第三节 跨学科：材料的利用与开发 （分层作业）物理新教材沪科版九年级全一册

第三节 跨学科：材料的利用与开发 目录 题型分组练 2 题型01 材料与社会 2 题型02 导电性材料的利用与开发 2 题型03 开发新材料 4 创新拓展练 5 题型分组练 题型01 材料与社会 1. 汽车的轮胎常由橡胶制成，是由于橡胶具有较好的（　　） A．塑性 B．弹性 C．导热性 D．透气性 2．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 3．如图是我国“神舟”载人飞船返回舱降落地面后的场景。为使返回舱穿越大气层安全降落，外表面用新型陶瓷材料制成。下列不是这种陶瓷应具有的物质的物理属性的是（　　） A．熔点高 B．导热性好 C．硬度大 D．耐腐蚀 4. 航母的阻拦索在拦停高速运动的飞机时，要承受巨大冲力，绳索会伸长至原长的1.2倍以上，逐渐吸收舰载机降落时的巨大能量，最后恢复原状。另外，阻拦索要承受战时起火等极端情况，还要防止铁磁性颗粒吸附混入绳索内，发生磨损。关于制造阻拦索的材料应具备的物理属性，下列说法不正确的是（　　） A．硬度大 B．弹性好 C．熔点高 D．磁性强 5. 氮化硼纳米管是一种具有特殊结构的材料，也是一种电绝缘体，具有较高的硬度和强度，有极高的热稳定性和化学稳定性，不具有磁性，不具备光学透明的特性.根据上述信息判断，氮化硼纳米管可以制作（   ） A．磁铁 B．导线 C．光学透镜 D．手机外壳 题型02 导电性材料的利用与开发 6．铅笔是我们常用的文具。如图所示是铅笔各组成部分，下列选项中通常情况下属于导体的是（　　） A．塑料 B．木材 C．橡皮 D．石墨 7．在橙子上插入铜片和锌片，制成水果电池，将水果电池与发光二极管（简称“LED”）连接成如图所示的电路，LED发光。下列说法正确的是（　　） A．铜片相当于电池的正极 B．LED的材料主要是超导体 C．水果电池将电能转化为化学能 D．电流从锌片经过LED流向铜片 8. 如图所示，某型号蓝牙测温手环由橡胶手环带和温度传感模块组成，温度传感模块内有与导热金属片接触的热敏电阻，佩戴时测温芯片依据电路中电流算出热敏电阻温度，实现体温实时监测。下列说法不正确的是（　　） A．橡胶手环带是绝缘体 B．导热金属片既容易导热也容易导电 C．测温芯片的制作利用了半导体材料 D．蓝牙测温手环通过超声波向连接成功的手机发送数据 9. 如图所示正在发光的LED，具有 性。若电流由负极流入，LED （填“会”或“不会”）发光，LED所在电路 （填“有”或“没有”）电流。 10. 科技改变生活，大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展，目前领先全球的是5nm工艺芯片技术，5nm= m。利用半导体材料可以制作发光二极管，简称LED。电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向正极，LED不发光，这说明发光二极管具有 导电性。 题型03 开发新材料 11. 2019年3月2日《环球文摘》报道，中国的“天才少年”曹原（23岁）荣登世界顶级科学期刊《自然》，成为2018年度十大科学家之首！他解决了困扰全世界107年的难题，他发现常温下把两层石墨烯旋转到特定的“魔法角度”叠加时，它可以在零阻力的情况下传导电子，成为超导体；以手机为例，一旦安装石墨烯电池，手机充电时间将被缩短为16min，请同学们分析一下，这种超导材料不适合用做（　　） A．新能源充电汽车的电池 B．电动自行车的“电动机” C．电炉子中“电热丝” D．输电导线 12. 目前智能手机芯片的体积逐渐微型化，如图为国产“麒麟9000芯片”，芯片只有人的指甲盖大小，却集成了153亿个晶体管在其内部，这主要得益于以下哪种材料的应用（　　） A．金属材料 B．纳米材料 C．半导体材料 D．超导材料 13. 如图所示为一种新型材料——“透明铝”，用透明铝替代军用防弹玻璃的外层玻璃部分，防弹玻璃的防弹性能会大大提升，说明这种新型材料（　　） A．导热性好 B．透光性差 C．硬度大 D．密度大 14. 西安交通大学研究团队研制出一种柔而强的陶瓷气凝胶，如图所示，它具有弹性好、韧性好不易断裂、绝缘性好、隔热性好、耐高温等物理性质。这种材料不宜用来制作（　　） A．高压锅内胆 B．房屋外墙保温板 C．消防服 D．