北师大版八年级物理上册课件 2.4 新材料及其应用(共42张PPT)
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级物理上册课件 2.4 新材料及其应用(共42张PPT) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 4.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-10-18 22:50:28 | ||
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文档简介
(共42张PPT)
第二章 物质世界的尺度、质量和密度
四、新材料及其应用
学习目标：
①了解纳米材料、“绿色能源”和记忆合金等新材料在现代科技、工农业生产和日常生活中的应用。
②了解其他新材料的有关应用，培养收集整理信息的能力。
学习重点难点：了解新材料在现代科技、工农业生产和日常生活中的应用。
学习过程：
一、探究新知
学习任务一：了解一些新材料在现代科技、工农业、生产和日常生活中的应用。播放录像，让学生观看一新材料的应用。
讨论交流：了解到哪些新材料的应用，谈谈新材料为人类带来的便利。
归纳总结：新材料广泛应用和未来发展前景。
学习任务二：自学教材，了解纳米材料、“绿色能源”和记忆合金的应用。
阅读教材，回答下列问题：
1、纳米是什么物理量的单位？
2、什么叫纳米材料？
3、举例说明纳米材料有哪些神奇的效果？
4、使用“绿色能源”有什么好处？
5、记忆合金的主要成分是什么？
6、记忆合金有什么独特的物理特性？
思考：还知道有哪些新材料的应用。
二、自我检测
1、“纳米”是 的单位，将某些物质的尺度加工到 nm，他们的 与较大尺度时相比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。
2、下列电池对环境不会造成污染的是（ ）
A、干电池
B、铅蓄电池
C、锂粒子电池
D、硅光电池
3、记忆合金的主要成分是 它独有的物理特性是：当温度达到某一数值时，材料内部的 会发生变化，从而导致 的变化。
4、关于“绿色”能源和记忆合金中，理解正确的是（ ）
A、所谓“绿色”能源是指颜色是脸色的能源，如包装纸是脸色的锂电池等。
B、硅光电池比锂电池更优越绝对无污染。
C、记忆合金是一种有记忆，能记住原来形状的一种特殊金属。
D、一般金属合在一起，能制成记忆合金。
5、我们学习了新材料及其作用，除了纳米材料、“绿色”能源、记忆合金外，写出你还知道的一种新材料的名称。
三、课堂拓展
素材一：认识新材料
素材二：纳米材料
素材三：绿色能源革命
素材四：记忆合金
纳米牙套
纳米汽车
四、小结
本节课学到的知识主要有哪些？知识间存在哪些联系？学习这些知识主要运用了什么方法？
五、课后反思
学习本节课，你的收获是什么？有哪些成功的做法，存在什么样的问题，你准备如何解决？哪些同学的表现值得学习。
作业：通过互联网了解当今世界的高新科技，写一篇《身边的高新技术》，同学之间互相交流，看谁写得好。
第二章 物质世界的尺度、质量和密度
四、新材料及其应用
纳米材料
内容
概念 将某些物质的尺度加工到1~100 nm时，
它们的物理性质或化学性能与较大尺度
时相比，发生了异常的变化，这种材料
就称为纳米材料
内容
纳米
材料
的特
性及
应用
纳米防水材料(右侧)，在充满蒸汽的浴室内依然光亮
纳米防水布
纳米纤维
内容
知识解读 (1)纳米是长度单位；
(2)纳米材料就是采用化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料，其基本单元很小，但它本身不一定小；
(3)纳米技术在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等各个方面被广泛应用
注意：纳米是一个很小的长度单位，但是纳米材料的作用可不小哟！
例1 下列关于纳米材料的说法正确的是( )
A.任何物质的尺度加工到1~100 nm时，它们都是纳米材料
B.某一物质变为纳米材料后，发生了异常的变化，产生了神奇的效果，是因为这一物质已经变成了另一物质
C.普通衣服经过纳米方法处理后，将会不沾水和油，长时间光洁如新
D.陶瓷耐磨损、耐高温，但易碎，用纳米陶瓷粉制成的陶瓷破碎后能自动修复成原样
C
解析：并不是所有物质的尺度加工到1~100 nm时，它们都是纳米材料，只有它们的物理性质或者化学性能与较大尺度相比时，发生了异常的变化，它们才是纳米材料，故A错误;当某一物质成为纳米材料后，它与之前的物质仍是同一物质，故B错误;用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，破碎后不能自动修复成原样，故D错误.
