2.3 材料及其应用 课件-2025-2026学年高中物理鲁科版选择性必修第三册

该高中物理课件聚焦材料的分类及半导体、纳米材料、石墨烯的特性与应用。通过“现代文明三大支柱”等导学问题导入，衔接固体液体性质的前序知识，以基础落实、重难探究为支架构建学习脉络。 其亮点在于以物理观念为核心，通过易错辨析（如纠正纳米材料粒度误区）和典例剖析（半导体导电性分析）强化概念理解，结合石墨烯等前沿材料渗透科学态度与责任。采用“探究-演练-检测”闭环教学法，助力学生系统掌握知识，也为教师提供清晰的教学流程和互动素材。

第2章　固体与液体 第3节　材料及其应用 课标要求 1.了解材料科学的有关知识及应用。(物理观念) 2.知道半导体的特点,了解半导体技术在生产生活中的应用。(物理观念) 3.初步了解纳米材料的特性,关注纳米材料的研究和应用及其可能存在的问题。(科学态度与责任) 基础落实·必备知识全过关 一、材料对人类社会的影响 1.每一种重要材料的开发和　　　　,都把人类文明推向一个新的阶段。  2.材料已经与信息、　　　　一起,被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱。  应用 能源 二、材料的种类 1.按照材料的特性,可将材料分为　　　　材料和　　　　材料两类。  结构材料主要利用材料的力学特性,功能材料主要利用材料的　　　　、　　　　、　　　　、　　　　、　　　　等特性。  2.按照材料的应用领域,可将材料分为　　　　　材料、　　　　材料、 　　　　材料、　　　　材料、　　　　　　材料等。  3.习惯上,把材料分为　　　　材料、　　　 　　　材料、__________　　　　　　　材料和　　　材料。金属材料一般包括　　　　和　　　　,无机非金属材料主要有　　　　和　　　　等,有机高分子材料是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的有机化合物构成的材料,复合材料是由以上几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。  结构 功能 声 光 热 电 磁 信息 能源 建筑 生物 航空航天 金属 无机非金属 有机高分子 复合 金属 合金 陶瓷 玻璃 三、材料的应用 1.半导体:是具有优异特性的　　　　　材料。  2.纳米材料:是粒度在　　　　　的材料。  3.石墨烯:是一种由　　　　原子构成的材料,碳原子之间相互连接成六角网格。  微电子 1~100 nm 单层 易错辨析 判一判 (1)材料的性能与材料的成分密切相关,而与其结构无关。(　　) (2)纳米材料即为含有颗粒尺寸在0.1~1 000 nm范围内的材料。(　　) (3)导体、半导体、绝缘体的导电性能不同,是因为它们的结构不同。 (　　) 提示 材料的结构决定材料的性能。 提示 纳米材料即为含有颗粒尺寸在1~100 nm范围内的材料。 × × √ 即学即用 练一练 (多选)以下说法正确的是(　　) A.陶瓷和玻璃属于无机非金属材料 B.塑料、合成纤维和合成橡胶是合成高分子材料 C.钢是铁和碳的合金,加上铬就成了不锈钢,有很强的耐腐蚀性 D.人工合成的有机玻璃非常坚韧,但少了许多玻璃的优点 AB 解析 人工合成的有机玻璃不但具有玻璃的各种优点,而且非常坚韧,D错误,A、B、C正确。 重难探究·能力素养全提升 探究点一　材料的种类 导学探究 现代文明的三大支柱是什么? 要点提示 材料、信息、能源。 知识归纳 1.金属材料一般包括金属与合金。合金是由两种或两种以上的金属,或者金属与非金属结合而成的具有金属特性的材料。 2.无机非金属材料主要有陶瓷和玻璃等。陶瓷新材料有惊人的耐腐蚀性能,能耐受强碱氢氧化钠、几乎所有的无机酸及有机酸的腐蚀,同时又是一种高性能的电绝缘材料。 3.有机高分子材料是由含碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的有机化合物构成的材料。塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为生产和生活中必不可少的重要材料。 4.复合材料是由几类以上不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。既能保留原组成材料的主要优点,又能通过复合效应获得原组合成分所不具备的性能,还可通过材料设计使各组合成分的性能互相补充并彼此关联,从而获得新的优越性能。 典例剖析 【例题1】　(多选)以下说法正确的是(　 　) A.功能材料主要利用材料的声、光、热、电、磁等特性 B.结构材料主要利用材料的化学特性 C.有机高分子材料是含有碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的有机化合物构成的材料 D.复合材料是由几种不同材料通过复合工艺组合而成的材料 ACD 解析 结构材料主要利用材料的力学特性,B错误,选A、C、D。 探究点二　材料的应用 导学探究 随着科学技术的飞速发展,各种具有独特性能的材料层出不穷,试说出几种典型的材料。 要点提示 半导体、纳米材料、石墨烯。 知识归纳 1.半导体 半导体是具有优异特性的微电子材料。从导电性能上看,半导体的电阻率介于金属导体和绝缘体之间。微电子工业中使用的半导体材料主要是硅和砷化镓。 2.纳米材料 纳米材料是粒度在1~100 nm的材料。当材料小到纳米尺度时,其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会突变。碳纳米管是目前纳米材料研究领域的热点之一。 3.石墨烯 石墨烯是一种由单层原子构成的材料,碳原子之间相互连接成六角网格。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,是已知强度最高的材料之一,并且能弯曲,有很好的韧性。 典例剖析 【例题2】　(多选)关于半导体,以下说法正确的是(　 　) A.半导体是具有优异特性的微电子材料 B.半导体的导电性能和金属差不多 C.硅是制造晶体管和集成电路的主要材料 D.集成块是利用集成工艺将晶体管、电阻、电容及它们之间的连线集成在一块半导体芯片上制成的 ACD 解析 半导体的导电性能介于金属导体和绝缘体之间,B错误,选A、C、D。 对点演练 (多选)关于石墨烯,以下说法正确的是(　 　) A.石墨烯是由单层原子构成的材料 B.石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性 C.石墨烯的强度很高,因此不易弯曲,易折断 D.石墨烯可以制作传感器 ABD 解析 石墨烯的强度很高,并且能弯曲,有很好的韧性,C错误,选A、B、D。 学以致用·随堂检测全达标 1 2 1.(多选)关于纳米材料,以下说法正确的是( 　　) A.纳米材料是粒度在1~100 nm的材料 B.当材料小到纳米尺度时,其力、热、声、光、磁等方面的性能并不发生变化 C.碳纳米管韧性很高,导电性能极强,兼具有金属和半导体的特性 D.纳米材料可以用于文物保护 ACD 解析 当材料小到纳米尺度时,其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变,B错误,选A、C、D。 1 2 2.(多选)以下说法正确的是(　 　) A.陶瓷新材料是一种高性能的电绝缘材料,耐腐蚀性能较差 B.碳纤维是一种新型复合材料,具有强度高、耐腐蚀、刚性好、质轻等优良特性 C.每一种重要材料的开发和利用,都把人类文明推向一个新的阶段 D.发光二极管是半导体二极管的一种,发光效率高 BCD 解析 陶瓷新材料是一种高性能的电绝缘材料,有很强的耐腐蚀性能,A错误,选B、C、D。 $