内容正文:
5.4 物质的一些物理属性
▌题型01 物质的磁性及应用
1.D
2.C
3.A
4.吸引 磁性 磁性 指向
5.B
▌题型02 物质的导电性与导体、绝缘体
6.C
7.小 导
8.绝缘体 在一定条件下,绝缘体可以变成为导体。
9.导体 绝缘体
10.A
▌题型03 物质的导热性及应用
11.D
12.C
13.A
14.相同时间内温度计示数变化 初温 水 晒过的棉被中有大量的空气,空气的导热性能差,利于保温
15.质量 铁锅 质量 单位时间内升高的温度 长度 强 4
▌题型04 物质物理属性的综合辨析与实验探究
16.汽化 液化 不含 导体 晶体 盐有熔点为801℃,有固定的熔化温度,因此盐是晶体。 相同
17.D C 1.6 6.3
18.12 质量是物体的一种属性,它不随物体的形状、位置、温度和状态的改变而改变 不变 不能 月球上没有空气,不能传声 B
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
20.(1)高导电性;(2)挤压;(3) 密度
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5.4 物质的一些物理属性
题型01 物质的磁性及应用
题型02 物质的导电性与导体、绝缘体
题型03 物质的导热性及应用
题型04 物质物理属性的综合辨析与实验探究
▌题型01 物质的磁性及应用
1.磁性的本质:磁性是某些物质的固有物理属性,指物质能够吸引铁、钴、镍等物质的性质,并非所有金属都具有磁性。
2.发展与应用
历史应用:我国春秋时期就发现磁石,利用磁石的指向性发明了司南(古代指南针);
生活与科技应用:门吸、硬盘、磁卡、移动硬盘、电磁起重机、磁悬浮列车、指南针等。
3.核心特点:磁性是物质本身的属性,与物体的形状、体积、质量无关,只与物质的种类有关。
4.高频易错点
误认为所有金属都有磁性,铜、铝、锡等多数金属不具有铁磁性;
误认为磁性大小与物体大小成正比,磁性强弱与物质种类、结构有关,与体积无必然关系。
5.考法点拨:单元测、月考常以选择、填空题考查磁性的判断与应用;中考常结合生活科技场景考查物质属性的识别。
1.在一次课外实验活动中,一颗铁质的小螺丝钉掉入细小狭长的小洞中(如图)。小科设计了以下四种方案,其中不能取出小螺丝钉的是( )
A. B. C. D.
2.小华同学在教室里擦黑板时,发现当板擦靠近黑板时,会被吸附在黑板上.为了探究是黑板具有磁性还是板擦具有磁性,他设计了下列实验,能得出正确结论的是( )
A.用小磁针分别靠近板擦和黑板,小磁针都发生了偏转,说明黑板擦和黑板都具有磁性
B.将板擦的正面和反面靠近黑板,板擦都能吸附在黑板上,说明板擦一定具有磁性
C.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转,发现板擦静止时某侧边始终的指向东方,说明板擦一定具有磁性
D.将板擦用细线悬挂起来,发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向,说明黑板具有磁性
3.从小石块和铁屑的混合物中快速分离出铁屑,最合适的工具是( )
A.磁铁 B.镊子 C.筷子 D.放大镜
4.磁现象、磁体:
(1)磁性:物体能够______钢铁、钴、镍一类物质(吸铁性)的性质叫______。
(2)磁体:具有______的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和______性。
5.1元硬币的外观有银白色的金属光泽,同学们认为它可能是由铁制成的。在讨论时,有同学提出我们可以拿磁铁来吸下,就“认为它可能是由铁制成的”这一说法而言,属于科学探究中的( )
A.提出问题 B.猜想与假设 C.进行实验与收集证据 D.交流与合作
▌题型02 物质的导电性与导体、绝缘体
1.基本概念
导体:容易导电的物体;
绝缘体:极不容易导电的物体。
2.常见物质分类
导体:所有金属(铜、铝、铁等)、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液(如盐水);
绝缘体:干燥的木材、玻璃、塑料、橡胶、陶瓷、纯净水、油、干燥的空气。
3.液体导电实验
实验装置:电池、灯泡、铜片电极、导线;
实验现象:插入盐水中灯泡发光,说明盐水容易导电;插入糖水、纯净水中灯泡几乎不发光,说明糖水、纯净水不容易导电;
本质:酸碱盐溶液中存在大量自由移动的离子,因此能导电;纯净水中自由电荷极少,几乎不导电。
4.关键辨析
导体和绝缘体没有绝对的界限,条件改变时可以相互转化;例如玻璃在高温下会变为导体,干燥的木头是绝缘体,潮湿的木头会导电;
导电的本质:导体内部存在大量可以自由移动的电荷,绝缘体内部可自由移动的电荷极少。
5.生活应用:导体用作导线的线芯、电路触点;绝缘体用作导线外皮、电工工具手柄、电器外壳,保障用电安全。
6.高频易错点
误认为纯净水是导体,纯净水是绝缘体,生活中的自来水因含杂质属于导体;
误认为所有液体都是绝缘体,酸碱盐的水溶液是导体。
7.考法点拨:单元测常以选择题、实验题考查分类与现象分析;中考常结合生活用品考查导体、绝缘体的判断与应用。
6.长期使用的电视遥控器,因电池盒内的弹簧变松使得回弹力变弱后,造成了弹簧与干电池接触不良,不能正常遥控电视。为了使其正常使用,应在电池盒内的弹簧与干电池之间垫上( )
A.薄塑料片 B.薄玻璃片 C.薄铜片 D.薄橡皮
7.国产大飞机 C919机身大规模使用完全国产化的第三代铝锂合金,使飞机构件重量显著减轻,主要利用了铝锂合金密度________的特点。为了防止因摩擦起电现象而造成危险,飞机的着地轮一般都装有如图所示的搭地线, C919飞机不装搭地线,而是采用了一种特殊的橡胶轮胎,这种橡胶一定是________体。
8.常温下,玻璃属于______(选填“导体”或“绝缘体”)如图,此时玻璃体在里面的导线不相连接,当开关闭合时,电灯不亮;当给玻璃体加热至红炽状态,电灯亮了,比较这两个现象,说明______。
9.电线芯用金属做的,是因为金属是______,它外面包上一层橡胶或塑料,是因为这些材料是______,能防止触电。
10.有一种新型材料透明铝,可抵挡穿甲弹,可制成防静电包装膜、更加轻质的透明饮料罐等。根据以上介绍,下边哪种特性是它不具备的( )
A.绝缘性好 B.透光性 C.硬度大 D.密度小
▌题型03 物质的导热性及应用
1.基本分类
热的良导体:容易导热的物体;
热的不良导体:不容易导热的物体。
2.常见物质分类
热的良导体:各种金属,其中银、铜、铝的导热性能优异;
热的不良导体:木材、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、空气、水、羽毛。
3.对比实验
操作:将木筷和不锈钢汤匙同时浸入热水中,数秒后触摸另一端;
现象:不锈钢汤匙另一端明显发烫,木筷几乎没有发烫的感觉;
结论:不同物质的导热性能不同,金属的导热性远强于木材。
4.生活应用
利用热的良导体:锅、水壶的主体用金属制作,快速传递热量加热食物;
利用热的不良导体:锅柄、汤勺手柄用塑料或木材制作,防止烫伤;羽绒服、棉被利用空气的隔热性保暖;保温瓶用双层玻璃加真空层减少热传递。
5.高频易错点
误认为电的良导体一定是热的良导体,多数金属两者兼具,但不存在绝对对应关系,例如金刚石导热性极强但不导电;
误认为热的不良导体完全不导热,只是导热速度慢、能力弱。
6.考法点拨:单元测常结合生活场景考查材料选择与原理;中考常结合生活用品综合考查物质属性的应用。
11.物质的一些物理属性作为选择材料的依据,下列应用与材料的属性对应正确的是( )
A.金刚石可以用来做钻头--导电性比较好
B.用胶木制作热水壶的手柄--良好的导热性
C.眼镜的镜片是树脂的--良好的弹性
D.用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”--塑料泡沫密度小
12.我国风电叶片核心承重结构使用了某种碳纤维复合材料,该材料具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀、导电性好、导热性好等特性。仅从物理属性的角度判断,以下应用不适合使用该复合材料的是( )
A.网球拍的拍杆 B.手机芯片的散热部件
C.电器开关的外壳 D.化工储罐的耐腐蚀内衬
13.2025年中国在石墨烯领域取得一系列重大成果,未来十年石墨烯将进入“黄金应用时代”。石墨烯具有很多奇特的物理特性。它具有极佳的弹性,优良的导热性,极高的硬度和刚度,密度小,还有可能代替硅成为新的半导体材料。根据石墨烯的这些特性,它不能用来制作( )
A.汽车保温隔热膜 B.装甲车防弹衣
C.轻量化航天部件 D.电脑芯片散热器
14.为了比较空气和水的导热性好坏,小明进行了如下探究:在甲、乙两个相同的玻璃瓶中都装入热水、一个放在温度与室温相同的水中,另一个放在空气中,为尽量减少其他因素影响、他把两个瓶都用木块垫起来,如图所示,他每隔一定的时间记录一次甲乙温度计的示数,得到的数据如表:
时间/min
0
4
8
12
16
…
150
120
甲/℃
70
50
39
34
31
19
10
乙/℃
70
61
55
50
46
23
19
(1)实验中是通过观察________来比较水和空气导热性好坏的;
(2)应控制甲、乙两瓶中水的质量和_______相同;由实验数据可以得出结论:____的导热性更好;
(3)结合以上探究,小明联想到生活中有许多实际应用与此相关,如经过白天在太阳下晒过的棉被蓬松多孔,晚上盖起来觉得暖和,其原因是__________。
15.小明发现家里用砂锅和铁锅炖汤时,用铁锅炖汤的时间更短,小明猜想可能是砂锅和铁锅的导热性不同,他准备通过比较砂锅和铁锅相同时间内升高的温度来反应导热性能的好与差。
(1)小明用砂锅、铁锅等器材进行如下探究求证:
①分别向砂锅和铁锅中倒入初温、______相同的热水;
②用电子温度计靠近砂锅和铁锅的外壁,每隔10s读一次温度计的示数,3分钟以后,明显发现砂锅的温度低于铁锅的,这说明______的导热性能较好。小红觉得这样证明砂和铁的导热性有点欠妥,因为通过砂锅和铁锅相同时间内升高的温度来反应导热性能的好与差,需要保持锅的______相同(回答一种即可);
③实验中,导热性能无法直接测量,类比所学的速度、功率等知识,他认为:当其他条件一定时,可用一个物理量k来衡量物质的导热性能,导热性k可定义为______;
(2)小红觉得导热性可能还与导热物质的长度L和横截面积S有关,他又找来几根铜丝浸入如图的装置中,每次将B中水加热至相同温度,记录加热时间t和铜丝的规格数据如表。
次数
1
2
3
4
5
6
1
4
2
4
4
8
L/m
1
1
1
0.5
2
4
t/min
8
2
4
1
4
①第2、4、5三次实验是为了探究导热性与导热物质______的关系;
②分析可知,当其他条件相同时,导热性随导热物质横截面积S的增大而变______;
③由规律推测:第6次加热时间______min。
▌题型04 物质物理属性的综合辨析与实验探究
1.常见物质物理属性汇总
