5.5點擊新材料第五章我們周圍物質(zhì)1/36納米材料內(nèi)容納米納米是長度單位，1nm=m納米技術當材料微粒小到納米尺寸時，材料性能就會發(fā)生顯著改變.納米技術是以0.1～100nm范圍為研究對象前沿科學納米材料納米材料指制成材料基本單元大小限制在1～100nm材料，它大約相當于10～100個分子緊密排列在一起尺度2/36內(nèi)容性能物質(zhì)抵達納米顆粒時，它理化性質(zhì)都有所改變，含有一些奇異和反常性質(zhì)，如塊狀金子熔點是1064℃，而制成納米超細顆粒后，熔點只有330℃；銅到了納米級就不再導電；絕緣二氧化硅在20nm時卻開始導電；等等3/36內(nèi)容應用（1）納米陶瓷材料可在室溫下任意彎曲.（2）納米碳管強度是鋼100倍；納米磁性材料磁統(tǒng)計密度比普通磁性材料高10倍以上.（3）納米復合材料對光反射率低，能吸收電磁波，可用作隱形飛機涂層.（4）氣體經(jīng)過納米材料擴散速度比普通材料擴散速度大幾千倍4/36例1以下關于納米材料說法中正確是（）A.很小材料就是納米材料B.納米材料就是一個叫“納米”物質(zhì)做成材料C.納米材料是近幾年才開始被人們利用，不存在天然納米材料D.納米材料基本單元很小5/36解析：納米是長度單位，1nm=1×m，當材料微粒小到納米尺寸時，材料性能會發(fā)生顯著改變，在力、熱、磁等方面表現(xiàn)出許多特殊性能，如能夠大大提升材料強度和硬度，降低燒結溫度，提升材料磁性.納米材料是采取化學、物理甚至生物方法將物質(zhì)變成納米級細微顆粒后形成材料，它基本單元很小，但它本身不一定小.答案：D6/36半導體材料內(nèi)容半導體定義導電性能介于導體和絕緣體之間材料稱為半導體元素組成鍺、硅、砷化鎵等特點單向?qū)щ娦浴⒎糯箅娦盘栍猛居冒雽w可制成二極管,可制成收音機、錄音機、電視機、電腦部件，可制造光敏元件、熱敏元件、壓敏元件7/36內(nèi)容分類（1）元素半導體有鍺、硅、硒、硼、碲、銻等；（2）化合物半導體，主要有砷化鎵、磷化銦、碳化硅及硫化鎘等；（3）無定形半導體材料：用作半導體玻璃是一個非晶體無定形半導體材料，分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃兩種；（4）有機半導體材料：已知有機半導體材料有幾十種，包含萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，當前還未得到應用8/36內(nèi)容知識解讀（1）用半導體制成二極管含有單向?qū)щ妼傩裕此辉试S電流從一個方向經(jīng)過，不允許電流從反方向經(jīng)過；（2）二極管正向電阻和反向電阻相差很大，當反向電壓超出一定值時，二極管會被擊穿9/36例2以下關于半導體說法中正確是（）A.常溫下半導體電阻為零B.半導體廣泛應用于各種電子設備中C.半導體就是超導體D.任何情況下半導體都是不導電解析：導電性能介于導體和絕緣體之間材料稱為半導體，由此可知A、C、D選項說法錯誤；半導體含有一些特殊物理性質(zhì)，用半導體材料制造二極管、三極管和集成電路等廣泛應用于各種電子設備中，故B選項說法正確.答案：B10/36超導材料內(nèi)容超導性當溫度降低到一定程度時，導體電阻會突然靠近于零，我們把低溫下材料電阻為零特征稱為超導性超導材料含有超導性材料就是超導材料.有許多金屬在低溫下都會表現(xiàn)出超導性，此時它們都可作為超導材料.超導材料是一個電阻為零材料11/36內(nèi)容性能零電阻，電流經(jīng)過時不產(chǎn)生熱量，能夠產(chǎn)生強磁場和超導磁懸出現(xiàn)象應用主要應用于遠距離大功率輸電、制造超級計算機和超導磁懸浮列車等.超導體因為其電阻為零，能夠節(jié)約能源來實現(xiàn)交通工具無摩擦運行12/36（1）有些材料能強烈地吸收電磁波，稱為隱形材料.（2）隱形材料應用：隱形材料用于飛機、坦克等軍事裝備上，涂有隱形材料物體能將雷達發(fā)射出電磁波大部分吸收掉，反射回去卻極少，使雷達變成“睜眼瞎”.13/36例3超導材料是一個_____為零材料.