(共28张PPT)
5.5 新材料及其应用
沪粤版八年级上册
教学目标
1、了解什么是纳米材料、超导材料、半导体材料
2、了解新材料的应用
新知导入
生活中各种新材料层出不穷，它们越来越多地进入我们的学习、工作和生活的方方面面，并正在改变我们的生活方式，提高我们的生活质量，促进社会的进步和发展。下面，我们点击几种新材料，初步认识它们。
新知讲解
一、纳米材料
１、纳米定义：纳米是长度单位,１nm＝10-9 m 即:十亿分之一米
２、特点：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．
应用：
纳米陶瓷材料可在室温下任意弯曲；
碳纳米管的强度是钢的上百倍；
纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高十倍以上；
新知讲解
中国书法与绘画的“文房四宝”中的墨就是纳米材料。当我们让桐油或松油不完全燃烧，并将黑烟生成的大量超微粒炭收集起来，便可以制成墨。 墨的黑色是因为它主要吸收光或有些电磁波的能量，而反射率非常低。
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通过 一般材料的扩散速度大几千倍。
新知讲解
二、半导体材料
1、半导体:介于导体和绝缘体之间的物体
锗、硅、砷化镓等都是半导体材料
用半导体材料制成的晶体二极管具有单向导电的特性，即只允许电流从一个方向通过，不允许电流 反方向通过。
2、半导体二极管的单向导电性
新知讲解
新知讲解
3、半导体的应用
半导体应用广泛：小到电子表、收录机、数码照相机、电视机、电脑CPU﹑电子线路板﹑收录机；大到汽车、火车、飞机、宇宙飞船 、飞机、 轮船﹑机器人。
线路板
新知讲解
三、超导材料
2、超导体：当温度降到一定时，材料的电阻变为零的特性称为称为超导具有这种性质的物质性超导体。
1、超导材料：物质在超低温下失去电阻的性质，称为超导材料。
新知讲解
3、超导材料的应用
（1）利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。
（2）超导磁悬浮列车：
用超导实现交通工具的无摩擦运行。
课堂练习
1、如图所示某电热水壶，关于各部件材料选择时所依据的主要属性关系正确的是（ ）
A．塑料底座——密度小
B．金属壶身——延展性好
C．塑料提把——绝热性好
D．玻璃刻度盘——硬度高
C
课堂练习
2、科技的自立自强是国家发展的战略支撑，中国芯片正在崛起。芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（ ）
A．纳米材料
B．半导体材料
C．超导材料
D．绝缘体材料
B
课堂练习
3、2023年，大连全面升级改建星海灯光秀，建成后几十万颗单点可控的LED数码灯将灯光与喷泉的音乐系统完美结合，营造出流光溢彩、璀璨浪漫的美丽景象。色彩缤纷的LED灯主要是由什么材料制成的（ ）
A．半导体
B．导体
C．超导
D．绝缘体
A
课堂练习
4、2023年8月29日，搭载某款芯片的新型手机发布。此芯片有自主知识产权，彰显了我国科技实力的再度崛起，为我国整个科技产业注入了信心和动力。根据所学物理知识可知，制造芯片的主要材料是（ ）
A．导体
B．半导体
C．纳米材料
D．超导体
B
课堂练习
5、全球首款支持卫星通话的华为智能手机于2023年9月上市，华为麒麟9000S系列5G芯片惊艳全球！据了解，使用该手机的用户，即使在没有地面网络信号的情况下，也可以拨打、接听卫星电话，芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（ ）
A．半导体
B．超导体
C．导体
D．绝缘体
A
课堂练习
6、目前智能手机芯片的体积逐渐微型化，如图为国产“麒麟9000芯片”，芯片只有人的指甲盖大小，却集成了153亿个晶体管在其内部，这主要得益于以下哪种材料的应用（ ）
A．金属材料
B．纳米材料
C．半导体材料
D．超导材料
B
课堂练习
7．下列有关材料的说法错误的是（ ）
A．家庭电路中保险丝的导电性比导线好
B．LED灯中的发光二极管是用半导体材料做成的
C．撑杆跳高时使用的撑杆具有强度高、弹性好的特点
D．密度非常小、隔热性非常好的气凝胶可以用来做航天服
A
课堂练习
8、半导体材料，其导电能力比铜、铁等金属的要________（选填“强”或“弱”）。如果能制造出常温下的超导体，它可以在下列哪种情境中得到应用 __________（选填序号：A．用作电吹风的电热丝；B．用作白炽灯的灯丝；C．用作电动机线圈），常见的LED灯就是利用_______材料制成的。
弱
C
半导体
课堂练习
9、清华大学教授冯冠平与他的团队研制出石墨烯防雾护目镜，在护目镜上加一层石墨烯材料，并用锂电池通电，使护目镜保持与体温一致的温度，解决了起雾问题。该镜利用了石墨烯具有哪两种的物理属性（ ）
A．熔点高与延展性好
B．硬度大与弹性好
C．导电性好与导热性差
D．导电性好与透光性良好
D
课堂练习
10．各种新材料正在提高我们的生活品质，坚硬的纳米材料—石墨烯，就是其中的一种，石墨烯是人类已知强度最高的物质，它几乎是完全透明的，并有着出色的导电性和导热性，许多方面可以用来替代硅材料。下列物体中不适合使用石墨烯制作的是（ ）
A．隔热手套 B．防弹衣
C．电脑元件 D．太阳能电池
A
课堂练习
11、碳纤维外形纤维状，很柔软，具有耐高温、抗摩擦、导热、耐腐蚀、易导电等特性，其密度是钢的四分之一，强度是钢的十倍，它不适合用于制作（ ）
A．羽毛球拍的拍框
B．航空飞行器部件
C．大型游轮的外壳
D．压路机用的碾子
D
课堂练习
12．科学家研发出一种钻石玻璃，能完全折叠，可以用来制造超轻、超薄、超硬的手机屏幕，还具有防水和防油功能，同时能保持散热，让手机保持较低的温度。关于这种材料，下列说法错误的是（ ）
A．钻石玻璃超轻，说明其密度较小
B．钻石玻璃超硬，说明其弹性较好
C．钻石玻璃让手机保持较低的温度，
说明其导热性好
D．钻石玻璃能制成手机屏幕，说明
其透光性较好
B
课堂练习
A
13、我国首次发现的镍氧化物超导体，可能会为电能无损耗输送带来新的突破，这主要是利用超导体的哪种特点（ ）
A．零电阻
B．弹性大
C．导热性强
D．比热容大
课堂总结
1、纳米定义：纳米是长度单位,１nm＝10-9 m 即:十亿分之一米
２、特点：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．
一、纳米材料
二、半导体材料
1、半导体:介于导体和绝缘体之间的物体
锗、硅、砷化镓等都是半导体材料
2、半导体二极管的单向导电性
三、超导材料
超导材料：物质在超低温下失去电阻的性质，称为超导材料。
板书设计
1、纳米定义：纳米是长度单位,１nm＝10-9 m 即:十亿分之一米
２、特点：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．
一、纳米材料
二、半导体材料
1、半导体:介于导体和绝缘体之间的物体
锗、硅、砷化镓等都是半导体材料
2、半导体二极管的单向导电性
三、超导材料
超导材料：物质在超低温下失去电阻的性质，称为超导材料。
作业布置
沪粤版八年级上册第144页自我评价与作业第1、2、3题
谢谢
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5.5 新材料及其应用
1、荷兰科学家昂内斯于1911年发现超导现象，他将水银冷却到269℃，发现突然提升了水银的（ ）
A．弹性 B．硬度 C．导电性 D．导热性
2、超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质，应用领域非常广泛。常温下的超导体最适合制作（ ）
A．高压输电线 B．白炽灯的灯丝
C．电熨斗发热体 D．家用保险丝
3、金属基复合材料是一种新型材料，具有良好的导热性、导电性、耐高温、耐磨和耐腐蚀、可加工等特点。下列物体不适合使用金属基复合材料制作的是（ ）
A．高压电缆绝缘层 B．汽车的刹车盘
C．切割机刀片 D．飞机的机身
4、气凝胶是一种多孔类似海绵结构的硅元素固体，如图所示，具有高效吸音效果，对油渍有超快，超高的吸附能力。这种新材料的密度仅为3mg/cm3，它看似脆弱不堪，其实非常坚固，能承受1400℃的高温，且具有隔热性好、绝缘能力强等特点。这种材料不适合用来制造（ ）
A．用电器绝缘外壳 B．厨房吸污“毛巾”
C．打桩用的重锤 D．会场吸音板
5、以下事例与所利用物质的物理属性相符的是（ ）
A．用塑料做炒锅的手柄是因为导热性好
B．用泡沫做表演场景中倒塌的“墙壁”是因为弹性好
C．房屋的门窗用铝合金制成，是因为铝合金的导电性好
D．厚厚的金片可以敲打成极薄的金箔是利用了金的延展性好
6．如图是华为折叠屏手机MateX5， 它采用柔性OLED 外屏和可折叠柔性内屏，双屏展现，具有可折叠、耐磨、防水、回弹性好等特点。以下关于柔性屏的物理属性中描述错误的是（ ）
A．韧性好 B．吸水性好 C．耐磨性好 D．透光性好
7、下列实例与所利用的物质的物理属性不相符的是（ ）
A．锅铲的把手用胶木制成是因为胶木有良好的导热性
B．用橡胶做轮胎是利用了橡胶的弹性好
C．划玻璃的刀刃用金刚石制成是因为金刚石的硬度大
D．压路机的大铁轮一般用钢铁制成是因为其密度较大
8、为了装点城市夜景安装的LED灯主要是由什么材料制成的（ ）
A．绝缘体 B．导体 C．半导体 D．超导体
9、如图所示是制造芯片所用的硅晶片，也叫晶圆，其原始材料是纯度极高的硅。制造下列物品的主要材料与晶圆属于同种类型的是（ ）
A．LED灯 B．电线的线芯
C．电冰箱的外壳 D．超导陶瓷
10．华为麒麟9000S芯片，是国内自主完成制造的，是民族之光！芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是（ ）
A．超导材料 B．半导体材料 C．磁性材料 D．绝缘材料
11、近年来我国不断加大自主创新力度，许多领域打破了国外技术封锁，出现了一大批拥有自主知识产权的产品。如图所示是我国自主研发的手机摄像头芯片，制造该芯片的主要材料是（ ）
A．超导材料 B．半导体材料 C．纳米材料 D．绝缘体材料
12、当导体的温度降低到足够低时，它的电阻变为 ，这是超导现象。集成电路中的三极管是利用 （选填“半导体”或“超导体”）材料制成的。
13．2023年8月29日，横空出世的华为新手机mate60向世界展示了中国高科技企业的集体实力。手机、智能家用电器、军事领域等都离不开芯片，芯片核心主要是由 （选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）材料制成的；最新芯片技术已采用2纳米制程，纳米是 （选填“长度”“时间”或“质量”）单位；研究发现，铝在-271.76℃以下时，电阻变成了零，这就是 现象。
答 案
1、【答案】C
【详解】将水银冷却到269℃，出现超导现象，电阻降为0，对电流没有阻碍作用，提升了水银的导电性，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2、【答案】A
【详解】A．超导材料的电阻为零，导电能力强，且不产生热量，适合作输电导线，故A符合题意；
BCD．超导材料的电阻为零，工作时不能产生热量，则不能作灯丝、电熨斗的发热体、保险丝，故BCD不符合题意。
故选A。
3、【答案】A
【详解】A．金属基复合材料具有良好的导电性，不适合制作高压电缆的绝缘层，故A符合题意；
B．金属基复合材料具有良好的耐磨性，适合制作汽车的刹车盘，故B不符合题意；
C．金属基复合材料具有良好的耐高温性能和耐磨性能，适合制作切割机刀片，故C不符合题意；
D．金属基复合材料具有耐高温和耐磨性能等，可制作飞机的机身，故D不符合题意。
故选A。
4、【答案】C
【详解】
A．该材料绝缘能力强，可以做用电器绝缘外壳，故A不符合题意；
B．厨房吸污“毛巾”对油渍有超快、超高的吸附能力，气凝胶符合要求，故B不符合题意。
C．打桩用的重锤需要密度较大的材料，这种材料的密度小，不能用来制作重锤，故C符合题意；
D．气凝胶是一种多孔类似海绵结构的硅元素固体，会场吸音板，气凝胶符合要求，故D不符合题意。
故选C。
5、【答案】D
【详解】A．用塑料做炒锅的手柄是因为塑料的导热性较差，不烫手，故A不符合题意；
B．用泡沫做表演场景中倒塌的“墙壁”是因为泡沫的密度小，质量轻，故B不符合题意；
C．房屋的门窗用铝合金制成，是因为铝合金硬度大，故C不符合题意；
D．厚厚的金片可以敲打成极薄的金箔是利用了金的延展性好，受力时可以延伸为细丝或者展开成薄片而不破裂，故D符合题意。
故选D。
6．【答案】B
【详解】柔性屏具有可折叠、耐磨、防水、回弹性好等特点，其韧性好，耐磨性好，透光性好，吸水性差，故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。
故选B。
7、【答案】A
【详解】A．锅铲的把手用胶木制成是因为胶木导热性差，人在接触时温度不高，不会对人造成伤害，故A符合题意；
B．因橡胶具有很好的弹性，用它来制造汽车轮胎，可以减轻汽车行驶时的振动与颠簸，使人乘坐舒服，故B不符合题意；
C．玻璃刀刀刃用金刚石，就是利用了硬度大的性质，耐磨，故C不符合题意；
D．压路机的大铁轮重一点较好，一般用钢铁制成是因为其密度较大，故D不符合题意。
故选A。
8、【答案】C
【详解】半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，色彩缤纷的LED灯主要是由半导体材料制成的。
故选C。
9、【答案】A
【详解】硅晶片是由半导体材料制成的，LED灯是由半导体制成的，电线的线芯、电冰箱的外壳为导体，超导陶瓷为超导体，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．【答案】B
【详解】芯片是指含有集成电路的硅片，制造芯片的主要材料是半导体，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
11、【答案】B
【详解】半导体的导电能力介于导体与半导体之间，常见半导体材料有锗、硅等。半导体材料的导电性能可以受到外部环境的影响而发生变化，这使得它可以被用于制造各种类型的传感器。手机摄像头芯片的材料是半导体，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
12、【答案】 0 半导体
【详解】[1]当导体的温度降低到足够低时，它的电阻变为零，对电流没有了阻碍作用，这是超导现象。
[2]集成电路中的三极管是利用半导体材料制成的。常见的半导体材料如硅和锗，被广泛应用于制造各种电子器件，如二极管、三极管、集成电路等。在一些光电器件中，如太阳能电池，也是利用了半导体的光电转换特性。
13．【答案】 半导体 长度 超导
【详解】[1]芯片核心主要是由半导体材料制成的。
[2]纳米是长度单位。
[3]铝在 271.76℃以下时，电阻变成了零，这就是超导现象，超导体的电阻为0。
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