时电阻为零，用超导材料传输电能能够降低热损耗，如输电导线、电磁铁、电动机和发电机线圈等.,33/36,34/36,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481万元这起事故是因为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，库存火药爆炸造成由橡胶或塑料制成导线线皮是用来绝缘，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.,阅读上面材料后，请你对以下问题进行评定：,关键素养,35/36,（1）造成这起重大爆炸事故原因是什么？（2）电线老化详细含义是什么？采取哪些办法能够很好地处理电线老化问题？,解析：（1）从材料我们能够看出，造成这起重大爆炸事故原因是电线严重老化，通电时产生火花.（2）由题意知，电线老化是指线皮老化变质，绝缘性能变差，甚至龟裂露出线芯；电线老化主要原因是电线在输电过程中产生热量，加紧了电线老化.为了很好地处理电线老化问题，我们能够从降低电线在输电过程中热量产生方面采取一定办法，比如采取超导体，高压、弱电流输电，采取粗导线等.,答案：看法析,36/36,
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