5.5 新材料及其应用（重难点专练）物理新教材沪粤版八年级上册

5.5 新材料及其应用 题型01 纳米材料的特性与应用 题型02 半导体材料的特性与应用 题型03 超导材料的特性与应用 题型04 新材料的实验探究与跨学科实践 ▌题型01 纳米材料的特性与应用 1．核心定义：当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能会发生显著变化，这类材料称为纳米材料；纳米尺度带来的性能突变是纳米材料的核心特征。 2．典型特性与应用 力学特性：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，可用于制备高强度材料； 磁学特性：纳米磁性材料的磁记录密度远高于普通磁性材料，可用于高密度存储设备； 光学特性：纳米复合材料对光的反射率低，能吸收电磁波，可用作隐形飞机的吸波涂层； 扩散特性：气体通过纳米材料的扩散速度远大于普通材料，可用于高效分离与过滤。 3．传统纳米材料实例：中国传统文房四宝中的墨是典型的纳米材料；由桐油或松油不完全燃烧生成的超微粒炭制成，对光和电磁波的吸收能力强、反射率极低，因此呈现黑色。 4．高频易错点 误认为纳米材料就是 “体积很小的材料”，核心是微粒达到纳米量级后物理性能发生显著突变，而非单纯尺寸小； 忽略传统纳米材料实例，墨的炭颗粒属于纳米尺度，是典型的纳米材料应用。 5．考法点拨：单元测、月考常以选择、填空题考查特性与应用匹配；中考常结合前沿科技热点考查纳米材料的特性判断。 1．阅读材料，回答问题。 纳米材料 纳米材料可以制作具有特定性质的新材料，用纳米级金属微粉制成的材料强度和硬度更高，韧性良好，且熔点随粒子直径减小而降低，例如金的熔点为1064℃，但10nm金粉熔点降低到940℃，5nm金粉熔点降低到830℃，因而烧制温度可以大大降低。 2023年12月，武汉理工大学用磁性纳米粒子研制出可溶栓纳米机器人，通过静脉注射磁性纳米粒子，在磁力作用下形成棒状机器人疏通血管进行溶栓，如图甲所示。这些机器人在完成任务后可自动分解，可避免在血管内聚集和器官损伤，其磁性纳米粒子尺寸在1nm至100nm之间，结合了纳米材料的特性和磁性。 （1）纳米材料的优点是______（写出一点）； （2）纳米材料的熔点随着材料细粉直径的减小而______； （3）某种用于血管清理的纳米机器人，直径仅为20nm，合______m（）； （4）溶栓纳米机器人是拆分后从静脉注射入人体，在______作用下形成棒状机器人，进行溶栓； （5）假设一个磁性纳米粒子的质量为，则一个质量为的纳米机器人由______个磁性纳米粒子组成； （6）如图乙是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是______曲线（填字母）。 2．雕刻刀能够雕刻玉石，说明刻刀比玉石的 _______大，室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂，这表明纳米铜具有较好的 ________，窗户安装玻璃是因为玻璃 _______性好。 3．雕刻刀能够雕刻玉石，说明刻刀比玉石的______大，室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长 50倍而不断裂，这表明纳米铜具有较好的______（选填“硬度”或“延展性”）。 4．石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料．科学家利用多层石墨烯制成交替散热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，这是利用石墨烯的（　　） A．透光性好 B．延展性好 C．硬度大 D．导热性好 5．纳米技术是现代高科技的热门领域，1米等于_________纳米。纳米材料在许多领域都有广泛应用，如纳米陶瓷具有良好的耐磨性和硬度，这是因为纳米颗粒的_________（选填“体积”或“表面积”）较小，使得其内部结构更加紧密。 ▌题型02 半导体材料的特性与应用 1．材料定义：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，叫做半导体材料。 2．常见半导体材料：锗、硅、砷化镓等。 3．核心器件与特性：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。 4．广泛应用领域 消费电子：电子表、收录机、数码照相机、电视机、计算机等； 工业与交通：现代化机床、汽车、火车、轮船、飞机的电子控制系统； 照明领域：LED（发光二极管）的核心材料就是半导体，节能高效。 5．高频易错点 误认为半导体的导电性只是比导体弱一点，半导体的核心是导电性能介于导体与绝缘体之间，且导电特性可控； 混淆晶体二极管的导电方向，单向导电是正向导通、反向截止。 6．考法点拨：单元测常结合电路知识考查单向导电特性；中考常结合生活电器、节能科技考查半导体材料的判断与应用。 6．如图所示，是北斗导航卫星上的一些芯片，它是由________材料制作的。 7．随着现代科技的发展，国内各大手机厂商都制造出了折叠屏手机，在技术和功能上都实现了前所未有的突破，手机的折叠屏主要由柔性发光二极管制成，其中制成发光二极管核心的材料主要是（　　） A．超导体材料 B．导体材料 C．半导体材料 D．绝缘体材料 8．我国自主研发的第三代碳化硅纤维已实现规模化量产。这种材料可承受1800℃以上高温，还可减少发动机内部热量向外传递，是适用于高速转动、摩擦剧烈的热端关键部件，被称为航空发动机的“中国筋骨”。该材料常温下电阻率较高，表现为绝缘体，随着温度升高导电性显著增强。关于该材料的物理属性，下列说法正确的是（　　） A．该材料的熔点极低，便于在常温下加工成型 B．该材料的导热性好，可用于制作散热片 C．该材料的耐磨性好，可用做机械的轴承 D．该材料的导电性较强，属于超导体材料 9．哈工大宣布突破光刻机关键技术，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，在硅片上成像越小芯片制程越小（如图）。 （1）硅材料是电子工业中最重要的________（选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料。 （2）由原理图可知，此投射原理与________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同。 （3）这次我国直接从90nm突破到22nm制程的芯片，若缩图透镜相同，则要将掩膜向________（选填“上方”或“下方”）移动。 （4）若某光刻胶的密度为，则0.0065g的光刻胶能够给一块面积为的硅片表面均匀地涂一层厚度为________的光刻胶涂层。 10．如图所示，是发光二极管的示意图，它属于_________（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。当电流从较长的接线脚流入时，发光二极管中有电流通过，使其发光；如果电流从较短接线脚流入，电路处于断路状态，这说明发光二极管具有_________导电性。 ▌题型03 超导材料的特性与应用 1．超导现象与超导性：当温度降低到某一临界值时，材料的电阻突然接近于零，电流几乎通行无阻，这种特性称为超导性。 2．发现历程：1911 年荷兰物理学家昂内斯在冷冻汞的实验中发现，温度降至 4.2 K（相当于 - 269 ℃）时，汞呈现超导性。 3．我国研究进展：我国研制的铜氧化物超导材料的零电阻温度已达到 134 K，铁基超导体临界温度率先突破 40 K，均处于世界先进水平；目前全球都在向常温超导的方向研究突破。 4．核心应用价值与前景 输电领域：用超导材料输电可大大减少电能损耗，节约能源和线路材料； 科技与医疗：在医学成像设备、信息技术、磁悬浮等领域都有重要应用。 5．高频易错点 误认为超导在常温下即可实现，目前超导材料都需要极低的温度才能实现超导状态，常温超导仍是研究方向； 误认为超导只有 “导电好” 一个特点，零电阻是初中阶段核心考点，同时超导还具有完全抗磁性等特性。 6．考法点拨：单元测、月考常以选择题考查特性与应用；中考常结合能源、科技前沿考查超导材料的意义与发展。 11．新材料越来越多地进入我们的学习、工作和生活，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。目前，各种新材料层出不穷，这里主要研究纳米材料、半导体材料和超导体材料。 （1）某芯片的制造工艺达到7nm，7nm=________m，“芯片”所用的主要材料是半导体，利用该材料制成的二极管具有________导电性。 （2）5G通信与折叠屏手机领域都运用了石墨烯等纳米材料。石墨烯在室温下电流的流动速度比一般导体都大，说明它的________好；另外，利用石墨烯制作成的电子元件很容易散热，这说明它的导热性________（选填“好”或“不好”）。 （3）我们在超导材料方面的研究也取得了一定的突破。当温度降到一定程度下，铜氧化物超导材料的电阻会突然接近于________，电流几乎通行无阻。该材料可适用于________等领域。 12．把很多二极管、三极管和电阻等电子元件做在芯片上，就成了集成电路。某些物质在温度很低时，______变为零，这就是超导现象。随着科技的进步，未来的电子元件如果用______材料来制作，由于没有电阻，不必考虑散热问题，就可以实现电子设备的微型化。 13．请阅读《超导体》并回答下列小题。 超导体 1911年，荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现，将水银冷却到-268.98℃时，水银的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于材料的这种特殊导电性能，昂内斯称其为超导态，处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度（转变为超导的温度），这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低，例如铅的临界温度是-265.97℃，要维持这么低的温度也是很困难的。在现阶段，超高压输电会有很大的损耗，因为电流通过输电线时会发热，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的___________会突然变为零的导体。当电流通过超导体时，超导体两端电压为___________V。 （2）超导体___________用来制作滑动变阻器。（选填“能”或“不能”）。 （3）利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为___________（选填“核能”、“化学能”或“内能”）所造成的能量损失。 14．华为智能手机所搭载的7纳米制造工艺麒麟980芯片，“在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管”，实现了性能与能效提升的新突破，这都得益于一种新型材料的研发。这种新型材料是（　　） A．超导材料 B．磁性材料 C．纳米材料 D．绝缘材料 15．我们教室里用的希沃电子白板的开关键会发出蓝色或红色的光，这是因为开关键内安装了用______材料制成的发光二极管；科学家发现，铝在-271.76℃以下时，电阻变成了0，这就是______现象。 ▌题型04 新材料的实验探究与跨学科实践 1．浓墨涂层吸收电磁波实验 实验原理：纳米材料对电磁波有吸收作用，吸收的电磁能转化为内能，使温度升高； 实验方法：控制变量法，取两个相同盐水瓶，一个外壁涂浓墨，一个不涂，内置温度计，放在大功率白炽灯前照射，对比温度变化； 实验结论：涂墨的瓶内温度升高更多，说明墨（纳米碳材料）能大量吸收电磁波辐射。 2．晶体二极管单向导电性探究实验 实验电路：电池、小灯泡、开关、导线、晶体二极管； 实验操作与现象：二极管正向接入电路时小灯泡发光，反向接入电路时小灯泡不发光； 实验结论：晶体二极管具有单向导电性。 3．超导材料调查研究方法：通过查阅资料、文献梳理，了解研究进展、我国成就与应用前景，完成科普报告，属于调查类科学探究。 4．高频易错点 浓墨实验中混淆变量，实验的自变量是是否涂纳米墨层，因变量是温度变化； 二极管正反接的现象记反，正向导通灯泡亮，反向截止灯泡不亮。 5．考法点拨：单元测常以实验题考查实验设计、现象与结论；中考常结合探究情境考查控制变量法与科学探究能力。 16．科学解密：如何优化才能让投影效果达到最佳？ 你是否曾在夜晚的街头，被广告投射出的绚丽画面所震撼？这些看似普通的投影灯，却藏着一个个光学奥秘。凸透镜成像规律就像一把神秘的钥匙，掌控着它的成像效果。如何才能让投影效果达到最佳？让我们一起去揭开吧！ （1）为优化广告灯性能，下列改进方案与原理不匹配的是（　　） A．采用耐高温高分子材料——高温分子热运动剧烈，防止高温变形 B．优化反光罩设计——根据光的折射对光线进行会聚或发散 C．应用光伏发电辅助供电——基于光伏效应，太阳能电池板将太阳光能转化为电能 D．使用LED灯——半导体材料的导电特性 （2）如图乙所示是广告投影灯的内部结构示意图，光源应摆放在位置________（选填“①”或“②”），才能清晰投影。 （3）云云同学发现地面上的投影图像如图丙所示，她认为是图标破损，而亮亮认为是凸透镜破损，请你对此做出评判：________的观点是正确的，理由是________。 （4）云云将广告投影灯内部的透镜拆下，通过实验探究这个透镜的焦距，并绘制了如图丁所示的图像，则这个透镜的焦距是________cm。 （5）【横向拓展】从环保角度分析，要想减少广告灯所造成的光污染，请你提出一条宝贵的建议：________ 17．读短文并回答问题。 随着经济发展，很多地方进行了电网改造，但是一些偏远地区的农村还没有进行，偏远农村最早铺设的电路存在诸多问题，如：输电线路耗损大，浪费严重；到户后电压比较低；由于线路老化引起的漏电现象等。 2018年，国家电网投资66亿元重点完成偏远地区的农村电网改造。偏远地区的农村电网改造后可以解决以上问题，保证农村的安全供电，农村电网改造主要是改造那些损耗大、绝缘差的线路，将那些老化的导线换用粗大一些的铝绞线。 电网改造后既可以给偏远地区提供稳定的用电，又可以减少电能在输送过程中的耗损，从而降低发电成本，还可以节约能源，减小因燃煤发电带来的环境污染。 （1）用铝绞线制作导线是利用了金属铝的______性； （2）若用______（选填“半导体”“超导体”或“绝缘体”）材料进行远程输电，可以大大减少电能在输送过程中的损耗。 18．阅读下列短文，回答问题。 中国空间站 中国空间站质量为100多吨，在距离地面约的轨道上绕地球高速飞行。晴天的夜晚，可通过望远镜观察到空间站。 神舟飞船用于向空间站运送航天员，飞船轨道舱的两侧安装有太阳能电池板，在独自飞行时也可供应电能。天舟货运飞船则是向空间站运送物资的“快递小哥”，货运飞船与空间站天和核心舱对接过程中，可通过核心舱上的摄像机拍摄图片进行实时观察调整。发射神舟飞船使用的是“长征二号F”火箭，动力来自于液态燃料。发射时允许游客现场观看，但必须与发射点保持的最近安全距离通常为。选择航天材料需要考虑多方面的因素，物体的热胀冷缩是需要考虑的重要因素之一。 许多物体在温度升高时，体积会增大，这种现象叫物体的热膨胀。当物体温度改变1摄氏度时，其体积的变化与它在0℃时体积之比，叫做“体积膨胀系数”符号用表示。一般情况下，不同物质的热膨胀程度不同，铝的体积膨胀系数 （1）火箭使用的液态燃料，是通过_________（选填“压缩体积”或“降低温度”）的方法使燃气液化而形成的；晴天的夜晚，观察到的空间站_________（选填“是”或“不是”）光源。 （2）下列说法正确的是_________。 A．太阳能电池板的主要材料是硅，属于超导体材料； B．太空中的空间站的质量为零； C．空间站应尽量使用体胀系数较小的材料制作； D．光进入摄像机镜头前后传播速度不变。 （3）航天员乘飞船返回舱进入大气层后，返回舱与空气发生剧烈摩擦，产生几千度的高温。返回舱外层安装了固态防热材料，烧蚀材料在高温下升华，_________（选填“吸收”或“放出”）热量，确保返回舱温度不会过高。 （4）设计师为减轻火箭的质量，将一个质量为钢制零件改为铝制零件，则铝制零件相较钢制零件质量减少_________；某铝制零件0℃时的体积为，0℃升温至10℃，体积变化了_________。（，） 19．阅读短文，回答问题。 2018年，22岁中国科学家—曹原，因为石墨烯正式成为了“2018年度世界十大科学家之首”。22岁的少年曾提出问题，却被很多的科学家无视，他的坚持最后得到结果“两层石墨烯，旋转到特定的叠加之后，零阻力的材料得出来了，可以在常温下实现”。世界为之震惊，世界在此领域最大突破，打破世界107年的魔咒。他的科学，在短短的九个月，形成初步的商业化，手机充电可以缩短到16分钟，每年为全球省几千亿资金。若把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处，在输电线路、发电厂发电等方面若能采用超导材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。 人民日报披露一重大消息：浙江大学高分子科学与工程学系高超团队，再次有了一个更大的突破，研制出了一种新型石墨烯-铝电池：它的正极是石墨烯薄膜，负极是金属铝。经测试，它在25万次充放电循环后仍能保持91%的容量；同时其倍率性能优异，快速充电可1.1秒内充满电。石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料。石墨烯具有非常良好的光学特性，看上去几乎是透明的。石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，可以弯曲，石墨烯的结构非常稳定，石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形。 （1）石墨烯是一种导体，零阻力是指____________为零，这种现象叫做____________现象； （2）目前超导体的研究领域取得了许多成果，假设未来的某一天，超导体技术实现重大突破，可以用来制作____________。 （3）关于石墨烯材料的应用不合适的是____________。 A．电脑CPU散热片 B．镜子的反射膜 C．折叠手机屏 D．切割机刀片 20．当金属的温度降低时，它的电阻会减小。1911年，荷兰物理学家昂内斯在测定水银在低温下的电阻值时发现，当温度降到左右时，水银的电阻变为零，这种现象叫超导现象。并不是所有物体都会发生超导现象，即使能够发生超导现象的物质，也需要极低的温度作为必要条件，物质电阻变为零的温度称为超导转变温度。以下是几种材料的超导转变温度： 物质 铝 铅 锡 水银 钨 超导转变温度 我国于1989年成功发现超导转变温度为的超导体材料，并且第一代材料已经研究成熟，在此基础上，第二代材料由于其成本更低适用于产业化运作而被市场看好，超导产品品类也逐渐增加；现已进行产业化运作的有超导电缆、超导限流器、超导滤波器、超导储能等。我国整体超导研究在部分领域已经处于国际先进水平，目前，各国科学家还在继续研究超导转变温度更高的超导体材料，以将超导应用到日常生产和生活中去。 （1）根据文中的描述，许多金属在低温条件下会失去电阻，这种现象称为______现象，达到这种现象的温度称为______温度。 （2）根据表中信息可知，的温度条件，可能使______变为超导体。 （3）假如科学家研制出常温超导材料，可否用它制作调节音响音量的电位器？请写下你的判断并说明你的判断依据：______。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.5 新材料及其应用 题型01 纳米材料的特性与应用 题型02 半导体材料的特性与应用 题型03 超导材料的特性与应用 题型04 新材料的实验探究与跨学科实践 ▌题型01 纳米材料的特性与应用 1．（1）强度和硬度更高，韧性良好；（2）降低；（3）；（4）磁力；（5）；（6）c 2．硬度 延展性 透光 3．硬度 延展性 4．D 5．109 体积 ▌题型02 半导体材料的特性与应用 6．半导体 7．C 8．C 9．（1）半导体；（2）照相机；（3）上方；（4）0.1 10．半导体 单向 ▌题型03 超导材料的特性与应用 11．（1） 单向；（2）导电性 好；（3）零 远距离输电 12．电阻 超导 13．电阻 0 不能 内能 14．C 15．半导体 超导 ▌题型04 新材料的实验探究与跨学科实践 16．（1）B；（2）①；（3）云云 如果是凸透镜边缘破损时，光仍能通过其他部分成完整的像；（4）8；（5）使用磨砂材质的反光面 17．导电 超导体 18．（1）压缩体积 不是；（2）C；（3）吸收；（4）260 1.44 19．（1电阻 超导；（2）输电导线；（3）B 20．（1）超导 超导转变；（2）铅；（3）不能，调节音量的电位器是通过改变自身电阻，进而调整电路电流来实现音量调节；而超导体在超导状态下电阻为零，无法通过改变其电阻来调节电流 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.5 新材料及其应用 题型01 纳米材料的特性与应用 题型02 半导体材料的特性与应用 题型03 超导材料的特性与应用 题型04 新材料的实验探究与跨学科实践 ▌题型01 纳米材料的特性与应用 1．核心定义：当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能会发生显著变化，这类材料称为纳米材料；纳米尺度带来的性能突变是纳米材料的核心特征。 2．典型特性与应用 力学特性：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，可用于制备高强度材料； 磁学特性：纳米磁性材料的磁记录密度远高于普通磁性材料，可用于高密度存储设备； 光学特性：纳米复合材料对光的反射率低，能吸收电磁波，可用作隐形飞机的吸波涂层； 扩散特性：气体通过纳米材料的扩散速度远大于普通材料，可用于高效分离与过滤。 3．传统纳米材料实例：中国传统文房四宝中的墨是典型的纳米材料；由桐油或松油不完全燃烧生成的超微粒炭制成，对光和电磁波的吸收能力强、反射率极低，因此呈现黑色。 4．高频易错点 误认为纳米材料就是 “体积很小的材料”，核心是微粒达到纳米量级后物理性能发生显著突变，而非单纯尺寸小； 忽略传统纳米材料实例，墨的炭颗粒属于纳米尺度，是典型的纳米材料应用。 5．考法点拨：单元测、月考常以选择、填空题考查特性与应用匹配；中考常结合前沿科技热点考查纳米材料的特性判断。 1．阅读材料，回答问题。 纳米材料 纳米材料可以制作具有特定性质的新材料，用纳米级金属微粉制成的材料强度和硬度更高，韧性良好，且熔点随粒子直径减小而降低，例如金的熔点为1064℃，但10nm金粉熔点降低到940℃，5nm金粉熔点降低到830℃，因而烧制温度可以大大降低。 2023年12月，武汉理工大学用磁性纳米粒子研制出可溶栓纳米机器人，通过静脉注射磁性纳米粒子，在磁力作用下形成棒状机器人疏通血管进行溶栓，如图甲所示。这些机器人在完成任务后可自动分解，可避免在血管内聚集和器官损伤，其磁性纳米粒子尺寸在1nm至100nm之间，结合了纳米材料的特性和磁性。 （1）纳米材料的优点是______（写出一点）； （2）纳米材料的熔点随着材料细粉直径的减小而______； （3）某种用于血管清理的纳米机器人，直径仅为20nm，合______m（）； （4）溶栓纳米机器人是拆分后从静脉注射入人体，在______作用下形成棒状机器人，进行溶栓； （5）假设一个磁性纳米粒子的质量为，则一个质量为的纳米机器人由______个磁性纳米粒子组成； （6）如图乙是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是______曲线（填字母）。 【答案】（1）强度和硬度更高，韧性良好；（2）降低；（3）；（4）磁力；（5）；（6）c 【解析】（1）由材料可知，纳米材料可以制作具有特定性质的新材料，用纳米级金属微粉制成的材料强度和硬度更高，韧性良好，且熔点随粒子直径减小而降低。 （2）由材料可知，纳米材料的熔点随粒子直径减小而降低，例如金的熔点为1064℃，但10nm金粉熔点降低到940℃，5nm金粉熔点降低到830℃，因而烧制温度可以大大降低。 （3）因为所以20nm=20×10-9m=2×10-8m （4）由材料可知，溶栓纳米机器人通过静脉注射磁性纳米粒子，在磁力作用下形成棒状机器人疏通血管进行溶栓。 （5）一个质量为的纳米机器人所含磁性纳米粒子个数为 （6）纳米级微粉烧制成的陶瓷不但强度高，并且有良好的韧性，纳米级陶瓷刀的硬度很高。合金钢刀、普通菜刀的硬度是比较接近的，所以二者的磨损曲线也会比较类似，由此可知，图中a、b曲线是普通菜刀、合金菜刀的磨损曲线，c是纳米级陶瓷刀的磨损曲线。 2．雕刻刀能够雕刻玉石，说明刻刀比玉石的 _______大，室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂，这表明纳米铜具有较好的 ________，窗户安装玻璃是因为玻璃 _______性好。 【答案】 硬度 延展性 透光 【解析】[1]硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力，通过相互刻画的方式可以比较硬度大小，刻刀能在玉石上留下划痕，说明刻刀的硬度比玉石大。 [2]延展性是物质的一种机械性质，表示材料在受力而产生破裂之前，其塑性变形的能力，延展性分延性和展性。物体在外力作用下能延伸成细丝而不断裂的性质叫延性；在外力作用下能碾成薄片而不破裂的性质叫展性。纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂，体现了纳米铜具有较好的延展性。 [3]在窗户安装玻璃，是因为玻璃有良好的透光性。 3．雕刻刀能够雕刻玉石，说明刻刀比玉石的______大，室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长 50倍而不断裂，这表明纳米铜具有较好的______（选填“硬度”或“延展性”）。 【答案】 硬度 延展性 【解析】[1] 硬度是材料局部抵抗硬物压入其表面的能力，通过相互刻画的方式可以比较硬度大小，刻刀能在玉石上留下划痕，说明刻刀的硬度比玉石大。 [2] 延展性是物质的一种机械性质，表示材料在受力而产生破裂之前，其塑性变形的能力，延展性分延性和展性。物体在外力作用下能延伸成细丝而不断裂的性质叫延性；在外力作用下能碾成薄片而不破裂的性质叫展性。纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂，体现了纳米铜具有较好的延展性。 4．石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料．科学家利用多层石墨烯制成交替散热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，这是利用石墨烯的（　　） A．透光性好 B．延展性好 C．硬度大 D．导热性好 【答案】D 【解析】科学家利用多层石墨烯制成交替散热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，说明石墨烯的导热性能好，能将交通信号灯和电动汽车的热量散发出去，因此这是利用石墨烯的导热性能好，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 5．纳米技术是现代高科技的热门领域，1米等于_________纳米。纳米材料在许多领域都有广泛应用，如纳米陶瓷具有良好的耐磨性和硬度，这是因为纳米颗粒的_________（选填“体积”或“表面积”）较小，使得其内部结构更加紧密。 【答案】 109 体积 【解析】由长度单位换算关系可知；纳米颗粒的尺度极小，自身的体积很小，颗粒间的排布可以更加紧密，让纳米陶瓷整体的内部结构更致密，因此具备更优异的硬度和耐磨性。 ▌题型02 半导体材料的特性与应用 1．材料定义：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，叫做半导体材料。 2．常见半导体材料：锗、硅、砷化镓等。 3．核心器件与特性：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。 4．广泛应用领域 消费电子：电子表、收录机、数码照相机、电视机、计算机等； 工业与交通：现代化机床、汽车、火车、轮船、飞机的电子控制系统； 照明领域：LED（发光二极管）的核心材料就是半导体，节能高效。 5．高频易错点 误认为半导体的导电性只是比导体弱一点，半导体的核心是导电性能介于导体与绝缘体之间，且导电特性可控； 混淆晶体二极管的导电方向，单向导电是正向导通、反向截止。 6．考法点拨：单元测常结合电路知识考查单向导电特性；中考常结合生活电器、节能科技考查半导体材料的判断与应用。 6．如图所示，是北斗导航卫星上的一些芯片，它是由________材料制作的。 【答案】半导体 【解析】北斗导航卫星的芯片属于集成电路器件，核心制作材料是半导体。 7．随着现代科技的发展，国内各大手机厂商都制造出了折叠屏手机，在技术和功能上都实现了前所未有的突破，手机的折叠屏主要由柔性发光二极管制成，其中制成发光二极管核心的材料主要是（　　） A．超导体材料 B．导体材料 C．半导体材料 D．绝缘体材料 【答案】C 【解析】发光二极管的核心制作材料是半导体，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，具有适合制作二极管的特殊电学特性。故选C。 8．我国自主研发的第三代碳化硅纤维已实现规模化量产。这种材料可承受1800℃以上高温，还可减少发动机内部热量向外传递，是适用于高速转动、摩擦剧烈的热端关键部件，被称为航空发动机的“中国筋骨”。该材料常温下电阻率较高，表现为绝缘体，随着温度升高导电性显著增强。关于该材料的物理属性，下列说法正确的是（　　） A．该材料的熔点极低，便于在常温下加工成型 B．该材料的导热性好，可用于制作散热片 C．该材料的耐磨性好，可用做机械的轴承 D．该材料的导电性较强，属于超导体材料 【答案】C 【解析】A．题干提到该材料可承受1800℃以上高温，说明其熔点极高，并非熔点极低，故A错误； B．题干指出该材料可减少发动机内部热量向外传递，说明其导热性差，不适合制作散热片，故B错误； C．题干说明该材料适用于高速转动、摩擦剧烈的部件，摩擦剧烈的场景需要材料具备良好的耐磨性，因此该材料可用做机械的轴承，故C正确； D．题干表明该材料常温下电阻率较高，表现为绝缘体，而超导体是指在特定条件下电阻为零的材料，该材料不属于超导体，故D错误。 故选C。 9．哈工大宣布突破光刻机关键技术，光刻技术是利用缩图透镜将绘在掩膜上的电路图通过光源投射到涂有光刻胶的硅片上，在硅片上成像越小芯片制程越小（如图）。 （1）硅材料是电子工业中最重要的________（选填“导体”“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料。 （2）由原理图可知，此投射原理与________（选填“照相机”“投影仪”或“放大镜”）的成像原理相同。 （3）这次我国直接从90nm突破到22nm制程的芯片，若缩图透镜相同，则要将掩膜向________（选填“上方”或“下方”）移动。 （4）若某光刻胶的密度为，则0.0065g的光刻胶能够给一块面积为的硅片表面均匀地涂一层厚度为________的光刻胶涂层。 【答案】（1）半导体；（2）照相机；（3）上方；（4）0.1 【解析】（1）硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是典型的半导体材料，是电子工业中常用的半导体材料。 （2）由图可知，缩图透镜将掩膜的电路图成倒立、缩小的实像，与照相机的成像原理（照相机利用物距大于2倍焦距，成倒立缩小实像）相同；投影仪成放大实像、放大镜成放大虚像，均不符合。 （3）制程从90nm到22nm，说明像需要变得更小。根据凸透镜成像规律，“物远像近像变小”，缩图透镜不变时，要让像变小，需要增大物距（掩膜到透镜的距离），因此将掩膜向上方（远离透镜）移动。 （4）根据密度公式，可得光刻胶的体积​，而，统一单位计算： ，， ；， 。 10．如图所示，是发光二极管的示意图，它属于_________（选填“导体”“半导体”或“绝缘体”）。当电流从较长的接线脚流入时，发光二极管中有电流通过，使其发光；如果电流从较短接线脚流入，电路处于断路状态，这说明发光二极管具有_________导电性。 【答案】 半导体 单向 【解析】[1]生活中，我们常用的各种二极管是由半导体材料制成的，故发光二极管它属于半导体。 [2]在接入电路时，应使电流从较长的接线脚流入，从较短接线脚流出，否则电路处于开路，无法正常工作，这是因为发光二极管具有单向导电的特性。 ▌题型03 超导材料的特性与应用 1．超导现象与超导性：当温度降低到某一临界值时，材料的电阻突然接近于零，电流几乎通行无阻，这种特性称为超导性。 2．发现历程：1911 年荷兰物理学家昂内斯在冷冻汞的实验中发现，温度降至 4.2 K（相当于 - 269 ℃）时，汞呈现超导性。 3．我国研究进展：我国研制的铜氧化物超导材料的零电阻温度已达到 134 K，铁基超导体临界温度率先突破 40 K，均处于世界先进水平；目前全球都在向常温超导的方向研究突破。 4．核心应用价值与前景 输电领域：用超导材料输电可大大减少电能损耗，节约能源和线路材料； 科技与医疗：在医学成像设备、信息技术、磁悬浮等领域都有重要应用。 5．高频易错点 误认为超导在常温下即可实现，目前超导材料都需要极低的温度才能实现超导状态，常温超导仍是研究方向； 误认为超导只有 “导电好” 一个特点，零电阻是初中阶段核心考点，同时超导还具有完全抗磁性等特性。 6．考法点拨：单元测、月考常以选择题考查特性与应用；中考常结合能源、科技前沿考查超导材料的意义与发展。 11．新材料越来越多地进入我们的学习、工作和生活，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。目前，各种新材料层出不穷，这里主要研究纳米材料、半导体材料和超导体材料。 （1）某芯片的制造工艺达到7nm，7nm=________m，“芯片”所用的主要材料是半导体，利用该材料制成的二极管具有________导电性。 （2）5G通信与折叠屏手机领域都运用了石墨烯等纳米材料。石墨烯在室温下电流的流动速度比一般导体都大，说明它的________好；另外，利用石墨烯制作成的电子元件很容易散热，这说明它的导热性________（选填“好”或“不好”）。 （3）我们在超导材料方面的研究也取得了一定的突破。当温度降到一定程度下，铜氧化物超导材料的电阻会突然接近于________，电流几乎通行无阻。该材料可适用于________等领域。 【答案】（1） 单向；（2）导电性 好；（3）零 远距离输电 【解析】（1）[1]因为长度单位换算关系为，所以。 [2]“芯片”所用主要材料是半导体，利用半导体材料制成的二极管具有单向导电性。 （2）[1]石墨烯在室温下电流的流动速度比一般导体都大，根据导电性的相关知识，这说明它的导电性好。 [2]利用石墨烯制作成的电子元件很容易散热，依据导热性的概念，这说明它的导热性好。 （3）[1]当温度降到一定程度下，铜氧化物超导材料的电阻会突然接近于零，此时电流几乎通行无阻。 [2]由于超导材料电阻为零，电能在传输过程中不会有能量损耗，所以该材料可适用于远距离输电等领域。 12．把很多二极管、三极管和电阻等电子元件做在芯片上，就成了集成电路。某些物质在温度很低时，______变为零，这就是超导现象。随着科技的进步，未来的电子元件如果用______材料来制作，由于没有电阻，不必考虑散热问题，就可以实现电子设备的微型化。 【答案】 电阻 超导 【解析】[1]当导体温度降低到某一临界值时，其电阻会突然消失，电阻变为零，这种现象称为超导现象。 [2]具有零电阻特性的材料为超导材料，因此用超导材料制作电子元件没有电阻。 13．请阅读《超导体》并回答下列小题。 超导体 1911年，荷兰莱顿大学的H·卡茂林·昂内斯意外地发现，将水银冷却到-268.98℃时，水银的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与水银相类似的低温下失去电阻的特性，由于材料的这种特殊导电性能，昂内斯称其为超导态，处于这种状态的导体称为超导体。昂内斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。物质的温度低于它的临界温度（转变为超导的温度），这种物质才会有超导性。一般金属或合金的临界温度都很低，例如铅的临界温度是-265.97℃，要维持这么低的温度也是很困难的。在现阶段，超高压输电会有很大的损耗，因为电流通过输电线时会发热，而利用超导体则可最大限度地降低损耗。但由于临界温度较高的超导体在应用中面临着许多难题，从而限制了超导输电的应用。随着技术的发展，新的超导材料不断涌现，人们期盼着超导输电能在不久的将来得以实现。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）超导体是指在温度降低到足够低时，某些金属材料的___________会突然变为零的导体。当电流通过超导体时，超导体两端电压为___________V。 （2）超导体___________用来制作滑动变阻器。（选填“能”或“不能”）。 （3）利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为___________（选填“核能”、“化学能”或“内能”）所造成的能量损失。 【答案】 电阻 0 不能 内能 【解析】（1）[1] [2]当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这就是超导现象；由于电阻为零，当有电流通过时间，由欧姆定律可知，其两端的电压为0。 （2）[3]超导体的电阻为零，而滑动变阻器是依靠改变电阻来改变电流的，所以超导体不能用来制作滑动变阻器。 （3）[4]由焦耳定律可知，电流通过导体是会放出热量的，超导体的电阻为0，用超导体做输电导线时, 电流通过导线产生的热量为0，所以利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为内能所造成的能量损失。 14．华为智能手机所搭载的7纳米制造工艺麒麟980芯片，“在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管”，实现了性能与能效提升的新突破，这都得益于一种新型材料的研发。这种新型材料是（　　） A．超导材料 B．磁性材料 C．纳米材料 D．绝缘材料 【答案】C 【解析】由“在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管”知，这些零件所占空间体积极小，空间尺度在纳米级，所以属于纳米材料。 故选C。 15．我们教室里用的希沃电子白板的开关键会发出蓝色或红色的光，这是因为开关键内安装了用______材料制成的发光二极管；科学家发现，铝在-271.76℃以下时，电阻变成了0，这就是______现象。 【答案】 半导体 超导 【解析】[1]发光二极管是用半导体材料制成的。 [2]当降到一定温度时，导体的电阻变为零，叫做超导现象。 ▌题型04 新材料的实验探究与跨学科实践 1．浓墨涂层吸收电磁波实验 实验原理：纳米材料对电磁波有吸收作用，吸收的电磁能转化为内能，使温度升高； 实验方法：控制变量法，取两个相同盐水瓶，一个外壁涂浓墨，一个不涂，内置温度计，放在大功率白炽灯前照射，对比温度变化； 实验结论：涂墨的瓶内温度升高更多，说明墨（纳米碳材料）能大量吸收电磁波辐射。 2．晶体二极管单向导电性探究实验 实验电路：电池、小灯泡、开关、导线、晶体二极管； 实验操作与现象：二极管正向接入电路时小灯泡发光，反向接入电路时小灯泡不发光； 实验结论：晶体二极管具有单向导电性。 3．超导材料调查研究方法：通过查阅资料、文献梳理，了解研究进展、我国成就与应用前景，完成科普报告，属于调查类科学探究。 4．高频易错点 浓墨实验中混淆变量，实验的自变量是是否涂纳米墨层，因变量是温度变化； 二极管正反接的现象记反，正向导通灯泡亮，反向截止灯泡不亮。 5．考法点拨：单元测常以实验题考查实验设计、现象与结论；中考常结合探究情境考查控制变量法与科学探究能力。 16．科学解密：如何优化才能让投影效果达到最佳？ 你是否曾在夜晚的街头，被广告投射出的绚丽画面所震撼？这些看似普通的投影灯，却藏着一个个光学奥秘。凸透镜成像规律就像一把神秘的钥匙，掌控着它的成像效果。如何才能让投影效果达到最佳？让我们一起去揭开吧！ （1）为优化广告灯性能，下列改进方案与原理不匹配的是（　　） A．采用耐高温高分子材料——高温分子热运动剧烈，防止高温变形 B．优化反光罩设计——根据光的折射对光线进行会聚或发散 C．应用光伏发电辅助供电——基于光伏效应，太阳能电池板将太阳光能转化为电能 D．使用LED灯——半导体材料的导电特性 （2）如图乙所示是广告投影灯的内部结构示意图，光源应摆放在位置________（选填“①”或“②”），才能清晰投影。 （3）云云同学发现地面上的投影图像如图丙所示，她认为是图标破损，而亮亮认为是凸透镜破损，请你对此做出评判：________的观点是正确的，理由是________。 （4）云云将广告投影灯内部的透镜拆下，通过实验探究这个透镜的焦距，并绘制了如图丁所示的图像，则这个透镜的焦距是________cm。 （5）【横向拓展】从环保角度分析，要想减少广告灯所造成的光污染，请你提出一条宝贵的建议：________ 【答案】（1）B；（2）①；（3）云云 如果是凸透镜边缘破损时，光仍能通过其他部分成完整的像；（4）8；（5）使用磨砂材质的反光面 【解析】（1）A．高温分子热运动剧烈，为了防止高温变形，所以采用耐高温高分子材料，故A正确，不符合题意； B．为了优化反光罩设计，应根据光的反射对光线进行会聚或发散。故B错误，符合题意； C．基于光伏效应，太阳能电池板将太阳光能转化为电能，所以应用光伏发电辅助供电，故C正确，不符合题意； D．使用LED灯，是利用LED灯在通电时能发光，LED灯是由半导体材料制成的，具有单向导电性，故D正确，不符合题意。 故选B。 （2）由于图标本身不发光，需要光源照射到图标上，故光源应摆放在位置①。 （3）[1][2]支持云云同学，是图标破损。因为如果是凸透镜边缘破损时，光仍能通过其他部分成完整的像。破损只会使部分光线无法通过透镜，导致成像的亮度降低，但像的大小和形状不会受到影响。而地面上的投影图像如图丙所示，是因为图标破损。 （4）由图丁可知，u=v=16cm，表明物体在二倍焦距处，所以焦距 （5）从环保角度分析，要想减少广告灯所造成的光污染，可以使用磨砂材质的反光面，图像清晰，但不刺眼。 17．读短文并回答问题。 随着经济发展，很多地方进行了电网改造，但是一些偏远地区的农村还没有进行，偏远农村最早铺设的电路存在诸多问题，如：输电线路耗损大，浪费严重；到户后电压比较低；由于线路老化引起的漏电现象等。 2018年，国家电网投资66亿元重点完成偏远地区的农村电网改造。偏远地区的农村电网改造后可以解决以上问题，保证农村的安全供电，农村电网改造主要是改造那些损耗大、绝缘差的线路，将那些老化的导线换用粗大一些的铝绞线。 电网改造后既可以给偏远地区提供稳定的用电，又可以减少电能在输送过程中的耗损，从而降低发电成本，还可以节约能源，减小因燃煤发电带来的环境污染。 （1）用铝绞线制作导线是利用了金属铝的______性； （2）若用______（选填“半导体”“超导体”或“绝缘体”）材料进行远程输电，可以大大减少电能在输送过程中的损耗。 【答案】 导电 超导体 【解析】（1）[1]金属是导体，用铝绞线制作导线是利用了金属铝的导电性。 （2）[2]超导材料由于电阻为零，所以不产生电热，用作输电导线没有电能损耗。 18．阅读下列短文，回答问题。 中国空间站 中国空间站质量为100多吨，在距离地面约的轨道上绕地球高速飞行。晴天的夜晚，可通过望远镜观察到空间站。 神舟飞船用于向空间站运送航天员，飞船轨道舱的两侧安装有太阳能电池板，在独自飞行时也可供应电能。天舟货运飞船则是向空间站运送物资的“快递小哥”，货运飞船与空间站天和核心舱对接过程中，可通过核心舱上的摄像机拍摄图片进行实时观察调整。发射神舟飞船使用的是“长征二号F”火箭，动力来自于液态燃料。发射时允许游客现场观看，但必须与发射点保持的最近安全距离通常为。选择航天材料需要考虑多方面的因素，物体的热胀冷缩是需要考虑的重要因素之一。 许多物体在温度升高时，体积会增大，这种现象叫物体的热膨胀。当物体温度改变1摄氏度时，其体积的变化与它在0℃时体积之比，叫做“体积膨胀系数”符号用表示。一般情况下，不同物质的热膨胀程度不同，铝的体积膨胀系数 （1）火箭使用的液态燃料，是通过_________（选填“压缩体积”或“降低温度”）的方法使燃气液化而形成的；晴天的夜晚，观察到的空间站_________（选填“是”或“不是”）光源。 （2）下列说法正确的是_________。 A．太阳能电池板的主要材料是硅，属于超导体材料； B．太空中的空间站的质量为零； C．空间站应尽量使用体胀系数较小的材料制作； D．光进入摄像机镜头前后传播速度不变。 （3）航天员乘飞船返回舱进入大气层后，返回舱与空气发生剧烈摩擦，产生几千度的高温。返回舱外层安装了固态防热材料，烧蚀材料在高温下升华，_________（选填“吸收”或“放出”）热量，确保返回舱温度不会过高。 （4）设计师为减轻火箭的质量，将一个质量为钢制零件改为铝制零件，则铝制零件相较钢制零件质量减少_________；某铝制零件0℃时的体积为，0℃升温至10℃，体积变化了_________。（，） 【答案】（1）压缩体积 不是；（2）C；（3）吸收；（4）260 1.44 【解析】（1）火箭液态燃料通过压缩体积的方法使气态燃料液化，可减小储存体积； 空间站自身不发光，不是光源。 （2）A．硅是半导体材料，不是超导体，故A错误； B．质量是物体的固有属性，与位置无关，空间站在太空中质量不为零，故B错误； C．太空温度变化大，体胀系数小的材料温度变化时体积变化小，适合制作空间站，故C正确； D．光在不同介质中传播速度不同，摄像机镜头为透明固体介质，光进入镜头后传播速度减小，故D错误。 故选C。 （3）升华过程吸收热量，能降低返回舱温度，故填吸收。 （4）零件的体积不变，零件的体积为 铝制零件的质量为 减少的质量为 由体积膨胀系数的定义可知，体积变化量为 19．阅读短文，回答问题。 2018年，22岁中国科学家—曹原，因为石墨烯正式成为了“2018年度世界十大科学家之首”。22岁的少年曾提出问题，却被很多的科学家无视，他的坚持最后得到结果“两层石墨烯，旋转到特定的叠加之后，零阻力的材料得出来了，可以在常温下实现”。世界为之震惊，世界在此领域最大突破，打破世界107年的魔咒。他的科学，在短短的九个月，形成初步的商业化，手机充电可以缩短到16分钟，每年为全球省几千亿资金。若把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处，在输电线路、发电厂发电等方面若能采用超导材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。 人民日报披露一重大消息：浙江大学高分子科学与工程学系高超团队，再次有了一个更大的突破，研制出了一种新型石墨烯-铝电池：它的正极是石墨烯薄膜，负极是金属铝。经测试，它在25万次充放电循环后仍能保持91%的容量；同时其倍率性能优异，快速充电可1.1秒内充满电。石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料。石墨烯具有非常良好的光学特性，看上去几乎是透明的。石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，可以弯曲，石墨烯的结构非常稳定，石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形。 （1）石墨烯是一种导体，零阻力是指____________为零，这种现象叫做____________现象； （2）目前超导体的研究领域取得了许多成果，假设未来的某一天，超导体技术实现重大突破，可以用来制作____________。 （3）关于石墨烯材料的应用不合适的是____________。 A．电脑CPU散热片 B．镜子的反射膜 C．折叠手机屏 D．切割机刀片 【答案】（1电阻 超导；（2）输电导线；（3）B 【解析】（1）根据短文内容，“零阻力的材料”指的是电阻为零。在物理学中，当某些物质在特定条件下电阻变为零时，这种现象被称为超导现象。 （2）根据短文内容，超导体电阻为零，电流通过时不会产生热量损耗。因此它适合用于制作输电导线、电动机线圈等需要减少电能损耗的元件。 （3）A. 石墨烯导热性能好，适合制作电脑CPU散热片，故A不符合题意； B. 石墨烯几乎是透明的，透光性好、反射光的能力弱，不适合制作镜子的反射膜，故B符合题意； C. 石墨烯韧性好、可弯曲，适合制作折叠手机屏，故C不符合题意； D. 石墨烯是“已知强度最高的材料之一”，适合做切割工具，故D不符合题意。 故选B。 20．当金属的温度降低时，它的电阻会减小。1911年，荷兰物理学家昂内斯在测定水银在低温下的电阻值时发现，当温度降到左右时，水银的电阻变为零，这种现象叫超导现象。并不是所有物体都会发生超导现象，即使能够发生超导现象的物质，也需要极低的温度作为必要条件，物质电阻变为零的温度称为超导转变温度。以下是几种材料的超导转变温度： 物质 铝 铅 锡 水银 钨 超导转变温度 我国于1989年成功发现超导转变温度为的超导体材料，并且第一代材料已经研究成熟，在此基础上，第二代材料由于其成本更低适用于产业化运作而被市场看好，超导产品品类也逐渐增加；现已进行产业化运作的有超导电缆、超导限流器、超导滤波器、超导储能等。我国整体超导研究在部分领域已经处于国际先进水平，目前，各国科学家还在继续研究超导转变温度更高的超导体材料，以将超导应用到日常生产和生活中去。 （1）根据文中的描述，许多金属在低温条件下会失去电阻，这种现象称为______现象，达到这种现象的温度称为______温度。 （2）根据表中信息可知，的温度条件，可能使______变为超导体。 （3）假如科学家研制出常温超导材料，可否用它制作调节音响音量的电位器？请写下你的判断并说明你的判断依据：______。 【答案】（1）超导 超导转变；（2）铅；（3）不能，调节音量的电位器是通过改变自身电阻，进而调整电路电流来实现音量调节；而超导体在超导状态下电阻为零，无法通过改变其电阻来调节电流 【解析】（1）[1][2]根据文中的描述，金属在低温条件下失去电阻，电阻变为零的现象，被称为超导现象。达到这种现象的温度称为超导转变温度。 （2）根据表中信息可知，铅的超导转变温度为，的温度条件，可能使铅变为超导体。 （3）常温超导材料，不能制作调节音响音量的电位器。原因是：调节音量的电位器是通过改变自身电阻，进而调整电路电流来实现音量调节；而超导体在超导状态下电阻为零，无法通过改变其电阻来调节电流，因此不能用常温超导体制作该电位器。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $