5.5 新材料及其应用（讲义）物理新教材沪粤版八年级上册

第五章 质量与密度 5.5 新材料及其应用 课标要点 1．了解纳米材料的特性，知道纳米材料在生活中的应用，如隐形涂层、碳纳米管等。 2．知道半导体材料的导电特点，理解晶体二极管的单向导电性，了解半导体的广泛应用。 3．了解超导材料的特性，知道超导现象与零电阻特性，了解我国在超导研究领域的成就。 4．能通过实验探究二极管的单向导电性，理解纳米涂层吸收电磁波的作用。 5．关注新材料对社会发展的推动作用，体会科技进步对生活的影响，激发科学探索精神。 学习重难点 重点：纳米材料、半导体材料、超导材料的特性及应用。 难点：半导体单向导电性的理解；超导现象的理解；新材料特性的辨析。 知识点 纳米材料 1．纳米材料的定义 当材料的微粒小到纳米尺寸时，材料的性能就会发生显著变化，这类材料称为纳米材料。 2．纳米材料的特性 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；纳米磁性材料的磁记录密度比普通磁性材料高十倍以上；纳米复合材料对光的反射率低，能吸收电磁波，可用作隐形飞机的涂层；气体通过纳米材料的扩散速度比通过一般材料的扩散速度大几千倍。 3．纳米材料的应用 隐形飞机涂层：利用纳米复合材料吸收电磁波、反射率低的特性； 手机折叠屏：“银纳米线”具有优异的透光性、耐曲挠性（可反复折叠不留折痕），被视为新的透明电极材料； 中国“文房四宝”中的墨就是纳米材料：让桐油或松油不完全燃烧，将黑烟生成的大量超微粒炭收集起来制成墨，墨的黑色是因为它主要吸收光或电磁波的能量，而反射率非常低。 特别提醒 ① 纳米是长度单位，； ② 材料性能的变化来自“微粒小到纳米尺寸”，不是材料的成分改变； ③ 墨是纳米材料，黑色是因为对光反射率低、吸收率高。 随学随练 1．科学家发现，当材料微粒的尺寸缩小到级别时，其性质与宏观尺度的材料相比会发生显著变化。我们把使用该方法制成的材料统称为（　　） 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】题目中提到，当材料微粒的尺寸缩小到m（也就是1纳米）级别时，其性质会发生显著变化，这类材料被称为纳米材料。 故选C。 2．如图所示，是我国自主研发的新型隐形战斗机，首次使用我国自主研制的具有坚固、轻巧、美观、易于加工等特点的钛锂合金材料。下列关于隐形战斗机及这种材料的说法中，正确的是（　　） A．隐形战斗机的机身材料能较好地反射雷达发射的电磁波 B．隐形战斗机的机身材料能较好地吸收雷达发射的超声波 C．隐形战斗机选用钛锂合金，利用了这种材料的透光性好 D．隐形战斗机选用钛锂合金，利用了这种材料的硬度大、密度小 【答案】D 【解析】AB．雷达发射的是电磁波，“隐形战机”可以有效避开雷达的探测，主要是它表面有一种特殊材料，能够增强对电磁波的吸收，减弱电磁波反射回雷达，故AB错误； CD．钛锂合金板材坚固就说明了其硬度大；轻巧说明了其密度小；美观说明了其色泽好；易于加工说明其延展性好，故C错误，D正确。 故选D。 知识点 半导体材料 1．半导体的定义 有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，这类材料称为半导体。锗、硅、砷化镓等都是半导体材料。 2．晶体二极管的单向导电性 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。 3．半导体的应用 电子表、收录机、数码照相机、数码摄像机、电视机、计算机，以及现代化机床、汽车、火车、轮船、飞机等，都要应用各种半导体元器件。 4．发光二极管（LED） 制作LED（发光二极管）灯的主要材料是半导体，LED灯节能环保。 易错提醒 ① 半导体既不是导体也不是绝缘体，其导电性能介于两者之间，且受温度、光照、杂质等影响； ② 二极管具有单向导电性，正向导通、反向截止，这是它的重要特性； ③ 硅、锗是重要的半导体材料，不要与导体金属混淆。 随学随练 1．半导体：半导体是导电性能介于______和绝缘体之间的一些材料，如锗、硅、砷化镓等。半导体只有在一定条件下才能导电。 【答案】导体 【解析】把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体，如锗、硅、砷化镓等。半导体导电性能会受温度、光照和掺加杂质等多种因素影响。 2．“华灯依旧，浪漫夜游”2025年国庆期间南宁夜花园再次火爆出圈。夜花园灯光秀的光源是LED灯（发光二极管），制作LED灯的主要材料是（    ） A．半导体 B．导体 C．绝缘体 D．超导体 【答案】A 【解析】LED灯是由多个发光二极管组成的，制作发光二极管的主要材料就是半导体材料，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 知识点 超导材料 1．超导现象的发现 1911年，荷兰物理学家昂内斯在做冷冻汞的实验时发现：当温度降至（相当于）时，汞的电阻会突然接近于零，电流几乎通行无阻。材料的这种特性称为超导性。 2．超导材料的特点 超导现象：电阻变为零的现象； 临界温度：材料转变为超导状态时的温度，不同材料的临界温度不同。 3．我国超导研究的成就 我国研制的铜氧化物超导材料的零电阻温度已达到，铁基超导体临界温度率先突破，均处于世界先进水平。 4．超导材料的应用前景 超导材料的应用前景非常广阔： 输电：用超导材料输电，电阻为零，可大大节约能源和材料； 医学成像设备、信息技术等领域也有重要应用。 随学随练特别提醒 ① 超导是“电阻变为零”，不是“电阻很小”，这是本质区别； ② 超导需要在一定温度（临界温度）以下才能实现，科学家正努力研究常温超导； ③ 超导输电没有电阻损耗，因此能节约大量能源。 1．实验表明，某些材料当温度降到某一定值时，其电阻突然降为零，这种现象叫做______，材料电阻降为零的温度称为临界温度，其值与材料有关，则在图所示的电阻－温度曲线图中，实际应用中最有利用价值的样品为______号（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 【答案】 超导现象 I 【解析】[1]某些材料在温度降低到某个临界温度以下时，其电阻突然为零，这种现象被称为超导现象，这种材料被称为超导体。 [2]从图中可以看到，当材料电阻降为零时所对应的温度即为临界温度，Ⅰ号样品临界温度最高。由于超低温实现不易，因此超导材料的临界温度越高，其利用价值就越高，故在实际应用中最有利用价值的样品为I。 2．科技改变生活，创新引领未来!如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息，方便监测身体状态。下列关于该智能手表说法正确的是（　　） A．橡胶表带是导体 B．铁的导电性能比铜强，铁更适合做手表内部的导线 C．手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的 D．手表里的芯片采用超导粉末冶金技术，超导材料制成的元件电阻很大 【答案】C 【解析】A．橡胶、陶瓷、塑料等都是常见的绝缘体，故橡胶表带是绝缘体，故A错误； B．其他条件相同时，铜的电阻比铁小，即铜的导电性能比铁强，故铜更适合做手表内部的导线，故B错误； C．半导体具有单向导电性，手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的，故C正确； D．超导材料具有电阻为零的特性，手表里的芯片采用超导粉末冶金技术，超导材料制成的元件电阻很小，故D错误。 故选C。 知识点 跨学科实践 1．浓墨涂层大量吸收电磁波的实验研究 用墨汁涂满盐水瓶外壁，与大功率白炽灯（电磁波源）前未涂墨的盐水瓶比较，经过一段时间比较两瓶中温度计的示数：涂墨的瓶子温度升高更明显，说明纳米墨层大量吸收电磁波的能量。 2．探究二极管的单向导电性 将晶体二极管正向接入电路，接通开关，小灯泡不亮（或亮）； 将晶体二极管反向接入电路，接通开关，小灯泡亮了（或不亮）； 实验表明：晶体二极管具有单向导电性。 3．调查超导材料的研究进展与应用前景 了解全世界超导材料研制进展、我国科学家的奋斗历程与杰出贡献，思考未来超导体的应用前景，撰写科普短文。 特别提醒 跨学科实践要经历“设计方案—查阅资料—动手操作—撰写报告”的完整过程，注意用电安全、防止烫伤。 随学随练 1．某校跨学科活动小组探究纳米涂层对电磁波的吸收作用，将墨在砚台上研磨出浓墨汁，加入适量胶水搅拌，选两个相同的圆底烧瓶，加入质量相同、温度相同的水，将其中一个涂上墨汁，将温度计通过瓶塞插入瓶中，两瓶等距离放置在点亮灯泡前，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．该实验的自变量是墨汁涂层的有无，因变量是烧瓶的材质 B．实验无需控制灯泡与两烧瓶的距离相等 C．相同时间，甲瓶温度升高较大，说明墨汁涂层增强了电磁波的吸收 D．相同时间，乙瓶温度升高较大，说明没有涂层的烧瓶对电磁波的吸收能力更强 【答案】C 【解析】A．该实验的自变量是墨汁涂层的有无，因变量是水的温度变化（反映电磁波吸收能力），故A错误； B．实验需要控制灯泡与两烧瓶的距离相等，以保证两烧瓶接收的电磁波强度相同，这是控制变量法的要求，故B错误； C．相同时间内，甲瓶（涂有墨汁涂层）温度升高较大，说明墨汁涂层增强了对电磁波的吸收，转化的内能更多，水温升得更高，故C正确； D．若乙瓶（无涂层）温度升高更大，说明无涂层的烧瓶吸收电磁波能力更强，这与实验探究“纳米涂层对电磁波的吸收作用”的预期不符，且不符合实际逻辑，故D错误。 故选C。 2．如图所示，将发光二极管LED接入电路，闭合开关，LED发光。下列有关说法正确的是（　　） A．发光二极管具有单向导电性 B．电子从LED正极流入，从负极流出 C．LED发光时把光能转化为电能 D．仅将LED的正负极对调，其亮度不变 【答案】A 【解析】A．发光二极管是半导体器件，具有单向导电性，电流只能从正极流入、负极流出才能导通发光，故A正确； B．电子带负电，其定向移动方向与电流方向相反。电流从 LED 正极流入、负极流出，因此电子从负极流入、正极流出，故B错误； C．LED 发光时，是将电能转化为光能，同时伴随少量热能，而非光能转化为电能，故C错误； D．由于 LED 具有单向导电性，仅将正负极对调后，电路会断路，LED不发光，故D错误。 故选 A。 题型 纳米材料的特性与应用 核心思路：抓住“纳米尺寸带来性能显著变化”这一核心，结合具体实例（强度、磁性、吸波、透光）分析应用。 活学活用 1．石墨烯是人类目前研制出最薄、最坚硬的纳米材料，它在室温下传递电子的速度比一般导体都快，说明它的 ___________好。用石墨烯制成的电子元件很容易散热，这说明它的导热性 ___________（填“好”或“不好”）。 【答案】 导电性 好 【解析】[1]根据石墨烯在室温下传递电子的速度比一般导体都快，说明其导电性好。 [2]用石墨烯制成的电子元件很容易散热，说明其导热性好。 2．如图“银纳米线”的直径在之间，除具有银的相关属性之外，还具有优异的导电性、导热性、透光性，耐曲挠性（可反复折叠不留折痕），被视为新的透明电极材料，关于这种材料说法中错误的是（   ） A．“银纳米线”最大直径约为 B．“银纳米线”可应用于手机折叠屏 C．利用这种材料可以制作保温杯 D．利用这种材料制成导线可以减少损耗 【答案】C 【解析】A．，故A正确，不符合题意； B．该材料具有耐曲挠性，可反复折叠不留折痕，且是透明电极材料，适合制作手机折叠屏，故B正确，不符合题意； C．该材料有优异的导热性，保温杯需要隔热、减少热传递来保温，导热性好的材料无法起到良好的保温效果，不适合制作保温杯，故C错误，符合题意； D．该材料导电性优异，做导线时电阻更小，输电过程中产生的电热损耗更少，因此可以减少损耗，故D正确，不符合题意。 故选C。 题型 半导体与二极管 核心思路：半导体导电性介于导体和绝缘体之间；二极管单向导电，正向导通反向截止；LED由半导体材料制成。 活学活用 1．课堂上姚老师先后演示了如图所示的两个实验，请回答下列问题： （1）如图甲所示，将电源、灯泡、玻璃、开关依次连入电路，闭合开关，灯泡不亮，用酒精灯灼烧玻璃，随着该处玻璃温度升高，灯泡逐渐变亮起来，这说明__________________； （2）如图乙所示，将废旧灯泡的灯丝接入电路，闭合开关后，小灯泡发光。给灯丝加热，小灯泡立刻变暗了，这说明_____________________。 【答案】 玻璃温度升高后变为了导体 温度越高，灯丝电阻越大 【解析】（1）[1]图甲中，将电源、灯泡、玻璃、开关依次连入电路，闭合开关，灯泡不亮，玻璃是绝缘体，此时的电路状态是断路；用酒精灯灼烧玻璃，随着该处玻璃温度升高，灯泡逐渐变亮起来，此时的电路状态是通路，红炽状态下的玻璃是导体，玻璃温度升高后变为了导体。 （2）[2]图乙中，将废旧灯泡的灯丝接入电路，闭合开关后，小灯泡发光。给灯丝加热，小灯泡立刻变暗了，则通过小灯泡的电流变小，而电路总电阻变大，则废旧灯丝的电阻变大，这说明温度越高，灯丝电阻越大。 2．LED光源作为新一代的照明光源，已经走进千家万户。LED的能耗仅为白炽灯的，节能灯的，使用LED灯可以节约大量的电能；另外LED灯还能通过电路的调节发出白色和黄色两种颜色的光。如图所示，是某种品牌的LED吸顶灯，由中心的LED灯和精美白色不透光材料制成的镂空边框组成。若某个房间只装了这样的一盏灯，则在晚上当LED灯发出黄色光时，你所观察到边框内部颜色应该是___________（选填“白色”、“黑色”或“黄色”，下同）。你所观察到边框外部颜色应该是___________。 【答案】 黄色 黑色 【解析】[1][2]不透明物体的颜色是由反射的色光的决定的，白色物体反射所有色光，黑色物体吸收所有颜色的色光 。当LED灯发出黄色光时，边框内部为白色，反射黄光，故看到颜色应该是黄色；又因为边框是不透光材料制成的，因此没有色光透过边框。有因为房间只装了这样的一盏灯，也没有色光通过边框外部来反射，则我们观察到的边框外部颜色是黑色的。 题型 超导材料的理解与应用 核心思路：超导是电阻为零；临界温度以下才超导；超导应用的核心优势是“无电阻损耗”。 活学活用 1．阅读短文，回答问题。 高温超导电缆 据报道，国家电网公司在上海兴建的世界首条输送容量最大、距离最长、全商业化运行的35千伏公里级超导电缆示范工程已正式投运。 高温超导输电，被誉为21世纪电力行业的一场革命，是最具潜力的电力工程技术。所谓高温超导，是指在相对于绝对零度而言的接近零下200℃的液氮环境下，利用超导材料的超导特性，使电力传输介质无限趋近于零电阻，电能传输损耗无限趋近于零。高温超导输电载流量大、体积小，基本没有电磁辐射、系统可靠性高、节能环保，还能降低工程实施难度。用铜或铝导线输电，约有7%的电能损耗在输电线路上，我国每年因此造成的电力损失超过1000亿度，相当于数十个大型发电厂的发电量。 据悉，此次新建的高温超导电缆示范工程是国家电网与上海市共同开展的科技产业战略合作成果之一，项目选址位于上海市中心徐家汇地区，线路总长度约1.2公里。示范工程敷设的超导电缆结构中，最为核心的是二三十根仅0.4毫米厚的第二代超导带材，该材料从设计到生产制造100%实现国产化。 （1）在超导状态下，导体的电阻___________，如果利用超导线进行远距离输电，导线___________（选填“会”或“不会”）发热。 （2）不能用超导材料制作的家用电器有___________（只写一种）。 （3）请写出一条利用高温超导输电的好处___________。 【答案】（1）无限趋近于零电阻 不会；（2）电热水器；（3）载流量大 【解析】（1）[1][2]根据材料可知，超导材料在特定低温下电阻无限趋近于零（根据材料描述）。电阻趋近于零时，输电过程中几乎不产生热量，因此导线不会发热。 （2）不能用超导材料制作的家用电器有：电热水器（或电饭煲、电熨斗等，合理即可），因为超导材料电阻趋近于零，无法产生热量。而电热水器等电器需利用电流的热效应工作，因此不能用超导材料制作。 （3）材料指出，高温超导输电使电能损耗趋近于零，且具有节能环保、载流量大等优势，可有效解决传统输电线路的能源浪费问题。 2．阅读《超导体》，回答问题： 1911年，荷兰科学家卡末林——昂内斯用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K（﹣268.95℃）时，汞的电阻完全消失，卡末林将这种现象称为超导电性。卡末林因此获得1913年诺贝尔奖。超导体（superconductor），又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。在实验中，若导体电阻的测量值低于10﹣25Ω，可以认为电阻为零。 超导体的应用可分为三类：强电应用、弱电应用和抗磁性应用。强电应用即大电流应用，包括超导发电、输电和储能；弱电应用即电子学应用，包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。例如超导计算机：高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列，但密集排列的电路在工作时会发生大量的热，而散热是超大规模集成电路面临的难题。超导计算机中的超大规模集成电路，其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作，不存在散热问题，同时计算机的运算速度大大提高。此外，科学家正研究用半导体和超导体来制造晶体管，甚至完全用超导体来制作晶体管。 （1）理想的超导体对电荷的定向移动______（有/无）阻碍作用。 （2）超导计算机工作时 ______（需要、不需要）散热电风扇。 （3）猜想未来：超导体还可能在生活中或生产中有哪些应用 ______。 【答案】 无 不需要 用超导体做手机充电器的电子元件或用超导体制作高铁车顶上的电线 【解析】（1）[1]导体对电流的阻碍作用叫电阻。超导体，又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体，故可知，理想的超导体对电荷的定向移动无阻碍作用。 （2）[2]超导体在某一温度下电阻为零，故不存在电流的热效应，故超导计算机工作时不需要散热电风扇。 （3）[3]用超导体做手机充电器的电子元件，避免充电器发热；用超导体制作高铁车顶上的电线，从而减小电能的损失。 基础通关 1．关于导体、绝缘体、半导体、超导体，下列说法不正确的是（     ） A．绝缘体对电流阻碍作用大，但能够带电 B．容易导电的物体叫导体，如金属、酸碱盐水溶液、橡胶等 C．超导材料适合用来进行远距离输电 D．锗、硅，导电性能介于导体和绝缘体之间 【答案】B 【解析】A．绝缘体对电流的阻碍作用极大，几乎不能导电，但可以通过摩擦等方式带电，故A正确； B．金属、酸碱盐水溶液属于导体，但橡胶是绝缘体，不属于导体，故B错误； C．超导材料的电阻为零，输电时不会产生电热损耗电能，适合远距离输电，故C正确； D．锗、硅是常见的半导体材料，导电性能恰好介于导体和绝缘体之间，故D正确。 故选B。 2．3月5日，由我国科学家牵头的全球首个气溶胶预报人工智能模型AI-GAMFS在国际学术期刊《自然》正式发布。人工智能模型AI-GAMFS的后台高算力芯片是由以下哪种材料制成的（     ） A．半导体 B．导体 C．绝缘体 D．超导体 【答案】A 【解析】芯片的核心部件是由半导体硅制成的，故选A 。 3．国产航天器天线采用镍钛记忆合金制作，当温度升高到某一值时，天线会自动恢复预设形状。此现象主要利用了材料的（     ） A．弹性形变 B．热胀冷缩 C．形状记忆效应 D．导电性 【答案】C 【解析】国产航天器天线采用镍钛记忆合金制作，其核心特性是形状记忆效应。这种效应是指合金在特定温度下能够“记住”并恢复其原始形状。其物理机制是：合金内部存在两种晶体结构——奥氏体相（高温稳定相）和马氏体相（低温稳定相）。当温度升高到某一临界值（转变温度）时，马氏体相会逆转变为奥氏体相，同时伴随宏观形状的恢复，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选 C。 4．小明在阅读科普材料时发现：石墨烯被称为“黑金”“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将彻底改变21世纪。石墨烯是一种由碳原子构成的片状结构材料，这种材料导电性能极强，在特定低温与掺杂条件下可实现电阻接近零，未来有望用于____________（选填“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料的使用；由于石墨烯还具有优异的导电性和柔韧性，它____________（选填“适合”或“不适合”）用来制作需要频繁弯折的可折叠柔性显示屏电路。 【答案】 超导体 适合 【解析】因特定条件下电阻接近零是超导体的特征；因石墨烯导电性优异且具有柔韧性，可满足频繁弯折的可折叠柔性显示屏电路的使用需求。 5．手机芯片的核心材料是________（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）；当材料的电阻在特定条件下变为零时，这种现象称为________现象。 【答案】 半导体 超导 【解析】芯片核心主要是由半导体材料制成，因为半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，可通过掺杂等手段精确控制其导电性，适用于制作集成电路等芯片结构。当某种物质在特定温度等条件下电阻变为零，这种现象称为超导现象。 6．学校为方便学生参加中考，给每位学生发放统一的学习用品，包括：①涂卡备用铅笔芯、②金属圆规、③橡皮、④塑料尺，以上物品属于导体的是________（填序号）；锗、硅这类材料在电子产品中有极其重要的应用，锗、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，这种材料常常称作____________（选填“半导体”或“超导体”）。 【答案】 ①② 半导体 【解析】由常见导体和绝缘体的分类可知，铅笔芯（主要成分为石墨）、金属属于导体，橡皮、塑料属于绝缘体。 导电性能介于导体和绝缘体之间的材料为半导体，锗、硅符合该特性。 7．按要求填空： （1）如题图所示，木块的长度为________cm；停表的读数为________s。 （2）题图是某物质熔化时温度随时间变化的图象，由图象可以判断该物质是________（选填“晶体”或“非晶体”），在第6min时该物质处于________状态。 （3）酸甜多汁的水果不仅可以为我们身体提供能量，还可以发电。题图是某实验小组利用铜片、锌片、水果和二极管组成的电路．水果在电路中扮演了________的角色。图中的发光二极管的两根引脚中，较长的为二极管的________极，此时二极管能发光，说明水果电池的正极是________（选填“铜片”或“锌片”）一端。 【答案】（1）1.80 338.5；（2）晶体 固液共存；（3）电源 正 铜片 【解析】（1）[1]由图可知，刻度尺的分度值是1mm，被测木块所对刻度尺的起始刻度值为0.00cm，右端刻度值为1.80cm，所以木块的长度l=1.80cm-0.00cm=1.80cm [2]在秒表的中间表盘上，1min中间有两个小格，所以一个小格代表0.5min，指针在“5”和“6”之间，偏向“6”一侧，所以分针指示的时间为5min；在秒表的大表盘上，1s之间有10个小格，所以一个小格代表0.1s，所以秒针指示的时间为38.5s，即秒表的读数为5min38.5s，即338.5s。 （2）[1]由图可知，此物质在熔化过程中保持50℃不变，有固定的熔点，所以此物质是晶体。 [2]该物质从4min开始熔化，到8min时熔化结束，故第6min物质处于固液共存状态。 （3）[1]图中的水果提供电能，使二极管发光，故在电路中扮演了电源的角色。 [2][3]发光二极管的两根引脚中较长的为正极，电流必须从正极流入，二极管才能发光，此时二极管发光，说明电流从二极管的长脚流入，即水果电池的正极是铜片。 8．超导体具有零电阻和抗磁性两个重要特性，抗磁性让超导体材料只需消耗极少的电能就能产生强大的磁场，抗磁性还会产生超导磁浮现象，若我们研制出常温下的超导材料，你最想应用在哪些方面？（写出两条即可） 【答案】见解析 【解析】①用超导体做输电导线，可以减小由电能到内能的损耗，提高传输效率。 ②利用超导体材料制作电动机线圈，可减少电能损失，提高电能利用率。 9．小明在学习了电和热之后，知道通过减小导体的电阻能减小电流通过导体的发热功率，小明就想能不能改用超导材料来制作电视机里的电子元件呢？如果真的生产出了这样的电视机，你能想象一下它的外形与现在的电视机有什么不同吗？（至少说出两点，并阐明理由）。 【答案】见解析 【解析】超导是超导电性的简称，它是指金属、合金或其它材料在低温条件下电阻变为零，电流通过时不会有任何损失的性质；如果能把超导材料应用于实际，用来制作电子元件，不必考虑散热。 10．如图，我国自行研制的 C919大型喷气客机，2022年正式起飞。 C919飞机采用了大量新材料，如铝锂合金，镁合金、钛合金、碳纤维等，具有密度低、强度高等特点，它的机身蒙皮、长桁、客舱地板支撑立柱等部件使用了第三代铝锂合金，经过科学实验研究，铝锂合金中锂质量含量超过 3%，韧性下降，容易断裂； （1）100kg 的铝锂合金，如果合金中锂质量的含量为 3%，锂金属质量是多少？_____ （2）上述铝锂合金的体积是多少？____（已知锂的密度为 0.534×103kg/m3，铝的密度为2.7×103kg/m3，合金的体积是铝、锂两种金属体积和，保留一位小数。） （3）这种铝锂合金的密度是多少？____（保留一位小数） （4）对于新材料，你还知道哪些？举一例：_____。 【答案】 3kg 4.2×10-2 m3 2.4×103kg/m3 纳米 【解析】（1）[1]由题意可知，锂金属质量是m锂=100 kg×3% =3 kg （2）[2]根据可得，铝锂合金中的铝的体积为 铝锂合金中的锂的体积为 则上述铝锂合金的体积是V= V锂+ V铝=4.2×10-2 m3 （3）[3]根据可得，这种铝锂合金的密度是 （4）[4]新材料不断地被创造出，目前有纳米、磁性、智能材料、隐形材料、半导体、新能源等。 素养提升 11．锦州市有多家光伏产业基地，为环境保护、减少碳排放做出了贡献。光伏产业是指利用光伏效应，使太阳光射到硅光电池板上产生电流直接发电的行业。其中的硅光电池板中的主要材料硅属于（    ） A．半导体 B．超导体 C．绝缘体 D．以上说法都不对 【答案】A 【解析】硅光电池板中的主要材料硅属于半导体，半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 12．2025年4月24日，“神舟二十号”飞船成功发射并完成与空间站的交互对接，它们进入预定轨道后，太阳能帆板顺利展开。下列属于制作太阳能帆板的主要材料是（　　）    A．超导材料 B．半导体材料 C．纳米材料 D．绝缘体材料 【答案】B 【解析】太阳能帆板的发电核心是硅基半导体材料，其通过光电效应将太阳能转化为电能。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 13．如图为泰山上的一只“智能挑夫”机器狗，机器狗内置集成电路板上的芯片是用______材料制成的。为实现轻量化，机器狗的外壳和一些零部件通常使用塑料材料，塑料属于______。（均选填“超导体”、“导体”、“半导体”或“绝缘体”） 【答案】 半导体 绝缘体 【解析】[1]芯片（如硅基芯片）的核心材料是半导体，半导体的导电性介于导体与绝缘体之间，是制作集成电路的关键材料。 [2]塑料不容易导电，属于绝缘体，常被用于电器外壳和零部件，起到绝缘和轻量化的作用。 14．如图是由一个小灯泡、一个发光二极管（LED）、两节干电池、一个开关组成的电路。闭合开关，小灯泡和LED发光。如果把电源的正、负极对调，闭合开关，LED___________（填“能”或“不能”）发光，说明发光二极管具有___________性。 【答案】 不能 单向导电 【解析】[1][2]因为发光二极管具有单向导电性，如果把电源的正、负极对调，闭合开关，LED灯中没有电流通过，因此不能发光。 15．神舟二十号飞船的舷窗被太空碎片撞击后出现放射状裂纹。小明对此提出猜想：材料的抗裂纹扩展能力可能与材料类型、材料厚度有关。他利用普通玻璃板、有机玻璃板、夹层玻璃板、厚度不同的普通玻璃板、钢球、刻度尺、放大镜等器材进行如下探究： ①将相同厚度（4 mm）的三种玻璃板分别放在同一桌面上，从相同高度释放同一钢球撞击板面中心，用刻度尺测量最长裂纹的长度。②更换不同厚度（2 mm、4 mm、6 mm）的普通玻璃板，重复上述操作。请回答下列问题： （1）本实验通过________反映材料的抗裂纹扩展能力。 （2）实验探究①是在探究材料的抗裂纹扩展能力与________的关系。 （3）请为实验探究②设计实验数据记录的表格。 （4）飞船在飞行时，会面临太空碎片撞击、高能粒子辐射、昼夜温度剧烈变化等复杂环境考验。若你是一名飞船设计师，请提出一个可探究的科学问题________。 【答案】（1）最长裂纹长度；（2）材料类型；（3） 材料类型 材料厚度/mm 最长裂纹的长度/mm 普通玻璃板 2 4 6 （4）舷窗材料的抗撞击能力与温度剧烈变化是否有关 【解析】（1）本实验用转换法将不易直接观察的抗裂纹扩展能力转换为可测量的物理量，撞击后最长裂纹越长，说明材料抗裂纹扩展能力越弱，因此用最长裂纹的长度反映材料的抗裂纹扩展能力。 （2）根据控制变量法，实验①中控制了玻璃板厚度、撞击条件都相同，只改变了玻璃板的材料种类，因此探究的是抗裂纹扩展能力与材料类型的关系。 （3）实验②更换不同厚度的普通玻璃板重复实验，只需记录不同厚度对应的裂纹长度。如下表所示： 材料类型 材料厚度/mm 最长裂纹的长度/mm 普通玻璃板 2 4 6 （4）太空中昼夜温差巨大，对此，可以探究舷窗材料的抗撞击能力与温度剧烈变化是否有关。 16．如图甲所示，亮亮发现台式电脑的中央处理器（CPU）芯片是利用风扇来进行散热的，他想知道风扇产生的空气流动强度与哪些因素有关。他猜想可能与风扇的扇叶宽度、扇叶长度、扇叶倾斜角度都有关系。为此他制作了几个不同的扇叶，并用一个转速为300转/分的电动机分别带动这几个扇叶转动，去吹动同一位置的同一纸片（如图乙所示），下表为实验记录的数据。 序号 扇叶宽度/cm 扇叶长度/cm 扇叶倾斜的角度 纸片被吹起的角度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1 3.0 7.0 30° 30° 2 2.0 7.0 30° 20° 3 3.0 4.0 30° 20° 4 3.0 7.0 45° 40° （1）电脑中央处理器芯片是电脑中的核心配件，其主要制作材料是______（选填“超导体”“半导体”或“绝缘体”）；芯片工作时会发热，是电流的______效应引起的； （2）要完成该实验，除了刻度尺外，还需要用到的测量器材是______。实验中，亮亮是通过观察______来判断风扇产生的空气流动强度的； （3）他在分析空气流动强度与扇叶长度的关系时，应选用序号为______的两次实验数据； （4）根据序号为1、2的两次实验数据，可得到的结论是：______； （5）结合生活实际，你认为风扇产生的空气流动强度可能还与______有关。（写出一个即可） 【答案】 半导体 热 量角器 纸片被吹起的角度 1、3 扇叶长度、扇叶倾斜的角度相同时，扇叶宽度越宽，风扇产生的空气流动强度越强 叶片个数 【解析】（1）[1]半导体材料有许多独特的功能，根据半导体材料的特殊性质制成了特殊的元件，电脑中央处理器芯片是电脑中的核心配件，其主要制作材料是半导体。 [2]芯片工作时会发热，将电能转化为内能，是电流的热效应引起的。 （2）[3]要完成该实验，除了刻度尺外，还需要用到的测量器材是测量角度的量角器。 [4]实验中，亮亮是通过观察纸片被吹起的角度来判断风扇产生的空气流动强度的，纸片被吹起的角度越大，说明风扇产生的空气流动强度越强。 （3）[5]他在分析空气流动强度与扇叶长度的关系时，应控制扇叶宽度、扇叶倾斜的角度相同，改变扇叶长度，选用序号为1、3的两次实验数据。 （4）[6]根据序号为1、2的两次实验数据，当扇叶长度、扇叶倾斜的角度相同时，扇叶宽度越宽，纸片被吹起的角度越大， 可得到的结论是：扇叶长度、扇叶倾斜的角度相同时，扇叶宽度越宽，风扇产生的空气流动强度越强。 （5）[7]风扇中的扇叶一般由三片组成，风扇产生的空气流动强度可能还与叶片数有关。 17．超导材料的特点是在低于某一温度时，该材料的电阻会变为零。请你想象，假如在日常生活中能使用超导材料，超导材料的应用有哪些？请你列举一例：______，并说明使用它的好处：______。 【答案】 远距离输电 减少电能损耗 【解析】[1][2]超导材料的特点是，在温度很低时电阻为零；假如在日常生活中能使用超导材料，当电阻为零时，用超导材料传输电能可以减少电能损耗，故可以应用于远距离输电。 18．阅读短文，回答问题： 石墨烯——改变世界的神奇新材料 一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家获得诺贝尔奖。这种全新材料名为“石墨烯”，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。密度仅为3mg/cm3（空气的密度为1.29kg/m3）。石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透明的。利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料。比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池。如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。因此，其应用前景十分广阔。 （1）根据石墨烯的性质，你认为石墨烯不适合用来制成___________； A．保温隔热材料                B．冲击钻的钻头    C．高压输电线                  D．电饭锅的锅胆 （2）最近国外研究人员通过引入由多层墨烯制成的交替散热通道，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． 导热性好          C．硬度大                      D．导电性强 （3）科学家造出“石墨烯”的密度比空气的密度___________（大/小）； （4）石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为___________； （5）石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料。针对这一发现同学们提出了以下几个问题，你认为有价值且最可探究的问题是___________（填选项前的字母）； A．石墨烯为什么很薄？ B．如何提取石墨烯这种物质？ C．石墨烯在生活中有什么用处？ D．石墨烯的硬度与其的厚度、面积有什么关系？ 【答案】 A B 大 传输速度大 D 【解析】（1）[1] A．作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，故不可以制成保温隔热材料，故A符合题意； B．石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，故可以制作成冲击钻的钻头，故B不符合题意； C．墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性，故可以作为高压输电线，故C不符合题意； D．导热性能好，故可以制成了电饭锅的锅胆，故D不符合题意。 故选A。 （2）[2]在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，利用半导体热导性能好，故B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 （3）[3]石墨烯的密度仅为3mg/cm3，合为 大于空气的密度1.29kg/m3。 （4）[4]根据题意可知，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发。 （5）[5]石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料，针对这一问题，硬度与哪些因素有关，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 迁移创新 19．石墨烯是一种单原子层二维碳材料，其强度是钢铁的100倍，导电性是铜的1000倍，热导率是金刚石的2倍，且具有高透明度，但在以上会在空气中氧化，失去原有的性能。其在多个领域均有广泛的应用，下列物体中不宜使用该材料的是（　　） A．导线绝缘层 B．手机显示屏 C．高容量电池 D．生物传感器 【答案】A 【解析】A．