飞机舱门 15. “新材料”是相对于传统材料而言的，新材料的使用对推动社会的进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于“新材料”的描述错误的是（　  　） A．可采用密度更小、硬度更高的新材料来制作飞机 B．“超导材料”可以在常温下应用于任何用电器并使其效率提高 C．“纳米材料”是指材料的几何尺寸达到纳米量级，并且具有特殊性能的材料 D．“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片 创新拓展练 16. 2022年11月30日，神舟十五号与天宫空间站顺利对接。航天五院总体设计部介绍，由于太空中剧烈的温差（零下100℃到零上100℃）以及空间辐射环境，普通的国旗可能过个几个月颜色就被完全腐蚀了，团队耗费心血研发了特殊的涂层，才使得国旗展示在人们面前。该特殊涂层应具备的性能有（　　） ①耐高温；②耐严寒；③耐磨损；④防辐射 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 17. 科技改变生活，如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率、运动步数等信息，方便人们监测身体状态，下列关于智能手表说法错误的是（　　） A．智能手表橡胶表带是绝缘体，不导电也不可能带电 B．手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的 C．铜的导电性优于铁，更适合做内部导线 D．在给手表的蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器 18．北京第24届冬奥会火炬，其外壳由碳纤维复合材料制成，质量约为同体积钢的四分之一，强度为钢的7至9倍。火炬采用氢作燃料，燃烧时温度能达到800℃，但外壳温度却不高。关于碳纤维复合材料的特性，下列说法正确的是（　　） A．密度大 B．硬度小 C．导热性好 D．耐高温 19. 某品牌国产手机发布了其首款折叠屏+5G手机，其使用柔性LED显示屏可让手机折叠的关键技术，搭配了双金属保护外壳的设计，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。关于这款手机所利用到的材料属性描述不正确的是（　　） A．柔性LED的韧性好 B．金属外壳的硬度大 C．石墨烯的隔热性好，所以也可以用来做保温杯的外壳 D．LED显示屏透光性好 20. 浸没式液冷是指将发热的电子元器件（如CPU、GPU、内存和硬盘等）浸没在冷却液中，依靠液体流动循环带走热量。冷却液沸点不到50℃，相比于传统的散热方式（如风冷和水冷）具有更高的散热效率。如图所示，采用浸没式液冷对电脑主机板散热冷却。下列分析正确的是（　　） A．相较于水，该冷却液具有不易汽化的特点 B．冷却液通过热传递的方式改变电子元器件的内能 C．该冷却液应具有绝缘性差的特点 D．生活中我们通常用水冷却发动机，是因为水的比热容小 21. 发光二极管是一种用半导体材料制成的电子元件，具有单向导电的特性，关于如图所示的电路，下列说法错误的是（　　） A．如果只闭合开关S，则L1、L2和L3串联，且都发光 B．如果闭合开关S和S1，断开开关S2，则只有L3发光 C．如果闭合开关S、S1和S2，则L1、L2和L3并联，且都发光 D．如果闭合开关S、S1和S2，则L1和L3发光，L2不发光 22. 目前世界上最薄的不锈钢厚度仅为0.015mm，这一突破性的成果是由青拓冷轧科技使用国产化设备成功轧制。这种不锈钢因其优异的材料性能、高技术难度和精密设备要求而被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。 （1）将钢材轧制成超薄手撕钢的过程中，钢材在高压下表面的分子热运动 （填“会”或“不会”）停止。如图所示，将手撕钢撕裂的过程中，钢材的质量 （填“变大”“变小”或“不变”）； （3）手撕钢由于内部有大量可以自由移动的 （填“电子”“质子”或“中子”），是良好的导体。 23．阅读短文，回答问题。 世界上最轻的固体 气凝胶是世界上密度最小的固态物质，俗称“冷冻烟雾”，最轻的气凝胶的密度仅为0. 16mg/cm3。由于其内部的颗粒非常小，可见光中的蓝光经过它时发生散射现象，使它看起来发蓝，因此气凝胶也被称为“蓝烟”（如图甲）。