1、材料世界(一)导体、绝缘体、半导体1 容 易 导 电 的 物 体 叫 做 导 体 ， 如 各 种 金 属 、 酸 碱 盐 的 水溶液、铅笔芯、人体、大地等是导体。2 不容易导电的物体叫做绝缘体， 如纯净的水、 空气、 塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等是绝缘体。3 导 电 性 能 介 于 导 体 和 绝 缘 体 之 间 的 一 类 物 质 ， 如 锗、硅、硒以及金属氧化物和硫化物等都是半导体。辨 析 导 体 和 绝 缘 体 的 区 别 是 由 于 内 部 的 导 电 机 制 不 同 。 导 体 内 部 有 大 量 的 可 以 自 由 移动 的 电 荷 ， 例 如 金 属 导体内部有大量的自由电子， 酸、
2、 碱、 盐的水溶液中有大量的 正 、 负 离子 。 当 导 体 两 端 加 有 电 压 时 ， 这 些 热 运 动 的 电 荷 就 在 电 压 作 用 下 定 向 移 动 形 成 电 流 。 绝缘 体 中 可 以 自 由 移 动 的 电 荷 很 少 ， 一 般 情 况 下 ， 绝 缘 体 两 端 加 上 电 压 也 不能形成电流。导 体 和 绝 缘 体 之 间 并 没 有 绝 对 的 界 限 。 当 条 件 改 变 时， 绝缘体也可以成为导体， 例如玻璃在温度升高时， 其导电的能力也逐渐增强。(二)磁性材料1 硬 磁 材 料 ： 又 称 永 磁 材 料 。 它 适 用 于 制 作 永 磁 铁
3、， 可制造磁电式仪表、扬声器、录音机中的永磁铁芯。2 软磁材料： 容易磁化也容易去磁， 可用作变压器、 电动机、发电机的铁芯材料，电子产品中的各种磁性元件。3磁记录材料：用于录音、录像等方面。嘲 物 质 属 性 有 ： 颜 色 、 气 味 、 状 态 、 形 状 、 弹 性 、 硬 度 、 延展性、 磁性、 导电性、 金属非金属等， 进行物质分类时 ， 可 把 某 一 属 性 相 同 的 物 质 作 为 一 类 。 物 质 常 用 分 类 方 法 ： 按固态、 液态、 气态分类； 按导电性分类； 按是否有磁性分类；按是否属于金属分类，按是否属于纯净物分类。(三)新材料1 纳米材料： 纳米是长度
4、单位， 一纳米为十亿分之一米 。 当 材 料 的 微 粒 小 到 纳 米 尺 寸 时 ，材 料 的 性 能 就 会 发 生 显著的变化。 这一类材料称为纳米材料。 如纳米电子器件尺寸更小、运算速度更快、耗能更少。2 超导材料： 某些导体在温度降低到一定值时， 其电阻会突然变为零。 材料的这 种 特 性 称 为超 导 性 ， 具 有 超 导 性的材料叫做超导材料。 利 用 超 导 体 的 零 电 阻 特 性 ， 可 以 大大降低导线输电过程中电 能 的 损 耗 ； 电 动 机 、 发 电 机 中 的线圈用超导材料，可以大幅提高其功率和效率。例 1 现 有 六 种 物 品 ： 铁 钉 、 玻 璃
5、、 铅 笔芯、 水银、 橡胶棒、 陶瓷片。 小明将它们分成两类， 如下表所示。则小明是按照物质的哪种物理属性进行分类的( )1 第一类 第二类1铁钉 铅笔芯 水银 玻璃 橡胶棒 陶瓷片A密度 B磁性C硬度 D导电性变式题 汞、橡胶、金刚石这些物质中， 常温下呈液态的是_， 适宜用做冲击钻钻头 的 是 _。 汞 的 温 度 降 低 到 一 269 时 会 出 现 超 导 现 象 ， 在 超 导 情 况 下 用 汞 作为 大 电 流 的 传 输 导 线 时，汞导线_(填“会”或“不会”)消耗电能。例 2 铝合金因具有坚固、轻巧、 美观、 易于加工等优点而成为多数现代家庭封闭阳台时的首选材料。这与铝
6、合金的下列物理性质无关的是( )A较小的密度 8较大的硬度c良好的导电性 D较好的延展性变式题 不同的材料，有不同的物理性质， 不同条件和环境， 对材料的物理性质要求不同 。消 防 队 员 们 所 穿 的 消 防 服 就 应 具 备 某 些 特 殊 性 质 。 若 让 你 设 计 消 防 服 装 ， 请 根 据 学 过 的 物 理知 识 ， 对 制 造 消 防 服 装 的 材 料 应 具 备 的 物 理 性 质 提 出 要 求 。 (至 少 提 三 项)例3 下列材料属于半导体材料的是 ( )A铜 8石墨c橡胶 D硅变式题 有一种“隐形飞机 ”， 可以有效避开雷达的探测， 秘密之一在于它的表面
7、有一 层 特 殊 材 料 ， 这 种 材 料 能够 (填 “增 强 ”或 “减弱” )对电磁波的吸收作用， 秘密之二在于它的表面制成 特 殊形 状 ， 这 种 形 状 能 够 (填 “增 强 ”或 “减 弱”)电磁波反射回雷达设备。例4 下 表 列 出 了 常 见 几 种 合 金 的 成分及主要性质。名称 高速合金钢 武德合金 镍铬合金成分含铬3.8一4.4，钨1119，钒等含铋50，铅25，锡、铬各12.5含镍80，铬201生质耐磨，硬度大熔点很低(70) 熔点高，电阻大根据上表提供的信息，你认为电炉丝应选用_丝绕制而成，加工零件用的刀具、钻头应选用_制成(本题选填合金名称)。变式题 钢筋水
8、泥混凝土和沥青混凝土两类材料， 考虑 到 桥 墩 的 坚 韧 性 ， 应 选 用_， 而 考 虑到桥梁桥面的抗疲劳性，应选用_。例5 磁悬浮列车人类理想的交通工具。磁 悬 浮 列 车 是 运 用 磁 铁 的 性 质 ， 使 列 车 完 全 脱 离 轨 道 而悬浮行驶的 “无轮” 列车， 时速高达几百公里。 磁悬浮列车稳定性高， 维修简便， 能源消耗低， 噪音小， 当磁悬浮列车 时速 达 300公 里 以 上 时 ， 噪 声 还 只 有 65分 贝 ， 比 汽 车 驶 过时的声音还小，是一种名副其实的绿色交通工具。我 国 和 一些欧美国家正在研究开发新型磁悬浮列车。如 图 251 所 示 是 我
9、 国 2002年 在 上 海 下 线 营 运 的 磁 悬 浮列车。图2511987年 ， 日 本 完 成 了 超 导 体 磁 悬 浮 列 车 的原型车，最高 时 速 为 420公 里 。 车 上 装 备 的超 导 体 电 磁 铁 与 地 面 槽 形 导 轨 上 的 线 圈 相 互 作 用 ， 使 车 体 上 槽 形 导 轨 两 侧 的线圈与车 上 电磁 铁 之 间 相 互 作 用 ， 从 而 产 生 牵 引 力 使 车 体一边悬浮一边前进。目 前 ， 美 国 正 在 研 制 地 下 真 空 磁 悬 浮 超 音速列车。这项 计 划 要 求 首 先 在 地 下 挖 出 隧 道 ，铺 设 管 道 ，
10、 然 后抽出管道 中 的 空 气 ， 让 超 导 磁 悬 浮 列 车 在 接 近 真 空 状 态 下行驶。这 种 神 奇的 “行 星 列 车 ”若 以 设 计 的 最 高 时 速 横 穿美国大陆 行 驶 7500公 里 的 距 离 ， 只 需 20分 钟 时间 ， 而 喷 气 式 客 机则需5小时。展望未来， 随着现代高科技的发展， 高速、 平稳、 安全、 无 污 染 的 磁 悬 浮 列 车 ， 将 成 为21世 纪 人 类 理 想 的 交 通 工 具。阅读上面的资料，完成下面的问题：(1)让 磁 悬 浮 列 车 悬 浮 ， 是 利 用 了 磁 铁 的 异 名 磁 极 相吸引，同名磁极相排斥
11、性质。(2)磁 悬 浮 列 车 要 用 到 电 磁 铁 ， 这 是 因 为 电 磁 铁 与 永 磁 体 相 比 较 ， 电 磁 铁 具 有 电 磁铁 能 控 制 磁 性 的有无、强弱 、 极 性 的 优 点 。 电 磁 铁 的 线 圈 一 般 用 超 导 体 材 料 (电 阻小到可以忽略)绕制， 原因是： 超导体电阻很小， 能产生很大的电流，能使电磁铁产生很强的磁场 。(3)下 列 关 于 磁 悬 浮 列 车 的 说 法 正 确 的 是 ( AD)A 列 车 悬 浮 是 为 了 大 大 减 小 列 车 与 轨 道 之 间 的 摩 擦B让列车在真空中行驶是为了减小列车的重力c 让 列 车 在 地 下 挖 出 的 隧 道 中 行 驶 的 目 的 是 减 小 列 车的重力D 让神奇的 “行星列车” 在接近真空状态下行驶是为了减小空气对列车的阻力(4)磁 悬 浮 列 车 与 普 通 内 燃 机 列 车 相 比 较 ， 主 要 有 哪 些优点和缺点?答案 优点： 速度快、 无污染、 噪声小等； 缺点： 造价昂贵，制造难度大，遇到障碍时有安全隐患等。(5)美国正在研制的 “行星列车” ， 它的最高设计速度为每小时多少公里?它的速度是喷气式客机的多少倍?答案 22500 公里；15学优中考，网