密度、磁性、导电性、导热性、硬度、延展性、颜色、状态、熔点、沸点等,都属于物质的物理属性;这些属性是物质本身固有的,一般与物体的质量、体积、形状无关。
2.材料选择的思路
根据实际需求,对应物质的属性选择合适材料:
输电线:选择导电性好、密度小的铝、铜;
加热器具:选择导热性好、熔点高的金属;
绝缘部件:选择绝缘性好、耐热的塑料、橡胶;
磁性器件:选择铁磁性材料。
3.探究实验:铅笔芯的导电性能
实验方法:控制变量法,控制铅笔芯的长度、粗细相同,只改变铅笔芯的软硬型号;
实验现象:铅笔芯越软(B 型),小灯泡越亮;铅笔芯越硬(H 型),小灯泡越暗;
实验结论:铅笔芯(主要成分石墨)具有导电性;软硬不同的铅笔芯导电性能不同,软质铅笔芯的导电性更强。
4.物理研究方法:研究多因素问题时采用控制变量法,确保实验结论的科学性。
5.高频易错点
混淆物质的属性与物体的性质,属性是一类物质的共性,不是单个物体的特点;
探究实验中未控制变量,导致实验结论不可靠。
6.考法点拨:单元测、月考常以实验题考查控制变量法与结论分析;中考常结合材料创新综合考查物质属性的综合应用。
16.阅读短文,回答问题。
古法制盐
盐铁制度是古代重要的国家经济政策,如图所示,在《天工开物·作咸》中详细介绍了制盐的方法。宋代以前的海盐制造,全出于煎炼,盐的熔点是801℃,沸点是1474℃。海盐是刮土淋卤,取卤燃薪熬盐,煎盐场所,白雾升腾。海盐锅煎之法和用具,历经元、明、清各代更替,并无明显差异。到清光绪二十七年,盐民才用沟滩之法,改煎为晒,从而结束了煎盐的历史。到了清末,海盐各产区大都改用晒制之法,技术逐渐完善起来,延续至今尚有使用。
(1)燃薪熬盐,煎盐场所,白雾升腾,这白雾的形成是先________后________(填物态变化),这些白雾中________盐的成份;(选填“含”或“不含”)
(2)煎炼海盐的海水,属于________;(选填“导体”或“绝缘体”)
(3)盐是________(选填“晶体”或“非晶体”),你的判断依据是________;
(4)现在的海水淡化,从原理上来说,与我国古法制盐方法是________(选填“相同”或“不同”)。
17.碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的密度不到钢的,但碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般是钢的7~9倍,抗拉弹性模量亦高于钢。利用碳纤维可以制造8.9kg左右的自行车,这种轻量自行车登坡顺利而爽快,不会像一些轻的铝合金车架,登坡时感到一种向后拉的力量。目前,碳纤维越来越显示出在工业上的广阔应用前景。
(1)碳纤维材料已经被广泛应用在羽毛球拍上,这种应用与下列哪种物理属性无关___________;
A.密度小 B.弹性好 C.韧性好 D.导电性好
(2)该碳纤维不适合制造下列哪种体育用品___________;
A.飞碟 B.篮球框 C.哑铃 D.单杠
(3)某块碳纤维材料的质量为32g,体积为20cm3,则碳纤维材料的密度为___________g/cm3;
(4)某品牌碳纤维自行车架的质量只有1.6kg,若用密度为7.9×103kg/m3的锰钢材料制成,则车架的质量增加了___________kg。
18.2020年12月4日,国家航天局公布了探月工程嫦娥五号探测器在月球表面国旗展示的照片如图所示。嫦娥五号亮出的国旗采用了新型复合材料制成,这种材料既能满足强度要求,又能满足染色性能要求,从而保证国旗抵御月表恶劣的环境,做到不褪色、不串色、不变形。这是继嫦娥三号、四号任务之后,五星红旗再次亮相月球,为月球又一次打上“中国标识”。这面国旗的质量仅12g,总体积约为10cm3。求:
(1)月球引力只相当于地球引力的六分之一,五星红旗被带上月球后,质量为______g,原因是______,其密度将会______;
(2)如果我们在月球上,能不能听到陨石坠落月球表面的声音?答:______。原因是______;
(3)根据上文介绍,嫦娥五号亮出的国旗采用的材料不需要以下哪种属性______。
A.密度小
B.导电性好
C.耐热性好
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.请根据材料,回答下列问题:
二维金属
2025年3月,中国科学院物理研究所的科研团队成功为金属材料“重塑金身”,制备出多种单原子层金属——二维金属。该成果入选《物理世界》2025年度十大科学突破榜单。
因为二维金属由单原子层或几个原子层构成,所以其中的自由电子仅能在平面内自由运动,故称其为二维金属。二维金属的厚度在之间,仅为头发丝直径的二十万分之一,比表面积可达1000 m2/g以上,比表面积是二维金属具有的表面积与其质量的比值。如果把一块边长的正方体金属块压成单原子层的厚度,可以铺满整个北京市的地面。
二维金属具有高导电性,并且能通过电场调控电阻,为制造超低功耗芯片提供了全新思路。二维金属在具有较高强度的同时,部分二维金属还表现出很高的延展性,使得二维金属将在柔性电路、可穿戴设备等领域发挥独特优势。大部分二维金属兼具高导电性与高透光性,可用于透明电极、光学器件等领域。
由于金属原子之间通过强作用力紧密连接,且金属变薄后极易被氧化,破坏金属结构,制备二维金属面临巨大挑战。中国科学院物理研究所的科研团队以单层二硫化钼(一种二维材料)作为基底,对液态金属进行挤压,成功制备出多种二维金属,制备过程如图所示。
二维金属将推动下一阶段科技文明的发展,带来超微型低功耗晶体管、透明显示、超灵敏探测等众多领域的技术革新。
(1)二维金属具有________。(写出一种性质即可)
(2)科研团队将金属熔化,用单层二硫化钼作为基底,通过________的方式解决了二维金属的制备难题。
(3)某二维金属的比表面积为,将该金属制成上述比表面积的二维金属,其表面积为________。请举出一个与“比表面积”的定义方法相同的物理量________。
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5.4 物质的一些物理属性
题型01 物质的磁性及应用
题型02 物质的导电性与导体、绝缘体
题型03 物质的导热性及应用
题型04 物质物理属性的综合辨析与实验探究
▌题型01 物质的磁性及应用
1.磁性的本质:磁性是某些物质的固有物理属性,指物质能够吸引铁、钴、镍等物质的性质,并非所有金属都具有磁性。
2.发展与应用
历史应用:我国春秋时期就发现磁石,利用磁石的指向性发明了司南(古代指南针);
生活与科技应用:门吸、硬盘、磁卡、移动硬盘、电磁起重机、磁悬浮列车、指南针等。
3.核心特点:磁性是物质本身的属性,与物体的形状、体积、质量无关,只与物质的种类有关。
4.高频易错点
误认为所有金属都有磁性,铜、铝、锡等多数金属不具有铁磁性;
误认为磁性大小与物体大小成正比,磁性强弱与物质种类、结构有关,与体积无必然关系。
5.考法点拨:单元测、月考常以选择、填空题考查磁性的判断与应用;中考常结合生活科技场景考查物质属性的识别。
1.在一次课外实验活动中,一颗铁质的小螺丝钉掉入细小狭长的小洞中(如图)。小科设计了以下四种方案,其中不能取出小螺丝钉的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.细线下端的磁体靠近小螺丝钉时,会吸引铁质小螺丝钉,从而取出小螺丝钉,故A不符合题意;
B.磁体能够吸引铁、钴、镍,磁体吸引铁棒而成为一个整体,靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉,从而取出小螺丝钉,故B不符合题意;
C.铁棒被磁体磁化后具有磁性,靠近小螺丝钉时会吸引小螺丝钉而取出小螺丝钉,故C不符合题意;
D.磁体能够吸引铁、钴、镍,但不吸引铜,也不能磁化铜,所以不能取出小螺丝钉,故D符合题意。
故选D。
2.小华同学在教室里擦黑板时,发现当板擦靠近黑板时,会被吸附在黑板上.为了探究是黑板具有磁性还是板擦具有磁性,他设计了下列实验,能得出正确结论的是( )
A.用小磁针分别靠近板擦和黑板,小磁针都发生了偏转,说明黑板擦和黑板都具有磁性
B.将板擦的正面和反面靠近黑板,板擦都能吸附在黑板上,说明板擦一定具有磁性
C.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转,发现板擦静止时某侧边始终的指向东方,说明板擦一定具有磁性
D.将板擦用细线悬挂起来,发现板擦靠近黑板时细线偏离了竖直方向,说明黑板具有磁性
【答案】C
【解析】ABD.因为力的作用是相互的,所以,当小磁针分别靠近板擦和黑板时,或者板擦和黑板相互靠近时,它们之间的相互吸引,都只能说明两物体中至少有一个物体具有磁性,而无法判断哪个具有磁性,故ABD不符合题意。
C.将板擦用细线悬挂起来使其自由旋转,发现板擦静止时某侧边始终的指向东方,则一定有某侧边始终指向南方,所以可以说明板擦一定具有磁性,故C符合题意。
故选C。
3.从小石块和铁屑的混合物中快速分离出铁屑,最合适的工具是( )
A.磁铁 B.镊子 C.筷子 D.放大镜
【答案】A
【解析】根据物质的性质进行分离,木屑和铁屑可用磁铁吸附分离,铁屑能够被磁铁吸引而木屑不能。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
4.磁现象、磁体:
(1)磁性:物体能够______钢铁、钴、镍一类物质(吸铁性)的性质叫______。
(2)磁体:具有______的物体,叫做磁体。磁体具有吸铁性和______性。
【答案】 吸引 磁性 磁性 指向
【解析】(1)[1][2]有些物体,能够吸引钢铁、钴、镊等物质,这种性质叫磁性。
(2)[3]凡是具有磁性的物体叫做磁体,分为天然磁体和人造磁体。
[4]磁体不但具有磁性,而且具有指示南北的指向性,根据这一性质,制成了指南针。
5.1元硬币的外观有银白色的金属光泽,同学们认为它可能是由铁制成的。在讨论时,有同学提出我们可以拿磁铁来吸下,就“认为它可能是由铁制成的”这一说法而言,属于科学探究中的( )
A.提出问题 B.猜想与假设 C.进行实验与收集证据 D.交流与合作
【答案】B
【解析】该同学“认为它可能是由铁制成的”是对问题的看法,并未开始实验,属于对问题的猜想与假设,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
▌题型02 物质的导电性与导体、绝缘体
1.基本概念
导体:容易导电的物体;
绝缘体:极不容易导电的物体。
2.常见物质分类
导体:所有金属(铜、铝、铁等)、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液(如盐水);
绝缘体:干燥的木材、玻璃、塑料、橡胶、陶瓷、纯净水、油、干燥的空气。
3.液体导电实验
实验装置:电池、灯泡、铜片电极、导线;
实验现象:插入盐水中灯泡发光,说明盐水容易导电;插入糖水、纯净水中灯泡几乎不发光,说明糖水、纯净水不容易导电;
本质:酸碱盐溶液中存在大量自由移动的离子,因此能导电;纯净水中自由电荷极少,几乎不导电。
4.关键辨析
导体和绝缘体没有绝对的界限,条件改变时可以相互转化;例如玻璃在高温下会变为导体,干燥的木头是绝缘体,潮湿的木头会导电;
导电的本质:导体内部存在大量可以自由移动的电荷,绝缘体内部可自由移动的电荷极少。
5.生活应用:导体用作导线的线芯、电路触点;绝缘体用作导线外皮、电工工具手柄、电器外壳,保障用电安全。
6.高频易错点
误认为纯净水是导体,纯净水是绝缘体,生活中的自来水因含杂质属于导体;
误认为所有液体都是绝缘体,酸碱盐的水溶液是导体。
7.考法点拨:单元测常以选择题、实验题考查分类与现象分析;中考常结合生活用品考查导体、绝缘体的判断与应用。
6.长期使用的电视遥控器,因电池盒内的弹簧变松使得回弹力变弱后,造成了弹簧与干电池接触不良,不能正常遥控电视。为了使其正常使用,应在电池盒内的弹簧与干电池之间垫上( )
A.薄塑料片 B.薄玻璃片 C.薄铜片 D.薄橡皮
【答案】C
【解析】弹簧变松导致接触不良,需垫入导电材料以恢复电路通路。薄塑料片、薄玻璃片、薄橡皮是绝缘体,薄铜片是导体,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.国产大飞机 C919机身大规模使用完全国产化的第三代铝锂合金,使飞机构件重量显著减轻,主要利用了铝锂合金密度________的特点。为了防止因摩擦起电现象而造成危险,飞机的着地轮一般都装有如图所示的搭地线, C919飞机不装搭地线,而是采用了一种特殊的橡胶轮胎,这种橡胶一定是________体。
【答案】 小 导
【解析】[1]国产大飞机C919机身大规模使用完全国产化的第三代铝锂合金,使飞机构件重量显著减轻,由于铝锂合金的密度更小,所以与同体积的普通铝合金相比其质量更小。
[2] C919飞机不装搭地线,而是采用了一种特殊的橡胶轮胎,是为了及时地把飞机在飞行过程中由于摩擦而产生的电荷通过导体而转移给大地,以免发生放电现象,保证飞机和乘客的安全,因此这种橡胶一定是导体。
8.常温下,玻璃属于______(选填“导体”或“绝缘体”)如图,此时玻璃体在里面的导线不相连接,当开关闭合时,电灯不亮;当给玻璃体加热至红炽状态,电灯亮了,比较这两个现象,说明______。
【答案】 绝缘体 在一定条件下,绝缘体可以变成为导体。
【解析】[1]常温下,玻璃不容易导电,玻璃是绝缘体。
[2]当开关闭合时,给玻璃体加热至红炽状态时,电灯亮了,说明玻璃变成了导体,比较这两个现象,说明在一定条件下,绝缘体可以变成为导体。
9.电线芯用金属做的,是因为金属是______,它外面包上一层橡胶或塑料,是因为这些材料是______,能防止触电。
【答案】 导体 绝缘体
【解析】[1][2]电线芯用金属做的,是因为金属中有大量的能够自由移动的电子,所以是导体,可以做导线芯;不容易导电的物体叫绝缘体,塑料是常见的绝缘体,可以包在导线外面,能防止触电。
10.有一种新型材料透明铝,可抵挡穿甲弹,可制成防静电包装膜、更加轻质的透明饮料罐等。根据以上介绍,下边哪种特性是它不具备的( )
A.绝缘性好 B.透光性 C.硬度大 D.密度小
【答案】A
【解析】A.可制成防静电包装膜,说明透明铝能快速导电,故导电性好,故A符合题意;
BD.透明铝可以制作轻质、透明的饮料罐,说明透明铝密度小、透光性好,故BD不符合题意;
C.军用透明铝可以抵挡穿甲弹,说明透明铝硬度大,故C不符合题意。
故选A。
▌题型03 物质的导热性及应用
1.基本分类
热的良导体:容易导热的物体;
热的不良导体:不容易导热的物体。
2.常见物质分类
热的良导体:各种金属,其中银、铜、铝的导热性能优异;
热的不良导体:木材、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、空气、水、羽毛。
3.对比实验
操作:将木筷和不锈钢汤匙同时浸入热水中,数秒后触摸另一端;
现象:不锈钢汤匙另一端明显发烫,木筷几乎没有发烫的感觉;
结论:不同物质的导热性能不同,金属的导热性远强于木材。
4.生活应用
利用热的良导体:锅、水壶的主体用金属制作,快速传递热量加热食物;
利用热的不良导体:锅柄、汤勺手柄用塑料或木材制作,防止烫伤;羽绒服、棉被利用空气的隔热性保暖;保温瓶用双层玻璃加真空层减少热传递。
5.高频易错点
误认为电的良导体一定是热的良导体,多数金属两者兼具,但不存在绝对对应关系,例如金刚石导热性极强但不导电;
误认为热的不良导体完全不导热,只是导热速度慢、能力弱。
6.考法点拨:单元测常结合生活场景考查材料选择与原理;中考常结合生活用品综合考查物质属性的应用。
11.物质的一些物理属性作为选择材料的依据,下列应用与材料的属性对应正确的是( )
A.金刚石可以用来做钻头--导电性比较好
B.用胶木制作热水壶的手柄--良好的导热性
C.眼镜的镜片是树脂的--良好的弹性
D.用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”--塑料泡沫密度小
【答案】D
【解析】A.用金刚石可以用来做钻头是因为金刚石的硬度大,故A不符合题意;
B.用胶木做热水壶的手柄是利用了胶木的隔热性好和绝缘性强,故B不符合题意;
C.树脂镜片与玻璃镜片相比,有其独特的优点:①轻;②抗冲击力强;③透光性好;④成本低;⑤能满足特殊需要,故C不符合题意;
D.用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”是因为塑料泡沫密度小,在体积相同时,质量小,不易对演员造成伤害,故D符合题意.