石墨烯核心特性，导电性极强、高透明度、强度高、导热性好，绝缘层需要用不容易导电的绝缘材料制作，而石墨烯导电性极强，因此完全不适合制作导线绝缘层，故A符合题意； B．石墨烯具有高透明度，适合做手机显示屏材料，故B不符合题意； C．优异的导电性适合提升电池性能，适合做高容量电池材料，故C不符合题意； D．石墨烯良好的导电、结构特性，适合制作生物传感器，故D不符合题意。 故选A。 20．许多超市为方便顾客结账，安装了“刷脸机”，它的摄像头实际上是凸透镜，该类透镜制作成眼镜可以用来矫正________（选填“远”或“近”）视眼。“刷脸机”内部的芯片主要制作材料是________（选填“导体”“半导体”或“超导体”）。 【答案】 远 半导体 【解析】[1]“刷脸机”的摄像头实际上是一个凸透镜，该类透镜对光线具有会聚作用，在日常生活中可以用来矫正远视眼。 [2]半导体材料广泛用于电子芯片制造，“刷脸机”内部的芯片主要制作材料是半导体。 21．我国自主研发的C919大型商用客机（如图所示）采用了极轻的新型复合材料。“极轻”反映了这种材料的密度________（选填“大”或“小”）。若一块实心铝合金材料的体积为，经过特殊处理后体积变为，但质量不变，则处理后该材料的密度________（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 小 变大 【解析】[1]“极轻”指的是在相同体积的情况下，运用这种新型复合材料制作出来的部件，质量会更小，说明这种材料的密度小。 [2]假设实心铝合金材料质量为m，则其原来的密度 处理后，其质量没有变化，则处理后材料密度 所以，因此处理后该材料的密度变大。 22．请根据上述材料，回答下列问题： 超导材料 1911年，荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银时发现，当温度下降到4.2K（-268.98℃）时，水银的电阻完全消失。1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出：低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在4.2K进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态。后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。1933年，迈斯纳和奥克森尔德两位科学家发现，如果把超导材料放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体内被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点0℃，对常温而言仍是极低的温度。高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。大电流应用即超导发电、输电和储能等；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆。 （1）许多金属和合金具有在低温下会失去______的特性，这种现象称为超导电性，达到这一现象时的温度称为______温度； （2）如图中______（选填“甲”、“乙”）能表示“迈斯纳效应”； （3）高温超导材料的超导电性可以应用于______（请列举1例）。 【答案】（1）电阻 临界；（2）乙；（3）输电导线 【解析】（1）[1][2]某些金属、合金和化合物的电阻率随温度的降低会突然减小为零或者电阻变为零，这种现象叫做超导现象。发生超导现象时的温度叫“临界温度”。 （2）[3]由材料知，如果把超导体放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体中被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”，所以应该为乙图。 （3）[4]超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零，当电阻为零时用超导材料传输电能可以减少电能损耗，用作输电导线。 23．根据材料，回答下列问题： 材料与社会发展 我们周围的生活用品是由各种不同材料制成的。一般来说，不同的材料具有不同的物理性质。除密度、比热容不同外，材料的导热性、导电性、磁性、弹性、硬度、延展性等也往往各不相同。 回首人类发展的历史长河，人类的文明史就是人类利用、创造、发明、生产材料的发展史。 今天，科技革命迅猛发展，新材料产品日新月异，产业升级、材料换代步伐加快。新材料技术与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合，结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显，材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性倍受关注。如： 气凝胶：密度最小的固体，具有隔热、耐高温等特性，在节能环保、保温隔热电子电器、建筑等领域有巨大潜力； 石墨烯：具有超强的硬度（高于当今最硬的钻石）、超强的导电性、非常好的热传导性能，在半导体、触摸屏、储能电池、显示器、传感器、航天、军工、复合材料、生物医药等领域将广泛应用； 柔性玻璃：改变传统玻璃刚性、易碎的特点，实现玻璃的柔性革命化创新，在未来柔性显示、可折叠设备领域前景巨大； 泡沫金属：具有导电性、密度低、孔隙率高等特点，可替代无机非金属材料不能导电的应用领域，在隔音降噪领域具有巨大潜力； 形状记忆合金：拥有“记忆”的智能材料，预成型后，在受外界条件强制变形后，再经一定条件处理，恢复为原来形状，实现材料的变形可逆性设计和应用，在空间技术、医疗器械、机械电子设备等领域潜力巨大； 玄武岩纤维：具有强度高、电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能；玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害； …… （1）体育运动场上所用的塑胶跑道比水泥跑道好，这是因为塑胶______； A．密度大，硬度低        B．密度小，硬度高 C．弹性好，硬度低        D．弹性好，硬度高 （2）有许多日常用品应用了物质的物理属性，下列说法不正确的是______； A．冰箱门吸应用了磁铁的磁性 B．撑杆跳高应用了撑杆的弹性 C．导线用铜物质制造应用了铜良好的导电性 D．水壶的把手用胶木制作应用了胶木良好的导热性 （3）根据石墨烯的性质，你认为石墨烯不能用来制成______； A．熔断器中的保险丝        B．家里烹饪用的汤锅 C．高压输电用的导线        D．隧道掘进机的钻头 （4）关于新材料及其应用，下列说法不正确的是______； A．气凝胶可用来制作保温防火建筑材料 B．柔性玻璃可用来制作可弯折性手机 C．泡沫金属可用来制作飞机的机身 D．玄武岩纤维可用来制作传感器 （5）列车的制作材料可应用哪种新材料的何种性质？______（写出其中的一种即可）。 【答案】（1）C；（2）D；（3）A；（4）D；（5）泡沫金属密度低，可以减轻车身质量，可用来做列车 【解析】（1）[1]塑胶跑道具有适度的弹性及反弹力，可减少体力的消耗，增进竞赛成绩，具有强韧的弹性层及缓冲层，可吸收强劲的冲击，表面不会受损，运动场上选择使用塑胶跑道抓要是考虑到它的弹性和硬度，所以塑胶跑道比一般跑道弹性好，硬度低。 （2）[2]A．冰箱门吸是磁铁制成的，利用了磁铁的磁性，能够使冰箱门保持良好密封，故A正确，不符合题意； B．撑杆跳运动员借助撑杆的弹性跃过横杆，故B正确，不符合题意； C．导线用铜物质制造是应用了铜的导电性强，电能损失较少，故C正确，不符合题意； D．水壶的把手用胶木制作应用了胶木不易导热，故D错误，符合题意。 故选D。 （3）[3]A．石墨烯的熔点超过3000℃，所以不能做保险丝，故A符合题意； B．石墨烯薄、坚硬，导热性好，可以做家里烹饪用的汤锅，故B不符合题意； C．石墨烯具有优良的导电性，所以可以用来制成高压输电用的导线，故C不符合题意； D．石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料，所以可以做隧道掘进机的钻头，故D不符合题意。 故选A。 （4）[4]A．气凝胶具有隔热、耐高温等特性，可用来制作保温防火建筑材料，故A正确，不符合题意； B．柔性玻璃实现玻璃的柔性革命化创新，在未来柔性显示、可折叠设备领域前景巨大，可用来制作可弯折性手机，故B正确，不符合题意； C．泡沫金属密度低，可用来制作飞机的机身，故C正确，不符合题意； D．玄武岩纤维电绝缘，不能用来制作传感器，故D错误，符合题意。 故选D。 （5）[5]泡沫金属密度低，可以减轻车身质量，可用来做列车。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 质量与密度 5.5 新材料及其应用 课标要点 1．了解纳米材料的特性，知道纳米材料在生活中的应用，如隐形涂层、碳纳米管等。 2．知道半导体材料的导电特点，理解晶体二极管的单向导电性，了解半导体的广泛应用。 3．了解超导材料的特性，知道超导现象与零电阻特性，了解我国在超导研究领域的成就。 4．能通过实验探究二极管的单向导电性，理解纳米涂层吸收电磁波的作用。 5．关注新材料对社会发展的推动作用，体会科技进步对生活的影响，激发科学探索精神。 学习重难点 重点：纳米材料、半导体材料、超导材料的特性及应用。 难点：半导体单向导电性的理解；超导现象的理解；新材料特性的辨析。 知识点 纳米材料 1．纳米材料的定义 当材料的__________________时，材料的性能就会发生显著变化，这类材料称为纳米材料。 2．纳米材料的特性 __________________可在室温下任意弯曲；____________的强度是钢的上百倍；纳米磁性材料的_________ _________比普通磁性材料高十倍以上；纳米复合材料对光的____________，能吸收电磁波，可用作隐形飞机的涂层；气体通过纳米材料的____________比通过一般材料的扩散速度大几千倍。 3．纳米材料的应用 隐形飞机涂层：利用纳米复合材料吸收______、反射率______的特性； 手机折叠屏：“银纳米线”具有优异的______、____________（可反复折叠不留折痕），被视为新的透明电极材料； 中国“文房四宝”中的墨就是______材料：让桐油或松油不完全燃烧，将黑烟生成的大量超微粒炭收集起来制成墨，墨的黑色是因为它主要吸收光或电磁波的能量，而反射率非常低。 特别提醒 ① 纳米是长度单位，； ② 材料性能的变化来自“微粒小到纳米尺寸”，不是材料的成分改变； ③ 墨是纳米材料，黑色是因为对光反射率低、吸收率高。 随学随练 1．科学家发现，当材料微粒的尺寸缩小到级别时，其性质与宏观尺度的材料相比会发生显著变化。我们把使用该方法制成的材料统称为（　　） A．超导材料 B．磁性材料 C．纳米材料 D．绝缘材料 2．如图所示，是我国自主研发的新型隐形战斗机，首次使用我国自主研制的具有坚固、轻巧、美观、易于加工等特点的钛锂合金材料。下列关于隐形战斗机及这种材料的说法中，正确的是（　　） A．隐形战斗机的机身材料能较好地反射雷达发射的电磁波 B．隐形战斗机的机身材料能较好地吸收雷达发射的超声波 C．隐形战斗机选用钛锂合金，利用了这种材料的透光性好 D．隐形战斗机选用钛锂合金，利用了这种材料的硬度大、密度小 知识点 半导体材料 1．半导体的定义 有些材料的导电性能__________________，这类材料称为______。______、______、______等都是半导体材料。 2．晶体二极管的单向导电性 用半导体材料制成的晶体二极管具有____________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。 3．半导体的应用 电子表、收录机、数码照相机、数码摄像机、电视机、计算机，以及现代化机床、汽车、火车、轮船、飞机等，都要应用各种半导体元器件。 4．发光二极管（LED） 制作LED（发光二极管）灯的主要材料是______，LED灯节能环保。 易错提醒 ① 半导体既不是导体也不是绝缘体，其导电性能介于两者之间，且受温度、光照、杂质等影响； ② 二极管具有单向导电性，正向导通、反向截止，这是它的重要特性； ③ 硅、锗是重要的半导体材料，不要与导体金属混淆。 随学随练 1．半导体：半导体是导电性能介于______和绝缘体之间的一些材料，如锗、硅、砷化镓等。半导体只有在一定条件下才能导电。 2．“华灯依旧，浪漫夜游”2025年国庆期间南宁夜花园再次火爆出圈。夜花园灯光秀的光源是LED灯（发光二极管），制作LED灯的主要材料是（    ） A．半导体 B．导体 C．绝缘体 D．超导体 知识点 超导材料 1．超导现象的发现 1911年，荷兰物理学家______在做冷冻汞的实验时发现：当温度降至（相当于）时，汞的电阻会突然____________，电流几乎通行无阻。材料的这种特性称为______。 2．超导材料的特点 超导现象：电阻变为零的现象； 临界温度：材料转变为超导状态时的温度，不同材料的临界温度不同。 3．我国超导研究的成就 我国研制的________________________________________________，____________临界温度率先突破，均处于世界先进水平。 4．超导材料的应用前景 超导材料的应用前景非常广阔： 输电：用超导材料输电，电阻为______，可大大节约能源和材料； 医学成像设备、信息技术等领域也有重要应用。 随学随练特别提醒 ① 超导是“电阻变为零”，不是“电阻很小”，这是本质区别； ② 超导需要在一定温度（临界温度）以下才能实现，科学家正努力研究常温超导； ③ 超导输电没有电阻损耗，因此能节约大量能源。 1．实验表明，某些材料当温度降到某一定值时，其电阻突然降为零，这种现象叫做______，材料电阻降为零的温度称为临界温度，其值与材料有关，则在图所示的电阻－温度曲线图中，实际应用中最有利用价值的样品为______号（填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”）。 2．科技改变生活，创新引领未来!如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率等信息，方便监测身体状态。下列关于该智能手表说法正确的是（　　） A．橡胶表带是导体 B．铁的导电性能比铜强，铁更适合做手表内部的导线 C．手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的 D．手表里的芯片采用超导粉末冶金技术，超导材料制成的元件电阻很大 知识点 跨学科实践 1．浓墨涂层大量吸收电磁波的实验研究 用墨汁涂满盐水瓶外壁，与大功率白炽灯（电磁波源）前未涂墨的盐水瓶比较，经过一段时间比较两瓶中温度计的示数：涂墨的瓶子温度升高更明显，说明纳米墨层大量吸收______的能量。 2．探究二极管的单向导电性 将晶体二极管正向接入电路，接通开关，小灯泡不亮（或亮）； 将晶体二极管反向接入电路，接通开关，小灯泡亮了（或不亮）； 实验表明：晶体二极管具有____________性。 3．调查超导材料的研究进展与应用前景 了解全世界超导材料研制进展、我国科学家的奋斗历程与杰出贡献，思考未来超导体的应用前景，撰写科普短文。 特别提醒 跨学科实践要经历“设计方案—查阅资料—动手操作—撰写报告”的完整过程，注意用电安全、防止烫伤。 随学随练 1．某校跨学科活动小组探究纳米涂层对电磁波的吸收作用，将墨在砚台上研磨出浓墨汁，加入适量胶水搅拌，选两个相同的圆底烧瓶，加入质量相同、温度相同的水，将其中一个涂上墨汁，将温度计通过瓶塞插入瓶中，两瓶等距离放置在点亮灯泡前，如图所示，下列说法正确的是（    ） A．该实验的自变量是墨汁涂层的有无，因变量是烧瓶的材质 B．实验无需控制灯泡与两烧瓶的距离相等 C．相同时间，甲瓶温度升高较大，说明墨汁涂层增强了电磁波的吸收 D．相同时间，乙瓶温度升高较大，说明没有涂层的烧瓶对电磁波的吸收能力更强 2．如图所示，将发光二极管LED接入电路，闭合开关，LED发光。下列有关说法正确的是（　　） A．发光二极管具有单向导电性 B．电子从LED正极流入，从负极流出 C．LED发光时把光能转化为电能 D．仅将LED的正负极对调，其亮度不变 题型 纳米材料的特性与应用 核心思路：抓住“纳米尺寸带来性能显著变化”这一核心，结合具体实例（强度、磁性、吸波、透光）分析应用。 活学活用 1．石墨烯是人类目前研制出最薄、最坚硬的纳米材料，它在室温下传递电子的速度比一般导体都快，说明它的 ___________好。用石墨烯制成的电子元件很容易散热，这说明它的导热性 ___________（填“好”或“不好”）。 2．如图“银纳米线”的直径在之间，除具有银的相关属性之外，还具有优异的导电性、导热性、透光性，耐曲挠性（可反复折叠不留折痕），被视为新的透明电极材料，关于这种材料说法中错误的是（   ） A．“银纳米线”最大直径约为 B．“银纳米线”可应用于手机折叠屏 C．利用这种材料可以制作保温杯 D．利用这种材料制成导线可以减少损耗 题型 半导体与二极管 核心思路：半导体导电性介于导体和绝缘体之间；二极管单向导电，正向导通反向截止；LED由半导体材料制成。 活学活用 1．课堂上姚老师先后演示了如图所示的两个实验，请回答下列问题： （1）如图甲所示，将电源、灯泡、玻璃、开关依次连入电路，闭合开关，灯泡不亮，用酒精灯灼烧玻璃，随着该处玻璃温度升高，灯泡逐渐变亮起来，这说明__________________； （2）如图乙所示，将废旧灯泡的灯丝接入电路，闭合开关后，小灯泡发光。给灯丝加热，小灯泡立刻变暗了，这说明_____________________。 2．LED光源作为新一代的照明光源，已经走进千家万户。LED的能耗仅为白炽灯的，节能灯的，使用LED灯可以节约大量的电能；另外LED灯还能通过电路的调节发出白色和黄色两种颜色的光。如图所示，是某种品牌的LED吸顶灯，由中心的LED灯和精美白色不透光材料制成的镂空边框组成。若某个房间只装了这样的一盏灯，则在晚上当LED灯发出黄色光时，你所观察到边框内部颜色应该是___________（选填“白色”、“黑色”或“黄色”，下同）。你所观察到边框外部颜色应该是___________。 题型 超导材料的理解与应用 核心思路：超导是电阻为零；临界温度以下才超导；超导应用的核心优势是“无电阻损耗”。 活学活用 1．阅读短文，回答问题。 高温超导电缆 据报道，国家电网公司在上海兴建的世界首条输送容量最大、距离最长、全商业化运行的35千伏公里级超导电缆示范工程已正式投运。 高温超导输电，被誉为21世纪电力行业的一场革命，是最具潜力的电力工程技术。所谓高温超导，是指在相对于绝对零度而言的接近零下200℃的液氮环境下，利用超导材料的超导特性，使电力传输介质无限趋近于零电阻，电能传输损耗无限趋近于零。高温超导输电载流量大、体积小，基本没有电磁辐射、系统可靠性高、节能环保，还能降低工程实施难度。用铜或铝导线输电，约有7%的电能损耗在输电线路上，我国每年因此造成的电力损失超过1000亿度，相当于数十个大型发电厂的发电量。 据悉，此次新建的高温超导电缆示范工程是国家电网与上海市共同开展的科技产业战略合作成果之一，项目选址位于上海市中心徐家汇地区，线路总长度约1.2公里。示范工程敷设的超导电缆结构中，最为核心的是二三十根仅0.4毫米厚的第二代超导带材，该材料从设计到生产制造100%实现国产化。 （1）在超导状态下，导体的电阻___________，如果利用超导线进行远距离输电，导线___________（选填“会”或“不会”）发热。 （2）不能用超导材料制作的家用电器有___________（只写一种）。 （3）请写出一条利用高温超导输电的好处___________。 2．阅读《超导体》，回答问题： 1911年，荷兰科学家卡末林——昂内斯用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K（﹣268.95℃）时，汞的电阻完全消失，卡末林将这种现象称为超导电性。卡末林因此获得1913年诺贝尔奖。超导体（superconductor），又称为超导材料，指在某一温度下，电阻为零的导体。在实验中，若导体电阻的测量值低于10﹣25Ω，可以认为电阻为零。 超导体的应用可分为三类：强电应用、弱电应用和抗磁性应用。强电应用即大电流应用，包括超导发电、输电和储能；弱电应用即电子学应用，包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。例如超导计算机：高速计算机要求集成电路芯片上的元件和连接线密集排列，但密集排列的电路在工作时会发生大量的热，而散热是超大规模集成电路面临的难题。超导计算机中的超大规模集成电路，其元件间的互连线用接近零电阻和超微发热的超导器件来制作，不存在散热问题，同时计算机的运算速度大大提高。此外，科学家正研究用半导体和超导体来制造晶体管，甚至完全用超导体来制作晶体管。 （1）理想的超导体对电荷的定向移动______（有/无）阻碍作用。 （2）超导计算机工作时 ______（需要、不需要）散热电风扇。 （3）猜想未来：超导体还可能在生活中或生产中有哪些应用 ______。 基础通关 1．关于导体、绝缘体、半导体、超导体，下列说法不正确的是（     ） A．绝缘体对电流阻碍作用大，但能够带电 B．容易导电的物体叫导体，如金属、酸碱盐水溶液、橡胶等 C．超导材料适合用来进行远距离输电 D．锗、硅，导电性能介于导体和绝缘体之间 2．3月5日，由我国科学家牵头的全球首个气溶胶预报人工智能模型AI-GAMFS在国际学术期刊《自然》正式发布。人工智能模型AI-GAMFS的后台高算力芯片是由以下哪种材料制成的（     ） A．半导体 B．导体 C．绝缘体 D．超导体 3．国产航天器天线采用镍钛记忆合金制作，当温度升高到某一值时，天线会自动恢复预设形状。此现象主要利用了材料的（     ） A．弹性形变 B．热胀冷缩 C．形状记忆效应 D．导电性 4．小明在阅读科普材料时发现：石墨烯被称为“黑金”“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将彻底改变21世纪。石墨烯是一种由碳原子构成的片状结构材料，这种材料导电性能极强，在特定低温与掺杂条件下可实现电阻接近零，未来有望用于____________（选填“绝缘体”“半导体”或“超导体”）材料的使用；由于石墨烯还具有优异的导电性和柔韧性，它____________（选填“适合”或“不适合”）用来制作需要频繁弯折的可折叠柔性显示屏电路。 5．手机芯片的核心材料是________（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）；当材料的电阻在特定条件下变为零时，这种现象称为________现象。 6．学校为方便学生参加中考，给每位学生发放统一的学习用品，包括：①涂卡备用铅笔芯、②金属圆规、③橡皮、④塑料尺，以上物品属于导体的是________（填序号）；锗、硅这类材料在电子产品中有极其重要的应用，锗、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，这种材料常常称作____________（选填“半导体”或“超导体”）。 7．按要求填空： （1）如题图所示，木块的长度为________cm；停表的读数为________s。 （2）题图是某物质熔化时温度随时间变化的图象，由图象可以判断该物质是________（选填“晶体”或“非晶体”），在第6min时该物质处于________状态。 （3）酸甜多汁的水果不仅可以为我们身体提供能量，还可以发电。题图是某实验小组利用铜片、锌片、水果和二极管组成的电路．水果在电路中扮演了________的角色。图中的发光二极管的两根引脚中，较长的为二极管的________极，此时二极管能发光，说明水果电池的正极是________（选填“铜片”或“锌片”）一端。 8．超导体具有零电阻和抗磁性两个重要特性，抗磁性让超导体材料只需消耗极少的电能就能产生强大的磁场，抗磁性还会产生超导磁浮现象，若我们研制出常温下的超导材料，你最想应用在哪些方面？（写出两条即可） 9．小明在学习了电和热之后，知道通过减小导体的电阻能减小电流通过导体的发热功率，小明就想能不能改用超导材料来制作电视机里的电子元件呢？如果真的生产出了这样的电视机，你能想象一下它的外形与现在的电视机有什么不同吗？（至少说出两点，并阐明理由）。 10．如图，我国自行研制的 C919大型喷气客机，2022年正式起飞。 C919飞机采用了大量新材料，如铝锂合金，镁合金、钛合金、碳纤维等，具有密度低、强度高等特点，它的机身蒙皮、长桁、客舱地板支撑立柱等部件使用了第三代铝锂合金，经过科学实验研究，铝锂合金中锂质量含量超过 3%，韧性下降，容易断裂； （1）100kg 的铝锂合金，如果合金中锂质量的含量为 3%，锂金属质量是多少？_____ （2）上述铝锂合金的体积是多少？____（已知锂的密度为 0.534×103kg/m3，铝的密度为2.7×103kg/m3，合金的体积是铝、锂两种金属体积和，保留一位小数。） （3）这种铝锂合金的密度是多少？____（保留一位小数） （4）对于新材料，你还知道哪些？举一例：_____。 素养提升 11．锦州市有多家光伏产业基地，为环境保护、减少碳排放做出了贡献。光伏产业是指利用光伏效应，使太阳光射到硅光电池板上产生电流直接发电的行业。其中的硅光电池板中的主要材料硅属于（    ） A．半导体 B．超导体 C．绝缘体 D．以上说法都不对 12．2025年4月24日，“神舟二十号”飞船成功发射并完成与空间站的交互对接，它们进入预定轨道后，太阳能帆板顺利展开。下列属于制作太阳能帆板的主要材料是（　　）    A．超导材料 B．半导体材料 C．纳米材料 D．绝缘体材料 13．如图为泰山上的一只“智能挑夫”机器狗，机器狗内置集成电路板上的芯片是用______材料制成的。为实现轻量化，机器狗的外壳和一些零部件通常使用塑料材料，塑料属于______。（均选填“超导体”、“导体”、“半导体”或“绝缘体”） 14．如图是由一个小灯泡、一个发光二极管（LED）、两节干电池、一个开关组成的电路。闭合开关，小灯泡和LED发光。如果把电源的正、负极对调，闭合开关，LED___________（填“能”或“不能”）发光，说明发光二极管具有___________性。 15．神舟二十号飞船的舷窗被太空碎片撞击后出现放射状裂纹。小明对此提出猜想：材料的抗裂纹扩展能力可能与材料类型、材料厚度有关。他利用普通玻璃板、有机玻璃板、夹层玻璃板、厚度不同的普通玻璃板、钢球、刻度尺、放大镜等器材进行如下探究： ①将相同厚度（4 mm）的三种玻璃板分别放在同一桌面上，从相同高度释放同一钢球撞击板面中心，用刻度尺测量最长裂纹的长度。②更换不同厚度（2 mm、4 mm、6 mm）的普通玻璃板，重复上述操作。请回答下列问题： （1）本实验通过________反映材料的抗裂纹扩展能力。 （2）实验探究①是在探究材料的抗裂纹扩展能力与________的关系。 （3）请为实验探究②设计实验数据记录的表格。 （4）飞船在飞行时，会面临太空碎片撞击、高能粒子辐射、昼夜温度剧烈变化等复杂环境考验。若你是一名飞船设计师，请提出一个可探究的科学问题________。 16．如图甲所示，亮亮发现台式电脑的中央处理器（CPU）芯片是利用风扇来进行散热的，他想知道风扇产生的空气流动强度与哪些因素有关。他猜想可能与风扇的扇叶宽度、扇叶长度、扇叶倾斜角度都有关系。为此他制作了几个不同的扇叶，并用一个转速为300转/分的电动机分别带动这几个扇叶转动，去吹动同一位置的同一纸片（如图乙所示），下表为实验记录的数据。 序号 扇叶宽度/cm 扇叶长度/cm 扇叶倾斜的角度 纸片被吹起的角度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1 3.0 7.0 30° 30° 2 2.0 7.0 30° 20° 3 3.0 4.0 30° 20° 4 3.0 7.0 45° 40° （1）电脑中央处理器芯片是电脑中的核心配件，其主要制作材料是______（选填“超导体”“半导体”或“绝缘体”）；芯片工作时会发热，是电流的______效应引起的； （2）要完成该实验，除了刻度尺外，还需要用到的测量器材是______。实验中，亮亮是通过观察______来判断风扇产生的空气流动强度的； （3）他在分析空气流动强度与扇叶长度的关系时，应选用序号为______的两次实验数据； （4）根据序号为1、2的两次实验数据，可得到的结论是：______； （5）结合生活实际，你认为风扇产生的空气流动强度可能还与______有关。（写出一个即可） 17．超导材料的特点是在低于某一温度时，该材料的电阻会变为零。请你想象，假如在日常生活中能使用超导材料，超导材料的应用有哪些？请你列举一例：______，并说明使用它的好处：______。 18．阅读短文，回答问题： 石墨烯——改变世界的神奇新材料 一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家获得诺贝尔奖。这种全新材料名为“石墨烯”，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。密度仅为3mg/cm3（空气的密度为1.29kg/m3）。石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透明的。利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料。比如，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池。如果和其他材料混合，石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。因此，其应用前景十分广阔。 （1）根据石墨烯的性质，你认为石墨烯不适合用来制成___________； A．保温隔热材料                B．冲击钻的钻头    C．高压输电线                  D．电饭锅的锅胆 （2）最近国外研究人员通过引入由多层墨烯制成的交替散热通道，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． 导热性好          C．硬度大                      D．导电性强 （3）科学家造出“石墨烯”的密度比空气的密度___________（大/小）； （4）石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为___________； （5）石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料。针对这一发现同学们提出了以下几个问题，你认为有价值且最可探究的问题是___________（填选项前的字母）； A．石墨烯为什么很薄？ B．如何提取石墨烯这种物质？ C．石墨烯在生活中有什么用处？ D．石墨烯的硬度与其的厚度、面积有什么关系？ 迁移创新 19．石墨烯是一种单原子层二维碳材料，其强度是钢铁的100倍，导电性是铜的1000倍，热导率是金刚石的2倍，且具有高透明度，但在以上会在空气中氧化，失去原有的性能。其在多个领域均有广泛的应用，下列物体中不宜使用该材料的是（　　） A．导线绝缘层 B．手机显示屏 C．高容量电池 D．生物传感器 20．许多超市为方便顾客结账，安装了“刷脸机”，它的摄像头实际上是凸透镜，该类透镜制作成眼镜可以用来矫正________（选填“远”或“近”）视眼。“刷脸机”内部的芯片主要制作材料是________（选填“导体”“半导体”或“超导体”）。 21．我国自主研发的C919大型商用客机（如图所示）采用了极轻的新型复合材料。“极轻”反映了这种材料的密度________（选填“大”或“小”）。若一块实心铝合金材料的体积为，经过特殊处理后体积变为，但质量不变，则处理后该材料的密度________（选填“变大”“变小”或“不变”） 22．请根据上述材料，回答下列问题： 超导材料 1911年，荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银时发现，当温度下降到4.2K（-268.98℃）时，水银的电阻完全消失。1913年昂内斯在诺贝尔领奖演说中指出：低温下金属电阻的消失“不是逐渐的，而是突然的”，水银在4.2K进入了一种新状态，由于它的特殊导电性能，可以称为超导态。后来他发现许多金属和合金都具有与上述水银相类似的低温下失去电阻的特性，这种现象称为超导电性，达到超导时的温度称为临界温度，具有超导电性的材料称为超导材料或超导体。1933年，迈斯纳和奥克森尔德两位科学家发现，如果把超导材料放在磁场中冷却，则在材料电阻消失的同时，外加磁场也无法进入超导体内，形象地来说，就是磁感线将从超导体内被排出，不能通过超导体，这种抗磁性现象称为“迈斯纳效应”。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点0℃，对常温而言仍是极低的温度。高温超导材料的用途非常广阔，由于其具有零电阻和抗磁性，用途大致可分为三类：大电流应用（强电应用）、电子学应用（弱电应用）和抗磁性应用。大电流应用即超导发电、输电和储能等；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆。 （1）许多金属和合金具有在低温下会失去______的特性，这种现象称为超导电性，达到这一现象时的温度称为______温度； （2）如图中______（选填“甲”、“乙”）能表示“迈斯纳效应”； （3）高温超导材料的超导电性可以应用于______（请列举1例）。 23．根据材料，回答下列问题： 材料与社会发展 我们周围的生活用品是由各种不同材料制成的。一般来说，不同的材料具有不同的物理性质。除密度、比热容不同外，材料的导热性、导电性、磁性、弹性、硬度、延展性等也往往各不相同。 回首人类发展的历史长河，人类的文明史就是人类利用、创造、发明、生产材料的发展史。 今天，科技革命迅猛发展，新材料产品日新月异，产业升级、材料换代步伐加快。新材料技术与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合，结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显，材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性倍受关注。如： 气凝胶：密度最小的固体，具有隔热、耐高温等特性，在节能环保、保温隔热电子电器、建筑等领域有巨大潜力； 石墨烯：具有超强的硬度（高于当今最硬的钻石）、超强的导电性、非常好的热传导性能，在半导体、触摸屏、储能电池、显示器、传感器、航天、军工、复合材料、生物医药等领域将广泛应用； 柔性玻璃：改变传统玻璃刚性、易碎的特点，实现玻璃的柔性革命化创新，在未来柔性显示、可折叠设备领域前景巨大； 泡沫金属：具有导电性、密度低、孔隙率高等特点，可替代无机非金属材料不能导电的应用领域，在隔音降噪领域具有巨大潜力； 形状记忆合金：拥有“记忆”的智能材料，预成型后，在受外界条件强制变形后，再经一定条件处理，恢复为原来形状，实现材料的变形可逆性设计和应用，在空间技术、医疗器械、机械电子设备等领域潜力巨大； 玄武岩纤维：具有强度高、电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能；玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害； …… （1）体育运动场上所用的塑胶跑道比水泥跑道好，这是因为塑胶______； A．密度大，硬度低        B．密度小，硬度高 C．弹性好，硬度低        D．弹性好，硬度高 （2）有许多日常用品应用了物质的物理属性，下列说法不正确的是______； A．冰箱门吸应用了磁铁的磁性 B．撑杆跳高应用了撑杆的弹性 C．导线用铜物质制造应用了铜良好的导电性 D．水壶的把手用胶木制作应用了胶木良好的导热性 （3）根据石墨烯的性质，你认为石墨烯不能用来制成______； A．熔断器中的保险丝        B．家里烹饪用的汤锅 C．高压输电用的导线        D．隧道掘进机的钻头 （4）关于新材料及其应用，下列说法不正确的是______； A．气凝胶可用来制作保温防火建筑材料 B．柔性玻璃可用来制作可弯折性手机 C．泡沫金属可用来制作飞机的机身 D．玄武岩纤维可用来制作传感器 （5）列车的制作材料可应用哪种新材料的何种性质？______（写出其中的一种即可）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $