物理学中，根据物质材料的导电能力，可以将材料划分为导体和半导体二大类。典型的半导体材料有硅材料和锗材料。（)

现代物理学的两大基本支柱为相对论和( )。

A.量子力学

B.纳米科学

C.半导体学

D.计算机科学

费米—狄拉克分布函数(《大学物理》教材中式(13—11))适用于金属，也适用于半导体和绝缘体。在本征半导体中，费米能级在禁带的中间位置(费米能级不必是一个可以占据的能级)。

阅读材料.根据要求完成教学设计任务。

材料一《义务教育物理课程标准（2011年版）》关于“焦耳定律”的内容要求为：“通过实验.探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。”

材料二义务教育九年级物理某版本教科书“焦耳定律”一节，关于“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的演示实验如下：

如图l8.4-2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么?

如图18.4-3所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么?

材料三教学对象为义务教育九年级学生，已学过欧姆定律等内容。任务：

（1）简述焦耳定律的内容。（4分）

（2）根据上述材料，完成“电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”学习内容的教学设计。教学设计要求包括：教学目标、教学重点、教学过程（要求含有教师活动、学生活动、设计意图，可以采用表格式或叙述式）等。（24分）

闽读材料，根据要求完成教学设计。

下面为初中物理某教材“焦耳定律”一节中“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”的实验。

演示：

如图18．4—2所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闲容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。

两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间

后．比较两个U行管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么?

图18．4—2两个密闭容器中空气温图18．4-3电流大小不同，产生热度变化的快慢一样吗? 量的多少相同吗?

如图l8．4—3所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同的情况下，观察两个U行管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么?

任务：

（1）说明教材中“18．4-2图中电阻丝串联起来接到电源两端”的实验设计意图。（4分）

（2）基于该实验，设计一个包含师生交流的教学方案。（8分）

阅读材料．根据要求完成教学设计任务。

材料一《普通高中物理课程标准（实验）》关于“电磁感应定律”的内容要求为：“收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。理解法拉第电磁感应定律。”

材料二某版本高中物理教科书关于“法拉第电磁感应定律”的部分教学内容如下：

穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，其中就有感应电流。既然有感应电流．电路中就一定有电动势。如果电路没有闭合，这时虽然没有感应电流，电动势依然存在。在电磁感应现象中产生的电动势叫做感应电动势。产生感应电动势的那部分导体就相当于电源。

感应电动势的大小跟哪些因素有关呢?

在用导线切割磁感线产生的感应电流的实验中，导线运动的速度越快、磁体的磁场越强，产生的感应电流就越大：在向线圈中插入条形磁铁的实验中，磁铁的磁场越强、插入的速度越快．产生的感应电流就越大。这些经验向我们提示，感应电动势可能与磁通量变化的快慢有关，而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率表示。

材料三教学对象为高中二年级学生，学生已经学习了磁场、楞次定律等知识。

（1）简述法拉第电磁感应定律的内容。

（2）结合所给材料，完成“法拉第电磁感应定律”的教学设计，内容包括教学目标、教学过程。

阅读以下有关科技发展和可持续发展的一组材料：

材料1

由于人们在原子、分子水平上对物质控制能力的提高，纳米科技发展的进程正在逐步加快。 2000年10月，中国政府明确提出了将新材料和纳米科学的进展作为“十五”规划中科技进步和创新的重要任务，这为中国21世纪纳米科技的快速发展奠定了重要基础。近年来，中国的纳米材料研究取得了重要进展，引起了国际上的关注，使中国的基础研究在国际上占有了一席之地，应用开发研究也出现了新局面。相信在各方的共同努力下，中国定会为纳米科技的发展做出更大的贡献。

纳米科学将极大地改变人们对客观世界的认知水平，推动物理、化学、生物学、材料科学、数学和工程学等学科的发展。

摘自：《科学》

材料2

生态方面：人类的繁衍，使地球不堪重负，破坏性的开采使地球有限的资源几近枯竭。由于温室效应导致海平面上升，太平洋岛国图瓦卢在2001年被迫全民移居新西兰。人类的种种行为，已经违背了自然界的生存法则，人类社会的发展前景已蒙上了一层挥之不去的阴影。“保护生态环境，实现可持续发展”已成为全人类紧迫而又艰巨的任务。

摘自金鑫：《世界问题报告》

材料3

爱因斯坦说“科学是一种强有力的工具。怎样用它，究竟是给人带来幸福还是灾难，全取决于人自己，而不是取决于工具。刀子在人类生活中是有用的，但它也能用来杀人。”

摘自：《马克思主义哲学原理》中国人民大学出版社

材料4

克里要做美国“环保总统”。克里在环境保护方面的主张同布什大相径庭。去年10月20日，克里在美国新罕布什尔州发表演讲时公开宣称：“今天我郑重承诺，我将成为一名‘真正的保护环境的总统’。我们将恢复美国在全球应对气候变暖、贫困和疾病传播方面的领导作用。地球是一个小小的星球，这里的风和水、污染和公害都没有边界。”

摘自：中国环保网

材料5

只有实行高技术产业化，才能节省资源、能源，才能开发新资源、能源，才能以新资源和能源，以及开发出的新的可再生资源和能源代替不可再生的资源和能源。只有发展高技术，实现产业化，才能解决社会发展中的提高劳动人口素质问题，才能解决在经济管理的效率问题。

摘自：可持续发展小词

请回答：

(1)阅读材料1，分析为什么“纳米科学将极大地改变人们对客观世界的认知水平”?

(2)结合材料2和材料3，请判断“环境问题是科学技术的直接结果”这个观点。

(3)综合以上材料，阐述我们应该如何解决环境问题?

阅读材料，根据要求完成教学设计。

材料一《义务教育物理课程标准（2011年版）》关于“分子热运动”的内容标准为：通过自然界和生活中的一些简单热现象，了解分子热运动的一些特点。知道分子动理论的基本观点。

材料二某九年级物理教材“分子热运动”一节设置了如下演示实验：

在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使、两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开（图13．1—2）。抽掉玻璃板后，会发生什么变化?

二氧化氮的密度比空气大，它能进到上面的瓶子里去吗?

材料三教学对象为初中三年级学生，已学过机械运动的相关知识，第一次接触分子热运动的理论。

任务：

（1）说明什么是扩散，并简述分子热运动的规律。（4分）

（2）根据上述材料，完成“分子热运动”的教学设计，其中包括教学目标、教学方法、教学过程。（不少于300字）（24分）