12.我国风电叶片核心承重结构使用了某种碳纤维复合材料,该材料具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀、导电性好、导热性好等特性。仅从物理属性的角度判断,以下应用不适合使用该复合材料的是( )
A.网球拍的拍杆 B.手机芯片的散热部件
C.电器开关的外壳 D.化工储罐的耐腐蚀内衬
【答案】C
【解析】A.网球拍拍杆需要轻质、高强度特性,适合使用该材料,故A不符合题意;
B.手机芯片散热部件需要良好的导热性,适合使用该材料,故B不符合题意;
C.电器开关外壳需要绝缘,防止触电,该材料导电性好,不适合使用,故C符合题意;
D.化工储罐内衬需要耐腐蚀性,适合使用该材料,故D不符合题意。
故选C。
13.2025年中国在石墨烯领域取得一系列重大成果,未来十年石墨烯将进入“黄金应用时代”。石墨烯具有很多奇特的物理特性。它具有极佳的弹性,优良的导热性,极高的硬度和刚度,密度小,还有可能代替硅成为新的半导体材料。根据石墨烯的这些特性,它不能用来制作( )
A.汽车保温隔热膜 B.装甲车防弹衣
C.轻量化航天部件 D.电脑芯片散热器
【答案】A
【解析】A.汽车保温隔热膜需要导热性能差的材料,而石墨烯具有优良的导热性,热量容易通过石墨烯传导,无法有效阻止热量的传递,不能满足保温隔热的要求,故A符合题意;
B.石墨烯具有极高的硬度和刚度,适合制作坚韧的装甲车防弹衣,利用其强度和韧性来抵御冲击,故B不符合题意;
C.石墨烯具有密度小的特点,适合制作轻量化航天部件,利用其密度小,减轻质量,故C不符合题意;
D.石墨烯具有优良的导热性,适合制作电脑芯片散热器,利用其优良的导热性将芯片产生的热量快速散发出去,故D不符合题意。
故选A。
14.为了比较空气和水的导热性好坏,小明进行了如下探究:在甲、乙两个相同的玻璃瓶中都装入热水、一个放在温度与室温相同的水中,另一个放在空气中,为尽量减少其他因素影响、他把两个瓶都用木块垫起来,如图所示,他每隔一定的时间记录一次甲乙温度计的示数,得到的数据如表:
时间/min
0
4
8
12
16
…
150
120
甲/℃
70
50
39
34
31
19
10
乙/℃
70
61
55
50
46
23
19
(1)实验中是通过观察________来比较水和空气导热性好坏的;
(2)应控制甲、乙两瓶中水的质量和_______相同;由实验数据可以得出结论:____的导热性更好;
(3)结合以上探究,小明联想到生活中有许多实际应用与此相关,如经过白天在太阳下晒过的棉被蓬松多孔,晚上盖起来觉得暖和,其原因是__________。
【答案】 相同时间内温度计示数变化 初温 水 晒过的棉被中有大量的空气,空气的导热性能差,利于保温
【解析】(1)[1]根据转换法可知,实验中是通过观察相同时间内温度计示数的变化量来比较水和空气导热性好坏的。
(2)[2]根据控制变量法,实验中应控制甲、乙两瓶中水的质量和初温相同。
[3]由实验数据可知,甲中温度计的变化量更大,说明甲中热水温度降低的更快,所以水的导热性更好。
(3)[4]空气的导热性比较差,那么就说明保温性能较好,棉被盖在身上,棉里面有很多的空气,那么就可以有效的防止人体的热量向外散失,起到保温的作用。
15.小明发现家里用砂锅和铁锅炖汤时,用铁锅炖汤的时间更短,小明猜想可能是砂锅和铁锅的导热性不同,他准备通过比较砂锅和铁锅相同时间内升高的温度来反应导热性能的好与差。
(1)小明用砂锅、铁锅等器材进行如下探究求证:
①分别向砂锅和铁锅中倒入初温、______相同的热水;
②用电子温度计靠近砂锅和铁锅的外壁,每隔10s读一次温度计的示数,3分钟以后,明显发现砂锅的温度低于铁锅的,这说明______的导热性能较好。小红觉得这样证明砂和铁的导热性有点欠妥,因为通过砂锅和铁锅相同时间内升高的温度来反应导热性能的好与差,需要保持锅的______相同(回答一种即可);
③实验中,导热性能无法直接测量,类比所学的速度、功率等知识,他认为:当其他条件一定时,可用一个物理量k来衡量物质的导热性能,导热性k可定义为______;
(2)小红觉得导热性可能还与导热物质的长度L和横截面积S有关,他又找来几根铜丝浸入如图的装置中,每次将B中水加热至相同温度,记录加热时间t和铜丝的规格数据如表。
次数
1
2
3
4
5
6
1
4
2
4
4
8
L/m
1
1
1
0.5
2
4
t/min
8
2
4
1
4
①第2、4、5三次实验是为了探究导热性与导热物质______的关系;
②分析可知,当其他条件相同时,导热性随导热物质横截面积S的增大而变______;
③由规律推测:第6次加热时间______min。
【答案】 质量 铁锅 质量 单位时间内升高的温度 长度 强 4
【解析】(1)[1] 要探究砂锅和铁锅的导热性,除了砂锅和铁锅的材料不同外,其他变量需要控制一定,所以需要向砂锅和铁锅中倒入质量、初温相同的热水。
[2] 3分钟以后,明显发现砂锅的温度低于铁锅的,这说明铁锅的导热性能较好。
[3] 根据控制变量法,通过砂锅和铁锅相同时间内升高的温度来反映导热性能的好与差,还需要保持锅的质量相同。
[4] 物质的导热性能越好,单位时间内温度的变化量越大,所以用单位时间内升高的温度来衡量物质的导热性能。
(2)[5] 第2、4、5三次实验只有长度不同,根据控制变量法可知,是为了探究导热性与导热物质长度的关系。
[6] 分析1、2实验可知,长度相同,实验2中横截面积较大,需要的时间较短,说明当其他条件相同时,导热性随导热物质横截面积S的增大而变强。
[7] 根据第2、4、5三次实验可知加热时间和长度成正比,根据1、2实验可知加热时间和横截面积成反比。第6次实验长度和横截面积均为第5次实验的2倍,所以加热时间应与第5次实验相同,均为4min。
▌题型04 物质物理属性的综合辨析与实验探究
1.常见物质物理属性汇总
密度、磁性、导电性、导热性、硬度、延展性、颜色、状态、熔点、沸点等,都属于物质的物理属性;这些属性是物质本身固有的,一般与物体的质量、体积、形状无关。
2.材料选择的思路
根据实际需求,对应物质的属性选择合适材料:
输电线:选择导电性好、密度小的铝、铜;
加热器具:选择导热性好、熔点高的金属;
绝缘部件:选择绝缘性好、耐热的塑料、橡胶;
磁性器件:选择铁磁性材料。
3.探究实验:铅笔芯的导电性能
实验方法:控制变量法,控制铅笔芯的长度、粗细相同,只改变铅笔芯的软硬型号;
实验现象:铅笔芯越软(B 型),小灯泡越亮;铅笔芯越硬(H 型),小灯泡越暗;
实验结论:铅笔芯(主要成分石墨)具有导电性;软硬不同的铅笔芯导电性能不同,软质铅笔芯的导电性更强。
4.物理研究方法:研究多因素问题时采用控制变量法,确保实验结论的科学性。
5.高频易错点
混淆物质的属性与物体的性质,属性是一类物质的共性,不是单个物体的特点;
探究实验中未控制变量,导致实验结论不可靠。
6.考法点拨:单元测、月考常以实验题考查控制变量法与结论分析;中考常结合材料创新综合考查物质属性的综合应用。
16.阅读短文,回答问题。
古法制盐
盐铁制度是古代重要的国家经济政策,如图所示,在《天工开物·作咸》中详细介绍了制盐的方法。宋代以前的海盐制造,全出于煎炼,盐的熔点是801℃,沸点是1474℃。海盐是刮土淋卤,取卤燃薪熬盐,煎盐场所,白雾升腾。海盐锅煎之法和用具,历经元、明、清各代更替,并无明显差异。到清光绪二十七年,盐民才用沟滩之法,改煎为晒,从而结束了煎盐的历史。到了清末,海盐各产区大都改用晒制之法,技术逐渐完善起来,延续至今尚有使用。
(1)燃薪熬盐,煎盐场所,白雾升腾,这白雾的形成是先________后________(填物态变化),这些白雾中________盐的成份;(选填“含”或“不含”)
(2)煎炼海盐的海水,属于________;(选填“导体”或“绝缘体”)
(3)盐是________(选填“晶体”或“非晶体”),你的判断依据是________;
(4)现在的海水淡化,从原理上来说,与我国古法制盐方法是________(选填“相同”或“不同”)。
【答案】 汽化 液化 不含 导体 晶体 盐有熔点为801℃,有固定的熔化温度,因此盐是晶体。 相同
【解析】(1)[1][2]白雾的形成是熬盐过程中水先汽化变成水蒸气,水蒸气到空气中后遇冷液化形成的。
[3]盐的沸点是1474℃,盐很难汽化,故白雾中不含盐。
(2)[4]海水中含有大量Na⁺与Cl⁻,故海水是导体。
(3)[5][6]略。
(4)[7]海水淡化即利用海水脱盐生产淡水,水先汽化后液化与古代晒盐原理相同。
17.碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的密度不到钢的,但碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般是钢的7~9倍,抗拉弹性模量亦高于钢。利用碳纤维可以制造8.9kg左右的自行车,这种轻量自行车登坡顺利而爽快,不会像一些轻的铝合金车架,登坡时感到一种向后拉的力量。目前,碳纤维越来越显示出在工业上的广阔应用前景。
(1)碳纤维材料已经被广泛应用在羽毛球拍上,这种应用与下列哪种物理属性无关___________;
A.密度小 B.弹性好 C.韧性好 D.导电性好
(2)该碳纤维不适合制造下列哪种体育用品___________;
A.飞碟 B.篮球框 C.哑铃 D.单杠
(3)某块碳纤维材料的质量为32g,体积为20cm3,则碳纤维材料的密度为___________g/cm3;
(4)某品牌碳纤维自行车架的质量只有1.6kg,若用密度为7.9×103kg/m3的锰钢材料制成,则车架的质量增加了___________kg。
【答案】 D C 1.6 6.3
【解析】(1)[1]碳纤维是一种力学性能优异的新材料,它的密度不到钢的,说明碳纤维的密度小;碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般是钢的7~9倍,抗拉弹性模量亦高于钢,说明碳纤维的弹性好、韧性好。而羽毛球拍要求其质量小、弹性好、韧性好,导电性对羽毛球拍来说是无关因素,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(2)[2]哑铃的质量较大,但是体积较小,所以其密度较大,所以不能用密度较小的碳纤维制作。而飞碟、篮球框和单杠可以用密度小的材料制作,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
