内容正文:
6.4物质的物理属性
一、一些物质的物理属性
1.如图所示,厚厚的金片可以敲打成极薄的金箔是利用了金的( )
A.延展性好 B.透光性好 C.导热性好 D.密度大
2.下列实例中,材料的选用与描述的物理属性不相符的是( )
A.热水壶的手柄用胶木制成,是因为胶木的导热性好
B.划玻璃的刀头镶嵌有金刚石,是因为金刚石的硬度大
C.输电导线的内芯用铜制成,是因为铜的导电性好
D.房屋的天窗用玻璃制成,是因为玻璃的透光性好
3.某品牌国产手机发布了其首款折叠屏+5G手机,使用柔性LED显示屏可让手机折叠,搭配了双金属保护外壳的设计,手机外壳经常使用铝作为材料,同时为了满足散热以及控制机身厚度的要求,使用了升级版的石墨散热技术,以上技术中运用了物质多种物理属性:金属外壳的 大、铝的 小、石墨的 好。
二、物质的物理属性与新材料
4.西安交通大学研究团队研制出一种新型陶瓷材料,弹性好、韧性好(不易断裂)、绝缘性好、隔热性好、耐高温.这种材料不宜用来制作( )
A.沙发垫 B.电工手套 C.消防服 D.炒菜锅
5.高速火箭要承受气动摩擦产生的高温,同时又要把较重的物体运送到太空,因此火箭等高速航天器外壳要求轻巧、耐高温。航天器外壳材料应具有密度 (填“大”或“小”)、熔点 (填“高”或“低”)的特性。夏天,用塑料泡沫箱装运海鲜,可达到减少装载质量和保鲜的目的。其中分别利用了塑料泡沫密度较小和 (填“隔热”“导热”或“绝缘”)效果较好的特性。
6.“全碳气凝胶”固体材料是我国科学家研制的迄今为止最“轻”的材料。一块体积为100cm3的“全碳气凝胶”的质量只有16mg,则其密度为 kg/m3。图中所展示的材料叫“全碳气凝胶”,它能放在花蕊上但不会压坏花蕊,说明这材料 (填一种物理属性)很小。它能保护鲜花不受高温火焰的影响,说明这种材料还具有优异的 性能。
三、跨学科实践—设计制作保温盒
7.为了救治病人,需将一种药品送至偏远的山村,这种药品要求在0℃以下存放。如图是小青同学设计的医用冷藏盒,保温瓶外的包装盒的材料应具有下列哪种性质?( )
A.导热性差 B.熔点高 C.隔热性差 D.透光性好
8.为了救治病人,急需将一种药品送到偏远的山村,这种药品要求在0℃以下存放。由于山高路远、气温较高,所以常用的保温瓶不能满足运输途中保持低温的要求,小明和小华利用自己所学到的物理知识解决了这个问题,制作了如图所示的冷藏盒。按照要求,保温瓶内应放置熔点较 (填“高”或“低”)的冰盐水,为了让保温盒长时间保温且不要太重,包装盒的传热性能应该较 (填“好”或“差”),且用密度较 (填“大”或“小”)的材料制成。
9.如图所示某电热水壶,关于各部件材料选择时所依据的主要属性关系正确的是( )
A.塑料底座——密度小 B.金属壶身——延展性好
C.塑料提把——绝热性好 D.玻璃刻度盘——硬度高
10.2019年2月,我国首发可折叠OLED屏幕手机,实验人员对这种屏幕进行了以下测试:一是将它放置沸水中煮30s;二是用液压机对OLED屏施加4万牛顿的力;三是用一根金属棒将屏幕卷曲起来。测试后,该屏幕仍可以正常使用,下列结论与OLED屏测试无关的是( )
A.抗压性强 B.柔性好 C.透光性弱 D.耐高温
11.下面主要运用了物质的哪种物理属性:
①厨房炒菜用的锅子的手柄常用塑料来做,主要是利用塑料的 差;
②俗话说“没有金钢钻,莫揽瓷器活”,说明金刚钻的 比瓷器大;
③拍影视剧时,常用泡沐塑料制成的石头,是利用了其 小。
12.国产大飞机研制成功。在机体主结构上,设计人员使用了第三代铝锂合金材料,由于铝锂合金 更小,所以相比于同体积的普通铝合金 更小。舱壁的新型复合材料,因其具有良好的 性能,可有效维持舱内的温度,降低能耗。纳米材料是由纳米颗粒经过特殊制备得到的,室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这一事例表明纳米铜具有较好的 (选填“硬度”、“延展性”或“磁性”)。
13.如图所示是一定质量的水体积随温度变化的图像,观察这个图像,可以得知,水在4℃时的 最大;在0∼4℃范围内,水具有 (填“热胀冷缩”或“热缩冷胀”)的性质。罐装的饮料(可看作为水)在 ℃下放是最安全的。
14.科学家利用新技术研制出一种新型陶瓷材料,可用作火箭等高速飞行器的表面覆盖层,可见其具有很好的 (导热/隔热)性;该材料即使在受到很大的空气阻力时变形也非常小,说明它具有很高的 (硬度/延展性);该陶瓷材料在常温下的密度为2.7 ×103kg/m3,从常温加热至900℃高温,体积收缩至原体积的90%,此时其密度为 kg/m3。
15.阅读短文,回答问题:
