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5.5 点击新材料,第五章 我们周围的物质,纳米材料,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,1 nm=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:D,半导体材料,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,(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,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.,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,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;电线老化的主要原因是电线在输电过程中产生热量,加快了电线的老化.为了较好地解决电线老化问题,我们可以从减少电线在输电过程中热量的产生方面采取一定的措施,比如采用超导体,高压、弱电流输电,采用粗导线等. 答案:见解析,
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