2019年八年级物理上册2.4新材料及其应用课件（新版）北师大版.ppt

第二章物质世界的尺度 质量和密度四 新材料及其应用 纳米材料 纳米防水材料 右侧 在充满蒸汽的浴室内依然光亮 纳米防水布 纳米纤维 注意 纳米是一个很小的长度单位 但是纳米材料的作用可不小哟 例1下列关于纳米材料的说法正确的是 A 任何物质的尺度加工到1 100nm时 它们都是纳米材料B 某一物质变为纳米材料后 发生了异常的变化 产生了神奇的效果 是因为这一物质已经变成了另一物质C 普通衣服经过纳米方法处理后 将会不沾水和油 长时间光洁如新D 陶瓷耐磨损 耐高温 但易碎 用纳米陶瓷粉制成的陶瓷破碎后能自动修复成原样 C 解析 并不是所有物质的尺度加工到1 100nm时 它们都是纳米材料 只有它们的物理性质或者化学性能与较大尺度相比时 发生了异常的变化 它们才是纳米材料 故A错误 当某一物质成为纳米材料后 它与之前的物质仍是同一物质 故B错误 用纳米陶瓷粉制成的陶瓷 破碎后不能自动修复成原样 故D错误 绿色能源 绿色 能源可以分为广义和狭义两种 广义的 绿色 能源包括在能源的生产及其消费过程中 对生产环境低污染或无污染的能源 如天然气 清洁煤和核能 狭义的 绿色 能源指可再生能源 如水能 生物能 太阳能 风能等 说明 除了我们学习的三种绿色能源之外 现在正在大力发展的风能 潮汐能等都是绿色能源 例2下列能源不属于绿色能源的是 A 锂离子电池B 石油C 太阳能电池D 氢燃料电池解析 常见的绿色能源对环境无污染或污染很小 如锂离子电池 太阳能电池 氢燃料电池等 而在使用石油的过程中 会产生大量有害气体而污染环境 因此石油不属于绿色能源 B 记忆合金 例3科普展览会上有一种神奇的金属花 它的花瓣是用一种特殊的金属片记忆合金制成的 如图2 4 1所示 它具有记忆能力 温度升高它就会绽开 如 填 甲 或 乙 图 关上灯它又会 如 填 甲 或 乙 图 解析 记忆合金温度升高时会发生外形变化 外形变化是这种金属的特性 灯光照射使构成花瓣的特殊金属片温度升高 金属片伸展开 温度降低时金属片闭合 答案 甲闭合乙 图2 4 1 对新材料的特点认识不清 例4下列关于新材料的说法正确的是 A 记忆合金是一种能记住很多知识的金属B 纳米材料都很小C 记忆合金主要用于研究 对生产生活没什么用处D 我国在纳米材料的研究上具有世界先进水平 D 解析 记忆合金记忆的是形状 而不能记忆知识 A错误 纳米材料就是采用化学 物理甚至生物方法将物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料 其基本单元很小 但它本身不一定小 B错误 记忆合金在科学技术领域 生产生活中有重要的应用 C错误 我国在纳米材料的研究上具有世界先进水平 D正确 错解 A或B或C注意 记忆合金和纳米材料都属于新材料 它们在生产生活中有重要的应用 既不能把纳米材料理解成很小的材料 也不能把记忆合金当成无用的材料 题型一纳米材料 角度a纳米材料的特点 例5下列关于纳米材料的叙述正确的是 A 很小的材料就是纳米材料B 纳米材料只是近几年才开始被人们利用的C 不存在天然形成的纳米材料D 纳米材料的基本单元小 D 解析 纳米材料就是采用化学 物理甚至生物方法将物质变成纳米级的微细颗粒后形成的材料 其基本单元很小 但它本身不一定小 纳米材料在自然界中广泛存在 如蛋白石 陨石碎片 海洋沉积物等中都能见到它的身影 角度b纳米材料的应用 例6 多选 下列说法中利用纳米材料的特殊作用的有 A 为了装饰 在墙壁上涂刷漆 漆能吸附在墙上B 用胶水可以把两张纸糊在一起C 用纳米陶瓷粉制成的陶瓷不易撞碎 具有一定的韧性D 下雨天红红的羽绒服不易被水淋湿解析 为了装饰 在墙壁上涂刷漆 在两张纸之间涂抹胶水 普通油漆和胶水都不是纳米材料 A B不符合题意 用纳米陶瓷粉制成的陶瓷韧性好 不易碎 C符合题意 纳米防水布可制成防水雨衣 羽绒服面料用纳米材料制成 不易被水淋湿 D符合题意 CD 题型二 绿色 能源 例7 多选 如图2 4 2所示是一种小型风力发电装置 关于这种装置的说法正确的是 A 风力发电属于 绿色 能源B 它与硅光电池一样 把太阳能直接转化为电能C 使用风力发电的最大优点是无污染D 这种小型风力发电没有什么用处 图2 4 2 AC 解析 由题意知 小型风力发电装置把风能转化成电能 风力发电没有污染 它是绿色能源 故A C正确 该装置发电不是直接把太阳能转化成电能 而是利用风力发电 故B错误 这种小型风力发电装置可以为小型电力设备供电或者给蓄电池充电 在生产与生活中有用处 故D错误 题型三记忆合金 例8利用记忆合金可以制成弹簧 也可以放在热水器的出水阀内 防止热水器中流出高温的热水把人烫伤 你能猜想一下它的工作原理吗 解析 当热水温度过高 达到记忆合金制成的弹簧的转变温度时 弹簧会自动变长 及时关紧阀门而停止出水 从而避免把人烫伤 答案 见解析 知识点拨 记忆合金在温度变化时形状发生变化 从本质上讲 它是利用温度进行自动控制的装置 例9科学家发现某种合金具有 形状记忆功能 如果在较低温度时将它弯曲成某一形状 然后加热到较高温度时再弯曲成另一形状 那么当温度降到原来的较低温度时 它会自行恢复到低温时的形状 图2 4 3 现用它制成如图2 4 3所示装置 在可绕圆心O转动的均匀轻质圆盘上安装一个用形状记忆合金做成的螺旋圈 它们在温度较低时收紧 在温度较高时放松 实验表明 当把该圆盘的下半部分浸在盛有一定量热水的水槽中时 只要给圆盘一个起始转动的力 圆盘就能克服摩擦和水的阻力连续转动起来 发挥你的想象力 提出一个巧妙应用形状记忆合金的设想 参照示例 另举一例 示例 用形状记忆合金制作一个 保险丝 安装在电器内易发热物体附近 当温度过高时 记忆合金就恢复到它高温时的形状 断开电路 防止电器过热 设想 所提的设想应是制作 保险丝 以外的 解析 本题是一则开放性的题目 只要根据记忆合金的特点来设计你的设想即可 答案 1 如用形状记忆合金制作一个 警示铃 安装在仓库门口附近 当发生火灾 温度升高时 记忆合金恢复到高温时的形状 接通电路 使电铃响起 2 用形状记忆合金制作一个 温度自动控制开关 安装在恒温箱内 当温度升高到一定程度时 记忆合金就恢复到它高温时的形状 断开加热电路 反之 当温度降低到一定程度时 记忆合金就恢复到它低温时的形状 闭合加热电路 从而可以使恒温箱保持一定温度 1 记忆合金记忆的是它的形状 它在不同温度下的形状不同 当温度变化时 形状就发生变化 2 由于记忆合金具有 记忆 形状的特点 所以常用来制作温度自动控制设备 防止物体变形等 知识链接 解读中考 本节知识在中考中主要考查的是新材料的特点与应用 一般以填空题 选择题为主 考查点较少 中考命题率较低 题目难度也很小 考点一纳米材料 教材第55页 第2段 与传统材料相比 新材料在强度 刚度 硬度 耐温性 耐磨性 耐蚀性 抗辐照等某一方面或其中多个方面具有优越的性能 例10纳米陶瓷是一种高新科技材料 具有耐磨 耐腐蚀 耐高温 防渗透 完全无磁性等特点 下列选项中哪项可以利用纳米陶瓷材料制造 A 高压输电线B 装浓硫酸的容器C 银行储蓄卡D LED发光二极管解析 由题意知 纳米陶瓷不能导电 不能制造高压输电线和发光二极管 A D不符合题意 纳米陶瓷耐腐蚀 可以用来制造装浓硫酸的容器 B符合题意 纳米陶瓷完全无磁性 不能制造银行储蓄卡 C不符合题意 B 例11阅读资料内容 回答问题 新型温度计日本科学家利用碳纳米管研制一种新型的温度计 它可以测量50 500 之间的温度 预计在微观环境中将有广泛地应用前景 日本物质材料研究机构的科学家在英国 自然 杂志上发表报告说 他们在直径为75nm的碳纳米管里充入金属镓液体 对它加热 然后冷却 结果发现 在50 500 之间 碳纳米管中镓液柱的高度随温度的变化呈现均匀变化 就像普通温度计里的酒精或水银柱的高度变化一样 液柱最长可以达到10nm 核心素养 金属镓在温度低于29 78 时是固态 高于2403 时变成气态 用液态镓作为测温液体 可以测量的范围很大 同时 用于制造碳纳米管的材料是石墨 它在50 500 之间的体积随温度的变化极小 因此碳纳米管本身的直径和长度变化可忽略不计 测量精确度较高 1 这种新型温度计是根据什么原理制造的 2 你认为新型温度计的量程在什么范围时 其精确度较高 3 通过阅读 你觉得制造温度计时 在选择材料上要考虑哪些因素 至少写出两条 解析 1 这种新型温度计是根据碳纳米管中镓液体在50 500 之间液柱的高度随温度呈现均匀变化的原理制成的 2 在50 500 之间新型温度计的精确度较高 因为在50 500 之间镓液体在碳纳米管中的高度随温度均匀变化 在这种温度下 镓液体和酒精 水银一样热胀冷缩 碳纳米管在这一温度范围内体积变化极小 为提高温度计的精确度提供了保证 3 制造温度计的材料的体积随温度变化极小 测温液体的体积随温度变化较大 测温液体的体积随温度变化呈现均匀变化 制造温度计的材料在高温下不氧化等 答案 见解析