石墨烯——改变世界的神奇新材料
一片碳,看似普通,厚度为单个原子,却使两位科学家获得诺贝尔奖。这种全新材料名为“石墨烯”,是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。密度仅为3mg/cm3(空气的密度为1.29kg/m3)。石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,作为电导体,它有着和铜一样出色的导电性;作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好,而且它几乎是完全透明的。利用石墨烯,科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料。比如,石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管,因此有希望应用于全新超级计算机的研发;石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板,甚至太阳能电池。如果和其他材料混合,石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体,从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性,从柔性电子产品到智能服装,从超轻型飞机材料到防弹衣,甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。因此,其应用前景十分广阔。
(1)根据石墨烯的性质,你认为石墨烯不适合用来制成 ;
A.保温隔热材料 B.冲击钻的钻头
C.高压输电线 D.电饭锅的锅胆
(2)最近国外研究人员通过引入由多层墨烯制成的交替散热通道,解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题,这是利用石墨烯的 ;
A.透光性好 B. 导热性好
C.硬度大 D.导电性强
(3)科学家造出“石墨烯”的密度比空气的密度 (大/小);
(4)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发,是因为 ;
(5)石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料。针对这一发现同学们提出了以下几个问题,你认为有价值且最可探究的问题是 (填选项前的字母);
A.石墨烯为什么很薄?
B.如何提取石墨烯这种物质?
C.石墨烯在生活中有什么用处?
D.石墨烯的硬度与其的厚度、面积有什么关系?
《6.4物质的物理属性》参考答案
题号
1
2
4
7
9
10
答案
A
A
D
A
C
C
1.A
【详解】厚厚的金片可以敲打成极薄的金箔,是因为金的延展性好,可以打造成各种形状,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.A
【详解】A.热水壶的手柄用胶木做成,是因为胶木的导热性能差,人手接触胶木时不会感到烫手,符合题意;
B.划玻璃的刀头镶嵌有金刚石,是因为金刚石的硬度大,可以将玻璃划破,不符合题意;
C.因为铜的导电性能好,电阻小,用来作为输电导线的内芯,不符合题意;
D.因为玻璃的透光性好,所以使用它制作房屋的天窗,不符合题意。
故选A。
3. 硬度 密度 导热性
【详解】[1]金属外壳的硬度大,可以有效的保护手机内部。
[2]石墨的导热性好,较快将热量散发到空气当中,保证手机运行的稳定性。
[3]铝作为手机外壳的常用材料,其物理属性中的密度小是一个重要优势。密度是物质的质量与其体积的比值,密度小的物质在相同体积下质量更轻。因此,使用铝作为手机外壳材料,可以在保证强度的同时减轻手机的整体重量,提高便携性。
4.D
【详解】A.新型陶瓷材料弹性好、韧性好(不易断裂),可任意用来做沙发垫,故A不符合题意;
B.新型陶瓷材料弹性好、韧性好、绝缘性好,可以用来做电工手套,故B不符合题意;
C.新型陶瓷材料弹性好、韧性好(不易断裂)、隔热性好、耐高温,可以用来做消防服,故C不符合题意;
D.新型陶瓷材料隔热性好,不易用来做炒菜锅,故D符合题意。
故选D。
5. 小 高 隔热
【详解】[1] 火箭等高速航天器外壳要求轻巧,就是要求外壳材料的密度小。
[2] 火箭等高速航天器外壳要求能耐高温,外壳材料的熔点要比较高。
[3] 夏天装运的海鲜很容易受到高温的影响而变质,所以在运送过程中,要做好隔热。用塑料泡沫箱装运海鲜就是利用了塑料泡沫隔热效果好的特性。
