内容正文:
6.4物质的物理属性
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.物理知识与生活联系非常紧密,下列关于密度的一些说法中正确的是( )
A.1kg的水和1kg的冰的密度相同
B.发生火灾时,受困人员采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离,是因为含有有害物质的空气温度较高,密度较小,大量聚集在房间的上方
C.为减轻质量,航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料
D.可以利用密度来鉴别物质,因为不同物质的密度一定不同
2.“祝融号”火星车采用的一种新型隔热保温材料——新型气凝胶。这种气凝胶很轻,隔热性能好,在探测任务中能发挥重要作用。其中“很轻”反映了这种材料的( )
A.质量小 B.体积小 C.密度小 D.厚度小
3.熔喷布是医用口罩最核心材料,以聚丙烯为主要原料制成。熔喷布纤维直径非常小,空隙多、结构蓬松,具有很好透气性、过滤性和屏蔽性。下列说法正确的( )
A.一次性医用口罩的质量大约为0.3mg
B.制造熔喷布时,聚丙烯熔化后质量变小
C.制作好的口罩由工厂运输到医院后,质量没有发生改变
D.口罩的鼻梁条多为一根细的金属条,这利用了金属弹性好的特点
4.射箭运动员使用的弓,其制造材料主要利用的物理属性是( )
A.导电性好 B.弹性好 C.导热性好 D.质量大
5.第9届亚洲冬季运动会在黑龙江省哈尔滨市成功举办,由于东北地区气候寒冷,本次亚冬会服装的内胆添加“神秘材料”石墨烯,只要衣服某一处加热,石墨烯复合材料就能把热量均匀传递到全身,这利用了石墨烯的哪条优点( )
A.导热性好 B.热值大 C.密度大 D.比热容大
6.为减轻飞机质量,飞机设计师在选用飞机零件的制作材料时会将钢铁替换成( )
A.硬而脆的铸铁 B.硬而密度小的铝合金
C.密度小而软的铝 D.密度大而软的铅
7.近年来,“碳板跑鞋”备受跑步爱好者的追捧。碳板由碳纤维丝和环氧树脂制成,它使鞋底更加坚硬,减少扭曲形变,提高了鞋子的稳定性;人每跑一步,碳板都能储存、释放能量,相当于在脚底安装了弹射装置,从而大幅提升跑步成绩。关于碳板这种材料,下列说法错误的是( )
A.密度小 B.硬度大 C.弹性好 D.导热性好
8.跨学科实践·研究航天服航天员在升空、返回或遇到紧急情况时,必须穿上舱内航天服,在舱外必须穿舱外航天服。我国航天员的舱外航天服(如上图所示)是由我国科学家研制的新型航空材料做成的,该材料主要由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成。下列关于该材料的相关叙述错误的是( )
A.它耐高温、抗氧化 B.它比钢铁轻,但质地较脆
C.它没有固定熔点 D.它是一种新型无机非金属材料
9.石墨烯是人类已知材料中具有最高导热率的材料,下列物品适合用石墨烯制作的是( )
A.保温饭盒 B.隔热垫 C.散热器 D.保暖内衣
二、多选题
10.在生产和生活中,人们常以密度作为选择材料的主要考虑因素。下列主要从密度的角度考虑选材的是( )
A.用酒精擦涂皮肤来降低发烧病人的体温
B.用塑料泡沫做成影视表演场景中滚落的“石头”
C.用煤油、酒精等液体作为常用温度计的测温物质
D.国产大型客机C919部分机身采用铝锂合金而不用钢材
11.悉尼科技大学的研究小组研发了一种独特的复合材料——石墨纸。其成分以石墨为主,薄如纸张,比钢要坚硬10倍且轻巧,还可以回收再利用。未来应用非常广泛。下列说法正确的是( )
A.与同体积的钢相比,石墨纸的质量较小
B.与钢相比,石墨纸的硬度较大
C.与同质量的钢相比,石墨纸的体积较小
D.与钢相比,石墨纸的密度较大
12.北京是唯一举行了夏季与冬季奥运会的城市,在2022年北京冬奥会火炬传递中,火炬质量是同体积钢的,是用硬度比钢的硬度大8倍左右的碳纤维复合材料制成,火炬用氢做燃料,燃烧时温度约为,运动员手握火炬一点不感到烫手,关于碳纤维材料的性质,下列说法正确的是( )
A.密度大 B.硬度大 C.导热性好 D.耐高温
三、填空题
13.如图所示是国内某汽车公司研制的电动飞行汽车。汽车外壳采用碳纤维材料打造,这是因为碳纤维具有 大和密度小的物理属性,能确保车身的坚固性和轻量化;飞行汽车的外观为流线型,可以减小汽车高速飞行时受到的阻力,还能使汽车获得空气的 力。
14.用钢勺和瓷勺进行实验。如图(a)所示,将钢勺和瓷勺的勺头一起放入盛有开水的烧杯中,过一会儿,用手触摸两个勺子的勺柄,会感觉到钢勺的勺柄较烫手;如图(b)所示,将瓷勺的勺头放在酒精灯火焰上加热一段时间,然后与火柴头接触,火柴被点燃。上述活动中,勺头温度较高,会向低温部分导热,由于瓷的 比钢差,因此瓷勺勺柄的温度上升较 。
15.据报道,科学家们已研制出了一种超轻材料“碳海绵”——世界上最轻的一类物质。如图所示,把一块“碳海绵”放在狗尾巴草上,狗尾巴草的茸毛几乎没变形。“碳海绵”比同体积的普通海绵轻得多,说明这种材料的 较小。将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,因此“碳海绵”具有很好的 。(填物理属性)
16.我国的物流快递为人们的生活提供了极大的便利,小明的妈妈从网上购买了大闸蟹。收到快递时看到如图所示的大闸蟹放在泡沫塑料箱中,这是因为泡沫塑料的 差。
17.在我国“三星堆遗址”的出土文物中,发现了用极薄的金箔贴饰的精美“金器”。黄金可以被做成极薄的金箔,主要是因为黄金的 好。铁钉可以在石蜡上留下刻痕,这是因为的 比石蜡大。
四、实验题
18.小明与小芳在探究泡沫塑料和棉絮的保温性能,两人在进行如下实验:
(1)在两个完全相同的烧瓶外分别包裹大小、厚度 (选填“相同”或“不同”) 的泡沫塑料和棉絮;
(2)在烧瓶中同时注入 和 相同的水;
(3)把烧瓶放于相同的环境下,利用 和 (选填实验仪器名称)测出不同时间的水温,得到如下表格;
时间(分)
0
10
20
30
40
泡沫塑料组水温(℃)
80
64
56
50
41
棉絮组水温(℃)
80
56
43
32
28
(4)小明分析实验数据,可以得出结论是: ;
(5)小芳认为小明通过一次实验得出实验结论还不够,要提高实验结论的可信度,应该怎么做? 。
五、综合题
19.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,却使两位科学家海姆和诺沃肖洛夫赢得2010年度诺贝尔物理学奖。这种全新材料名为“石墨烯”。石墨烯不仅“最薄、最强”,作为电导体,它和铜有着一样出色的导电性;作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好。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)这种新材料属于 (填“导体”或“绝缘体”)。
(2)石墨烯应用于超级计算机的研发,是因为 。
(3)石墨烯的应用领域十分广泛,请你从材料中找出两例 、 。
20.农历新年前,小李家在网上购买了年货。小李发现快递在运输生鲜食品时,常用铝箔隔热袋或加棉隔热袋来包裹食品,他想知道隔热袋的隔热性能与哪些因素有关。请你结合生活经验,选择一个可能的影响因素并选择适当的实验器材,设计一个实验进行探究。
你选择的影响因素:隔热袋的隔热性能与 是否有关。
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《6.4物质的物理属性》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
B
A
B
D
B
C
BD
题号
11
12
答案
AB
BD
1.B
【详解】A.密度是物质本身的属性,它由物质的种类决定。1kg的水和1kg的冰仅是质量相等,它们是同种物质的不同状态。所以密度不同,故A错误;
B.发生火灾时,温度较高,室内有毒气体体积膨胀,密度减小;根据物体的浮沉条件,有毒气体漂浮高处。所以,为有效避免吸入有害气体或被灼伤,受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场。故B正确;
C.为减轻质量,航空器材常采用强度高、密度小的合金或新型合成材料。故C错误;
D.密度是物质的一种特性,不同物质的密度一般是不同的,但不同的物质可能密度相同。例如酒精和汽油的密度大约相等。故D错误。
故选B。
2.C
【详解】很轻,指的是相同的体积时,新型气凝胶的质量小,即新型气凝胶的密度小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.C
【详解】A.一次性医用口罩的质量大约在
2g=2000mg
左右,故A错误;
B.质量是物体的一种属性,其大小与物体的形状、状态、位置、温度无关,聚丙烯熔化后,状态发生改变,它的质量不变,故B错误;
C.质量是物体的一种属性,其大小与物体的形状、状态、位置、温度无关,制作好的口罩由工厂运输到医院后,位置发生改变,它的质量不变,故C正确;
D.口罩的鼻梁条多为一根细的金属条,该金属条具有良好的弯曲效果、定型性强,不是利用弹性好的特点,故D错误。
故选C。
4.B
【详解】弓拉得越弯,发生弹性形变越大,箭被射出的越远,所以射箭运动中的弓,要具有良好的弹性。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.A
【详解】石墨烯被选中是因为其导热性好,能快速传递热量,符合冬季保暖需求,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6.B
【详解】在飞机体积一定时,为减轻飞机质量,由可知,因较小制作材料的密度;同时飞机在飞行时可能遭遇强气流或意外的撞击,需要制作材料的硬度大,因此飞机设计师在选用飞机零件的制作材料时会将钢铁替换成硬而密度小的铝合金,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.D
【详解】A.碳板由碳纤维丝和环氧树脂制成,可提高跑步成绩,所以其质量应较小,它与其它鞋子体积相近,根据可知,这种材料密度较小,故A正确,不符合题意;
B.碳板使鞋底更加坚硬,减少扭曲形变,可知其硬度大,故B正确,不符合题意;
C.碳板相当于在脚底安装了弹射装置,从而大幅提升跑步成绩,可知其弹性好,故C正确,不符合题意;
D.人每跑一步,碳板都能储存、释放能量,可知其导热性差,故D错误,符合题意。
故选D。
8.B
【详解】A.由于外太空环境中的辐射非常强烈,且具有极端温度环境,这些辐射和极端温度会对材料造成损害,导致材料老化、性能下降等问题,因此舱外航天服需要具有耐高温、抗氧化的性能,故A正确,不符合题意;
B.舱外航天服为了减轻航天员的重量,需要轻;为了便于活动应有一定的延展性,因此碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的材料质地比钢铁轻,质地不能脆,故B错误,符合题意;
C.航空材料,其主要成分是由碳化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的混合物,没有固定熔沸点,故C正确,不符合题意;
D.各成分都是由非金属元素组成的无机物,所以是一种新型无机非金属材料,故D正确,不符合题意。
故选B。
9.C
【详解】由题知,石墨烯具有人类已知材料中最高的导热率,不能制造保暖内衣、隔热垫、保温饭盒,可以制造散热器,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10.BD
【详解】A.用酒精擦涂皮肤来降低发烧病人的体温,利用了蒸发吸热的特点,与密度无关,故A不符合题意;
B.塑料泡沫做成表演场景中的石头是利用塑料泡沫的密度比较小,在相同体积时,质量比较小,重力比较小,砸在人身上,不会对人体造成伤害,与密度有关,故B符合题意;
C.温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的,所选择的液体与其熔点和沸点有关,与密度无关,故C不符合题意;
D.国产大型客机C919部分机身采用铝锂合金而不用钢材,是因为铝锂合金的密度小于钢,体积相同的铝锂合金和钢材,铝锂合金的质量小得多,故用铝锂合金而不用钢材作C919部分机身的材料,与密度有关,故D符合题意。
故选BD。
11.AB
【详解】AD.钢的密度为7.9g/cm3,石墨纸其成分以石墨为主,石墨的密度约为2.3g/cm3,故石墨纸的密度较小;根据密度公式可得
m=ρV
与同体积的钢相比,石墨纸的质量较小,故A正确,D错误;
B.石墨纸其成分以石墨为主,薄如纸张,比钢要坚硬10倍,即与钢相比,石墨纸的硬度较大,故B正确;
C.因钢的密度大于石墨的密度,根据
可知,与同质量的钢相比,石墨纸的体积较大,故C错误。
故AB。
12.BD
【详解】A.由题意知,体积相同时,火炬的质量是钢的,据知,火炬的密度是钢的,所以碳纤维材料的密度较小,故A错误;
B.碳纤维材料的硬度是钢的8倍左右,硬度较大,故B正确;
CD.氢燃料燃烧时温度约为800摄氏度,火炬一点都不烫手,说明火炬耐高温且隔热性好,故C错误,D正确。
故选BD。
13. 强度 升
【解析】【小题1】[1]汽车外壳用碳纤维材料,是因为碳纤维强度大(或“硬度大”)且密度小,这样既坚固又轻。
[2]流线型外观可以减小空气阻力,同时还能使汽车获得空气的升力(飞行时需要向上的升力)。
14. 导热性 慢
【详解】[1][2]将瓷勺的勺头放在酒精灯火焰上加热一段时间,然后与火柴头接触,火柴被点燃,说明瓷勺也能导热;将钢勺和瓷勺的勺头一起放入盛有开水的烧杯中,过一会儿,用手触摸两个勺子的勺柄,会感觉到钢勺的勺柄较烫手;说明瓷的导热性比钢差,因此瓷勺勺柄的温度上升较慢。
15. 密度 弹性
【详解】[1]由题知,相同体积的“碳海绵”与普通海绵相比,“碳海绵”的质量小得多,根据知,“碳海绵”这种材料的密度较小。
[2]将“碳海绵”压缩80%后仍可恢复原状,这说明“碳海绵”发生的是弹性形变,具有良好的弹性。
16.导热性
【详解】大闸蟹是鲜活的水产品,对温度的变化比较敏感,过冷或过热的环境都可能导致它们死亡或变质。因此,在运输过程中,需要保持一个相对稳定的温度环境。泡沫塑料是一种常用的保温材料,它的导热性能较差,这意味着它不容易将热量从一处传递到另一处。当大闸蟹被放在泡沫塑料箱中时,箱外的热量不容易传递到箱内,同样,箱内的热量也不容易散失到箱外。这样,就可以在一定程度上保持箱内的温度稳定,为大闸蟹提供一个适宜的生存环境。
17. 延展性 硬度
【详解】[1]黄金具有良好的延展性,可以做成极薄的金箔,故填延展性。
[2]铁钉与石蜡是硬度相差较大的两种固体,在互相刻划时,石蜡上会留下刻痕,说明铁钉硬度比石蜡大。
18. 相同 质量 初温 温度计 秒表 在这两种材料中,保温效果比较好的是泡沫塑料 在相同的条件下重复该实验
【详解】(1)[1]探究泡沫塑料和棉絮的保温性能,应在两个完全相同的烧瓶外分别包裹大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮。
(2)[2][3]由放出热量的公式:知,保持烧瓶相同、环境温度相同,水的质量相同;还需要保持水的初温相同。
(3)[4][5]由题意知需要测量的物理量是时间和水的温度,测量温度的仪器是温度计,测量时间的仪器是秒表。
(4)[6]表中所示水的初始温度是80℃;从计时开始40分钟,泡沫塑料组的水温是41℃,降低了
80℃-41℃=39℃
棉絮组的水温降低了
80℃-28℃=52℃
所以说相同时间内,泡沫塑料组降低的温度少。由此可以得出结论是:在这两种材料中,保温效果比较好的是泡沫塑料。
(5)[7]通过一次实验得出实验结论,说服力还不够。要提高实验结论的可信度,还应该在相同的条件下重复该实验。
19. 导体 石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管 石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体 甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料
【详解】(1)[1]文中提到:作为电导体,它和铜有着一样出色的导电性;故石墨烯属于导体。
(2)[2]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。
(3)[3][4]石墨烯的用途很广: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。
20.隔热材料的种类
【详解】隔热袋的隔热性能与 隔热材料的种类是否有关。
实验器材:
不同材质隔热袋:铝箔隔热袋、加棉隔热袋、泡沫隔热袋等(尺寸和形状尽量相同)。
热源:几个相同的热水袋,可装入等量的热水。
温度测量工具:多个高精度温度计。计时工具:秒表或手机计时功能。
实验步骤:
1、在每个隔热袋中分别放入一个装有相同温度、相同水量热水的热水袋。
2、同时将温度计放入每个隔热袋中,确保温度计与热水袋接触良好,以准确测量袋内温度。
3、用秒表开始计时,每隔一定时间(如钟)记录一次各个隔热袋内的温度。
4、持续记录一段时间(如 1﹣2 小时),观察并比较不同隔热袋内温度下降的速度。
实验分析与结论:
如果在相同时间内,不同隔热袋内的温度下降幅度不同,说明隔热袋的隔热性能与隔热材料的种类有关。例如,若铝箔隔热袋内的温度下降最慢,加棉隔热袋次之,泡沫隔热袋下降最快,则表明铝箔材料的隔热性能相对较好,加棉材料次之,泡沫材料相对较差。
如果不同隔热袋内的温度下降幅度相同或相近,说明隔热袋的隔热性能与隔热材料的种类无关,但这种可能性较小,因为不同材料的热导率、热反射性能等通常存在差异,会影响隔热效果。
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