图示 特点 应用
绿
色
能
源 锂离子电池体积小，质量
小，能多次充电，污染小 移动通信、小型摄像机等
硅光电池能够把太阳能直
接转换成电能，效率高，
成本低，完全不污染环境 人造卫星、家庭生活、发电等
氢电池无污染、无噪声、高效率 发电、汽车和航天领域等
绿色能源
“绿色”能源可以分为广义和狭义两种，广义的“绿色”能源包括在能源的生产及其消费过程中，对生产环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤和核能;狭义的“绿色”能源指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能等.
说明：除了我们学习的三种绿色能源之外，现在正在大力发展的风能、潮汐能等都是绿色能源.
例2 下列能源不属于绿色能源的是( )
A.锂离子电池 B.石油
C.太阳能电池 D.氢燃料电池
解析：常见的绿色能源对环境无污染或污染很小，如锂离子电池、太阳能电池、氢燃料电池等，而在使用石油的过程中，会产生大量有害气体而污染环境，因此石油不属于绿色能源.
B
记忆合金
内容
概念 有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长或扭曲，冷
却后可以保持这个形状不变；当再次加热时，它们
又恢复到被拉长或扭曲前的形状，这种合金叫形状
记忆合金
成分 镍和钛
物理特性 当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发
生变化，从而导致外形的变化
内容
应用 航空航天、临床医学领域以及日常生活中
知识解读 （1）记忆合金的主要成分是镍和钛；
（2）与普通合金相比，形状记忆合金具有稳定性高、可实现智能安装等特点；
（3）记忆合金应用于航空航天领域中人造卫星的天线，临床医学领域内人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器和手术缝合线，以及日常生活中弹簧的制作、眼镜架等
例3 科普展览会上有一种神奇的金属花，它的花瓣是用一种特殊的金属片记忆合金制成的，如图2-4-1所示.它具有记忆能力，温度升高它就会绽开，如(填“甲”或“乙”)图，关上灯它又会，如(填“甲”或“乙”)图.
解析：记忆合金温度升高时会发生外形变化，外形变化是这种金属的特性，灯光照射使构成花瓣的特殊金属片温度升高，金属片伸展开，温度降低时金属片闭合.
答案：甲闭合乙
图2-4-1
对新材料的特点认识不清
例4 下列关于新材料的说法正确的是( )
A.记忆合金是一种能记住很多知识的金属
B.纳米材料都很小
C.记忆合金主要用于研究，对生产生活没什么用处
D.我国在纳米材料的研究上具有世界先进水平
D
解析：记忆合金记忆的是形状，而不能记忆知识，A错误；纳米材料就是采用化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料，其基本单元很小，但它本身不一定小，B错误；记忆合金在科学技术领域、生产生活中有重要的应用，C错误；我国在纳米材料的研究上具有世界先进水平，D正确.
错解：A或B或C
注意：记忆合金和纳米材料都属于新材料，它们在生产生活中有重要的应用，既不能把纳米材料理解成很小的材料，也不能把记忆合金当成无用的材料.
题型一 纳米材料
角度a 纳米材料的特点
例5 下列关于纳米材料的叙述正确的是( )
A.很小的材料就是纳米材料
B.纳米材料只是近几年才开始被人们利用的
C.不存在天然形成的纳米材料
D.纳米材料的基本单元小
D
解析：纳米材料就是采用化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料，其基本单元很小，但它本身不一定小.纳米材料在自然界中广泛存在，如蛋白石、陨石碎片、海洋沉积物等中都能见到它的身影.