6. 0.16 密度 隔热
【详解】[1]已知其质量
体积,则“全碳气凝胶”的密度为
[2]“全碳气凝胶”放在花蕊上但不会压坏花蕊,即相同体积质量很小,由可知,这材料密度很小。
[3]它能保护鲜花不受高温火焰的影响,说明它具有优异的隔热的性能。
7.A
【详解】这种药品要求在低温环境下存放,要求运输过程中尽可能不从外界吸收热量,即需要导热性差的材料制成医用冷藏盒,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 低 差 小
【解析】略
9.C
【详解】A.塑料底座——硬度大,不易发生形变,故A错误;
B.金属壶身——导热性好,可以较快的加热水,故B错误;
C.塑料提把——隔热性能好,可以防止烫伤,故C正确;
D.玻璃刻度盘——透明度高,便于观察壶中的水位,故D错误。
故选C。
10.C
【详解】放置沸水中煮30s,测试后,该屏幕仍可以正常使用,说明了它可以耐高温;液压机对OLED屏施4万牛顿的力后仍可正常使用,说明了它的抗压性强;用一根金属棒将屏幕卷曲起来,测试后,该屏幕仍可以正常使用,说明了它的柔性好;所以与测试无关的是C透光性,C符合题意。
故选C。
11. 导热性 硬度 密度
【详解】[1]厨房炒菜用的锅子的手柄常用塑料来做,主要是利用塑料的隔热性好,导热性差;
[2]金刚钻是自然界最坚硬的物质,它的硬度比瓷器的硬度大,所以它能钻透瓷器;
[3]拍影视剧时,常用泡沐塑料制成的石头,是利用了其密度小。
12. 密度 质量 隔热 延展性
【详解】[1]铝锂合金是用于飞机的,故需要密度小的材料,同等体积情况下,质量小,重力小,更容易升空,故铝锂合金密度小。
[2]与普通铝合金相比,铝锂合金密度小,体积相同时,铝锂合金质量更小。
[3]舱壁由于与空气摩擦,克服摩擦力做功会产生大量的热量,而良好的隔热性能够有效维持舱内的温度。
[4]室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这是物质的延展性,易拉伸而不断裂。
13. 密度 热缩冷胀 4
【详解】[1]由图像知,一定质量的水在4℃时,体积最小,由公式可知,此时其密度最大。
[2][3]在0~4℃范围内,水的质量不变,温度升高时水的体积减小,温度降低时其体积增大,所以在这一范围内水具有热缩冷胀的性质,所以在4℃下存放是最安全的。
14. 隔热 硬度 3 ×103
【详解】[1]新型陶瓷材料被用作火箭等高速飞行器的表面覆盖层,这要求材料必须具备良好的隔热性能,以防止高速飞行时产生的巨大热量对飞行器内部造成损害。
[2]该材料在受到很大的空气阻力时变形非常小,这说明该材料具有很高的硬度,能够抵抗外力的作用而不易发生形变。
[3]质量是物体所含物质的多少,与温度和体积无关,所以加热前后的质量保持不变。加热后的密度
15. A B 大 传输速度大 D
【详解】(1)[1] A.作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好,故不可以制成保温隔热材料,故A符合题意;
B.石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,故可以制作成冲击钻的钻头,故B不符合题意;
C.墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,作为电导体,它有着和铜一样出色的导电性,故可以作为高压输电线,故C不符合题意;
D.导热性能好,故可以制成了电饭锅的锅胆,故D不符合题意。
故选A。
(2)[2]在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题,利用半导体热导性能好,故B符合题意;ACD不符合题意。
故选B。
(3)[3]石墨烯的密度仅为3mg/cm3,合为
大于空气的密度1.29kg/m3。
(4)[4]根据题意可知,石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管,因此有希望应用于全新超级计算机的研发。
(5)[5]石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料,针对这一问题,硬度与哪些因素有关,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
1
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