(3)[3]由可得,碳纤维的密度为
(4)[4]碳纤维自行车的体积为
若用密度为7.9×103kg/m3锰钢材料制作同一车架,车架的质量为
质量增加量为
18.2020年12月4日,国家航天局公布了探月工程嫦娥五号探测器在月球表面国旗展示的照片如图所示。嫦娥五号亮出的国旗采用了新型复合材料制成,这种材料既能满足强度要求,又能满足染色性能要求,从而保证国旗抵御月表恶劣的环境,做到不褪色、不串色、不变形。这是继嫦娥三号、四号任务之后,五星红旗再次亮相月球,为月球又一次打上“中国标识”。这面国旗的质量仅12g,总体积约为10cm3。求:
(1)月球引力只相当于地球引力的六分之一,五星红旗被带上月球后,质量为______g,原因是______,其密度将会______;
(2)如果我们在月球上,能不能听到陨石坠落月球表面的声音?答:______。原因是______;
(3)根据上文介绍,嫦娥五号亮出的国旗采用的材料不需要以下哪种属性______。
A.密度小
B.导电性好
C.耐热性好
【答案】 12 质量是物体的一种属性,它不随物体的形状、位置、温度和状态的改变而改变 不变 不能 月球上没有空气,不能传声 B
【解析】(1)[1][2]质量是物体的一种属性,它不随物体的形状、位置、温度和状态的改变而改变,所以五星红旗被带上月球后,位置变化,质量不变,还是12g。
[3]密度是物质的一种特性,物质的状态没变,只有位置变化,因此密度不变。
(2)[4][5]月球上没有空气,没有传播声音的介质,因此不能传声,所以不能听到陨石撞击月球表面的声音。
(3)[6]由于月球没有大气,当太阳光照射时,表面温度可以达到上百摄氏度,因此需要很好的耐热性。这面国旗的质量仅12g,总体积约为10cm3,密度约为1.2g/cm3,密度比较小。根据材料可知,国旗可以抵御月表恶劣的环境,做到不褪色、不串色、不变形。没有用到导电性。故AC不符合题意,B符合题意。
故选B。
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 ___________、___________。
【答案】 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
【解析】(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.请根据材料,回答下列问题:
二维金属
2025年3月,中国科学院物理研究所的科研团队成功为金属材料“重塑金身”,制备出多种单原子层金属——二维金属。该成果入选《物理世界》2025年度十大科学突破榜单。
因为二维金属由单原子层或几个原子层构成,所以其中的自由电子仅能在平面内自由运动,故称其为二维金属。二维金属的厚度在之间,仅为头发丝直径的二十万分之一,比表面积可达1000 m2/g以上,比表面积是二维金属具有的表面积与其质量的比值。如果把一块边长的正方体金属块压成单原子层的厚度,可以铺满整个北京市的地面。
二维金属具有高导电性,并且能通过电场调控电阻,为制造超低功耗芯片提供了全新思路。二维金属在具有较高强度的同时,部分二维金属还表现出很高的延展性,使得二维金属将在柔性电路、可穿戴设备等领域发挥独特优势。大部分二维金属兼具高导电性与高透光性,可用于透明电极、光学器件等领域。
由于金属原子之间通过强作用力紧密连接,且金属变薄后极易被氧化,破坏金属结构,制备二维金属面临巨大挑战。中国科学院物理研究所的科研团队以单层二硫化钼(一种二维材料)作为基底,对液态金属进行挤压,成功制备出多种二维金属,制备过程如图所示。
二维金属将推动下一阶段科技文明的发展,带来超微型低功耗晶体管、透明显示、超灵敏探测等众多领域的技术革新。
(1)二维金属具有________。(写出一种性质即可)
(2)科研团队将金属熔化,用单层二硫化钼作为基底,通过________的方式解决了二维金属的制备难题。
(3)某二维金属的比表面积为,将该金属制成上述比表面积的二维金属,其表面积为________。请举出一个与“比表面积”的定义方法相同的物理量________。
【答案】(1)高导电性;(2)挤压;(3) 密度
【解析】(1)本题可从题干材料中直接提取二维金属的性质,材料明确给出二维金属具有高导电性、高强度、高延展性、高透光性等性质。
(2)根据材料可知,科研团队以单层二硫化钼作为基底,对液态金属进行挤压,成功解决了二维金属的制备难题。
(3)比表面积的定义为表面积与质量的比值,总表面积为
比表面积采用比值法定义,即用两个物理量的比值定义新的物理量,密度(质量与体积的比值)、速度(路程与时间的比值)等都采用该定义方法,写出任意一个合理答案即可。
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学科网(北京)股份有限公司
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