角度b 纳米材料的应用
例6 (多选)下列说法中利用纳米材料的特殊作用的有( )
A.为了装饰，在墙壁上涂刷漆，漆能吸附在墙上
B.用胶水可以把两张纸糊在一起
C.用纳米陶瓷粉制成的陶瓷不易撞碎，具有一定的韧性
D.下雨天红红的羽绒服不易被水淋湿
解析：为了装饰，在墙壁上涂刷漆，在两张纸之间涂抹胶水，普通油漆和胶水都不是纳米材料，A、B不符合题意；用纳米陶瓷粉制成的陶瓷韧性好，不易碎，C符合题意；纳米防水布可制成防水雨衣，羽绒服面料用纳米材料制成，不易被水淋湿，D符合题意.
CD
题型二 “绿色”能源
例7 (多选)如图2-4-2所示是一种小型风力发电装置，关于这种装置的说法正确的是( )
A.风力发电属于“绿色”能源
B.它与硅光电池一样，把太阳能
直接转化为电能
C.使用风力发电的最大优点是无污染
D.这种小型风力发电没有什么用处
图2-4-2
AC
解析：由题意知，小型风力发电装置把风能转化成电能，风力发电没有污染，它是绿色能源，故A、C正确；该装置发电不是直接把太阳能转化成电能，而是利用风力发电，故B错误；这种小型风力发电装置可以为小型电力设备供电或者给蓄电池充电，在生产与生活中有用处，故D错误.
题型三 记忆合金
例8 利用记忆合金可以制成弹簧，也可以放在热水器的出水阀内，防止热水器中流出高温的热水把人烫伤，你能猜想一下它的工作原理吗？
解析：当热水温度过高，达到记忆合金制成的弹簧的转变温度时，弹簧会自动变长，及时关紧阀门而停止出水，从而避免把人烫伤.
答案：见解析
知识点拨：记忆合金在温度变化时形状发生变化，从本质上讲，它是利用温度进行自动控制的装置.
例9 科学家发现某种合金具有“形状记忆功能”，如果在较低温度时将它弯曲成某一形状，然后加热到较高温度时再弯曲成另一形状，那么当温度降到原来的较低温度时，它会自行恢复到低温时的形状.
图2-4-3
现用它制成如图2-4-3所示装置，在可绕圆心O转动的均匀轻质圆盘上安装一个用形状记忆合金做成的螺旋圈，它们在温度较低时收紧、在温度较高时放松.实验表明：当把该圆盘的下半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时，只要给圆盘一个起始转动的力，圆盘就能克服摩擦和水的阻力连续转动起来.
发挥你的想象力，提出一个巧妙应用形状记忆合金的
设想(参照示例，另举一例).
示例：用形状记忆合金制作一个“保险丝”，安装在电器内易发热物体附近，当温度过高时，记忆合金就恢复到它高温时的形状，断开电路，防止电器过热.
设想：(所提的设想应是制作“保险丝”以外的).
解析：本题是一则开放性的题目，只要根据记忆合金的特点来设计你的设想即可.
答案：(1)如用形状记忆合金制作一个“警示铃”，安装在仓库门口附近，当发生火灾，温度升高时，记忆合金恢复到高温时的形状，接通电路，使电铃响起.(2)用形状记忆合金制作一个“温度自动控制开关”，安装在恒温箱内，当温度升高到一定程度时，记忆合金就恢复到它高温时的形状，断开加热电路，反之，当温度降低到一定程度时，记忆合金就恢复到它低温时的形状，闭合加热电路，从而可以使恒温箱保持一定温度.
(1)记忆合金记忆的是它的形状，它在不同温度下的形状不同，当温度变化时，形状就发生变化.
(2)由于记忆合金具有“记忆”形状的特点，所以常用来制作温度自动控制设备，防止物体变形等.
知识链接
解读中考：本节知识在中考中主要考查的是新材料的特点与应用，一般以填空题、选择题为主，考查点较少，中考命题率较低，题目难度也很小.
考点一 纳米材料
教材第55页“第2段”
与传统材料相比，新材料在强度、刚度、硬度、耐温性、耐磨性、耐蚀性、抗辐照等某一方面或其中多个方面具有优越的性能.
例10 纳米陶瓷是一种高新科技材料，具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透、完全无磁性等特点，下列选项中哪项可以利用纳米陶瓷材料制造( )
A.高压输电线 B.装浓硫酸的容器
C.银行储蓄卡 D.LED发光二极管
解析：由题意知，纳米陶瓷不能导电，不能制造高压输电线和发光二极管，A、D不符合题意；纳米陶瓷耐腐蚀，可以用来制造装浓硫酸的容器，B符合题意；纳米陶瓷完全无磁性，不能制造银行储蓄卡，C不符合题意.
