2.4 新材料及其应用 导学案 -2023-2024学年北师大版物理八年级上学期

2.4新材料及其应用 1． 纳米材料 1．纳米是长度单位，符号为nm，1 nm＝__________m。 2．将某些物质的尺度加工到1～100 nm时，它们的____________或者____________与较大尺度时相比，发生了异常变化，这种材料就称为纳米材料。 [注意]不是所有材料达到纳米尺度时就是纳米材料，只有当材料达到纳米尺度时能发生突变，才称为纳米材料。 [拓展]纳米材料的基本单元可分为三类： (1)纳米颗粒：空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等。 (2)纳米管：在空间有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒等。 (3)纳米膜：纳米尺度的薄膜材料，如超薄膜、多层膜、超晶体等。 [点拨]纳米材料在力、热、声、光、电、磁等方面表现出了许多特殊性能。如：用纳米陶瓷粉制成的陶瓷具有一定的韧性；用纳米技术处理过的领带具有一定的自洁功能。 2． 绿色能源 1．锂离子电池：锂是密度最小的金属，用锂作电极制成锂离子电池，它具有体积_____、质量_____、能够多次充电、对环境污染______等特点，已经被广泛应用于移动通信、小型摄像机等设备上。 2．硅光电池：利用硅材料制成的硅光电池能把太阳能直接转化为电能，对环境_______污染。 3．氢燃料电池：使用化学元素氢制成的电池。氢燃料电池具有________、________、________等优点。 三．记忆合金 1．记忆合金的主要成分是_________。 2．记忆合金独有的物理特性：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______变化。 3．记忆合金的应用 (1)医用方面：利用记忆合金做医用支架。 (2)生活方面：用记忆合金做水管阀门。 (3)高科技方面：应用在航天技术中(如宇宙空间站的天线)。 例1 下列关于纳米的叙述中错误的是(　　) A．纳米是一种长度单位，符号是nm B．人们在纳米尺度内发现很多新的现象，给技术上带来很多新的进展 C．纳米技术是现代科学技术的前沿，我国在这方面的研究具有世界先进水平 D．所有的高科技产品都与纳米技术有关 纳米是一种长度单位，1 nm＝1×10－9 m，以这种尺度范围内的材料为研究对象的技术处在科技前沿。目前，我国在对纳米技术的研究方面已跻身世界前列，尤其是对“超级纤维”(碳纳米管)的研制走在了世界前沿。但是，并不是所有的高科技产品都与纳米技术有关。 例2 近年来，雾霾天气明显增多，主要是PM2.5指数超标。PM2.5是指悬浮在大气中直径小于或等于2.5______(选填“cm”或“μm”)的颗粒物，这些颗粒主要是使用煤、石油、天然气等燃料产生的。研究表明：家庭中使用________________ (选填“太阳能热水器”或“液化石油气热水器”)能大大减少大气污染物的排放。 PM2.5是指悬浮在大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物，这些颗粒主要是使用煤、石油、天然气等燃料产生的；液化石油气燃烧时会产生较多的污染物，而太阳能则是清洁能源，不会对大气造成污染，因此家庭中使用太阳能热水器能大大减少大气污染物的排放。 例3 “阿波罗”11号登月舱在月球着陆，宇航员登月后，在月球上放置了一个半球形的直径数米的天线。天线先在正常情况下按预定要求做好，然后降低温度把它压成一团，装进登月舱带上天去。放到月球表面上以后，在阳光照射下温度升高，当达到转变温度时，天线又“记”起了自己的本来面貌，变成一个巨大的半球形。制成天线的材料是(　　) A．纳米材料　　　　　 B．记忆合金 C．“绿色”能源 D．铝合金 1.人们发现将某些物质的尺度加工到1～100 nm时，它们的_________________________与较大尺度时相比，发生了异常变化，这些材料就称为__________。 2．下列物质尺度属于纳米材料的是(　　) A．25 nm B．20 mm C．0.025 cm D．2 km 3．关于纳米材料，下列说法正确的是(　　) ①纳米材料可大大提高材料的强度和硬度 ②纳米材料可提高材料的磁性 ③纳米材料能制作高贮存密度的量子磁盘 ④纳米机器人“医生”能进入人体杀死癌细胞 ⑤纳米是长度单位 A．①②③④⑤ B．②③④ C．②③④⑤ D．①②③④ 4．所谓“绿色”能源电池，是因为这些电池能够多次________或能直接把太阳能转化为电能，从而减少对环境的_______或完全不会造成_______。 5．锂电池具有体积小、质量轻、能够多次充电、对环境________等特点。 6．硅光电池能够把太阳能直接转化为_____能，并且完全不会造成污染。 7．下列能源属于“绿色”能源的是(　　) ①干电池　②火力发电　③锂电池　④太阳能电池　⑤风力发电 A．①② B．②③ C．①②③④ D．