資源簡介

(共28張PPT)
5.5 新材料及其應用
滬粵版八年級上冊
教學目標
1、了解什么是納米材料、超導材料、半導體材料
2、了解新材料的應用
新知導入
生活中各種新材料層出不窮，它們越來越多地進入我們的學習、工作和生活的方方面面，并正在改變我們的生活方式，提高我們的生活質量，促進社會的進步和發展。下面，我們點擊幾種新材料，初步認識它們。
新知講解
一、納米材料
１、納米定義：納米是長度單位,１nm＝10-9 m 即:十億分之一米
２、特點：當材料的微粒小到納米尺寸時，材料的性能就會發生顯著變化．
應用：
納米陶瓷材料可在室溫下任意彎曲；
碳納米管的強度是鋼的上百倍；
納米磁性材料的磁記錄密度比普通磁性材料高十倍以上；
新知講解
中國書法與繪畫的“文房四寶”中的墨就是納米材料。當我們讓桐油或松油不完全燃燒，并將黑煙生成的大量超微粒炭收集起來，便可以制成墨。 墨的黑色是因為它主要吸收光或有些電磁波的能量，而反射率非常低。
納米復合材料對光的反射率低， 能吸收電磁波，可用作隱形飛機的涂層；
氣體通過納米材料的擴散速度比通過 一般材料的擴散速度大幾千倍。
新知講解
二、半導體材料
1、半導體:介于導體和絕緣體之間的物體
鍺、硅、砷化鎵等都是半導體材料
用半導體材料制成的晶體二極管具有單向導電的特性，即只允許電流從一個方向通過，不允許電流 反方向通過。
2、半導體二極管的單向導電性
新知講解
新知講解
3、半導體的應用
半導體應用廣泛：小到電子表、收錄機、數碼照相機、電視機、電腦CPU﹑電子線路板﹑收錄機；大到汽車、火車、飛機、宇宙飛船 、飛機、 輪船﹑機器人。
線路板
新知講解
三、超導材料
　　
2、超導體：當溫度降到一定時，材料的電阻變為零的特性稱為稱為超導具有這種性質的物質性超導體。
1、超導材料：物質在超低溫下失去電阻的性質，稱為超導材料。
新知講解
3、超導材料的應用
（1）利用超導零電阻特性實現遠距離大功率輸電可無損耗輸送強電流。
（2）超導磁懸浮列車：
　　用超導實現交通工具的無摩擦運行。
課堂練習
1、如圖所示某電熱水壺，關于各部件材料選擇時所依據的主要屬性關系正確的是（　?。?br/>A．塑料底座——密度小
B．金屬壺身——延展性好
C．塑料提把——絕熱性好
D．玻璃刻度盤——硬度高
C
課堂練習
2、科技的自立自強是國家發展的戰略支撐，中國芯片正在崛起。芯片是指含有集成電路的硅片，制造芯片的主要材料是（　　）
A．納米材料
B．半導體材料
C．超導材料
D．絕緣體材料
B
課堂練習
3、2023年，大連全面升級改建星海燈光秀，建成后幾十萬顆單點可控的LED數碼燈將燈光與噴泉的音樂系統完美結合，營造出流光溢彩、璀璨浪漫的美麗景象。色彩繽紛的LED燈主要是由什么材料制成的（　?。?br/>A．半導體
B．導體
C．超導
D．絕緣體
A
課堂練習
4、2023年8月29日，搭載某款芯片的新型手機發布。此芯片有自主知識產權，彰顯了我國科技實力的再度崛起，為我國整個科技產業注入了信心和動力。根據所學物理知識可知，制造芯片的主要材料是（　?。?br/>A．導體
B．半導體
C．納米材料
D．超導體
B
課堂練習
5、全球首款支持衛星通話的華為智能手機于2023年9月上市，華為麒麟9000S系列5G芯片驚艷全球！據了解，使用該手機的用戶，即使在沒有地面網絡信號的情況下，也可以撥打、接聽衛星電話，芯片是指含有集成電路的硅片，制造芯片的主要材料是（　?。?br/>A．半導體
B．超導體
C．導體
D．絕緣體
A
課堂練習
6、目前智能手機芯片的體積逐漸微型化，如圖為國產“麒麟9000芯片”，芯片只有人的指甲蓋大小，卻集成了153億個晶體管在其內部，這主要得益于以下哪種材料的應用（　　）
A．金屬材料
B．納米材料
C．半導體材料
D．超導材料
B
課堂練習
7．下列有關材料的說法錯誤的是（　?。?br/>A．家庭電路中保險絲的導電性比導線好
B．LED燈中的發光二極管是用半導體材料做成的
C．撐桿跳高時使用的撐桿具有強度高、彈性好的特點
D．密度非常小、隔熱性非常好的氣凝膠可以用來做航天服
A
課堂練習
8、半導體材料，其導電能力比銅、鐵等金屬的要________（選填“強”或“弱”）。如果能制造出常溫下的超導體，它可以在下列哪種情境中得到應用 __________（選填序號：A．用作電吹風的電熱絲；B．用作白熾燈的燈絲；C．用作電動機線圈），常見的LED燈就是利用_______材料制成的。

弱
C
半導體
課堂練習
9、清華大學教授馮冠平與他的團隊研制出石墨烯防霧護目鏡，在護目鏡上加一層石墨烯材料，并用鋰電池通電，使護目鏡保持與體溫一致的溫度，解決了起霧問題。該鏡利用了石墨烯具有哪兩種的物理屬性（　　）
A．熔點高與延展性好
B．硬度大與彈性好
C．導電性好與導熱性差
D．導電性好與透光性良好
D
課堂練習
10．各種新材料正在提高我們的生活品質，堅硬的納米材料—石墨烯，就是其中的一種，石墨烯是人類已知強度最高的物質，它幾乎是完全透明的，并有著出色的導電性和導熱性，許多方面可以用來替代硅材料。下列物體中不適合使用石墨烯制作的是（　?。?br/>A．隔熱手套 B．防彈衣
C．電腦元件 D．太陽能電池
A
課堂練習
11、碳纖維外形纖維狀，很柔軟，具有耐高溫、抗摩擦、導熱、耐腐蝕、易導電等特性，其密度是鋼的四分之一，強度是鋼的十倍，它不適合用于制作（ ）
A．羽毛球拍的拍框
B．航空飛行器部件
C．大型游輪的外殼
D．壓路機用的碾子
D
課堂練習
12．科學家研發出一種鉆石玻璃，能完全折疊，可以用來制造超輕、超薄、超硬的手機屏幕，還具有防水和防油功能，同時能保持散熱，讓手機保持較低的溫度。關于這種材料，下列說法錯誤的是（　?。?br/>A．鉆石玻璃超輕，說明其密度較小
B．鉆石玻璃超硬，說明其彈性較好
C．鉆石玻璃讓手機保持較低的溫度，
說明其導熱性好
D．鉆石玻璃能制成手機屏幕，說明
其透光性較好
B
課堂練習
A
13、我國首次發現的鎳氧化物超導體，可能會為電能無損耗輸送帶來新的突破，這主要是利用超導體的哪種特點（　?。?br/>A．零電阻
B．彈性大
C．導熱性強
D．比熱容大
課堂總結
1、納米定義：納米是長度單位,１nm＝10-9 m 即:十億分之一米
２、特點：當材料的微粒小到納米尺寸時，材料的性能就會發生顯著變化．
一、納米材料
二、半導體材料
1、半導體:介于導體和絕緣體之間的物體
鍺、硅、砷化鎵等都是半導體材料
2、半導體二極管的單向導電性
三、超導材料
　　
超導材料：物質在超低溫下失去電阻的性質，稱為超導材料。
板書設計
1、納米定義：納米是長度單位,１nm＝10-9 m 即:十億分之一米
２、特點：當材料的微粒小到納米尺寸時，材料的性能就會發生顯著變化．
一、納米材料
二、半導體材料
1、半導體:介于導體和絕緣體之間的物體
鍺、硅、砷化鎵等都是半導體材料
2、半導體二極管的單向導電性
三、超導材料
　　
超導材料：物質在超低溫下失去電阻的性質，稱為超導材料。
作業布置
滬粵版八年級上冊第144頁自我評價與作業第1、2、3題
謝謝
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5.5 新材料及其應用
1、荷蘭科學家昂內斯于1911年發現超導現象，他將水銀冷卻到269℃，發現突然提升了水銀的（　?。?br/>A．彈性 B．硬度 C．導電性 D．導熱性
2、超導材料具有零電阻、抗磁性等特殊的物理性質，應用領域非常廣泛。常溫下的超導體最適合制作（　?。?br/>A．高壓輸電線 B．白熾燈的燈絲
C．電熨斗發熱體 D．家用保險絲
3、金屬基復合材料是一種新型材料，具有良好的導熱性、導電性、耐高溫、耐磨和耐腐蝕、可加工等特點。下列物體不適合使用金屬基復合材料制作的是（　?。?br/>A．高壓電纜絕緣層 B．汽車的剎車盤
C．切割機刀片 D．飛機的機身
4、氣凝膠是一種多孔類似海綿結構的硅元素固體，如圖所示，具有高效吸音效果，對油漬有超快，超高的吸附能力。這種新材料的密度僅為3mg/cm3，它看似脆弱不堪，其實非常堅固，能承受1400℃的高溫，且具有隔熱性好、絕緣能力強等特點。這種材料不適合用來制造（ ）
A．用電器絕緣外殼 B．廚房吸污“毛巾”
C．打樁用的重錘 D．會場吸音板
5、以下事例與所利用物質的物理屬性相符的是（ ）
A．用塑料做炒鍋的手柄是因為導熱性好
B．用泡沫做表演場景中倒塌的“墻壁”是因為彈性好
C．房屋的門窗用鋁合金制成，是因為鋁合金的導電性好
D．厚厚的金片可以敲打成極薄的金箔是利用了金的延展性好
6．如圖是華為折疊屏手機MateX5， 它采用柔性OLED 外屏和可折疊柔性內屏，雙屏展現，具有可折疊、耐磨、防水、回彈性好等特點。以下關于柔性屏的物理屬性中描述錯誤的是（ ）
A．韌性好 B．吸水性好 C．耐磨性好 D．透光性好
7、下列實例與所利用的物質的物理屬性不相符的是（　　）
A．鍋鏟的把手用膠木制成是因為膠木有良好的導熱性
B．用橡膠做輪胎是利用了橡膠的彈性好
C．劃玻璃的刀刃用金剛石制成是因為金剛石的硬度大
D．壓路機的大鐵輪一般用鋼鐵制成是因為其密度較大
8、為了裝點城市夜景安裝的LED燈主要是由什么材料制成的（　?。?br/>A．絕緣體 B．導體 C．半導體 D．超導體
9、如圖所示是制造芯片所用的硅晶片，也叫晶圓，其原始材料是純度極高的硅。制造下列物品的主要材料與晶圓屬于同種類型的是（　　）
A．LED燈 B．電線的線芯
C．電冰箱的外殼 D．超導陶瓷
10．華為麒麟9000S芯片，是國內自主完成制造的，是民族之光！芯片是指含有集成電路的硅片，制造芯片的主要材料是（　?。?br/>A．超導材料 B．半導體材料 C．磁性材料 D．絕緣材料
11、近年來我國不斷加大自主創新力度，許多領域打破了國外技術封鎖，出現了一大批擁有自主知識產權的產品。如圖所示是我國自主研發的手機攝像頭芯片，制造該芯片的主要材料是（　?。?br/>A．超導材料 B．半導體材料 C．納米材料 D．絕緣體材料
12、當導體的溫度降低到足夠低時，它的電阻變為 ，這是超導現象。集成電路中的三極管是利用 （選填“半導體”或“超導體”）材料制成的。
13．2023年8月29日，橫空出世的華為新手機mate60向世界展示了中國高科技企業的集體實力。手機、智能家用電器、軍事領域等都離不開芯片，芯片核心主要是由 （選填“導體”“半導體”或“絕緣體”）材料制成的；最新芯片技術已采用2納米制程，納米是 （選填“長度”“時間”或“質量”）單位；研究發現，鋁在-271.76℃以下時，電阻變成了零，這就是 現象。
答 案
1、【答案】C
【詳解】將水銀冷卻到269℃，出現超導現象，電阻降為0，對電流沒有阻礙作用，提升了水銀的導電性，故ABD不符合題意，C符合題意。
故選C。
2、【答案】A
【詳解】A．超導材料的電阻為零，導電能力強，且不產生熱量，適合作輸電導線，故A符合題意；
BCD．超導材料的電阻為零，工作時不能產生熱量，則不能作燈絲、電熨斗的發熱體、保險絲，故BCD不符合題意。
故選A。
3、【答案】A
【詳解】A．金屬基復合材料具有良好的導電性，不適合制作高壓電纜的絕緣層，故A符合題意；
B．金屬基復合材料具有良好的耐磨性，適合制作汽車的剎車盤，故B不符合題意；
C．金屬基復合材料具有良好的耐高溫性能和耐磨性能，適合制作切割機刀片，故C不符合題意；
D．金屬基復合材料具有耐高溫和耐磨性能等，可制作飛機的機身，故D不符合題意。
故選A。
4、【答案】C
【詳解】
A．該材料絕緣能力強，可以做用電器絕緣外殼，故A不符合題意；
B．廚房吸污“毛巾”對油漬有超快、超高的吸附能力，氣凝膠符合要求，故B不符合題意。
C．打樁用的重錘需要密度較大的材料，這種材料的密度小，不能用來制作重錘，故C符合題意；
D．氣凝膠是一種多孔類似海綿結構的硅元素固體，會場吸音板，氣凝膠符合要求，故D不符合題意。
故選C。
5、【答案】D
【詳解】A．用塑料做炒鍋的手柄是因為塑料的導熱性較差，不燙手，故A不符合題意；
B．用泡沫做表演場景中倒塌的“墻壁”是因為泡沫的密度小，質量輕，故B不符合題意；
C．房屋的門窗用鋁合金制成，是因為鋁合金硬度大，故C不符合題意；
D．厚厚的金片可以敲打成極薄的金箔是利用了金的延展性好，受力時可以延伸為細絲或者展開成薄片而不破裂，故D符合題意。
故選D。
6．【答案】B
【詳解】柔性屏具有可折疊、耐磨、防水、回彈性好等特點，其韌性好，耐磨性好，透光性好，吸水性差，故ACD正確，不符合題意，B錯誤，符合題意。
故選B。
7、【答案】A
【詳解】A．鍋鏟的把手用膠木制成是因為膠木導熱性差，人在接觸時溫度不高，不會對人造成傷害，故A符合題意；
B．因橡膠具有很好的彈性，用它來制造汽車輪胎，可以減輕汽車行駛時的振動與顛簸，使人乘坐舒服，故B不符合題意；
C．玻璃刀刀刃用金剛石，就是利用了硬度大的性質，耐磨，故C不符合題意；
D．壓路機的大鐵輪重一點較好，一般用鋼鐵制成是因為其密度較大，故D不符合題意。
故選A。
8、【答案】C
【詳解】半導體的導電能力介于導體和絕緣體之間，色彩繽紛的LED燈主要是由半導體材料制成的。
故選C。
9、【答案】A
【詳解】硅晶片是由半導體材料制成的，LED燈是由半導體制成的，電線的線芯、電冰箱的外殼為導體，超導陶瓷為超導體，故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
10．【答案】B
【詳解】芯片是指含有集成電路的硅片，制造芯片的主要材料是半導體，故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
11、【答案】B
【詳解】半導體的導電能力介于導體與半導體之間，常見半導體材料有鍺、硅等。半導體材料的導電性能可以受到外部環境的影響而發生變化，這使得它可以被用于制造各種類型的傳感器。手機攝像頭芯片的材料是半導體，故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
12、【答案】 0 半導體
【詳解】[1]當導體的溫度降低到足夠低時，它的電阻變為零，對電流沒有了阻礙作用，這是超導現象。
[2]集成電路中的三極管是利用半導體材料制成的。常見的半導體材料如硅和鍺，被廣泛應用于制造各種電子器件，如二極管、三極管、集成電路等。在一些光電器件中，如太陽能電池，也是利用了半導體的光電轉換特性。
13．【答案】 半導體 長度 超導
【詳解】[1]芯片核心主要是由半導體材料制成的。
[2]納米是長度單位。
[3]鋁在 271.76℃以下時，電阻變成了零，這就是超導現象，超導體的電阻為0。
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