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第五章 质量与密度 5.5 新材料及其应用
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【学习目标】
1.了解纳米材料、半导体材料、超导材料的特性，明确它们在生产生活中
的典型应用。
2.理解半导体的导电特性（介于导体和绝缘体之间）、超导材料的零电阻
特性，体会新材料对科技发展的推动作用。
3.培养关注新材料、新技术发展的意识，提高科学素养。
【学习重点】
三种新材料的特性及其应用。
【学习难点】
1.理解超导材料的零电阻特性及应用前景；
2.区分不同新材料的性能差异。
【学习过程】
一、情景导入
展示三组新材料应用的场景：
纳米陶瓷在室温下任意弯曲、碳纳米管的超强结构（纳米材料应用）；
手机芯片、数码摄像机的核心元件（半导体应用）；
超导磁悬浮列车的运行画面（超导材料应用）。提问：“这些新材料有何神
奇之处？它们如何改变我们的生活方式？” 由此引出本节课主题 ——新材料及
其应用。
二、自主学习·快乐感知
阅读教材第 141 - 142 页，完成填空题：
1.纳米材料的微粒小到______尺寸时，材料性能会发生显著变化，例如纳
米陶瓷可在室温下任意弯曲。
2.半导体材料的导电性能介于______和______之间，常见的半导体有
______、______等；晶体二极管具有______的特性。
3.超导材料在温度降低到______时，电阻会突然接近于零，这种特性称为
______；我国研制的铜氧化合物超导材料零电阻温度已达 134K，若用于输电可
大大______。
三、合作探究·快乐学习
活动任务一：探究 “纳米材料的特性与应用”
1.小组讨论：结合教材中纳米陶瓷、碳纳米管、纳米磁性材料、纳米复合材
料的介绍，分析：
纳米材料有哪些独特性能？
这些性能在生活、科研中有哪些具体应用？（如纳米复合材料用于隐形飞
机涂层）
2.成果展示：各小组选派代表，介绍一种纳米材料的性能及应用实例。
活动任务二：探究 “半导体材料的特性与应用”
小组研讨：
1.半导体的导电性能为何介于导体和绝缘体之间？晶体二极管的 “单向导
电性” 在电子设备中有何作用？
2.列举 3 个生活中应用半导体材料的设备，说明其利用了半导体的什么特
性。
活动任务三：探究 “超导材料的特性与应用”
小组分析：
1.超导材料的 “零电阻” 特性有什么优势？若用于远距离输电，能解决哪些
问题？
2.超导磁悬浮列车的工作原理是什么？展望超导材料在医疗、科研等领域
的其他应用。
四、智能演练·快乐升级
（一）选择题
1.下列属于纳米材料特点的是（ ）
A. 微粒尺寸大，性能普通
B. 微粒尺寸小，性能显著变化
C. 导电性能介于导体和绝缘体之间
D. 具有零电阻特性
2.晶体二极管的核心特性是（ ）
A. 单向导电
B. 零电阻
C. 超强强度
D. 任意弯曲
3.超导材料的关键特性是（ ）
A. 高硬度
B. 零电阻
C. 高导热性
D. 尺寸纳米级
（二）填空题
1.纳米材料的微粒尺寸达到______级别时，性能会发生显著变化。
2.半导体材料的导电性能介于______和______之间，典型应用是制作
______。
3.超导材料在______（临界温度）时电阻接近于零，可应用于______、
______等领域。
（三）简答题
1.请举例说明纳米材料在日常生活中的一个应用，并解释其利用了纳米材
料的什么特性。
2.为什么半导体材料能广泛应用于电子设备？结合其导电特性分析。

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