02
思維導(dǎo)圖
03
知識(shí)梳理
一、 認(rèn)識(shí)材料對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。
人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展始終伴隨著對(duì)材料的開(kāi)發(fā)和利用，材料在很多重要領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用：
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
建筑材料：水泥、鋼材、玻璃等傳統(tǒng)建筑材料是構(gòu)建現(xiàn)代城市的基石，它們使高樓大廈、橋梁、道路等基礎(chǔ)設(shè)施得以建成。高性能混凝土的出現(xiàn)，提高了建筑的強(qiáng)度和耐久性；新型保溫隔熱材料的應(yīng)用，提升了建筑物的節(jié)能效果。
交通材料：鋁合金、碳纖維等材料用于汽車(chē)、飛機(jī)等交通工具的制造，減輕了車(chē)身重量，提高了燃油效率，降低了能源消耗和尾氣排放。同時(shí)，高強(qiáng)度鋼材用于鐵路軌道建設(shè)，保障了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩透咝А?br>能源領(lǐng)域
儲(chǔ)能材料：鋰離子電池材料的不斷發(fā)展，使得手機(jī)、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備的續(xù)航能力大幅提升，也為電動(dòng)汽車(chē)的廣泛應(yīng)用提供了可能。此外，液流電池、鈉電池等新型儲(chǔ)能材料的研究和開(kāi)發(fā)，為大規(guī)模儲(chǔ)能提供了新的解決方案，有助于解決可再生能源發(fā)電的間歇性和不穩(wěn)定性問(wèn)題。
能源轉(zhuǎn)換材料：以硅為代表的半導(dǎo)體材料是太陽(yáng)能電池的核心，能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)清潔能源的利用。鈣鈦礦等新型光伏材料的出現(xiàn)，進(jìn)一步提高了太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率，降低了成本。而燃料電池中的質(zhì)子交換膜、催化劑等材料，對(duì)于實(shí)現(xiàn)氫能的高效利用至關(guān)重要。
電子信息產(chǎn)業(yè)
半導(dǎo)體材料：硅基半導(dǎo)體材料是集成電路的基礎(chǔ)，從最初的晶體管到如今的超大規(guī)模集成電路，半導(dǎo)體材料的不斷進(jìn)步推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，使計(jì)算機(jī)的性能呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。同時(shí)，化合物半導(dǎo)體材料如砷化鎵、氮化鎵等，在光電子器件、高頻高速器件等領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于 5G 通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。
顯示材料：液晶材料的發(fā)明開(kāi)啟了平板顯示的時(shí)代，如今液晶顯示器（LCD）和有機(jī)發(fā)光二極管顯示器（OLED）等廣泛應(yīng)用于電視、手機(jī)、電腦等各種顯示設(shè)備中。量子點(diǎn)材料等新型顯示材料的出現(xiàn)，進(jìn)一步提高了顯示的分辨率、色彩飽和度和對(duì)比度，為人們帶來(lái)了更好的視覺(jué)體驗(yàn)。
醫(yī)療健康行業(yè)
生物醫(yī)用材料：金屬材料如鈦合金、鈷鉻合金等，具有良好的強(qiáng)度和生物相容性，常用于制造人工關(guān)節(jié)、牙齒種植體等。高分子材料如聚乳酸、聚乙醇酸等可降解材料，可用于制備組織工程支架、藥物緩釋載體等，在組織修復(fù)和再生領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
診斷材料：納米材料在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如量子點(diǎn)熒光材料可用于生物成像，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、生物分子的高靈敏度檢測(cè)。生物傳感器中的敏感材料能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出生物標(biāo)志物，為疾病的早期診斷提供了有力手段。
二、 認(rèn)識(shí)新材料。
隨著科技的不斷發(fā)展，大批有著更卓越特性的新材料不斷涌現(xiàn)，如納米材料、輕質(zhì)材料、記憶合金等.
1、納米材料：納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍（1 - 100 納米）或由它們作為基本單元構(gòu)成的材料。在電子器件中實(shí)現(xiàn)微型化與高性能化，在能源領(lǐng)域提高轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)效率，在生物醫(yī)學(xué)中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療與診斷，在環(huán)境治理中高效去除污染物等方面都有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
2、輕質(zhì)材料：輕質(zhì)材料是指密度較小、質(zhì)量較輕，同時(shí)又能滿足一定使用性能要求的材料，在多個(gè)領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。
①氣凝膠：是一種具有納米多孔結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)材料，密度極低，如二氧化硅氣凝膠的密度可低至 0.003g/cm3，具有優(yōu)異的隔熱、隔音性能，被稱為 “最輕的固體材料”，可用于航天隔熱、建筑節(jié)能等領(lǐng)域。
②微晶格材料：微晶格材料是一種具有周期性微觀晶格結(jié)構(gòu)的新型材料，其特征尺寸通常在微米到毫米級(jí)別。它由支柱或梁等基本單元相互連接形成規(guī)則的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，就像微觀尺度下的晶格一樣。這種結(jié)構(gòu)可以通過(guò)增材制造等先進(jìn)技術(shù)精確控制和制造，具有高度的可設(shè)計(jì)性。
3、記憶合金：即形狀記憶合金（Shape Memry Ally），是一種特殊的合金材料，具有形狀記憶效應(yīng)、超彈性和高阻尼性等獨(dú)特的物理特性。
三、 材料發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響：材料發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響具有兩面性，一方面推動(dòng)了技術(shù)進(jìn)步和生活質(zhì)量提升，另一方面也帶來(lái)了一些負(fù)面效應(yīng)。為應(yīng)對(duì)新材料對(duì)環(huán)境的污染，可從政策法規(guī)、材料研發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程、回收利用及公眾意識(shí)等多方面采取措施。
