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沪科版物理9年级全一册培优备课课件授课教师：.班级：9年级（）班.时间：.21.3跨学科_材料的利用与开发第二十一章能源、材料与社会沪科版九年级物理21.3跨学科——材料的利用与开发练习题适用范围：沪科版九年级全一册21.3（材料的分类、常见材料物理特性、导体绝缘体半导体、超导材料、纳米材料、新型材料应用、材料开发与环保、跨学科综合应用）满分：100分时长：20分钟一、填空题（每空2分，共30分）1.人类社会发展离不开材料，根据导电性能可将材料分为导体、________和________。2.容易导电的材料叫做________，不容易导电的材料叫做________。3.导电性能介于导体和绝缘体之间的材料称为________，是现代电子元件的核心材料。4.某些材料在温度极低时，电阻变为________，这种现象叫做超导现象，这类材料称为超导材料。5.超导材料最大的特点是无电阻，通电时不会产生________损耗，节能效果极佳。6.纳米材料是指尺度在1～100________范围内的材料，具有特殊的物理、化学性能。7.金属材料大多是良好的________，常用于制作导线、电路元件。8.塑料、橡胶、玻璃属于________，常用于电路绝缘、防护隔离。9.材料的开发与利用需要兼顾实用性、安全性和________，坚持绿色可持续发展。二、选择题（每题4分，共32分）1.下列材料属于导体的是（）A.橡胶B.铜丝C.塑料D.玻璃2.制作芯片、二极管、三极管的核心材料是（）A.导体B.绝缘体C.半导体D.超导材料3.超导材料目前最具开发价值的优势是（）A.成本极低B.无电阻、无电能损耗C.常温可用D.极易获取4.下列属于绝缘体应用的是（）A.铜制导线B.电路橡胶外皮C.芯片元件D.合金电极5.关于纳米材料，说法正确的是（）A.尺寸巨大B.性能与普通材料完全相同C.具有特殊优异性能D.无实用价值6.下列材料中，导电能力最弱的是（）A.铁B.硅C.塑料D.铜7.目前超导材料的主要应用限制是（）A.导电过慢B.需要极低温度条件C.电阻过大D.极易损坏8.新型材料的开发主要目的是（）A.提升性能、节约资源、绿色环保B.增加材料种类C.提高生产成本D.降低使用效果三、材料辨析填空题（20分）判断下列材料类别（填导体、绝缘体、半导体、超导材料、纳米材料）：1.硅、锗：________2.陶瓷、塑料：________3.低温零电阻合金：________4.超细改性新型功能材料：________四、简答题（18分）1.简单说明导体、绝缘体、半导体的导电性能差异与常见用途。2.结合跨学科知识，简述新型材料（超导、纳米）的开发意义与应用前景。参考答案与解析一、填空题1.绝缘体；半导体2.导体；绝缘体3.半导体4.零5.电能（热量）6.纳米（nm）7.导体8.绝缘体9.生态环保二、选择题1.B解析：铜是金属导体，橡胶、塑料、玻璃均为绝缘体。2.C解析：半导体导电性能可控，是制作各类电子芯片、晶体管的核心材料。3.B解析：超导材料电阻为零，通电无发热损耗，是其最大核心优势。4.B解析：橡胶绝缘外皮可防止漏电，利用了绝缘体不导电的特性。5.C解析：纳米材料尺寸微小，在硬度、导热、导电方面具有普通材料不具备的特殊性能。6.C解析：塑料是绝缘体，几乎不导电，导电能力远弱于半导体和金属导体。7.B解析：绝大多数超导材料需要在极低温环境下才能实现超导状态，限制了日常普及应用。8.A解析：新型材料性能更优、更节能、更环保，可适配现代科技与绿色发展需求。三、材料辨析填空题1.半导体2.绝缘体3.超导材料4.纳米材料四、简答题1.导体：导电性能好，常用于制作导线、电路导电元件，传输电能；绝缘体：几乎不导电，用于电路绝缘、防漏电、保护电路安全；半导体：导电性能介于两者之间，导电可控，是芯片、智能电子设备、自动控制电路的核心材料。2.开发意义：突破传统材料性能局限，解决能耗高、性能差、污染大等问题，适配科技升级与绿色发展需求。应用前景：超导材料可用于高压输电、磁悬浮、高能设备，实现零损耗输电；纳米材料可用于精密制造、环保材料、医疗科技等领域，跨学科融合物理、化学、工程技术，推动智能化、低碳化产业发展。
情境导入
材料可以给我们的生产和日常生活带来很多方便，大大提高我们生活的质量。
探索新知
一 超导材料
什么是超导现象？
什么是超导材料？
材料温度降低到一定时，电阻降低到几乎为零的现象叫超导现象，发生超导现象的材料叫超导材料。
超导磁浮现象
超导材料最诱人的应用是发电、输电和储能。
利用超导体做输电线实现远距离输电有什么好处？
可以实现远距离大功率输电，因为超导输电线可以无损耗地输送极大的电流。
利用超导材料制作超导发电机的线圈磁体制成的超导发电机，可以将发电机的磁场强度提高到5—6万高斯，而且几乎没有能量损失，与常规发电机相比，超导发电机的单机容量提高5—10倍，发电效率提高50%；
超导输电线和超导变压器可以把电力几乎无损耗地输送给用户，超导输电，节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。
迈斯纳和奥林菲尔德发现的超导磁浮现象有什么重大意义？
用超导体可以实现交通工具的无摩擦运行，大大提高交通工具的运行速度。
超导输电线路
超导计算机
重难点点拨
超导材料是一种电阻为零的材料。
(1)超导现象：一些材料，当温度降到某一值时，电阻变为零的现象。
(2)超导体：能够发生超导现象的物质。
二 纳米材料
什么是纳米材料？
纳米材料有哪些特殊性能？
合成材料的基本单元大小限制在1—100nm范围内的材料是纳米材料，其基本单元的尺度小，可以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。
取向碳纳米管材料
纳米机器人
纳米导线
要点归纳
(1)“纳米”是长度单位，1nm = 10-9m。
(2)纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在 1~100nm范围的材料。
(3)特性：特殊的力学性质、热学性质、光学性质和磁学性质等。
(4)应用：大大提高材料的强度、硬度，降低烧结温度，提高材料的磁性等。
知识点1 人类早期对材料的利用
1. 下列事物出现的先后顺序排列正确的是( )
A
A. 石器、金属铜、青铜器、铁
B. 石器、青铜器、金属铜、铁
C. 青铜器、石器、金属铜、铁
D. 青铜器、铁、石器、金属铜
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知识点2 导电性材料的利用与开发
2. 如图为盒装铅笔芯，在图
中的铅笔芯、软塑料盒盖、硬塑料盒、盒身上
铝箔商标，四部分中属于导体的是( )
D
A. 铅笔芯、软塑料盒盖 B. 硬塑料盒、铝箔商标
C. 软塑料盒盖、硬塑料盒 D. 铅笔芯、铝箔商标
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3. 在如图所示的实验中，闭合开关，用酒精灯将玻
璃加热到一定程度后，观察到电灯亮了，则下列说法正确的
是( )
D
A. 常温下玻璃是导体
B. 火焰将电路直接连通
C. 玻璃加热后灯的电阻变小
D. 此实验能说明绝缘体可以转化为导体
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4.［2025·郑州郑东新区期中］ 口罩的中间层为多孔结构
的熔喷布，熔喷布能过滤比自身空隙小得多、直径仅为
的颗粒物，原因是：在生产过程中通过处理，使熔喷
布得到大量电子而带电，具有吸引轻小物体的作用。由于熔
喷布有很好的________（填“导电性”或“绝缘性”），所以能
长时间保留静电。
绝缘性
【点拨】在生产过程中，使熔喷布得到大量电子而带负电，
具有吸引轻小物体的作用。由于熔喷布有很好的绝缘性，不
容易导电，所以能长时间保留静电。
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5. 如图，将苹
果、发光二极管接入电路，闭合
开关后发光二极管发光。
（1）发光二极管由________
半导体
化学
电
电
光
（填“导体”“绝缘体”或“半导体”）材料制成，当苹果电池工
作时，把______能转化为____能，发光二极管工作时，把
____能转化为____能。
（2）在图的“（ ）”中标出整个水果电池两端的正极和负极。
【解】如图所示。
（3）将图中发光二极管两脚对调后再接入电路，开关闭合
后发现发光二极管______（填“亮”或“不亮”），这现象说明：
发光二极管具有__________性，可以用来判断电流的方向。
不亮
单向导电
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知识点3 开发新材料
6. 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
【点拨】超导材料是在一定温度下电阻为零的材料，而半导
体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，它们没有联系，
错误；用超导体做输电导线，可以减少由电能到内能的
损耗，提高传输效率，D正确。故选D。
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7. 气凝胶是一种具有纳米级多孔结构的固态材料，具有高效
吸音效果，对油渍有超快、超高的吸附能力。这种新材料的
密度仅为 ，它看似脆弱不堪，其实非常坚固，能承
受 的高温，且具有隔热性好、绝缘能力强等特点。
这种材料不适合用来制造( )
C
A. 用电器绝缘外壳 B. 厨房吸污“毛巾”
C. 打桩用的重锤 D. 会场吸音板
【点拨】打桩用的重锤需要密度较大的材料，这种材料的密
度小，不能用来制作重锤。
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8.假如有一天，科学家研制出室温下的超导材料，下面用电
器的效率可以大大提高的是___，理由：_________________
_____________________________________________。
A.白炽灯B.电风扇C.电水壶D.电饭锅
B
超导体的电阻为零，用超导材料制作电动机的线圈可以减少电能损耗
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必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.

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