第二十章第三节　材料的开发和利用—2020秋九年级沪科版物理全册导学课件（11张）

第二十章　能源、材料与社会
第三节　材料的开发和利用
【导学园地】
Ⅰ.材料的发展及应用是人类社会文明和进步的重要里程碑。
Ⅱ.半导体二极管仅允许电流从其正极流入,所以其具有单向导电性。
Ⅲ.超导材料的电阻突然降为零的温度称为临界温度,不同的材料临界温度不同。物质的温度低于临界温度时具有超导性,高于临界温度时失去超导性。
【知识梳理】
一、材料与社会Ⅰ
材料的发展为科学技术的发展提供了　 　　　,科学技术也为新材料的发现提供了保障,材料的发展促进了科学技术的发展,即促进了社会生产力的提高。?
二、材料的导电性Ⅱ
1.材料的导电性是由材料内部自由电荷的运动状况决定的。根据导电性的不同,材料可分为导体、半导体和　　　　三大类。?
2.用半导体材料制造的半导体二极管、　　　　　及集成电路等均属半导体元件。?
三、开发新材料Ⅲ
1.超导材料:超导材料是一种　　　　为零的材料。?
2.超导材料的特性:(1)电阻为零;(2)　　　　磁浮。?
3.纳米材料:指基本单元大小限制在　　　　　 范围内的材料。这大约相当于
10~1 000个原子紧密排列在一起的长度。?
物质基础
绝缘体
三极管
电阻
超导
3.1~100 nm
知识点一:材料与社会
【典题1】现有六种物品:铜条、玻璃丝、铅笔芯、水银、塑料棒、陶瓷片,小明将它们分成两类,如下表所示,小明是按物质的哪种物理属性对它们进行分类的(　　)
A.密度
B.磁性
C.硬度
D.导电性
D
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}第一类
第二类
铜条　铅笔芯　水银
玻璃丝　塑料棒　陶瓷片
【变式1-1】物质的物理属性有许多种,制作下列物品利用了物质导电性的是( 　)
A.用水银制作的温度计
B.用钢丝制作的弹簧
C.用铜丝制作的导线
D.用铝合金制作的门窗
【变式1-2】利用橡胶来制作汽车轮胎,可以减轻汽车行驶时的震动与颠簸。这是因为橡胶具有(　 )
A.较好的导热性
B.较好的弹性
C.较大的密度
D.较大的硬度
C
B
知识点二:材料的导电性
【典题2】如图所示为一种按钮开关的构造截面图,图中C是按钮,D是外壳,A、B各有接线柱与电路相连接,其中(　　)
A.A、B是导体,C、D是绝缘体
B.A、B、C是导体,D是绝缘体
C.C、D是导体,A、B是绝缘体
D.A、B、D是导体,C是绝缘体
【变式2-1】下列关于半导体的说法中正确的是(　 )
A.常温下的半导体的电阻为零
B.半导体广泛应用于各种电子设备
C.半导体就是超导体
D.任何情况下半导体都是不导电的
A
B
知识点三:开发新材料
【典题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　　　　　(选填“升高”或“降低”)到一定值时,才出现超导现象。
【变式3-1】以下对超导材料的理解中正确的是(　 )
A.所有金属导体都是超导体
B.到目前为止,物理学家通过现有技术只能使部分导体在一定条件下实现超导
C.发生超导现象时,导体的电阻无穷大
D.超导材料在现实生活中已有广泛应用
【变式3-2】纳米材料所特有的性能及应用是(　 )
①大大提高材料的强度和硬度　②降低烧结温度③提高材料的磁性　
④能制作高贮存密度的量子磁盘　⑤纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞
A.① B.①② C.①②③⑤ D.①②③④⑤
电阻
降低
B
D
【基础巩固练】
1.在生产和生活中,人们常以密度作为所选材料的主要考虑因素,如:用密度较小的铝合金作为飞机外壳的主要材料等。下面属于主要从密度的角度考虑选材的是(　 )
A.用塑料做电源插座的外壳
B.用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”
C.用水作为汽车发动机的冷却液
D.用橡胶做汽车轮胎
2.(2019苏州中考)中科院苏州纳米所的科研人员近期研制出一种超级保温材料,实验测试显示,在-60 ℃环境中,其保温能力是棉纤维的2.8倍,这体现了该材料(　　)
A导热性差 B.导电性好
C.硬度大 D.密度大
B
A
3.下列说法中正确的是(　 )
A.二极管是用半导体材料制成的
B.光盘是用磁性材料制成的
C.建筑物上的避雷针是用绝缘材料制成的
D.在橡皮泥上能留下漂亮的指印,说明橡皮泥具有弹性
4.超导体若能应用到社会生活中,会给人类带来很大的好处。各国科学家一直在努力寻找能够在室温下工作的超导材料,假如科学家已研制出室温下的超导材料。你认为它可作下列哪种用途(　 )?
A.电炉中的电阻丝 B.白炽灯泡的灯丝
C.保险丝 D.远距离输电线
5.(2019连云港中考)中国科学技术大学俞书宏教授团队开发了一系列仿生人工木材,该木材具有轻质、高强、耐腐蚀和隔热防火等优点。关于该木材的属性,下列说法错误的是(　　)
A.导热性差 B.硬度大 C.耐腐蚀性好 D.密度大
A
D
D
6.就导电性能来说,金属的导电性能一般比非金属　　　　(选填“强”或“弱”);有些元素如硅、锗等的导电性能介于金属和非金属之间,常称作　　　　。?
7.我国对纳米技术的研究具有世界先进水平,纳米实际上是　　　　单位;如图是许多同学正在使用的“小手电”,它不用白炽小灯泡发光,而采用由半导体材料制成的具有单向导电特性的元件,这种元件的名称叫　　　　　 　　;现代城市更加注重环保,常在主要街道设置噪声等级监测装置,当有汽车经过时,这种装置显示的数值将
　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。?
强
半导体
长度
发光二极管(或二极管)
变大
【核心素养练】
8.实验探究:材料的硬度。实验材料:泥块、塑料、铝片。实验装置
如图所示,将被测材料置于一个空心竖直管的底部,从管的顶部释放
一钢钉,钢钉作用在该材料上会产生一个凹痕,从凹痕的大小和深度
可以判定材料的硬度。请完成下面的问题:
(1)硬度是描述材料　　　 　的物理量,它属于材料的　　　　性质。?
(2)实验中要让钢钉从竖直管的　　　　高度落下,这样做是为了
　 。?
(3)钢钉落下时铝片凹痕最小、最浅;塑料凹痕较大、较深;泥块凹痕最大、最深。从实验材料上凹痕的大小和深度可以判定出材料的硬度,按硬度从大到小排序为
　 。?
坚硬程度
物理
相同
使钢钉开始下落时具有相同的重力势能
铝片>塑料>泥块(还要视湿度而定)