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1.结合实例，了解一些新材料的特点及其应用．
2.了解半导体、超导体、纳米材料等的主要特点．
3.体会新材料技术的研发与应用对生产生活和科技进步的
影响．
1.材料
（1）天然材料：直接取自自然界的材料，如木材、棉花
和陶土等.
（2）人造材料：由人工合成的材料，如塑料与合金等.
2.人类早期对材料的利用
正如人类开发和利用能源那样，人类社会的发展与人们
对材料的认识、开发和利用密切相关.
科学技术的发展离不开材料的开发，材料的发展为科学
技术的发展提供了物质基础.
典例1 自从人类学会制造和使用生产工具以来，材料就
和人类社会发展密切相关.有些历史学家把人类对材料的
认识以及材料对人类的作用，作为社会发展阶段的标志
（如图所示），分别称为______时代、________时代和
______时代.
石器
青铜器
铁器
1.材料的导电性
根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘
体三大类.
材料的导电性是由材料内部电子的运动状况决定的.
导体 绝缘体 半导体
概 念 容易导电的材 料 不容易导电的材 料 导电性介于导体
和绝缘体之间的
材料
原 理 内部含有大量 可自由移动的 电荷 内部电荷几乎都 束缚在原子核附 近,不能自由移动 自由电荷数量受
光、温度、压强
等影响
导体 绝缘体 半导体
举 例 石墨、人体、 大地、各种金 属及酸碱盐的 水溶液等 玻璃、橡胶、陶 瓷、塑料、空 气、纯水、油等 锗、硅、砷化镓
等
应 用 铜、铝等常被 用来制成传导 电流的导线 类似橡胶的绝缘 体常被用来隔离 带电物体 可制成二极管、
三极管等半导体
元件和集成电路
1.导体和绝缘体的区别：仅仅在于“容易”和“不容易”导电,
而绝不能理解为“能”和“不能”导电,这是因为绝缘体内部
能够自由移动的电荷非常少,并非没有.
2.导体和绝缘体之间没有绝对的界限：在一定条件下,导
体和绝缘体可以相互转化.例如,常温下玻璃是绝缘体,被加
热至炽热状态时，可以导电,变为导体.
典例 2 [ 广安中考 ] 下列生活
中的物体属于导体的是( )
C
A.橡胶轮胎
B.陶瓷碗
C.金属扳手
D.塑料三角板
[解析] 橡胶轮胎、陶瓷碗、塑料三角板都不容易导电，
属于绝缘体；金属扳手容易导电，属于导体.
2.半导体材料
半导体材料可制成二极管、三极管等半导体元件和集成
电路（芯片的核心）.在收音机、录音机、电视机、计算
机等常用电器的内部，都可找到大量的半导体元件.
（1）半导体元件
二极管 是由半导体材料制成的.它有两根引线，一根
叫正极，另一根叫负极，在电路中的符号为
___________________.在电路中可用于整流、稳压和防反接
保护等
发光二 极管
三极管 可以用来放大电信号
（2）探究半导体二极管的单向导电特性
实验 器材 电源、灯泡、开关、导线、接线板、接线柱、半
导体二极管等
实验 过程 （1）将二极管接入如图甲所示的电路，使电流从
二极管的正极流入，从负极流出，灯泡发光.
（2）将二极管接入如图乙所示的电路，使电流从
二极管的负极流入，从正极流出，灯泡不发光
________________________________________________________________________________________
甲 乙
实验 结论 半导体二极管具有单向导电性，即二极管仅允许
电流由一个方向通过元件
（3）半导体材料的特征
特性名称 具体表现 用途 应用实例
热敏特性 半导体材料受热后，电阻 随温度升高而迅速减小 热敏电 阻 热敏温度
计
光敏特性 半导体材料受到光照后， 电阻大大减小 光敏电 阻 光电计算
器
特性名称 具体表现 用途 应用实例
压敏特性 半导体材料受压时，会改 变电阻值 压敏电 阻 称重计
掺杂特性 半导体材料掺入特定杂质 可使其导电性能剧增 晶体管 发光二极
管
（4）半导体材料的应用
半导体材料的应用极大地提高了生产力，开阔了人类的
视野，促进了科学技术及社会的发展.今天，我们的生活
已离不开半导体，像太阳能电池、条形码扫描器、微处
理器、机器人等内部都应用了大量的半导体元件.