气凝胶内部多孔的结构（如图乙）使其包含有大量空气，所以有非常好的隔热效果和吸油效果，一寸厚的气凝胶的隔热能力相当于20至30块普通玻璃叠加后的隔热能力一在航天领域中，科学家给航天服加入一层气凝胶，使它能帮助航天员在高温环境或超低温环境中工作。 气凝胶不仅能承受高温，还非常坚固耐用，它可以承受相当于自身重力几千倍的压力。此外，气凝胶还可以制成新型可充电电池，它具有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、重复使用次数多等优异特性。 （1）气凝胶有非常好的隔热效果是因为 。 （2）实验发现，用气凝胶制成的“碳海绵”被压缩80%后仍可恢复原状，说明这种材料具有很强的 （选填“塑性”或“弹性”）。 （3）结合文中关于气凝胶的介绍，小明认为它可以用于制作吸音棉。将吸音棉贴在影院的内壁上 （选填“吸收”或“反射”）声音，可以防止回声。 （4）根据你对气凝胶性质的理解，判断下列说法中不可能的是（　　）（选填序号）。 A．做电影场景中压倒入的“巨石” B．做打桩机的重锤 C．可以清洗厨房的油烟机 24．阅读短文，回答问题： 神奇的二极管 二极管是一种重要的半导体电子元件，有着广泛的应用，2014年诺贝尔物理学奖被颁发给在蓝色发光二极管上做出巨大贡献的科学家。符号“”，具有特殊的导电性，当电流从“+”极流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线；而电流从“-”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。发光二极管只是二极管中的一种，与白炽灯泡相比，发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。 （1）二极管具有 （选填“单”或“双”）向导电性； （2）为了探究二极管的特殊导电性，连接了图甲、图乙两个电路，闭合开关S，灯泡能够发光的是 。（选填图甲或图乙），灯泡不能发光的是 （选填图甲或图乙）； （3）二极管的特殊导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片，受此启发，科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），制成了电脑的散热器。如图所示，二对PN型半导体对是 （选填“串联”或“并联”）连接的。在电流方向是N→P的地方吸热，而在电流方向是P→N的地方放热，则靠近电脑发热体（CPU）的是图中 （选填“上方”或“下方”）的陶瓷片。 （4）理想型开关二极管输出信号值Uk=1时，电路通路；输出信号值Uk=0时，电路断路。如图丁所示，将两个理想型开关二极管接在某电路中，a、b两点信号值随时间的变化关系如图戊、己所示，则“0.03~0.04s”内电路c处是 （选填“通路”或“断路”），“0~0.08s”内c处的通路时间为 s。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 跨学科：材料的利用与开发 目录 题型分组练 2 题型01 材料与社会 2 题型02 导电性材料的利用与开发 3 题型03 开发新材料 5 创新拓展练 7 题型分组练 题型01 材料与社会 1. 汽车的轮胎常由橡胶制成，是由于橡胶具有较好的（　　） A．塑性 B．弹性 C．导热性 D．透气性 【答案】B 【详解】用橡胶做汽车的轮胎，是因为橡胶的弹性好，能起到缓冲的作用，与塑性、导热性、透气性无关，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 2．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 【答案】D 【详解】A．新型陶瓷材料弹性好、韧性好（不易断裂），可用来做沙发垫，故A不符题意； 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、隔热性好、耐高温，可用来做消防服，故C不符题意； 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。 3．如图是我国“神舟”载人飞船返回舱降落地面后的场景。为使返回舱穿越大气层安全降落，外表面用新型陶瓷材料制成。下列不是这种陶瓷应具有的物质的物理属性的是（　　） A．熔点高 B．导热性好 C．硬度大 D．耐腐蚀 【答案】B 【详解】返回舱穿越大气层返回地球时，与空气剧烈摩擦，外壳温度高达几千摄氏度，为很好的保护返回舱，航天技术专家将新型陶瓷制成防热瓦安装在外表面，这种陶瓷不仅具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀和隔热性好的特点，而且还克服了传统陶瓷易碎的弱点，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 4. 航母的阻拦索在拦停高速运动的飞机时，要承受巨大冲力，绳索会伸长至原长的1.2倍以上，逐渐吸收舰载机降落时的巨大能量，最后恢复原状。另外，阻拦索要承受战时起火等极端情况，还要防止铁磁性颗粒吸附混入绳索内，发生磨损。关于制造阻拦索的材料应具备的物理属性，下列说法不正确的是（　　） A．硬度大 B．弹性好 C．熔点高 D．磁性强 【答案】D 【详解】航母的阻拦索在拦停高速运动的飞机时，要承受巨大冲力，阻拦索的材料应具备的物理属性要硬度大；逐渐吸收舰载机降落时的巨大能量，最后恢复原状，阻拦索的材料应具备的物理属性要弹性好；阻拦索要承受战时起火等极端情况，还要防止铁磁性颗粒吸附混入绳索内，发生磨损，阻拦索的材料应具备的物理属性熔点高，故ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。 5. 氮化硼纳米管是一种具有特殊结构的材料，也是一种电绝缘体，具有较高的硬度和强度，有极高的热稳定性和化学稳定性，不具有磁性，不具备光学透明的特性.根据上述信息判断，氮化硼纳米管可以制作（   ） A．磁铁 B．导线 C．光学透镜 D．手机外壳 【答案】D 【详解】A．氮化硼纳米管材料不具有磁性，所以这种材料不适合制作磁铁，故A不符题意； B．由题意可知，氮化硼纳米管材料是一种电绝缘体材料，属于电的不良导体，而导线需要良好的导电性能，所以这种材料不适合制作导线，故B不符合题意； C．由题意可知，氮化硼纳米管材料不具备光学透明的特性，而制造光学透镜需要透光性能极好的材料，所以氮化硼纳米管不能用来制作光学透镜，故C不符合题意； D．由题意可知，氮化硼纳米管材料有较高的硬度和强度，有极高的热稳定性和化学稳定性，不具有磁性等特性，非常适合用于手机外壳的制造；这种材料较高的硬度和强度有利于提高手机的抗摔性，极高的热稳定性和化学稳定性有利于提高手机使用时零部件的工作稳定性及材料的散热性能，延长手机的使用寿命，不具有磁性有利于保证手机信号不受干扰，所以氮化硼纳米管适合制作手机外壳等手机部件，故D符合题意。故选D。 题型02 导电性材料的利用与开发 6．铅笔是我们常用的文具。如图所示是铅笔各组成部分，下列选项中通常情况下属于导体的是（　　） A．塑料 B．木材 C．橡皮 D．石墨 【答案】D 【详解】通常情况下，橡皮、塑料和木材都不易导电，是绝缘体，石墨容易导电，是导体，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 7．在橙子上插入铜片和锌片，制成水果电池，将水果电池与发光二极管（简称“LED”）连接成如图所示的电路，LED发光。下列说法正确的是（　　） A．铜片相当于电池的正极 B．LED的材料主要是超导体 C．水果电池将电能转化为化学能 D．电流从锌片经过LED流向铜片 【答案】A 【详解】AD．由于发光二极管具有单向导电性，图中LED发光，所以电流从铜片流向LED，再流向锌片，所以铜片相当于电池的正极，故A正确，D错误； B．由于发光二极管主要是由半导体材料制成的，所以LED的材料主要是半导体，故B错误； C．水果电池发生化学反应，同时释放电能，所以是将化学能转化为电能，故C错误。故选A。 8. 如图所示，某型号蓝牙测温手环由橡胶手环带和温度传感模块组成，温度传感模块内有与导热金属片接触的热敏电阻，佩戴时测温芯片依据电路中电流算出热敏电阻温度，实现体温实时监测。下列说法不正确的是（　　） A．橡胶手环带是绝缘体 B．导热金属片既容易导热也容易导电 C．测温芯片的制作利用了半导体材料 D．蓝牙测温手环通过超声波向连接成功的手机发送数据 【答案】D 【详解】A．橡胶是绝缘体，所以橡胶手环带是绝缘体，故A正确，不符合题意； B．金属既能导电，又能导热。所以导热金属片既容易导热也容易导电，故B正确，不符合题意； C．芯片是有半导体材料制成的，所以测温芯片的制作利用了半导体材料，故C正确，C符合题意； D．蓝牙测温手环通过电磁波向连接成功的手机发送数据，故D错误，符合题意。 故选D。 9. 如图所示正在发光的LED，具有 性。若电流由负极流入，LED （填“会”或“不会”）发光，LED所在电路 （填“有”或“没有”）电流。 【答案】 单向导电 不会 没有 【详解】二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性，即它只允许电流从正极流入，负极流出，此时二极管才发光，若电流由负极流入，二极管将无法发光，LED所在电路没有电流。 10. 科技改变生活，大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展，目前领先全球的是5nm工艺芯片技术，5nm= m。利用半导体材料可以制作发光二极管，简称LED。电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向正极，LED不发光，这说明发光二极管具有 导电性。 【答案】 5×10-9m 单向 【详解】因为1nm等于1×10-9m，所以5nm等于5×10-9m。 电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向正极，LED不发光，这说明发光二极管具有单向导电性。 题型03 开发新材料 11. 2019年3月2日《环球文摘》报道，中国的“天才少年”曹原（23岁）荣登世界顶级科学期刊《自然》，成为2018年度十大科学家之首！他解决了困扰全世界107年的难题，他发现常温下把两层石墨烯旋转到特定的“魔法角度”叠加时，它可以在零阻力的情况下传导电子，成为超导体；以手机为例，一旦安装石墨烯电池，手机充电时间将被缩短为16min，请同学们分析一下，这种超导材料不适合用做（　　） A．新能源充电汽车的电池 B．电动自行车的“电动机” C．电炉子中“电热丝” D．输电导线 【答案】C 【详解】由题意可知，该材料0电阻，因此该材料不适合用做需要电阻的用电器上，新能源充电汽车的电池、电动自行车的“电动机”、输电导线都不需要用到电阻，而电炉子中“电热丝    ”没有电阻发不了热，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 12. 目前智能手机芯片的体积逐渐微型化，如图为国产“麒麟9000芯片”，芯片只有人的指甲盖大小，却集成了153亿个晶体管在其内部，这主要得益于以下哪种材料的应用（　　） A．金属材料 B．纳米材料 C．半导体材料 D．超导材料 【答案】B 【详解】因为芯片只有人的指甲盖大小，却集成了153亿个晶体管在其内部，故晶体管的尺寸非常小，属于纳米材料，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 13. 如图所示为一种新型材料——“透明铝”，用透明铝替代军用防弹玻璃的外层玻璃部分，防弹玻璃的防弹性能会大大提升，说明这种新型材料（　　） A．导热性好 B．透光性差 C．硬度大 D．密度大 【答案】C 【详解】由题目信息可知新型材料是“透明铝”，说明透光性较好，使防弹玻璃的防弹性能大大提升说明新型材料的硬度大，而密度、导热性根据所给信息无法确定。故选C。 14. 西安交通大学研究团队研制出一种柔而强的陶瓷气凝胶，如图所示，它具有弹性好、韧性好不易断裂、绝缘性好、隔热性好、耐高温等物理性质。这种材料不宜用来制作（　　） A．高压锅内胆 B．房屋外墙保温板 C．消防服 D．飞机舱门 【答案】A 【详解】A．高压锅内胆要求导热性能好，故A符合题意； B．房屋外墙保温板要隔热性能好、耐高温，故B不符合题意； C．消防服要求隔热性好、耐高温，故C不符合题意； D．飞机舱门要求韧性好、不易断裂，故D不符合题意。 故选A。 15. “新材料”是相对于传统材料而言的，新材料的使用对推动社会的进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于“新材料”的描述错误的是（　  　） A．可采用密度更小、硬度更高的新材料来制作飞机 B．“超导材料”可以在常温下应用于任何用电器并使其效率提高 C．“纳米材料”是指材料的几何尺寸达到纳米量级，并且具有特殊性能的材料 D．“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片 【答案】B 【详解】A．采用密度更小的新材料来制作飞机，在飞机体积相同的情况下，飞机的质量更小，重力更小，越容易飞起来，而新材料的硬度更高，这样飞机更加坚固，所以说可采用密度更小、硬度更高的新材料来制作飞机，故A正确，不符合题意； B．“超导材料”不可以应用于利用电流热效应工作的用电器，故B错误，符合题意； C．“纳米材料”是指材料的几何尺寸，它的单位为纳米，尺寸非常小，并且具有特殊性能的材料，故C正确，不符合题意； D．手机、电视机、电脑的元件及芯片广泛应用了“半导体材料”，故D正确，不符合题意。 故选B。 创新拓展练 16. 2022年11月30日，神舟十五号与天宫空间站顺利对接。航天五院总体设计部介绍，由于太空中剧烈的温差（零下100℃到零上100℃）以及空间辐射环境，普通的国旗可能过个几个月颜色就被完全腐蚀了，团队耗费心血研发了特殊的涂层，才使得国旗展示在人们面前。该特殊涂层应具备的性能有（　　） ①耐高温；②耐严寒；③耐磨损；④防辐射 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 【答案】B 【详解】月球和地球相比，没有大气层，没有阴雨、风等天气现象，缺少大气层对太阳辐射的削弱作用和保温作用，月球的白天温度极高、夜晚温度极低，太阳辐射及宇宙辐射较强，所以该新型材料应具备耐高温、耐严寒、防辐射的性能，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 17. 科技改变生活，如图所示的智能手表可以显示时间、体温、心率、运动步数等信息，方便人们监测身体状态，下列关于智能手表说法错误的是（　　） A．智能手表橡胶表带是绝缘体，不导电也不可能带电 B．手表屏幕使用的发光二极管主要是半导体材料制成的 C．铜的导电性优于铁，更适合做内部导线 D．在给手表的蓄电池充电时，蓄电池相当于用电器 【答案】A 【详解】A．橡胶表带是绝缘体，不导电但可以带电，故A错误，符合题意； B．二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性，发光二极管主要是半导体材料制成的，故B正确，不符合题意； C．铜的导电性能比铁的导电性能好，更适合做内部导线，故C正确，不符合题意； D．在给手表的蓄电池充电时消耗电能，此时蓄电池相当于用电器，故D正确，不符合题意。 故选A。 18．北京第24届冬奥会火炬，其外壳由碳纤维复合材料制成，质量约为同体积钢的四分之一，强度为钢的7至9倍。火炬采用氢作燃料，燃烧时温度能达到800℃，但外壳温度却不高。关于碳纤维复合材料的特性，下列说法正确的是（　　） A．密度大 B．硬度小 C．导热性好 D．耐高温 【答案】D 【详解】A．碳纤维质量约为同体积钢质量的四分之一，说明碳纤维具有密度小的特点，故A错误； B．碳纤维复合材料强度为钢的7至9倍，说明碳纤维复合材料的硬度大，故B错误； CD．氢燃烧时温度能达到800℃，但外壳温度却不高，说明碳纤维复合材料的导热性差，耐高温，故C错误，D正确。故选D。 19. 某品牌国产手机发布了其首款折叠屏+5G手机，其使用柔性LED显示屏可让手机折叠的关键技术，搭配了双金属保护外壳的设计，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。关于这款手机所利用到的材料属性描述不正确的是（　　） A．柔性LED的韧性好 B．金属外壳的硬度大 C．石墨烯的隔热性好，所以也可以用来做保温杯的外壳 D．LED显示屏透光性好 【答案】C 【详解】A．柔性LED显示屏可让手机折叠，说明柔性LED显示屏不易折损，柔性LED的韧性好，故A正确，不符合题意； B．搭配了双金属保护外壳的设计，说明金属外壳不易破碎，金属外壳的硬度大，故B正确，不符合题意； C．使用了升级版的石墨散热技术，说明石墨烯散热性能良好，不可以用来做保温杯的外壳，故C错误，符合题意； D．LED显示屏可以看清屏内部信息，说明LED显示屏透光性好，故D正确，不符合题意。 故选C。 20. 浸没式液冷是指将发热的电子元器件（如CPU、GPU、内存和硬盘等）浸没在冷却液中，依靠液体流动循环带走热量。冷却液沸点不到50℃，相比于传统的散热方式（如风冷和水冷）具有更高的散热效率。如图所示，采用浸没式液冷对电脑主机板散热冷却。下列分析正确的是（　　） A．相较于水，该冷却液具有不易汽化的特点 B．冷却液通过热传递的方式改变电子元器件的内能 C．该冷却液应具有绝缘性差的特点 D．生活中我们通常用水冷却发动机，是因为水的比热容小 【答案】B 【详解】A．标准大气压下，水的沸点为100℃，而冷却液的沸点不到50℃，所以相较于水，该冷却液更易汽化，故A错误； B．冷却液从电子元器件吸收热量，内能增大，通过热传递的方式改变电子元器件的内能，故B正确； C．将电脑主机板浸没在冷却液中，实现主机板的散热冷却，说明冷却液不能导电，具有绝缘性好的特点，故C错误； D．生活中我们通常用水冷却发动机，是因为水的比热容较大，等质量的水和其他物质，升高相同的温度，水吸收的热量更多，故D错误。 故选B。 21. 发光二极管是一种用半导体材料制成的电子元件，具有单向导电的特性，关于如图所示的电路，下列说法错误的是（　　） A．如果只闭合开关S，则L1、L2和L3串联，且都发光 B．如果闭合开关S和S1，断开开关S2，则只有L3发光 C．如果闭合开关S、S1和S2，则L1、L2和L3并联，且都发光 D．如果闭合开关S、S1和S2，则L1和L3发光，L2不发光 【答案】C 【详解】A.如果只闭合开关S，电流从电源正极出发经依次灯泡L1、L2和L3回负极，则L1、L2和L3串联，且都发光，故A正确； B.如果闭合开关S和S1，断开开关S2，电流从电源正极出发流经S1灯泡L3回负极，则只有L3发光，故B正确； CD.如果闭合开关S、S1和S2，电流从电源正极出发分别次灯泡L1和L3回负极，则L1和L3并联，且都发光，L2由于电流从负极流入，电流不能通过，L2不亮，故C错误，D正确。 故选C。 22. 目前世界上最薄的不锈钢厚度仅为0.015mm，这一突破性的成果是由青拓冷轧科技使用国产化设备成功轧制。这种不锈钢因其优异的材料性能、高技术难度和精密设备要求而被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。 （1）将钢材轧制成超薄手撕钢的过程中，钢材在高压下表面的分子热运动 （填“会”或“不会”）停止。如图所示，将手撕钢撕裂的过程中，钢材的质量 （填“变大”“变小”或“不变”）； （3）手撕钢由于内部有大量可以自由移动的 （填“电子”“质子”或“中子”），是良好的导体。 【答案】（1）不会，不变；（2）电子 【详解】（1）一切物体的分子不停地做无规则运动，钢材在高压下表面的分子热运动不会停止。 质量是物体的一种属性，与形状无关，将钢材轧制成超薄手撕钢的过程中，形状发生变化，但钢材的质量不变。 （2）手撕钢属于金属，能够导电，是由于内部有大量可以自由移动的电子，这些电子定向移动形成电流。 23．阅读短文，回答问题。 世界上最轻的固体 气凝胶是世界上密度最小的固态物质，俗称“冷冻烟雾”，最轻的气凝胶的密度仅为0. 16mg/cm3。由于其内部的颗粒非常小，可见光中的蓝光经过它时发生散射现象，使它看起来发蓝，因此气凝胶也被称为“蓝烟”（如图甲）。气凝胶内部多孔的结构（如图乙）使其包含有大量空气，所以有非常好的隔热效果和吸油效果，一寸厚的气凝胶的隔热能力相当于20至30块普通玻璃叠加后的隔热能力一在航天领域中，科学家给航天服加入一层气凝胶，使它能帮助航天员在高温环境或超低温环境中工作。 气凝胶不仅能承受高温，还非常坚固耐用，它可以承受相当于自身重力几千倍的压力。此外，气凝胶还可以制成新型可充电电池，它具有储电容量大、内阻小、重量轻、充放电能力强、重复使用次数多等优异特性。 （1）气凝胶有非常好的隔热效果是因为 。 （2）实验发现，用气凝胶制成的“碳海绵”被压缩80%后仍可恢复原状，说明这种材料具有很强的 （选填“塑性”或“弹性”）。 （3）结合文中关于气凝胶的介绍，小明认为它可以用于制作吸音棉。将吸音棉贴在影院的内壁上 （选填“吸收”或“反射”）声音，可以防止回声。 （4）根据你对气凝胶性质的理解，判断下列说法中不可能的是（　　）（选填序号）。 A．做电影场景中压倒入的“巨石” B．做打桩机的重锤 C．可以清洗厨房的油烟机 【答案】（1）内部多孔；（2）弹性；（3）吸收；（4）B 【详解】（1）由文中“气凝胶内部多孔的结构（如图乙）使其包含有大量空气，所以有非常好的隔热效果”可知，气凝胶有非常好的隔热效果是因为内部多孔。 （2）“碳海绵”被压缩80%后仍可恢复原状，说明撤去外力后能恢复原来形状，这种材料具有很强的弹性（塑性是指变形后不能恢复原状）。 （3）吸音棉是通过吸收声音来减弱回声，将吸音棉贴在影院内壁上是吸收声音，防止回声。 （4）A．气凝胶密度小、轻盈，可做电影场景中压倒入的“巨石”（利用其轻质特点模拟），故A可能； B．打桩机重锤需要密度大、质量大的材料，气凝胶密度极小，不能做打桩机重锤，故B不可能； C．气凝胶有吸油效果，可清洗厨房油烟机（吸收油污），故C可能。 故选B。 24．阅读短文，回答问题： 神奇的二极管 二极管是一种重要的半导体电子元件，有着广泛的应用，2014年诺贝尔物理学奖被颁发给在蓝色发光二极管上做出巨大贡献的科学家。符号“”，具有特殊的导电性，当电流从“+”极流进二极管时，二极管导通，相当于一根导线；而电流从“-”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过。发光二极管只是二极管中的一种，与白炽灯泡相比，发光二极管具有节能、环保、安全、寿命长、低功耗、低热、高亮度、防水、微型、防震、易调光、光束集中、维护简便等优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明等领域。 （1）二极管具有 （选填“单”或“双”）向导电性； （2）为了探究二极管的特殊导电性，连接了图甲、图乙两个电路，闭合开关S，灯泡能够发光的是 。（选填图甲或图乙），灯泡不能发光的是 （选填图甲或图乙）； （3）二极管的特殊导电性源自于构成材料P型半导体和N型半导体组成的晶片，受此启发，科研人员利用P型半导体元件和N型半导体元件串联，接上直流电源后，半导体材料的两端会产生温度差（珀尔帖效应），制成了电脑的散热器。如图所示，二对PN型半导体对是 （选填“串联”或“并联”）连接的。在电流方向是N→P的地方吸热，而在电流方向是P→N的地方放热，则靠近电脑发热体（CPU）的是图中 （选填“上方”或“下方”）的陶瓷片。 （4）理想型开关二极管输出信号值Uk=1时，电路通路；输出信号值Uk=0时，电路断路。如图丁所示，将两个理想型开关二极管接在某电路中，a、b两点信号值随时间的变化关系如图戊、己所示，则“0.03~0.04s”内电路c处是 （选填“通路”或“断路”），“0~0.08s”内c处的通路时间为 s。 【答案】 单 图乙 图甲 串联 下方 断路 0.06 【详解】（1）由题意知，当电流从“+”极流进二极管时，二极管导遁，相当于一根导线；而电流从“-”极流入时，二极管断路，实际上不会有电流通过，故二极管具有单向导电性。 （2）闭合开关S，根据（1）结合乙图知，电流从“+”极流进二极管，二极管导通，相当于一根导线，灯泡能够发光的是图乙；由甲图可知，电流从“-”极流入二极管，二极管断路，故灯泡不能发光的是图甲。 （3）陶瓷是绝缘体，绝缘体不易导电，由图乙可知，电路中只有一个回路，因此二对PN型半导体对是串联连接的。 根据图乙可知，靠近上面陶瓷片的电流方向是由P→N，靠近下面陶瓷片的电流方向是由N→P，由于在电流方向是P→N的地方放热，因此上端应是半导体元件放热的地方，在下方电流方向是N→P的地方吸热，因此电脑发热体在下方的陶瓷片。 （4）由题意可知，理想型开关二极管输出信号值Uk=1，电路通路；输出信号值Uk=0，电路断路。由图丁可知，两个理想型开关二极管并联，共同控制c点，由图戊可知，a在0～0.01s处于通路、在0.01～0.02s处于通路、在0.02～0.03s处于断路、在0.03～0.04s处于断路、在0.04～0.05s处于通路、在0.05～0.06s处于通路、在0.06～0.07s处于断路、在0.07～0.08s处于断路；由图己可知，b在0～0.01s处于通路、在0.01～0.02s处于断路、在0.02～0.03s处于通路、在0.03～0.04s处于断路、在0.04～0.05s处于通路、在0.05～0.06s处于断路、在0.06～0.07s处于通路、在0.07～0.08s处于断路。综上可知，在“0.03～0.04s”内a、b均处于断路，则电路c处是断路。 在0.08s内，c处只在“0.03～0.04s”和“0.07～0.08s”这0.02s内断路，则c处的通路时间为0.06s。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $