2020年中考物理特色专题 专题32 新材料及其应用问题(解析版)

专题32 新材料及其应用问题

新材料及其应用是“物质”这个一级主题划分为四个二级主题当中的一个二级主题。这部分科学内容渗透在初中物理新教材很多章节里。中考出题分值虽然不高，但属于中考试卷里热点问题，希望同学们系统归纳总结。通过收集信息，了解一些新材料的特点及其应用。了解新材料的发展对人类生活和社会发展带来的影响。有合理利用资源、保护环境的意识。能在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所作为。

1.在知识方面，考查学生能否说出一些新材料的特点，如半导体受温度、光照等外界因素影响的导电特性、超导体零电阻等特点。能否列举现代社会生活中各种新材料等的应用实例。

在过程体验方面，考查学生是否“经历”从图书馆、互联网上收集有关新材料研究和开发的信息过程。在此过程中，是否领悟到新材料的发展对人类生活和社会发展带来的影响，提高对科学、技术和社会关系的认识。2.中考试题里，在考查重点上有：记忆合金；纳米材料；“绿色”能源；超导体等新材料的特点及其应用。也有考查合理利用资源、保护环境的培养学生情感态度与价值观方面的问题。

【例题1】当温度降低到足够低时，有些材料的电阻会变为零，这就是现象．利用这类材料输电，可最大限度地减少电能转化为(选填“核能”、“化学能”或“内能”)所造成的能量损失．

【答案】超导、内能．

【解析】某些物质在很低的温度时，如铝在﹣271.76℃以下，铅在﹣265.95℃以下，电阻就变成了零．这就是超导现象；

电流通过导体是会放出热量，所以导线上损失的电能转化为内能．

当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这即为超导现象；

由焦耳定律可知，电流通过导体是会放出热量的；超导体的电阻为0，用超导体做输电导线时，电流通过导线产生的热量为0，所以利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为内能所造成的能量损失．

【例题2】科学家发明一种由石墨烯制成的“排热被”，把它覆盖在电子元件上，能大幅度降低电子元件工作时的温度．这说明石墨烯具有良好的(选填“导电”或“导热”)性；用半导体材料制成的发光二极管具有导电的属性．

【答案】导热；单向．

【解析】石墨烯是一种新材料，它的物理性质是延展性好、导电性和导热性好、硬度大、熔点高等，根据

它的这些特性结合题目中涉到的特性进行解题；半导体材料有许多独特的功能，例如二极管具有单向导电性．

石墨烯制成的“排热被”能排热，能大幅度降低电子元件工作时的温度，这说明石墨烯具有良好的导热性；用半导体材料制成的二极管具有单向导电性．

【例题3】为做好平昌冬奥闭幕式“北京8分钟”演员的防寒工作，主创团队采用了石墨烯智能发热服饰，确保演员穿着轻薄的演出服时不被冻伤，而且可以保证动作足够舒展，穿着舒适。下列相关分析不合理的是()

A．石墨烯材料保温性能好B．石墨烯是一种超导材料

C．石墨烯材料韧性好，超轻薄D．石墨烯服饰材料质地柔软，硬度小

【答案】B

【解析】A.石墨烯电热膜施加电压后能够产生较高热量是因为它有良好的导热性，故A的分析不合理；B.超导是指温度降到一定程度时导体电阻为0的现象，做演出服不需要超导材料，故B的分析不合理；CD.要求保证动作足够舒展、穿着舒适，则石墨烯材料的韧性好、超轻薄，并且质地柔软，硬度小，故CD 的分析合理。

一、选择题

1.巨磁电阻(GMR)效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中的GMR是巨磁电阻。在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，则()

A．电磁铁A端是N极

B．电磁铁产生的磁感线不管外部还是内部都是从N极出发回到S极

C．向右滑动滑片P，GMR两端的电压增大

D．向左滑动滑片P，指示灯会变亮

【答案】ACD

【解析】(1)利用安培定则判断电磁铁的磁极；

(2)在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极；

(3)根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强度的关系。

A.利用安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的左端A为N极、右端B为S极。故A正确。

B.在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极；故B错误。

C.向右滑动滑片P，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流减小，因此电磁铁磁性减弱，周围磁场减弱，GMB的阻值变大。则GMR两端的电压增大，故C正确；

D.由图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，

由I=U/R可知，电路中的电流变大，此时电磁铁的磁性变强；

由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，

因电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小，

所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，电路中的总电阻变小，

由I=U/R可知，电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，

因P=I2R，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，

所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮；故D正确。

2．下列关于材料、信息及能源的说法正确的是()

A．纳米材料的基本单元大小限制在1﹣100μm范围内

B．同种材料制成的导体，其电阻大小只与长度有关

C．我国海域深处蕴藏的大量“可燃冰”属于可再生能源

D．用手机收看“华唐名师”的直播是利用电磁波来传递信息的

【答案】D

【解析】(1)纳米颗粒材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，从通常的关于微观和宏观的观点看，这样的系统既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统，是一种典型的介观系统，它具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应；

(2)根据影响电阻大小的因素进行分析，即导体的电阻与导体的长度、横截面积以及材料决定的；

(3)可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源；

(4)根据电磁波的应用与传播的知识分析答题。