所以，人們想到用它來實現(xiàn)既能遠距離輸送極大電流，又不會因為導線存在電阻而損失電能.但當前還沒有研制成常溫下超導材料，因為普通物質(zhì)都是當其溫度_____（填“升高”或“降低”）到一定值時，才出現(xiàn)超導現(xiàn)象.解析：超導材料在低溫下表現(xiàn)出超導性，也就是電阻在低溫下會變?yōu)榱悖贸瑢Р牧夏軌驅(qū)崿F(xiàn)大功率輸電，而不會在電路上損耗電能.普通物質(zhì)都是當其溫度降低到一定值時，才會表現(xiàn)出超導性，而成為超導材料.降低電阻14/36不能正確區(qū)分超導體和半導體例4關于超導材料和半導體材料，以下說法中正確是（）A.在一定溫度條件下，半導體材料電阻為零B.超導材料就是最先進半導體材料C.超導材料在一定溫度條件下輸電，在線路上沒有電能損耗D.半導體材料應用當前還在試驗中解析：超導材料在一定溫度條件下輸電，因為沒有電阻，電流在經(jīng)過電路時不會產(chǎn)生熱量而沒有電能損耗.故選C.答案：C15/36錯解：A或B或D注意：錯選A是誤認為半導體材料在一定溫度條件下，電阻為零.錯選B是沒搞清超導材料和半導體材料定義，超導材料是當溫度降低到一定值時，導體電阻會突然變?yōu)榱悖羞@種特征材料；半導體材料是導電性能介于導體和絕緣體之間材料.錯選D是不清楚半導體材料已經(jīng)在電、光、聲、熱等領域廣泛應用.16/36題型一半導體特征及其應用例5（湖南株洲中考）年諾貝爾物理學獎頒給了創(chuàng)造藍色二極管三位科學家，他們這項創(chuàng)造實現(xiàn)了利用二極管展現(xiàn)白光，且發(fā)光效率高.LED燈（即發(fā)光二極管）不含有特點是（）A.亮度高B.能耗低C.壽命長D.發(fā)燒多17/36解析：發(fā)光二極管是由半導體材料制成，可將電能轉化為光能，而且二極管含有單向?qū)щ娦裕籐ED燈發(fā)出“健康光線”原因是光線中不含紫外線和紅外線，直流驅(qū)動，無頻閃；LED燈發(fā)燒少，90%電能轉化為可見光，是一個高效、環(huán)境保護光源，其特點是無輻射、亮度高、能耗低、壽命長，不含有特點是發(fā)燒多.答案：D18/36題型二新材料使用例6以下關于新材料、新技術及其應用說法正確是（）A.計算機CPU不需要半導體材料B.“神舟八號”飛船外表面涂有一層隱形材料C.納米技術是納米尺度內(nèi)科學技術，納米材料含有一些特殊性能D.超導體主要應用于電飯鍋和熱水器上19/36解析：當代計算機中（CPU元器件）集成了成千上萬個半導體元件，故A不符合題意；“神舟八號”飛船外表面涂有一層特殊材料在高溫下熔化和汽化吸熱，故B不符合題意；納米材料除了基本單元小以外，在力、聲、光、電、磁等方面表現(xiàn)出特殊性能，故C符合題意；超導體電阻為零，電飯鍋和熱水器是利用電流熱效應工作，假如導體電阻為零，則電飯鍋和熱水器不能工作，故D不符合題意.故選C.答案：C20/36題型三形狀記憶合金例7用形狀記憶合金彈簧，可打通被血栓堵塞冠狀動脈.使用時，先將形狀記憶合金彈簧，插入內(nèi)充冷水導管里，用導管將它送入冠狀動脈血栓中，因為體內(nèi)熱量使形狀記憶合金彈簧，恢復，可將血栓撐開，打通冠狀動脈.解析：記憶合金特點是其形狀隨溫度改變而改變.考慮到人體內(nèi)溫度較高，會使記憶合金形狀發(fā)生改變，因而能夠先將記憶合金彈簧拉直，當它順利抵達血栓處后因為溫度升高，彈簧恢復原狀，從而把血栓撐開.答案：拉直升溫原狀21/36例8閱讀下面短文，回答后面問題.半導體制冷半導體材料有P型半導體和N型半導體兩種，除了能夠應用于各種電子元器件外，還能夠用作制冷材料.如圖5-5-1所表示是一個半導體制冷單元原理圖，P型半導體和N型半導體上端和銅片A連接，下端分別與銅片B連接后接到直流電源兩端，此時電路中電流方向是從N型半導體經(jīng)銅片A流向P型半導體，銅片A會從空氣吸收熱量，銅片B會向空氣放出熱量；反之，改變直流電源正負極方向，使電流22/36方向從P型半導體經(jīng)銅片A流向N型半導體，這時銅片A會向空氣放出熱量，銅片B會從空氣吸收熱量.因為一個制冷單元制冷量小，為了滿足實際需要，需要多個制冷單元同時工作.圖5-5-123/36（1）如圖5-5-1所表示，若要使一個電冰箱箱內(nèi)溫度下降，銅片A應置于電冰箱_____，銅片B置于電冰箱_____.（均填“箱內(nèi)”或“箱外”）（2）若將圖中電源換成交流電源，此時電冰箱能否正常制冷？答：_____.（3）若將圖中電源正負極交換，其它條件不變，則銅片B表面空氣溫度將_____（填“升高”“不變”或“降低”）.降低箱內(nèi)箱外不能24/36解析：（1）由短文提供信息可知，①電路電流方向是從N型半導體經(jīng)銅片A流向P型半導體，銅片A會從空氣吸收熱量，應置于冰箱箱內(nèi)，從冰箱內(nèi)吸收熱量，使電冰箱箱內(nèi)溫度下降；銅片B會向空氣放出熱量，應置于冰箱箱外.（2）銅片B會向空氣放出熱量，應置于冰箱箱外，把從箱內(nèi)吸收熱量散發(fā)掉，到達制冷目標；交流電源電流方向是改變，這么吸熱和放熱狀態(tài)就會不停改變，不能使吸熱部分恒定保持吸熱狀態(tài)，不能使放熱部分恒定保持放熱狀態(tài).（3）若將圖中電源正負極交換，其它條件不變，電流方向從P型半導體經(jīng)銅片A流向N型半導體，這時銅片A會向空氣釋放熱量，銅片B會從空氣吸收熱量，銅片B表面空氣熱量因為被吸收而溫度降低.25/36知識鏈接（1）半導體二極管特點是單向?qū)щ娦?（2）輕易導熱物體是熱良導體，銅是熱良導體.（3）交流電源電壓較大，且電流方向不停改變，不能直接使用.（4）熱傳遞是將熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體高溫部分傳到低溫部分.26/36解讀中考：本節(jié)知識中納米材料、半導體材料、超導材料、隱形材料特點和應用在中考中出現(xiàn)頻率越來越高，題型以選擇題、填空題為主.27/36考點一納米材料特征和應用教材第129頁“納米材料”納米是長度單位，大小為十億分之一米（m）.當材料微粒小到納米尺寸時，材料性能就會發(fā)生顯著改變.比如，納米陶瓷材料可在室溫下任意彎曲；納米碳管強度是鋼100倍；納米磁性材料磁統(tǒng)計密度比普通磁性材料高10倍以上；納米復合材料對光反射率低，能吸收電磁波，可用作隱形飛機涂層；氣體經(jīng)過納米材料擴散速度比普通材料擴散速度大幾千倍；等等.28/36例9（江蘇無錫中考）納米陶瓷作為高新科技材料應用廣泛，它含有堅硬、耐磨、耐腐蝕、耐高溫、完全無磁性等特點，它不能應用于（）A.公交IC卡B.切割硬物刀具C.“嫦娥二號”外表涂層D.裝濃硫酸容器29/36解析：公交車IC卡是利用磁來統(tǒng)計信息，而納米陶瓷有完全無磁性特點，所以納米陶瓷不能在公交IC卡上使用；切割硬物刀具是利用納米陶瓷耐磨特點；“嫦娥二號”外表涂層是利用納米陶瓷耐高溫特征；裝濃硫酸容器是利用納米陶瓷耐腐蝕特點.故選A.答案：A30/36考點二超導材料特征和應用教材第130頁“圖5-27（b）”在很低溫度環(huán)境中，一些材料展現(xiàn)零電阻特征，材料這種特征稱為超導體.超導材料應用前景非常遼闊，若用它來輸電可大大節(jié)約能源和材料.

圖5-27（b）超導性表現(xiàn)31/36例10（江蘇連云港中考）科學研究發(fā)覺，一些材料在超低溫情況下電阻突然減小為零，這種性質(zhì)稱為超導性，含有超導性物體稱為超導體.超導體有著十分誘人應用前景.（1）請就超導現(xiàn)象提出一個探究性問題，如哪些材料含有超導性？____________________________________________？（2）請列舉未來超導體可能應用一個例子.________________________________________低溫超導原理是什么電動機32/36解析：（1）提出探究性問題：低溫超導原理是什么？（2）超導材料特征就是在溫度很低時電阻為零，用