B
例11 阅读资料内容，回答问题.
新型温度计
日本科学家利用碳纳米管研制一种新型的温度计，它可以测量50~500 ℃之间的温度，预计在微观环境中将有广泛地应用前景.日本物质材料研究机构的科学家在英国(自然)杂志上发表报告说，他们在直径为75 nm的碳纳米管里充入金属镓液体，对它加热，然后冷却.结果发现，在50～500 ℃之间，碳纳米管中镓液柱的高度随温度的变化呈现均匀变化，就像普通温度计里的酒精或水银柱的高度变化一样，液柱最长可以达到10 nm.
核心素养
金属镓在温度低于29.78 ℃时是固态，高于2 403 ℃时变成气态，用液态镓作为测温液体，可以测量的范围很大.同时，用于制造碳纳米管的材料是石墨，它在50～500 ℃之间的体积随温度的变化极小，因此碳纳米管本身的直径和长度变化可忽略不计，测量精确度较高.
(1)这种新型温度计是根据什么原理制造的？
(2)你认为新型温度计的量程在什么范围时，其精确度较高？
(3)通过阅读，你觉得制造温度计时，在选择材料上要考虑哪些因素？(至少写出两条)
解析：(1)这种新型温度计是根据碳纳米管中镓液体在50～500 ℃之间液柱的高度随温度呈现均匀变化的原理制成的.(2)在50～500 ℃之间新型温度计的精确度较高；因为在50～500 ℃之间镓液体在碳纳米管中的高度随温度均匀变化，在这种温度下，镓液体和酒精、水银一样热胀冷缩.碳纳米管在这一温度范围内体积变化极小，为提高温度计的精确度提供了保证.(3)制造温度计的材料的体积随温度变化极小；测温液体的体积随温度变化较大；测温液体的体积随温度变化呈现均匀变化；制造温度计的材料在高温下不氧化等.
答案：见解析
第二章 物质世界的尺度、质量和密度
四、新材料及其应用
学习目标：
①了解纳米材料、“绿色能源”和记忆合金等新材料在现代科技、工农业生产和日常生活中的应用。
②了解其他新材料的有关应用，培养收集整理信息的能力。
学习重点难点：了解新材料在现代科技、工农业生产和日常生活中的应用。
学习过程：
一、探究新知
学习任务一：了解一些新材料在现代科技、工农业、生产和日常生活中的应用。播放录像，让学生观看一新材料的应用。
讨论交流：了解到哪些新材料的应用，谈谈新材料为人类带来的便利。
归纳总结：新材料广泛应用和未来发展前景。
学习任务二：自学教材，了解纳米材料、“绿色能源”和记忆合金的应用。
阅读教材，回答下列问题：
1、纳米是什么物理量的单位？
2、什么叫纳米材料？
3、举例说明纳米材料有哪些神奇的效果？
4、使用“绿色能源”有什么好处？
5、记忆合金的主要成分是什么？
6、记忆合金有什么独特的物理特性？
思考：还知道有哪些新材料的应用。
二、自我检测
1、“纳米”是 的单位，将某些物质的尺度加工到 nm，他们的 与较大尺度时相比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。
2、下列电池对环境不会造成污染的是（ ）
A、干电池
B、铅蓄电池
C、锂粒子电池
D、硅光电池
3、记忆合金的主要成分是 它独有的物理特性是：当温度达到某一数值时，材料内部的 会发生变化，从而导致 的变化。
4、关于“绿色”能源和记忆合金中，理解正确的是（ ）
A、所谓“绿色”能源是指颜色是脸色的能源，如包装纸是脸色的锂电池等。
B、硅光电池比锂电池更优越绝对无污染。
C、记忆合金是一种有记忆，能记住原来形状的一种特殊金属。
D、一般金属合在一起，能制成记忆合金。
5、我们学习了新材料及其作用，除了纳米材料、“绿色”能源、记忆合金外，写出你还知道的一种新材料的名称。
三、课堂拓展
素材一：认识新材料
素材二：纳米材料
素材三：绿色能源革命
素材四：记忆合金
纳米牙套
纳米汽车
四、小结
本节课学到的知识主要有哪些？知识间存在哪些联系？学习这些知识主要运用了什么方法？
五、课后反思
学习本节课，你的收获是什么？有哪些成功的做法，存在什么样的问题，你准备如何解决？哪些同学的表现值得学习。
作业：通过互联网了解当今世界的高新科技，写一篇《身边的高新技术》，同学之间互相交流，看谁写得好。
第二章 物质世界的尺度、质量和密度
四、新材料及其应用
纳米材料
内容
概念 将某些物质的尺度加工到1~100 nm时，
它们的物理性质或化学性能与较大尺度
时相比，发生了异常的变化，这种材料
就称为纳米材料
内容
纳米
材料
的特
性及
应用
纳米防水材料(右侧)，在充满蒸汽的浴室内依然光亮
纳米防水布
纳米纤维
内容
知识解读 (1)纳米是长度单位；
(2)纳米材料就是采用化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料，其基本单元很小，但它本身不一定小；
(3)纳米技术在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等各个方面被广泛应用
注意：纳米是一个很小的长度单位，但是纳米材料的作用可不小哟！
例1 下列关于纳米材料的说法正确的是( )
A.任何物质的尺度加工到1~100 nm时，它们都是纳米材料
B.某一物质变为纳米材料后，发生了异常的变化，产生了神奇的效果，是因为这一物质已经变成了另一物质
C.普通衣服经过纳米方法处理后，将会不沾水和油，长时间光洁如新
D.陶瓷耐磨损、耐高温，但易碎，用纳米陶瓷粉制成的陶瓷破碎后能自动修复成原样
C
解析：并不是所有物质的尺度加工到1~100 nm时，它们都是纳米材料，只有它们的物理性质或者化学性能与较大尺度相比时，发生了异常的变化，它们才是纳米材料，故A错误;当某一物质成为纳米材料后，它与之前的物质仍是同一物质，故B错误;用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，破碎后不能自动修复成原样，故D错误.
图示 特点 应用
绿
色
能
源 锂离子电池体积小，质量
小，能多次充电，污染小 移动通信、小型摄像机等
硅光电池能够把太阳能直
接转换成电能，效率高，
成本低，完全不污染环境 人造卫星、家庭生活、发电等
氢电池无污染、无噪声、高效率 发电、汽车和航天领域等
绿色能源
“绿色”能源可以分为广义和狭义两种，广义的“绿色”能源包括在能源的生产及其消费过程中，对生产环境低污染或无污染的能源，如天然气、清洁煤和核能;狭义的“绿色”能源指可再生能源，如水能、生物能、太阳能、风能等.
说明：除了我们学习的三种绿色能源之外，现在正在大力发展的风能、潮汐能等都是绿色能源.
例2 下列能源不属于绿色能源的是( )
A.锂离子电池 B.石油
C.太阳能电池 D.氢燃料电池
解析：常见的绿色能源对环境无污染或污染很小，如锂离子电池、太阳能电池、氢燃料电池等，而在使用石油的过程中，会产生大量有害气体而污染环境，因此石油不属于绿色能源.
B
记忆合金
内容
概念 有些合金在加热时能像弹簧一样被拉长或扭曲，冷
却后可以保持这个形状不变；当再次加热时，它们
又恢复到被拉长或扭曲前的形状，这种合金叫形状
记忆合金
成分 镍和钛
物理特性 当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发
生变化，从而导致外形的变化
内容
应用 航空航天、临床医学领域以及日常生活中
知识解读 （1）记忆合金的主要成分是镍和钛；
（2）与普通合金相比，形状记忆合金具有稳定性高、可实现智能安装等特点；
（3）记忆合金应用于航空航天领域中人造卫星的天线，临床医学领域内人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器和手术缝合线，以及日常生活中弹簧的制作、眼镜架等
例3 科普展览会上有一种神奇的金属花，它的花瓣是用一种特殊的金属片记忆合金制成的，如图2-4-1所示.它具有记忆能力，温度升高它就会绽开，如(填“甲”或“乙”)图，关上灯它又会，如(填“甲”或“乙”)图.
解析：记忆合金温度升高时会发生外形变化，外形变化是这种金属的特性，灯光照射使构成花瓣的特殊金属片温度升高，金属片伸展开，温度降低时金属片闭合.
答案：甲闭合乙
图2-4-1
对新材料的特点认识不清
例4 下列关于新材料的说法正确的是( )
A.记忆合金是一种能记住很多知识的金属
B.纳米材料都很小
C.记忆合金主要用于研究，对生产生活没什么用处
D.我国在纳米材料的研究上具有世界先进水平
D
解析：记忆合金记忆的是形状，而不能记忆知识，A错误；纳米材料就是采用化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料，其基本单元很小，但它本身不一定小，B错误；记忆合金在科学技术领域、生产生活中有重要的应用，C错误；我国在纳米材料的研究上具有世界先进水平，D正确.
错解：A或B或C
注意：记忆合金和纳米材料都属于新材料，它们在生产生活中有重要的应用，既不能把纳米材料理解成很小的材料，也不能把记忆合金当成无用的材料.
题型一 纳米材料
角度a 纳米材料的特点
例5 下列关于纳米材料的叙述正确的是( )
A.很小的材料就是纳米材料
B.纳米材料只是近几年才开始被人们利用的
C.不存在天然形成的纳米材料
D.纳米材料的基本单元小
D
解析：纳米材料就是采用化学、物理甚至生物方法将物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料，其基本单元很小，但它本身不一定小.纳米材料在自然界中广泛存在，如蛋白石、陨石碎片、海洋沉积物等中都能见到它的身影.
角度b 纳米材料的应用
例6 (多选)下列说法中利用纳米材料的特殊作用的有( )
A.为了装饰，在墙壁上涂刷漆，漆能吸附在墙上
B.用胶水可以把两张纸糊在一起
C.用纳米陶瓷粉制成的陶瓷不易撞碎，具有一定的韧性
D.下雨天红红的羽绒服不易被水淋湿
解析：为了装饰，在墙壁上涂刷漆，在两张纸之间涂抹胶水，普通油漆和胶水都不是纳米材料，A、B不符合题意；用纳米陶瓷粉制成的陶瓷韧性好，不易碎，C符合题意；纳米防水布可制成防水雨衣，羽绒服面料用纳米材料制成，不易被水淋湿，D符合题意.
CD
题型二 “绿色”能源
例7 (多选)如图2-4-2所示是一种小型风力发电装置，关于这种装置的说法正确的是( )
A.风力发电属于“绿色”能源
B.它与硅光电池一样，把太阳能
直接转化为电能
C.使用风力发电的最大优点是无污染
D.这种小型风力发电没有什么用处
图2-4-2
AC
解析：由题意知，小型风力发电装置把风能转化成电能，风力发电没有污染，它是绿色能源，故A、C正确；该装置发电不是直接把太阳能转化成电能，而是利用风力发电，故B错误；这种小型风力发电装置可以为小型电力设备供电或者给蓄电池充电，在生产与生活中有用处，故D错误.
题型三 记忆合金
例8 利用记忆合金可以制成弹簧，也可以放在热水器的出水阀内，防止热水器中流出高温的热水把人烫伤，你能猜想一下它的工作原理吗？
解析：当热水温度过高，达到记忆合金制成的弹簧的转变温度时，弹簧会自动变长，及时关紧阀门而停止出水，从而避免把人烫伤.
答案：见解析
知识点拨：记忆合金在温度变化时形状发生变化，从本质上讲，它是利用温度进行自动控制的装置.
例9 科学家发现某种合金具有“形状记忆功能”，如果在较低温度时将它弯曲成某一形状，然后加热到较高温度时再弯曲成另一形状，那么当温度降到原来的较低温度时，它会自行恢复到低温时的形状.
图2-4-3
现用它制成如图2-4-3所示装置，在可绕圆心O转动的均匀轻质圆盘上安装一个用形状记忆合金做成的螺旋圈，它们在温度较低时收紧、在温度较高时放松.实验表明：当把该圆盘的下半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时，只要给圆盘一个起始转动的力，圆盘就能克服摩擦和水的阻力连续转动起来.
发挥你的想象力，提出一个巧妙应用形状记忆合金的
设想(参照示例，另举一例).
示例：用形状记忆合金制作一个“保险丝”，安装在电器内易发热物体附近，当温度过高时，记忆合金就恢复到它高温时的形状，断开电路，防止电器过热.
设想：(所提的设想应是制作“保险丝”以外的).
解析：本题是一则开放性的题目，只要根据记忆合金的特点来设计你的设想即可.
答案：(1)如用形状记忆合金制作一个“警示铃”，安装在仓库门口附近，当发生火灾，温度升高时，记忆合金恢复到高温时的形状，接通电路，使电铃响起.(2)用形状记忆合金制作一个“温度自动控制开关”，安装在恒温箱内，当温度升高到一定程度时，记忆合金就恢复到它高温时的形状，断开加热电路，反之，当温度降低到一定程度时，记忆合金就恢复到它低温时的形状，闭合加热电路，从而可以使恒温箱保持一定温度.
(1)记忆合金记忆的是它的形状，它在不同温度下的形状不同，当温度变化时，形状就发生变化.
(2)由于记忆合金具有“记忆”形状的特点，所以常用来制作温度自动控制设备，防止物体变形等.
知识链接
解读中考：本节知识在中考中主要考查的是新材料的特点与应用，一般以填空题、选择题为主，考查点较少，中考命题率较低，题目难度也很小.
考点一 纳米材料
教材第55页“第2段”
与传统材料相比，新材料在强度、刚度、硬度、耐温性、耐磨性、耐蚀性、抗辐照等某一方面或其中多个方面具有优越的性能.
例10 纳米陶瓷是一种高新科技材料，具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透、完全无磁性等特点，下列选项中哪项可以利用纳米陶瓷材料制造( )
A.高压输电线 B.装浓硫酸的容器
C.银行储蓄卡 D.LED发光二极管
解析：由题意知，纳米陶瓷不能导电，不能制造高压输电线和发光二极管，A、D不符合题意；纳米陶瓷耐腐蚀，可以用来制造装浓硫酸的容器，B符合题意；纳米陶瓷完全无磁性，不能制造银行储蓄卡，C不符合题意.
B
例11 阅读资料内容，回答问题.
新型温度计
日本科学家利用碳纳米管研制一种新型的温度计，它可以测量50~500 ℃之间的温度，预计在微观环境中将有广泛地应用前景.日本物质材料研究机构的科学家在英国(自然)杂志上发表报告说，他们在直径为75 nm的碳纳米管里充入金属镓液体，对它加热，然后冷却.结果发现，在50～500 ℃之间，碳纳米管中镓液柱的高度随温度的变化呈现均匀变化，就像普通温度计里的酒精或水银柱的高度变化一样，液柱最长可以达到10 nm.
核心素养
金属镓在温度低于29.78 ℃时是固态，高于2 403 ℃时变成气态，用液态镓作为测温液体，可以测量的范围很大.同时，用于制造碳纳米管的材料是石墨，它在50～500 ℃之间的体积随温度的变化极小，因此碳纳米管本身的直径和长度变化可忽略不计，测量精确度较高.
(1)这种新型温度计是根据什么原理制造的？
(2)你认为新型温度计的量程在什么范围时，其精确度较高？
(3)通过阅读，你觉得制造温度计时，在选择材料上要考虑哪些因素？(至少写出两条)
解析：(1)这种新型温度计是根据碳纳米管中镓液体在50～500 ℃之间液柱的高度随温度呈现均匀变化的原理制成的.(2)在50～500 ℃之间新型温度计的精确度较高；因为在50～500 ℃之间镓液体在碳纳米管中的高度随温度均匀变化，在这种温度下，镓液体和酒精、水银一样热胀冷缩.碳纳米管在这一温度范围内体积变化极小，为提高温度计的精确度提供了保证.(3)制造温度计的材料的体积随温度变化极小；测温液体的体积随温度变化较大；测温液体的体积随温度变化呈现均匀变化；制造温度计的材料在高温下不氧化等.
答案：见解析