04
題型精講
【題型一】認(rèn)識(shí)物質(zhì)的物理屬性。
【典型例題1】1．市場(chǎng)上有一種指針式寒暑表（如圖所示），就是用雙金屬片（銅片和鐵片）做感溫元件的。感溫元件下端固定，受熱時(shí)銅片的伸長(zhǎng)量比鐵片大（其他條件相同）。使雙金屬片的彎曲程度發(fā)生變化會(huì)沿順時(shí)針?lè)较虬l(fā)生偏轉(zhuǎn)，直接顯示溫度示數(shù)。則下列銅片和鐵片的位置符合要求的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【詳解】AC．受熱時(shí)銅片的伸長(zhǎng)量比鐵片大（其他條件相同），所以發(fā)生受熱膨脹時(shí)，金屬片會(huì)向鐵片一側(cè)彎曲，要使指針式寒暑表受熱時(shí)雙金屬片沿順時(shí)針?lè)较虬l(fā)生偏轉(zhuǎn)，銅片放在鐵片的左側(cè)，故A符合題意，C不符合題意；
BD．發(fā)生受熱膨脹或者受冷收縮時(shí)，金屬片只會(huì)變長(zhǎng)超短，不會(huì)彎曲，故BD不符合題意。
故選A。
【典型例題2】閱讀下列短文，回答問(wèn)題。
氣凝膠，改變世界的神奇材料
凝膠——它身輕如煙，是世界上最輕的固體材料之一。浙江大學(xué)的科學(xué)家們研制出了一種超輕材料——“全碳?xì)饽z”，它的構(gòu)造類(lèi)似于“碳海綿”，這種氣凝膠的外表呈固體狀、內(nèi)部含有眾多孔隙、充斥著空氣，密度僅為，比氣還要輕。如圖所示為的“全碳?xì)饽z”壓在花蕊上，花蕊幾乎沒(méi)有變形的情景。
雖然看上去“脆弱不堪”，但“全碳?xì)饽z”在結(jié)構(gòu)韌性方面卻十分出色，它可以在數(shù)千次被壓縮至原體積的20%之后迅速?gòu)?fù)原。“全碳?xì)饽z”對(duì)有機(jī)溶劑有超快、超高的吸附力，現(xiàn)有的吸油產(chǎn)品一般只能吸自身質(zhì)量10倍左右的液體，但氣凝膠能吸收其自身質(zhì)量250倍左右的液體，最高的可達(dá)900倍，而且只吸油不吸水。“全碳?xì)饽z”將有望在海上漏油、凈水甚至凈化空氣等環(huán)境污染治理上發(fā)揮重要作用。除了污染治理方面，“全碳?xì)饽z”還將成為理想的儲(chǔ)能保溫、催化載體和吸音材料。
問(wèn)題：
(1)氣凝膠是世界上最輕的固體材料之一。這里的“輕”實(shí)際上是指它的 ??；
(2)“全碳?xì)饽z”之所以能成為理想的保溫和吸音材料，是因?yàn)樗? 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；
(3)“全碳?xì)饽z”可以在數(shù)千次被壓縮至原體積的20%之后迅速?gòu)?fù)原，由此可判斷，“全碳?xì)饽z”至少具有 好的特點(diǎn)；
(4)圖中花蕊上的氣凝膠的質(zhì)量為 。
【答案】(1)密度
(2)內(nèi)部含有眾多孔隙、充斥著空氣
(3)彈性
(4)1.28
【詳解】（1）氣凝膠是世界上最輕的固體材料之一，即相同體積質(zhì)量最小的物體，這里的“輕”實(shí)際上是指它的密度小。
（2）閱讀材料可知，“全碳?xì)饽z”之所以能成為理想的保溫和吸音材料，是因?yàn)樗袃?nèi)部含有眾多孔隙，充斥著空氣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
（3）“全碳?xì)饽z”可以在數(shù)千次被壓縮至原體積的20%之后迅速?gòu)?fù)原，由此可判斷，“全碳?xì)饽z”至少具有彈性好的特點(diǎn)。
（4）由得，圖中花蕊上的氣凝膠的質(zhì)量
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】科學(xué)家研發(fā)出一種鉆石玻璃，能完全折疊，可以用來(lái)制造超輕，超薄，超硬的屏幕，還具有防水和防油功能，同時(shí)能保持散熱，讓手機(jī)保持較低的溫度。關(guān)于這種材料，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．鉆石玻璃可以被彎折是因?yàn)槠漤g性好
B．鉆石玻璃超輕，說(shuō)明其密度較小
C．能作為手機(jī)屏幕，說(shuō)明鉆石玻璃的透光性較好
D．鉆石玻璃導(dǎo)熱性較差，且屬于絕緣體
【答案】D
【詳解】A．鉆石玻璃能完全折疊，這通常意味著其具有一定的柔韌性或可塑性，而不是傳統(tǒng)意義上的高硬度但易碎的特性。韌性好使得材料在受到外力時(shí)不易破裂，能夠發(fā)生形變而不斷裂。故A正確，不符合題意；
B．鉆石玻璃超輕，這是相對(duì)于其體積而言的。在體積相同的情況下，質(zhì)量輕意味著密度小。因此，鉆石玻璃超輕說(shuō)明其密度較小，故B正確，不符合題意；
C．能作為手機(jī)屏幕的材料，必須具有良好的透光性，以確保顯示內(nèi)容的清晰可見(jiàn)。鉆石玻璃能作為手機(jī)屏幕，說(shuō)明其透光性較好，故C正確，不符合題意；
D．鉆石玻璃能保持散熱，讓手機(jī)保持較低的溫度，這說(shuō)明其導(dǎo)熱性較好，而不是較差。同時(shí)，題目中并未提及鉆石玻璃的導(dǎo)電性，但通常作為手機(jī)屏幕的材料，需要具有一定的絕緣性以防止電流泄漏。然而，即使鉆石玻璃是絕緣體，這一點(diǎn)也不能證明其導(dǎo)熱性差。故D錯(cuò)誤，符合題意。
故選D。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】為了救治病人，需將一種藥品送至偏遠(yuǎn)的山村，這種藥品要求在0℃以下存放。如圖是小青同學(xué)設(shè)計(jì)的醫(yī)用冷藏盒，保溫瓶外的包裝盒的材料應(yīng)具有下列哪種性質(zhì)？（ ）
A．導(dǎo)熱性差B．熔點(diǎn)高C．隔熱性差D．透光性好
【答案】A
【詳解】這種藥品要求在低溫環(huán)境下存放，要求運(yùn)輸過(guò)程中盡可能不從外界吸收熱量，即需要導(dǎo)熱性差的材料制成醫(yī)用冷藏盒，故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
【題型二】認(rèn)識(shí)新材料
【典型例題3】石墨烯是目前最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，它還具有出色的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性。由以上信息可推斷，石墨烯不適合用來(lái)制作（ ）
A．高壓輸電線B．炒菜鐵鍋手柄
C．沖擊鉆的鉆頭D．電飯鍋的鍋膽
【答案】B
【詳解】A．石墨烯的導(dǎo)電性好，可以用來(lái)做高壓輸電線，故A不符合題意；
B．石墨烯具有出色的導(dǎo)熱性，不可以用來(lái)做炒菜鐵鍋手柄，故B符合題意；
C．石墨烯是目前最薄、最堅(jiān)硬的納米材料，可以用來(lái)做沖擊鉆的鉆頭，故C不符合題意；
D．石墨烯具有出色的導(dǎo)熱性，可以用來(lái)做電飯鍋的鍋膽，故D不符合題意。
故選B。
【典型例題4】形狀記憶效應(yīng)是指特定合金在高溫下處理成一定的形狀，然后冷卻至一定溫度后，將進(jìn)行一定限度的塑性變形后，然后再加熱到高溫時(shí)，又恢復(fù)到低溫變形前形狀的效應(yīng)，具有形狀記憶效應(yīng)的合金稱為形狀記憶合金，其工作過(guò)程如下圖。形狀記憶金屬是一種集感知和驅(qū)動(dòng)雙重功能為一體的新型材料，可廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制裝置，下列應(yīng)用不可行的是（ ）