典例3 如图所示，使用手机扫
码支付给人们的生活带来了极
大的便利.制作手机芯片
（集成电路）的材料主要是
________.
半导体
1.超导材料
（1）超导现象：当温度降低到某个临界值时一些金属的
电阻会突然变为零，这就是超导现象.
（2）超导体：又称为超导材料，指发生超导现象的材料.
零电阻特性和完全抗磁性是超导体的基本特性.
（3）应用于实际的优点：①延长电路元件的使用寿命;②
降低电能损耗;③实现电子设备微型化.
（4）应用前景：超导输电线（可无损耗地输送极大的电
流）、超导磁浮列车（无摩擦运行，可提高运行速度）、
超导电动机、超导计算机等.
目前,超导技术还没有广泛应用于生活实际的主要原因是
还没有发现常温下的超导体.
典例4 [ 广西中考 ] 关于超导材料，下列说法正确的是
( )
D
A.是绝缘体材料 B.是半导体材料
C.常温常压下电阻为零 D.用来输电可减少电能损耗
[解析] 超导材料是在特定条件下电阻为零的材料；如果用
超导输电线，由于其电阻为零，根据焦耳定律 可
知，输电过程中不会产生电热，可以减少电能损耗.
2.纳米材料
（1）概念：统指合成材料的基本单元大小限制在
范围内的材料，这大约相当于个
原子紧密排列在一起的尺度. 纳米是长度单位，符号是
，.
常见的纳米材料有纳米颗粒材料、碳纳米管、纳米超晶格.
（2）特性：基本单元的尺度小，在力、热、声、光、电、
磁等方面表现出许多特殊的性能.例如，纳米材料可大大提
高材料的强度和硬度，降低烧结温度，提高材料的磁性等.
（3）应用：由于纳米材料具有空间尺度小的特点，可用
于制作微小机器、纳米尺度的导线及高存储密度的量子
磁盘等.
典例 5 [ 常州期末 ] 纳米是很小的长度单位，某金箔
的厚度约为_________ .能加工成如此薄的金
箔，说明金具有很好的______ （选填“导电”“导热”或“延
展”）性.
延展
[解析] 根据 ke得，
.金能加工
成很薄的金箔，是因为金具有良好的延展性，可以被制
成极薄的片状.
3.气凝胶 （世界上密度最小的固体材料）
（1）结构：一种具有纳米多孔结构的
超轻固体材料.将一个马克杯大小的气凝
（2）性能：隔热（纳米孔隙结构能有效阻止热传递）、
耐高温、绝缘、韧性好等.
胶放在狗尾草上，纤细的草须也不会被压弯.
（3）应用前景：在建筑保温、航空航天、电子设备、汽
车制造等多个领域都有广泛的应用前景.
尽管目前其制造成本较高，但随着技术的进步和应用的
深入，气凝胶有望在未来成为一种重要的多功能材料，
为人类社会的发展带来更多的便利和创新.
学科综合 超轻固态材料气凝胶.
[宁夏中考] 气凝胶是当今世界上密度最小
的固体.某种气凝胶具有隔热、耐高温、绝缘等性能，有
多种用途.将它应用于实际生产生活中，以下可行的是
( )
C
A.保险丝 B.暖气散热片
C.建筑保温材料 D.压路机的碾子
将新材料气凝胶融入物理问题，让
学生结合材料的物理特性（如密度小、隔热、耐高温、
绝缘等），分析其在实际生活中的应用，考查物质的一
些物理属性.如题中，通过排除法和对应关系的分析，只
有选项C（建筑保温材料）符合气凝胶的特性.

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