A．記憶汽車(chē)：用這種“記憶金屬”造出來(lái)的汽車(chē)，萬(wàn)一被撞癟，只要澆上一桶熱水就可以恢復(fù)到原來(lái)的形狀
B．記憶毛毯：人們蓋上用記憶合金絲混合羊毛織成的毛毯后，如毛毯溫度過(guò)高，它就自動(dòng)掀開(kāi)一部分，適當(dāng)降低溫度，使人睡的更安穩(wěn)
C．記憶燃料：用于汽車(chē)的燃料，當(dāng)溫度升高到一定時(shí)，自動(dòng)燃燒，為汽車(chē)提供能量
D．記憶照明燈：路燈用兩瓣隨著燈的亮滅而逐漸張開(kāi)或合上的金屬葉片包裹，白天，路燈熄滅，葉片合上；傍晚，路燈亮起燈泡發(fā)熱，葉片受熱而逐漸張開(kāi)，使燈泡露出來(lái)
【答案】C
【詳解】A．記憶汽車(chē)：用這種“記憶金屬”造出來(lái)的汽車(chē)，萬(wàn)一被撞癟，然后再加熱到高溫時(shí)，就可以恢復(fù)到原來(lái)的形狀。所以只要澆上一桶熱水使其升高溫度，就可以恢復(fù)到原來(lái)的形狀故A不符合題意；
B．記憶毛毯：人們蓋上用記憶合金絲混合羊毛織成的毛毯后，如毛毯溫度過(guò)高，恢復(fù)原狀，它就自動(dòng)掀開(kāi)一部分，散失熱量，適當(dāng)降低溫度，使人睡的更安穩(wěn)，故B不符合題意；
C．形狀記憶效應(yīng)只能在高溫時(shí)使材料改變形狀，不能自行燃燒，故C符合題意；
D．記憶照明燈：路燈用兩瓣隨著燈的亮滅而逐漸張開(kāi)或合上的金屬葉片包裹，白天，路燈熄滅，溫度低，葉片合上；傍晚，路燈亮起燈泡發(fā)熱，葉片受熱溫度升高，恢復(fù)原狀，而逐漸張開(kāi)，使燈泡露出來(lái)，故D不符合題意。
故選C。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】2019年第十一屆上海國(guó)際新材料展覽會(huì)上展覽了一種新材料，這種材料制成的彈簧放在熱水中，彈簧的長(zhǎng)度立即伸長(zhǎng)，再放到冷水中，它會(huì)立即恢復(fù)原狀。利用這種彈簧可以控制浴室水管的水溫，這種新材料是（ ）
A．納米材料B．能源材料
C．記憶合金D．新型陶瓷材料
【答案】C
【詳解】這種材料制成的彈簧放在熱水中，彈簧的長(zhǎng)度立即伸長(zhǎng)，再放到冷水中，它會(huì)立即恢復(fù)原狀。利用這種彈簧可以控制浴室水管的水溫，當(dāng)水溫超過(guò)某一溫度時(shí)，它將伸長(zhǎng)許多，因此將閥門(mén)關(guān)閉，及時(shí)防止熱水燙傷人，這種彈簧的材料應(yīng)當(dāng)是形狀記憶合金，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】如圖所示，碳納米管是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的材料，碳納米管表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，也有良好的導(dǎo)熱性能，被巨大的壓力壓扁后，撤去壓力，碳納米管能立即恢復(fù)原狀。根據(jù)上述信息判斷，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．碳納米管可以制作電線的外皮
B．碳納米管可以制作高鐵的減震裝置
C．碳納米管可以制作潛艇外殼
D．碳納米管可以制作消防外套
【答案】B
【詳解】A．碳納米管表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性，制作電線的外皮必須是絕緣體，故A錯(cuò)誤；
BC．碳納米管被巨大的壓力壓扁后，撤去壓力，碳納米管能立即恢復(fù)原狀，其彈性很好，所以可以制作高鐵的減震裝置，潛艇外殼需要硬度大的材料，不能具有彈性，所以不能制作潛艇外殼，故B正確，C錯(cuò)誤；
D．納米管有良好的導(dǎo)熱性能，消防外套的材料的隔熱性很好，所以不能制作消防外套，故D錯(cuò)誤。
故選B。
【題型三】保護(hù)環(huán)境
【典型例題5】氣凝膠是一種很輕的固體，如圖所示。它是將硅膠快速萃取水分，隨后與二氧化碳替換而成，其99%的成分是由氣體組成的。氣凝膠能經(jīng)受超過(guò)的高溫；18mm厚的一層氣凝膠足以保護(hù)宇航員抵御零下的低溫；氣凝膠又被稱為“最佳海綿”，可以完全吸收水中的污染物質(zhì)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．氣凝膠的隔熱性較差
B．氣凝膠的密度很小
C．氣凝膠能耐高溫
D．氣凝膠可用來(lái)凈化水
【答案】A
【詳解】A．由題可知?dú)饽z足以保護(hù)宇航員抵御零下130℃的低溫，說(shuō)明其隔熱性能很好，故A錯(cuò)誤，符合題意；
B．氣凝膠是一種很輕的固體，其99%的成分是由氣體組成的，說(shuō)明氣凝膠密度很小，故B正確，不符合題意；
C．氣凝膠能經(jīng)受超過(guò)1300℃的高溫，由此可知?dú)饽z能耐高溫，故C正確，不符合題意；
D．氣凝膠又被稱為“最佳海綿”，可完全吸收水中的污染物質(zhì)，由此可知?dú)饽z可用來(lái)凈化水，故D正確，不符合題意。
故選A。
【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5】下列有關(guān)能源、材料和信息的說(shuō)法正確的是（ ）
A．太陽(yáng)能、風(fēng)能與天然氣都是可再生、清潔、無(wú)污染能源
B．利用超導(dǎo)體制作白熾燈的燈絲，會(huì)使白熾燈的發(fā)光效率更高
C．納米材料不僅基本單元小，而且還可能提高材料的硬度和強(qiáng)度
D．手機(jī)是利用超聲波傳遞信息的
【答案】C
【詳解】A．太陽(yáng)能、風(fēng)能可以源源不斷從自然界獲得，是可再生、清潔、無(wú)污染能源，天然氣屬化石能源，是不可再生能源，故A錯(cuò)誤；
B．白熾燈依靠電流的熱效應(yīng)來(lái)發(fā)熱、發(fā)光，而超導(dǎo)體材料在有電流通過(guò)時(shí)，導(dǎo)體不會(huì)發(fā)熱，因此，不能用來(lái)制作白熾燈的燈絲，故B錯(cuò)誤；
C．納米材料單個(gè)單元的尺寸在1至100nm之間，基本單元小，還能夠提高材料的硬度和強(qiáng)度，故C正確；
D．電磁波可以傳遞信息，手機(jī)是利用電磁波傳遞信息的，故D錯(cuò)誤。
故選C。
05
強(qiáng)化訓(xùn)練
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1．關(guān)于密度與社會(huì)生活，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．拍攝電影時(shí)的石頭道具使用密度很小的泡沫塑料制成
B．建造機(jī)床設(shè)備的底座時(shí)應(yīng)該選擇密度較小的材料，輕便且容易移動(dòng)
C．航空器材常采用高強(qiáng)度、低密度的合金或新型合成材料
D．超過(guò)百米的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片采用了具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)異性能碳纖維材料
【答案】B
【詳解】A．拍電影時(shí)的石頭道具使用密度小的材料制成，相同體積下質(zhì)量較小，可避免演員受傷，故A正確，不符合題意；
B．建造機(jī)床設(shè)備的底座時(shí)需要用堅(jiān)固、密度大的材料制成，故B錯(cuò)誤，符合題意；
C．航空器材需要質(zhì)量小、強(qiáng)度高的，要減小航空器材的質(zhì)量，在體積一定時(shí)，需要減小材料的密度，常采用高強(qiáng)度、低密度的合金或新型合成材料，故C正確，不符合題意；
D．海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片具有密度小，強(qiáng)度高，耐磨損等性能，葉片表面要光滑以減小風(fēng)阻，防被風(fēng)“撕裂”，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片采用了具有密度小、強(qiáng)度高、耐腐蝕等優(yōu)異性能碳纖維材料，故D正確，不符合題意。
故選B。
2．如圖所示為一種新型材料——“透明鋁”，用透明鋁替代軍用防彈玻璃的外層玻璃部分，防彈玻璃的防彈性能大大提升，說(shuō)明這種新型材料（ ）
A．導(dǎo)電性好B．透光性差
C．硬度大D．導(dǎo)熱性好
【答案】C
【詳解】由題目信息可知新型材料是“透明鋁”，說(shuō)明透光性較好，使防彈玻璃的防彈性能大大提升說(shuō)明新型材料的硬度大，而導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性根據(jù)所給信息無(wú)法確定，故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
3．科學(xué)家研發(fā)出一種鉆石玻璃，能完全折疊，可以用來(lái)制造超輕、超薄、超硬的屏幕，還具有防水和防油功能，同時(shí)能保持散熱，讓手機(jī)保持較低的溫度。關(guān)于這種材料，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．鉆石玻璃可以被彎折是因?yàn)槠漤g性好
B．鉆石玻璃導(dǎo)熱性較差
C．鉆石玻璃超輕，說(shuō)明其密度較小
D．能作為手機(jī)屏幕，說(shuō)明鉆石玻璃的透光性較好
【答案】B
【詳解】A．韌性是指材料受到使其發(fā)生形變的力時(shí)對(duì)折斷的抵抗能力，鉆石玻璃可以被彎折，說(shuō)明其韌性好，故A正確，不符合題意；
B．鉆石玻璃同時(shí)能保持散熱，讓手機(jī)保持較低的溫度，說(shuō)明其導(dǎo)熱性較好，故B錯(cuò)誤，符合題意；
C．鉆石玻璃超輕表明其在同等體積小質(zhì)量更小，即密度較小，故C正確，不符合題意；
D．手機(jī)屏幕下方是發(fā)光元件，對(duì)透光性要求較高，故D正確，不符合題意。
故選B。
4．關(guān)于質(zhì)量和密度，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．一塊磚劈成體積相等的兩塊后，磚的密度變?yōu)樵瓉?lái)的一半
B．一瓶氧氣用掉一半后，質(zhì)量變小，密度不變
C．因鐵的密度比棉花的密度大，所以1kg鐵比1kg棉花質(zhì)量大
D．為減輕質(zhì)量，航空器材常采用強(qiáng)度高、密度小的合金或新型合成材料
【答案】D
【詳解】A．密度與質(zhì)量、體積無(wú)關(guān)，所以一塊磚切成體積相等的兩塊后，磚的密度不變，故A錯(cuò)誤；
B．氧氣罐中的氧氣用去一半后，剩余氧氣的質(zhì)量為原來(lái)氧氣的一半，而體積不變，所以密度變?yōu)樵瓉?lái)的一半，故B錯(cuò)誤；
C．1kg鐵與1kg棉花質(zhì)量均為1kg，質(zhì)量相等，故C錯(cuò)誤；
D．航空器材的體積一定，由可知，材料的密度越小，航空器材的質(zhì)量越小，所以航空器材采用強(qiáng)度高、密度小的材料制造，故D正確。
故選D 。
5．2024年4月30日，國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919在貴陽(yáng)機(jī)場(chǎng)試飛，貴州人將有機(jī)會(huì)坐上國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)外出旅行，C919飛機(jī)采用碳纖維材料減輕機(jī)身質(zhì)量，因?yàn)樘祭w維材料具有較小的（ ）
A．彈性B．密度C．硬度D．導(dǎo)熱性
【答案】B
【詳解】碳纖維材料具有較小的密度，在飛機(jī)的體積一定時(shí)，采用碳纖維材料可以減輕機(jī)身的質(zhì)量。彈性小、硬度小、導(dǎo)熱性差都不能減輕飛機(jī)的質(zhì)量，故B符合題意，ACD不符合題意。
故選B。
6．氣凝膠是一種多孔類(lèi)似海綿結(jié)構(gòu)的硅元素固體，高效吸音效果，對(duì)油漬有超快、超高的吸附能力，看似脆弱不堪，其實(shí)非常堅(jiān)固，能承受高達(dá)1400℃的高溫，且具有隔熱性好、彈性好等特點(diǎn)。這種材料不適合制造（ ）
A．消防服B．廚房吸污“毛巾”
C．暖氣片D．會(huì)場(chǎng)吸音板
【答案】C
【詳解】A．消防服需要用隔熱能力強(qiáng)的材料制成，氣凝膠符合要求，故A不符合題意；
B．廚房吸污“毛巾”對(duì)油漬有超快、超高的吸附能力，氣凝膠符合要求，故B不符合題意；
C．暖氣片是導(dǎo)熱性好的材料制成的，，而氣凝膠具有隔熱性好的特點(diǎn)，因此不符合要求，故C符合題意；
D．氣凝膠是一種多孔類(lèi)似海綿結(jié)構(gòu)的硅元素固體，會(huì)場(chǎng)吸音板，氣凝膠符合要求，故D不符合題意。
故選C。
7．科學(xué)家研制出一種新型陶瓷材料，可用作火箭等高速飛行器的表面覆蓋層，可見(jiàn)其具有很好的 性。石墨烯企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的石墨烯碎片，需要全部回收，否則，飄散的石墨烯碎片進(jìn)入電器，會(huì)導(dǎo)致短路，可見(jiàn)石墨烯有很好的 性（以上兩空均填物質(zhì)的物理屬性）。
【答案】 隔熱 導(dǎo)電
【詳解】[1]火箭在高速飛行時(shí)，與大氣層摩擦生熱，溫度升高，為了保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在火箭的表面覆蓋一層隔熱性能好的材料，所以新型陶瓷材料具有很好的隔熱性。
[2]由“飄散的石墨烯碎片進(jìn)入電器，會(huì)導(dǎo)致短路”可知，石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電性。
8．“全碳?xì)饽z”固體材料是我國(guó)科學(xué)家研制的迄今為止最“輕”的材料。一塊體積為100cm3的“全碳?xì)饽z”的質(zhì)量只有16mg，則其密度為 kg/m3。圖中所展示的材料叫“全碳?xì)饽z”，它能放在花蕊上但不會(huì)壓壞花蕊，說(shuō)明這材料 （填一種物理屬性）很小。它能保護(hù)鮮花不受高溫火焰的影響，說(shuō)明這種材料還具有優(yōu)異的 性能。
【答案】 0.16 密度 隔熱
【詳解】[1]已知其質(zhì)量
體積，則“全碳?xì)饽z”的密度為
[2]“全碳?xì)饽z”放在花蕊上但不會(huì)壓壞花蕊，即相同體積質(zhì)量很小，由可知，這材料密度很小。
[3]它能保護(hù)鮮花不受高溫火焰的影響，說(shuō)明它具有優(yōu)異的隔熱的性能。
9．據(jù)報(bào)道，科學(xué)家們已研制出了一種超輕材料“碳海綿”——世界上最輕的一類(lèi)物質(zhì)。如圖所示，把一塊“碳海綿”放在狗尾巴草上，狗尾巴草的茸毛幾乎沒(méi)變形?！疤己＞d”比同體積的普通海綿輕得多，說(shuō)明這種材料的 較小。將“碳海綿”壓縮80%后仍可恢復(fù)原狀，因此“碳海綿”具有很好的 。（填物理屬性）
【答案】 密度 彈性
【詳解】[1]由題知，相同體積的“碳海綿”與普通海綿相比，“碳海綿”的質(zhì)量小得多，根據(jù)知，“碳海綿”這種材料的密度較小。
[2]將“碳海綿”壓縮80%后仍可恢復(fù)原狀，這說(shuō)明“碳海綿”發(fā)生的是彈性形變，具有良好的彈性。
10．俗話說(shuō)“沒(méi)有金鋼鉆，莫攬瓷器活”，說(shuō)明金剛鉆的 比瓷器大；愛(ài)迪生發(fā)明與改進(jìn)白熾燈燈絲，燈絲具有 性，同時(shí)燈絲材料特點(diǎn)是 高；燈泡的玻璃泡是利用了玻璃的 性好。
【答案】 硬度 導(dǎo)電 熔點(diǎn) 透光
【詳解】[1]俗話說(shuō)“沒(méi)有金鋼鉆，莫攬瓷器活”，說(shuō)明金剛鉆的硬度比瓷器大，金剛磚可以在瓷器上鉆孔。
[2]燈絲可以通電發(fā)熱，說(shuō)明燈絲具有導(dǎo)電性。
[3]燈絲熔點(diǎn)高，發(fā)熱時(shí)，不易熔斷。
[4]燈泡發(fā)出的光能穿透玻璃，說(shuō)明玻璃的透光性好。
11．氣凝膠被稱為新世紀(jì)的十大新材料之一，氣凝膠中99%以上是空氣，它是世界上最輕的固體，除此之外氣凝膠還具有高強(qiáng)度、超高的吸附性、良好的隔熱性能和隔音性能。某物理興趣小組獲得了一塊邊長(zhǎng)為10cm的立方體氣凝膠，同學(xué)們打算測(cè)量氣凝膠的密度。
(1)把天平放在水平桌面上，并進(jìn)行調(diào)平，如圖甲所示，該同學(xué)在操作上存在錯(cuò)誤是 ；
(2)改正錯(cuò)誤后，待天平平衡，往右盤(pán)中只加入最小砝碼，天平指針位置如圖乙所示，接下來(lái)正確的操作是 ，直至指針對(duì)準(zhǔn)分度盤(pán)中央刻度線；此時(shí)游碼在標(biāo)尺上的位置如圖丙所示，則氣凝膠的質(zhì)量m為 g；
(3)氣凝膠的密度為 kg/m3；
(4)下列在氣凝膠的應(yīng)用中，不可能實(shí)現(xiàn)的是（ ）。
A．吸附由于輪船事故造成的漏油B．可以用它制造宇航服來(lái)保溫
C．可作為不倒翁的配重用來(lái)降低重心D．做音樂(lè)廳墻壁的隔音材料
【答案】(1)游碼未歸零
(2) 取下最小的砝碼并移動(dòng)游碼 3.0
(3)3
(4)C
【詳解】（1）根據(jù)天平的使用方法可知，天平放在水平桌面上且將游碼移至標(biāo)尺左端的零刻度線處，所以，如圖甲所示，該同學(xué)在操作上存在錯(cuò)誤是游碼未歸零。
（2）[1]改正錯(cuò)誤后，待天平平衡，往右盤(pán)中只加入最小砝碼，天平指針位置如圖乙所示，指針偏向分度盤(pán)中央刻度線的右側(cè)，說(shuō)明右盤(pán)較重，接下來(lái)正確的操作是取下最小的砝碼并移動(dòng)游碼，直至指針對(duì)準(zhǔn)分度盤(pán)中央刻度線。
[2]由圖丙知，標(biāo)尺的分度值為0.2g，游碼所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為3.0g，氣凝膠的質(zhì)量為
（3）氣凝膠的體積為
根據(jù)密度公式可得，氣凝膠的密度為
（4）A．由于氣凝膠具有超高的吸附性，所以氣凝膠可以吸附由于輪船事故造成的漏油，故A不符合題意；
B．由于氣凝膠具有良好的隔熱性能，所以氣凝膠可以用它制造宇航服來(lái)保溫，故B不符合題意；
C．為了降低不倒翁的重心，應(yīng)選擇密度大且質(zhì)量分布均勻的物質(zhì)作為配重。由于氣凝膠的密度較小，所以氣凝膠不作為不倒翁的配重用來(lái)降低重心，故C不符合題意；
D．由于氣凝膠具有良好的隔音性能，所以氣凝膠可以用它做音樂(lè)廳墻壁的隔音材料，故D不符合題意。
故選C。
【素養(yǎng)提升】
1．人們常把物質(zhì)的一些屬性作為選擇材料的依據(jù)，下列應(yīng)用與材料的屬性對(duì)應(yīng)正確的是（ ）
A．使用木頭筷子炸魚(yú)不燙手說(shuō)明木材具有良好的導(dǎo)熱性
B．使用銅物質(zhì)制造導(dǎo)線是因?yàn)殂~有較大的密度
C．中考實(shí)行網(wǎng)上閱卷，條形碼掃描器中的光敏二極管使用的是半導(dǎo)體材料
D．超導(dǎo)材料具有零電阻等特性，說(shuō)明超導(dǎo)材料的導(dǎo)電性能最好，可以用來(lái)制作電爐絲
【答案】C
【詳解】A．用木頭筷子炸魚(yú)不燙手是利用木頭筷子隔熱性好和絕緣性強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；
B．銅的導(dǎo)電性能很好，用銅物質(zhì)制造導(dǎo)線是因?yàn)樗哂辛己玫膶?dǎo)電性，故B錯(cuò)誤；
C．光敏二極管是半導(dǎo)體材料制成的，故C正確；
D．超導(dǎo)體的電阻為零，不能用來(lái)制作電熱絲，故D錯(cuò)誤。
故選C。
2．現(xiàn)代生活中需要各種各樣的材料，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（ ）
A．金剛石的硬度比較大，可以用來(lái)做鉆頭
B．鉛筆芯、銀、銅、陶瓷都是很好的導(dǎo)體
C．有的半導(dǎo)體對(duì)光比較敏感，可以用來(lái)制造光敏電阻
D．超導(dǎo)材料在低于臨界溫度時(shí)電阻為零，將來(lái)可用于遠(yuǎn)距離輸電
【答案】B
【詳解】A．金剛石是常見(jiàn)物質(zhì)中硬度最大的物質(zhì)之一，由于其硬度比較大，可以用來(lái)做鉆頭，故A正確，不符合題意；
B．鉛筆芯、銀、銅容易導(dǎo)電，屬于導(dǎo)體，陶瓷不容易導(dǎo)電是絕緣體，故B錯(cuò)誤，不符合題意；
C．利用半導(dǎo)體材料制成的電阻，有的半導(dǎo)體對(duì)光比較敏感，可以用來(lái)制造光敏電阻，故C正確，不符合題意；
D．超導(dǎo)材料在低于臨界溫度時(shí)電阻為零，根據(jù)焦耳定律，電流通過(guò)超導(dǎo)體時(shí)幾乎不發(fā)熱，可以減小因?qū)Ь€發(fā)熱導(dǎo)致的電能損失，將來(lái)可用于遠(yuǎn)距離輸電，故D正確，不符合題意。
故選B。
3．飛船是一種運(yùn)送航天員或貨物到達(dá)太空并安全返回的航天器，通過(guò)運(yùn)載火箭送入地球衛(wèi)星軌道運(yùn)行，然后再入大氣層返回地面。載人飛船返回艙著陸過(guò)程中，就得穿上新型陶瓷材料制成的耐熱“外衣”，這主要是利用這種材料的（ ）
A．絕緣性好B．密度大
C．延展性好D．耐高溫和隔熱性好
【答案】D
【詳解】因?yàn)檩d人飛船返回艙在穿過(guò)稠密的大氣層返回地球的過(guò)程中與大氣劇烈摩擦，產(chǎn)生高溫，為了防止燒毀返回艙，所以這種材料應(yīng)具備耐高溫的特點(diǎn)；還有要防止艙內(nèi)溫度過(guò)高導(dǎo)致對(duì)宇航員產(chǎn)生危險(xiǎn)，這種材料還應(yīng)具備隔熱性好的特點(diǎn)。故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
4．天安門(mén)廣場(chǎng)的國(guó)旗是用新材料制成的，具有不褪色、淋不濕的特點(diǎn)。這種新材料是（ ）
A．形狀記憶合金B(yǎng)．超導(dǎo)材料C．隱形材料D．納米材料
【答案】D
【詳解】形狀記憶合金是一種具有特殊性能的合金材料。它在一定的溫度等條件下可以恢復(fù)到預(yù)先設(shè)定的形狀。主要用于航空航天、機(jī)械工程等領(lǐng)域的一些需要自動(dòng)恢復(fù)形狀的部件，如航天飛行器的天線等。超導(dǎo)材料是在特定溫度下電阻為零的材料。其主要應(yīng)用在電力傳輸（可以減少電能損耗）、磁懸浮列車(chē)等領(lǐng)域，用于產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)或者實(shí)現(xiàn)高效的電能傳輸。隱形材料一般是指能夠吸收或者散射電磁波，使物體在雷達(dá)等探測(cè)手段下難以被發(fā)現(xiàn)的材料。主要應(yīng)用于軍事裝備，如隱形飛機(jī)等，目的是降低被敵方雷達(dá)探測(cè)到的概率。上述材料和國(guó)旗的防水、不褪色的功能沒(méi)有聯(lián)系。納米涂層可以使物體表面具有防水、防污、抗紫外線等多種功能。天安門(mén)廣場(chǎng)的國(guó)旗是用不褪色、淋不濕的納米材料制成的，故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
5．《南齊書(shū)》中有對(duì)雷擊的記述：“雷震會(huì)稽山陰恒山保林寺，剎上四破，電火燒塔下佛面（強(qiáng)大的放電電流通過(guò)佛面的金屬膜，金屬被熔化），而窗戶不異也（窗戶為木制，仍保持原樣）”，出現(xiàn)“電火燒塔下佛面，而窗戶不異也”的現(xiàn)象是因?yàn)槲矬w具有的哪種性質(zhì)（ ）
A．導(dǎo)電性B．磁性C．導(dǎo)熱性D．熔點(diǎn)
【答案】A
【詳解】“電火燒塔下佛面”是因?yàn)榉鹈娴慕饘倌?dǎo)電性好，容易導(dǎo)電，屬于導(dǎo)體，而“窗戶不異也”，是因?yàn)槟绢^一般情況下，導(dǎo)電性差，不容易導(dǎo)電，屬于絕緣體。故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
6．“砷化鈮納米帶”是一種高科技新型材料，用它制造電子元件可以有效減少因發(fā)熱而損失的電能。這主要是該材料具有很強(qiáng)的（ ）
A．彈性B．磁性C．導(dǎo)熱性D．導(dǎo)電性
【答案】D
【詳解】A．物體受力時(shí)發(fā)生形變，不受力時(shí)，能自動(dòng)恢復(fù)原狀的性質(zhì)叫做彈性，跟電子元件的發(fā)熱無(wú)關(guān)，故A不符合題意；
B．能夠吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性，跟電子元件的發(fā)熱無(wú)關(guān)，故B不符合題意；
C．導(dǎo)熱性是物體傳導(dǎo)熱量的性能，與電子元件的發(fā)熱無(wú)關(guān)，故C不符合題意；
D．根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)電流和通電時(shí)間相同時(shí)候，電阻越小導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越少，該材料具有很強(qiáng)的導(dǎo)電性，電阻較小，能夠有效減少發(fā)熱，故D符合題意。
故選D。
7．銅被用來(lái)制造導(dǎo)線，這主要是因?yàn)樗哂辛己玫? 性：食品包裝中經(jīng)常用到鋁箱，鋁材能制成鋁箱是由于鋁具有良好的 性；橡膠用來(lái)制成籃球，主要是利用橡膠，具有良好的 性。
【答案】 導(dǎo)電 延展 彈
【詳解】[1]由于銅具有良好的導(dǎo)電性，所以銅被用來(lái)制造導(dǎo)線。
[2]由于鋁具有良好的延展性，所以鋁材能制成鋁箱。
[3]由于橡膠具有良好的彈性，所以用橡膠制成籃球。
8．人們說(shuō)“油比水輕”，其實(shí)質(zhì)是油的 比水小。有一種手機(jī)貼膜近期十分熱銷(xiāo)，這種膜用刀刻劃也不會(huì)留下痕跡，說(shuō)明它有很高的 。室溫下外形相同的納米銅比普通銅可多拉長(zhǎng)50倍而不斷裂，這表明納米銅具有較好的 （此空選填“延展性”“彈性”或“磁性”）。
【答案】 密度 硬度 延展性
【解析】【小題1】[1]“油比水輕”，油浮在水上面，誰(shuí)的密度小誰(shuí)在上，證明油的密度比水小。
[2]刀刻在膜上劃也不會(huì)留下痕跡，說(shuō)明它硬度大，不容易發(fā)生形變。
[3]室溫下外形相同的納米銅比普通銅可多拉長(zhǎng)50倍而不斷裂，說(shuō)明納米銅具有較好的延展性，與彈性和磁性無(wú)關(guān)。
9．鐵釘很難在玻璃上留下刻痕，這是因?yàn)椴ＡУ? 比鐵釘大；制造飛機(jī)，經(jīng)常要用鋁來(lái)做主要材料，這是因?yàn)殇X的 小的特性；用橡膠來(lái)做汽車(chē)輪胎，這是主要應(yīng)用它 好的原因。
【答案】 硬度 密度 彈性
【詳解】[1]鐵釘很難在玻璃上留下刻痕，這是因?yàn)椴ＡУ挠捕缺辱F釘大。
[2]飛機(jī)這一龐然大物要想飛上天，在同體積的情況下，自然是質(zhì)量越小越好，而鋁是常見(jiàn)金屬中密度最小的，當(dāng)然也就成為了首選。
[3]橡膠做輪胎主要是它良好彈性決定的。
10．科學(xué)家利用新技術(shù)研制出一種新型陶瓷材料，可用作火箭等高速飛行器的表面覆蓋層，可見(jiàn)其具有很好的 （導(dǎo)熱/隔熱）性；該材料即使在受到很大的空氣阻力時(shí)變形也非常小，說(shuō)明它具有很高的 （硬度/延展性）；該陶瓷材料在常溫下的密度為2.7 ×103kg/m3，從常溫加熱至900℃高溫，體積收縮至原體積的90%，此時(shí)其密度為 kg/m3。
【答案】 隔熱 硬度 3 ×103
【詳解】[1]新型陶瓷材料被用作火箭等高速飛行器的表面覆蓋層，這要求材料必須具備良好的隔熱性能，以防止高速飛行時(shí)產(chǎn)生的巨大熱量對(duì)飛行器內(nèi)部造成損害。
[2]該材料在受到很大的空氣阻力時(shí)變形非常小，這說(shuō)明該材料具有很高的硬度，能夠抵抗外力的作用而不易發(fā)生形變。
[3]質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，與溫度和體積無(wú)關(guān)，所以加熱前后的質(zhì)量保持不變。加熱后的密度
11．為了比較銅和鋁的導(dǎo)熱性能，小軍選取了粗細(xì)均勻、橫截面積、長(zhǎng)度均相同的U形銅棒和鋁棒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。小軍認(rèn)為導(dǎo)熱性能無(wú)法直接測(cè)量，他首先將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為研究可直接測(cè)量量之間的關(guān)系，并類(lèi)比所學(xué)知識(shí)定義了一個(gè)物理量k，來(lái)衡量物質(zhì)的導(dǎo)熱性能。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并成功比較出哪種材料導(dǎo)熱性能更好。小軍的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示。他將銅棒的一端放入燒杯內(nèi)持續(xù)沸騰的水中，銅棒的另一端放入試管內(nèi)25℃的冷水中，每隔50s測(cè)量一次試管內(nèi)水的溫度并記錄，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了圖乙中的圖象①。換成U形鋁棒后，小軍按照同樣的實(shí)驗(yàn)方法，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，每隔50s測(cè)量一次試管內(nèi)水的溫度并記錄，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了圖乙中的圖象②。
根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：
(1)為方便進(jìn)行對(duì)比，應(yīng)確保試管中水的 和 都相等；
(2)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，用來(lái)衡量導(dǎo)熱性能的物理量k是用_________表示的；（選填字母）
A．時(shí)間B．溫度
C．溫度的變化量D．單位時(shí)間內(nèi)溫度的變化量
(3)可推斷出此實(shí)驗(yàn)中 的導(dǎo)熱性能更好，作為金屬保溫材料，選擇 保溫性能更好。（以上兩格均選填字母：A．銅B．鋁）
【答案】(1) 初溫 質(zhì)量
(2)D
(3) A B
【詳解】（1）[1][2]根據(jù)控制變量法知實(shí)驗(yàn)中需要控制試管中水的初溫和質(zhì)量都相等。
（2）根據(jù)題中，每隔50s測(cè)量一次試管內(nèi)水的溫度并記錄，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了圖乙中的圖象，觀察圖象橫軸和縱軸可以確定k是用單位時(shí)間內(nèi)溫度變化量表示，故D符合題意，ABC不符合題意。
故選D。
（3）[1]根據(jù)圖乙中銅棒、鋁棒溫度變化情況，發(fā)現(xiàn)相同時(shí)間銅棒升溫快，說(shuō)明銅棒導(dǎo)熱性能好，故A符合題意，B不符合題意。
故選A。
[2]作為金屬保溫材料，需要選擇導(dǎo)熱性能差的鋁更好，故B符合題意，A不符合題意。
故選B。
【能力培優(yōu)】
1．鎂合金被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色工程材料”，其密度僅有鋼鐵的四分之一，還具有強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、耐腐蝕等特性。下列物體不適合用該材料制作的是（ ）
A．自行車(chē)的車(chē)架B．飛機(jī)外殼
C．起重機(jī)配重D．儀器中的電子元件
【答案】C
【詳解】ABD．由于鎂合金密度小，且強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、耐腐蝕，因此自行車(chē)的車(chē)架、飛機(jī)外殼、儀器中的電子元件均可使用鎂合金制作，故ABD不符合題意；
C．由于鎂合金的密度相對(duì)較小，僅有鋼鐵的四分之一，因此同樣體積下，使用鎂合金做的配重會(huì)比使用鋼材做的輕很多，無(wú)法達(dá)到相同的配重效果，因此起重機(jī)配重不適合使用鎂合金。故C符合題意。
故選C。
2．研究人員發(fā)明了一種新型陶瓷，它具有隔熱、絕緣、密度小、韌性高、易形變等特點(diǎn)。該材料適合用來(lái)制造（ ）
A．水果刀B．白熾燈燈絲C．新型消防服D．輸電導(dǎo)線
【答案】C
【詳解】新型陶瓷，既可以像海綿一樣變形，也能像陶 瓷一樣隔熱、絕緣，同時(shí)具有超輕、高韌性等特點(diǎn)；
A．水果刀需要一定的硬度，故A不符合題意；
B．白熾燈燈絲主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光線，因此不適合制作燈絲，故B不符合題意；
C．新型消防服的特點(diǎn)與該陶瓷的特點(diǎn)相同，故C符合題意；
D．輸電線用電阻較小的導(dǎo)體制成，該陶瓷不能用來(lái)制作輸電導(dǎo)線，故D不符合題意。
故選C。
3．如圖是某折疊屏手機(jī)，它采用可折疊柔性內(nèi)屏，具有可折疊、耐磨、防水、回彈性好等特點(diǎn)。以下關(guān)于柔性屏的物理屬性中描述錯(cuò)誤的是（ ）
A．韌性好B．吸水性好C．耐磨性好D．透光性好
【答案】B
【詳解】柔性屏具有可折疊、耐磨、防水、回彈性好等特點(diǎn)，其韌性好，耐磨性好，透光性好，吸水性差，故ACD正確，不符合題意，B錯(cuò)誤，符合題意。
故選B
4．2024年6月2日至3日，嫦娥六號(hào)通過(guò)鉆具鉆取和機(jī)械臂表取兩種方式，順利完成在月球背面的智能快速采樣，采樣之后月表呈現(xiàn)一個(gè)“中”字。月球上的引力是地球的六分之一。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A．機(jī)械臂用到了杠桿知識(shí)B．鉆具的前端應(yīng)制作的鋒利
C．鉆具的材質(zhì)應(yīng)耐磨性好且強(qiáng)度高D．鉆具在月球上的質(zhì)量是在地球上的六分之一
【答案】D
【詳解】A．嫦娥六號(hào)的機(jī)械臂是個(gè)全能型選手，由多個(gè)關(guān)節(jié)和臂段組成，可實(shí)現(xiàn)類(lèi)似手臂的作用，用到了杠桿知識(shí)，故A正確，不符合題意；
B．鉆具的前端為了增大壓強(qiáng)，應(yīng)制作鋒利，可在壓力一定時(shí)，通過(guò)減小受力面積來(lái)增大壓強(qiáng)，故B正確，不符合題意；
C．鉆具要在月球背面鉆入月表采樣，其材質(zhì)應(yīng)耐磨且強(qiáng)度高，故C正確，不符合題意；
D．物體的質(zhì)量不隨空間位置變化而變化，所以鉆具在地球和月球上的質(zhì)量一樣，但在月球上的重力是在地球上的六分之一。故D錯(cuò)誤，符合題意。
故選D。
5．下列實(shí)例與所描述的物質(zhì)物理屬性相符的是（ ）
A．劃玻璃的刀刃用金剛石制成是因?yàn)榻饎偸膹椥院?br>B．納米銅比普通銅可多拉長(zhǎng)50倍而不斷裂，這一事例表明納米銅具有較好的硬度
C．航天飛行器用陶瓷制作外殼，是利用陶瓷耐高溫、耐摩擦、隔熱等特點(diǎn)
D．水壺的把手用膠木做，是因?yàn)槟z木的導(dǎo)熱性好
【答案】C
【詳解】A．劃玻璃的刀刃用金剛石制成是因?yàn)榻饎偸挠捕却螅梢詫⒉Ａ澠?，故A不符合題意；
B．納米銅比普通銅可多拉長(zhǎng)50倍而不斷裂，這一事例表明納米銅具有較好延展性，故B不符合題意；
C．航天飛行器高速運(yùn)行時(shí)會(huì)與大氣發(fā)生摩擦放出大量的熱，用陶瓷制作外殼，這就是充分利用陶瓷耐高溫、耐摩擦、隔熱等特點(diǎn)，故C符合題意；
D．水壺的把手用膠木做，是因?yàn)槟z木的導(dǎo)熱性差，避免燙手，故D不符合題意。
故選C。
6．新材料產(chǎn)業(yè)是培育新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵領(lǐng)域。近年來(lái)，我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入蓬勃發(fā)展加速期，人造金剛石產(chǎn)量居全球第一。劃玻璃的刀頭鑲嵌有金剛石，是因?yàn)榻饎偸模? ）
A．硬度大B．導(dǎo)熱性好C．透明度高D．導(dǎo)電性好
【答案】A
【詳解】金剛石的硬度較大，在劃割其它較硬物質(zhì)時(shí)，不容易受損，故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
7．如圖是加工“手撕鋼”的簡(jiǎn)易示意圖，較厚的鋼材通過(guò)一對(duì)旋轉(zhuǎn)的軋輥間的縫隙，在軋輥壓力作用下變薄、變長(zhǎng)成為薄如蟬翼的鋼板，說(shuō)明“手撕鋼”的 （選填“延展性好”或“硬度大”）。某航天器太陽(yáng)能電池基板面積為，如果選用質(zhì)量為、厚度只有的“手撕鋼”做基板，它的體積為 ，該“手撕鋼”的密度為 。
【答案】 延展性好
【詳解】[1]延展性是指物體受力破裂之前的塑性變形的能力，在軋輥壓力作用下變薄、變長(zhǎng)成為薄如蟬翼的鋼板，說(shuō)明“手撕鋼”的延展性好。
[2]某航天器太陽(yáng)能電池基板面積為，厚度為，則其的體積為
[3]該“手撕鋼”的密度為
8．如圖是建筑工程中承重鋼筋混凝土梁柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
（1）承重鋼筋混凝土梁柱主要利用鋼筋的物理屬性是 （選填“密度”或“抗拉強(qiáng)度”）；
（2）粗細(xì)均勻的某種物質(zhì)單位長(zhǎng)度的質(zhì)量定義為“線密度”。已知鋼筋的密度為，則橫截面積為，長(zhǎng)為10m的鋼筋質(zhì)量為 kg，線密度為 g/m?，F(xiàn)有直徑8mm和16mm的兩種鋼筋，其中直徑為 mm的鋼筋線密度較小。
【答案】 抗拉強(qiáng)度 3.9 390 8
【詳解】（1）[1]建筑工程中承重梁柱由鋼筋混凝土構(gòu)成，所以，主要利用的是鋼筋抗拉強(qiáng)度大。
（2）[2]橫截面積為50mm2，長(zhǎng)為10m的鋼筋質(zhì)量為
[3]粗細(xì)均勻的某種物質(zhì)單位長(zhǎng)度的質(zhì)量定義為“線密度”，則長(zhǎng)為10m的鋼筋的線密度為
[4]粗細(xì)均勻的某種物質(zhì)單位長(zhǎng)度的質(zhì)量定義為“線密度”，直徑8mm和16mm的兩種鋼筋，若長(zhǎng)度都為1m，則由
可知，直徑越小，線密度越小，因此直徑為8mm的鋼筋線密度較小。
9．3D打印制造技術(shù)可以大大縮短牙齒治療的時(shí)間，如圖先打印出塑料牙齒的大致模樣，接著手工打磨得到形狀完美的塑料牙齒，打磨過(guò)程中塑料牙齒的密度 （選填“變大”“變小”或“不變”），再根據(jù)塑料牙齒鑄造得到同體積的烤瓷牙齒，從塑料牙齒到烤瓷牙齒，質(zhì)量增加了，已知，，則牙齒的體積為 。烤瓷可用于制作牙齒，是因?yàn)榭敬删哂? 大的特性。
【答案】 不變 0.6 硬度
【詳解】[1]打磨過(guò)程中，組成塑料牙齒的物質(zhì)減少，所以其質(zhì)量變小，但物質(zhì)種類(lèi)、狀態(tài)和溫度不變，密度是物質(zhì)的一種特性，決定于物質(zhì)的種類(lèi)、狀態(tài)和溫度，不隨物質(zhì)的質(zhì)量或體積的變化而變化，所以密度不變。
[2]塑料的密度
ρ塑料=0.9×103kg/m3=0.9g/cm3
烤瓷的密度
ρ瓷=2.9×103kg/m3=2.9g/cm3
設(shè)牙齒的體積為V，由得
ρ烤瓷V﹣ρ塑料V=Δm
代入數(shù)值得
2.9g/cm3?V﹣0.9g/cm3?V=1.2g
解得V=0.6cm3。
[3]牙齒需要由硬度大的材料制成，由于烤瓷的硬度大，所以烤瓷可用于制作牙齒。
10．2023年4月2日，北京天兵科技有限公司自主研發(fā)的首款液體火箭“天龍二號(hào)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。該運(yùn)載火箭的燃料為液氧和煤基航空煤油，通常情況下氧是氣態(tài)的，科技人員采用 和 的方式使其液化；火箭加速上升過(guò)程中，與大氣劇烈摩擦可能會(huì)導(dǎo)致金屬外殼熔化，因此火箭外殼必須采用 高的金屬材料制作。
【答案】 壓縮體積 降低溫度 熔點(diǎn)
【詳解】[1][2]采用液化的方式有壓縮體積與降低溫度。
[3]火箭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷克服摩擦力做功，內(nèi)能增大，外殼溫度不斷升高，外殼必須采用熔點(diǎn)高的金屬材料制作。
11．近幾年，西安市開(kāi)始對(duì)老舊小區(qū)居民樓進(jìn)行外墻保溫隔熱改造。某物理興趣小組的同學(xué)們?cè)诰C合實(shí)踐活動(dòng)中，選擇研究保溫材料的各種性能及其應(yīng)用。他們從市場(chǎng)上選擇了三種常見(jiàn)的保溫隔熱材料進(jìn)行研究，如圖，材料相關(guān)信息入下表。
（1）考慮到高空墜物存在安全隱患，同學(xué)們觀察表格中缺少材料的密度信息，于是選取了表中的一種材料，利用家中的電子秤和一個(gè)礦泉水瓶進(jìn)行密度測(cè)量，如圖所示。
①先用電子秤測(cè)得材料的質(zhì)量是0.4g；
②將礦泉水瓶裝滿水?dāng)Q上瓶蓋后，測(cè)得其質(zhì)量為569.6g，擰下瓶蓋，將材料緩慢放入瓶中并按壓下去使其浸沒(méi)且水不再溢出，再次擰上瓶蓋并擦干瓶外的水，測(cè)得總質(zhì)量為550g；
③則溢出水的質(zhì)量為 g，材料的密度為 g/cm3。
（2）當(dāng)保溫材料厚度一定時(shí)，為了方便比較材料的性能，在表格中的項(xiàng)目里引入?yún)?shù)“Z”，單位為。同學(xué)們觀察表格中是Z，猜想它可能與密度有一定關(guān)系；
①已知保溫材料厚度為h，請(qǐng)推導(dǎo)出Z與材料密度ρ的關(guān)系Z= 。（結(jié)果用已知量的符號(hào)表示）
②三種材料厚度均為5cm，請(qǐng)利用上述實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的密度值計(jì)算出該材料的Z值，從而推斷出它是 號(hào)材料；
（3）請(qǐng)根據(jù)你家居住地的氣候特點(diǎn)、房屋位置等因素及表格中保溫材料的相關(guān)性能，為你居住的房屋選出一種合格的保溫材料，并說(shuō)明選擇依據(jù)。（注：傳熱系數(shù)越大，保溫性能越差）選擇 號(hào)保溫材料。
【答案】 20 0.02 Ⅱ Ⅰ
【詳解】（1）③[1]則溢出水的質(zhì)量為
[2]溢出水的體積等于材料的體積
材料的密度為
（2）①[3]設(shè)材料的質(zhì)量為m，面積為S，厚度為h，已知參數(shù)“Z”的單位為，表示厚度一定時(shí)，單位面積的質(zhì)量，已知保溫材料厚度為h， Z與材料密度ρ的關(guān)系
②[4]已知材料厚度為5cm，該材料的Z值
該材料的Z值是1kg/m2，對(duì)照表中數(shù)據(jù)，可知是第Ⅱ號(hào)材料。
（3）[5]選擇Ⅰ號(hào)材料；理由：面積相同時(shí)，質(zhì)量不是很大，而且吸水性不好，最高使用溫度高，傳熱系數(shù)小，保溫性能好。
課程標(biāo)準(zhǔn)
物理素養(yǎng)
認(rèn)識(shí)材料對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。
認(rèn)識(shí)新材料。
認(rèn)識(shí)材料發(fā)展對(duì)環(huán)境的影響，樹(shù)立環(huán)保意識(shí)。
物理觀念： 探索新材料具有深刻的意義?？梢酝苿?dòng)技術(shù)進(jìn)步，滿足新的應(yīng)用需求，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
科學(xué)思維：新材料的發(fā)展對(duì)于推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展至關(guān)重要，新時(shí)代的青年要努力提升自己的科學(xué)思維推動(dòng)科學(xué)的進(jìn)步以提高國(guó)家的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
科學(xué)探究：與傳統(tǒng)材料相比，新材料具有更高的性能、更輕的重量、更強(qiáng)的耐腐蝕性和更好的可加工性等優(yōu)勢(shì)。探究新材料已是當(dāng)下社會(huì)的必須課題。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任： 一些材料的使用容易造成環(huán)境的污染，在探索新材料的同時(shí)，注意保護(hù)環(huán)境，樹(shù)立環(huán)保意識(shí)，綠色可循環(huán)發(fā)展。
項(xiàng)目
Ⅰ號(hào)
Ⅱ號(hào)
Ⅲ號(hào)
熱傳導(dǎo)系數(shù)W/（m·K）
0.033
0.042
0.065
吸水性%
≤0.08
≤0.2
≤0.5
隔音性
好
好
一般
最高使用溫度/℃
75
65
600
Z/（）
1.0
1.0
2.4

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第四節(jié) 探索新材料

版本： 北師大版（2024）

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