2.6材料的利用与发展 同步练习（含解析）

材料的利用与发展
一、单选题
1.现代科技的发展，促使新型材料研究日益向微观层次深人，产生了纳米材料。纳米材料与普通材料相比，在机械强度磁、光、声、热等方面都有很大的不同。下列关于纳米材料的叙述，错误的是( )。
A. 纳米材料是指其基本颗粒在0.01~1纳米范围内的材料
B. 纳米陶瓷比普通陶瓷具有更好的韧性
C. 用纳米油墨书写的字迹色泽更好
D. 添加了纳米铅粉末的固体燃料会使火箭推进器的速度加快
2.研究发现石墨烯有许多奇特的特性：密度小硬度大．柔软、可回收，有优良的导电性、导热性及抗拉伸能力，它有可能会代替现有的硅材料。根据石墨烯的特性，下列材料不能用石墨烯来制造的是( )。
A. 优良的绝缘材料 B. 新型半导体材料 C. 超轻型飞机材料 D. 新型防弹衣材料
3.石墨纸是最新研发的一种独特的复合材料（如图所示），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，下列有关石墨纸说法错误的是（ ）
A. 石墨纸是一种环保材料 B. 石墨纸是良导体，容易导电
C. 石墨纸属于有机合成材料 D. 与钢相比，石墨纸的硬度较大
4.材料与人类生活密切相关，下列物品是由金属材料制成的是( )
A. 羊毛衫 B. 塑料盆
C. 不锈钢餐具 D. 玻璃杯
5.农业生产得到飞速发展是人类掌握了下列技术中的( )
A. 青铜器 B. 火的使用 C. 铁器 D. 纳米材料
6.国产大型客机C919于2017年5月5日在上海浦东国际机场首飞成功。C919大型客机的研制，使用了大量的铝锂合金、钛合金和复合材料等。下列有关说法错误的是（ ）
A. 锂的密度应该比较小 B. 金属铝质轻、耐腐蚀、延展性好
C. 铝锂合金属于复合材料 D. 钛合金是以钛为基础加入其他元素熔合而成的
7.下列物质中不属于新材料的是（ ）
A. 记忆合金 B. 纳米材料 C. 绿色能源 D. 石油和煤炭
8.下面有关新材料的说法不正确的是（ ）
A. 半导体、纳米材料等新材料的开发和利用，正在日益改变着我们的生活方式
B. 常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等
C. 纳米材料是一种利用大米制成的新材料
D. 超导体是一种电阻为零的材料，可以用来作为远距离输电线，从而减少能源损耗
9.下列用于制造汽车的物质，不属于人造材料的是（　　）
A. 钢铁 B. 塑料 C. 真皮 D. 玻璃
10.下列物品中，由有机合成材料制成的是（　　）
A. 陶瓷碗 B. 玻璃杯 C. 塑料瓶 D. 竹筷子
11.小彤同学报名参加了迷你马拉松项目，该同学锻炼过程中使用的下列物品中不含有机合成材料的是（　　）
A. 合成橡胶底运动鞋 B. 纯棉T恤 C. 塑料水瓶 D. 腈纶背包
12.制作如图物品所用的主要材料中，属于有机合成材料的是（　　）
A. 不锈钢杯 B. 纯棉毛巾 C. 木桶 D. 涤纶制成的航天服
二、填空题
13.新型材料是指那些 或 中的、具有 并能满足技术进步所需的材料。当前，最引人注目的新型材料有： 材料、先进复合材料、 材料、 材料、新型高分子材材料、 等。
14.垃级分类回收是保护环境、防止资源浪费的一项重要举措。镇海区街头垃圾桶如图所示，回答下列问题；
（1）图中标示的物质中，属于金属材料的是________（写出1种即可）。
（2）塑料矿泉水瓶应放入________（填“可回收”或“不可回收”）筒中。
（3）使用铝合金做内筒的优点是________（写出1点即可）。
三、解答题
15.阅读以下材料，回答相关问题．
纳米材料的小尺寸效应
物质的尺度加工到1～100nm，它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比，会发生变化，这些物质组成的材料称为“纳米材料”．
纳米材料在声、光、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象．随着颗粒尺寸变小，在一定条件下会引起颗粒性质改变．由此引起的宏观物理性质的变化称为“小尺寸效应”．纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面：1．特殊光学性质：所有金属在纳米状态时都呈现黑色．尺寸越小颜色愈黑，银白色的铂变成铂黑，金属铬变成铬黑．金属超微颗粒对光的反射率很低，通常低于l%，约几微米厚度就能完全消光．利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料，以很高效率将太阳能转变为热能、电能．还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等．2．特殊热学性质：通常晶体具有固定的熔点，当晶体达到纳米尺寸时却截然不同．例如：金的熔点为1064℃，而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃，直径为5nm的金粉熔点降低到830℃．此特性可应用于粉末冶金工业．3．特殊电学、磁学性质：纳米材料的导电性有所改变．例如：铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电；通常绝缘的二氧化硅颗粒在20nm时却开始导电．此外，纳米材料呈现出超顺磁性，科学家发现鸽子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中都存在超微磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领．4．特殊力学性质：氟化钙纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂．研究表明，人的牙齿具有高强度，是因为它由磷酸钙等纳米材料构成．纳米金属要比传统金属硬3～5倍．金属陶瓷复合纳米材料不但强度高且韧性好，制成的刀具比金钢石制品还要坚硬．
纳米材料小尺寸效应还表现在超导电性，介电性能、声学特性以及化学性能等方面．纳米技术目前已成功应用于许多领域，在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用，如图是1993年中国科学院北京真空物理实验室自行操纵原子写出的“中国”二字，标志着我国开始在世界纳米领域占有一席之地．
请回答下列问题：
（1）铜颗粒达到纳米尺寸就可以变成________．（选填：“导体”或“绝缘体”）
（2）金属陶瓷复合纳米材料强度高且韧性好，请对此种材料提出一项可以应用于人体的设想：________
（3）小东针对纳米材料的“特殊光学性质”，提出了一个问题：金属的颜色会变黑吗？
请你判断这是不是一个可以探究的科学问题．答：________
（4）请你针对纳米材料“特殊热学性质”，提出一个可以探究的科学问题：________．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】【分析】根据纳米材料的定义及性能分析。
【解答】A、纳米材料是指颗粒直径在1～100nm范围内的材料，符合题意；
B、纳米陶瓷比普通陶瓷具有更好的韧性 ，不符合题意；
C、纳米材料与普通材料相比，性能更好，用纳米油墨书写的字迹色泽更好 ，不符合题意；
D、纳米材料与普通材料相比机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大的不同，添加了纳米铅粉末的固体燃料会使火箭推进器的速度加快 ，不符合题意；
故选A。
2.【答案】 A
【解析】【分析】根据石墨烦的导电性、导热性及抗拉伸能力好分析。
【解答】A、石墨烯有有优良的导电性，不能制造绝缘材料 ，符合题意；
B、石墨烯有有优良的导电性，可制新型半导体材料 ，不符合题意；
C、石墨烯密度小，可制作超轻型飞机材料 ，不符合题意；
D、石墨烯硬度大，可制新型防弹衣材料 ，不符合题意；
故选A。
3.【答案】 C
【解析】【分析】由题中所给材料及石墨的类别、性质分析。
【解答】A、 石墨纸可以回收再利用 是一种环保材料 ，不符合题意；
B、石墨具有导电性，石墨纸是良导体，容易导电 ，不符合题意；
C、 石墨纸以石墨为主，不属于有机合成材料 ，符合题意；
D、 石墨纸比钢要坚硬10倍且轻巧，与钢相比，石墨纸的硬度较大 ，不符合题意；
故选C。
4.【答案】 C
【解析】【分析】金属材料一般是指工业应用中的纯金属或合金。
【解答】A、羊毛衫的主要材质是蛋白质，属于有机材料；故A错误；
B、塑料盆是塑料制品，属于合成材料；故B错误；
C、不锈钢餐具是铁合金制品，属于金属材料；故C正确；
D、玻璃杯是硅酸盐材料，属于无机材料；故D错误；
故答案为：C。
5.【答案】 C
【解析】【分析】根据铁器的使用与研制作用分析。
【解答】农业生产得到飞速发展是人类掌握了铁器的使用及生产技术；
故答案为：C。
6.【答案】 C
【解析】【分析】根据客机所用材料的要求分析；根据纯金属和合金都属于金属材料分析。
【解答】客机的所用材料要求质轻、硬度大、耐腐蚀、延展性好等特性，所以要采用铝锂合金、钛合金等材料和复合材料，其中铝锂合金、钛合金等材料属于金属材料；
故答案为：C。
7.【答案】 D
【解析】【分析】新材料包括：“超导材料”、“半导体材料”和“纳米材料”等．
【解答】解：形状记忆合金、纳米材料、隐性材料、绿色能源都属于新材料，石油和煤炭不属于新材料．
故选：D．
8.【答案】 C
【解析】【分析】（1）纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用；纳米科学技术已引发一系列新的科学技术，如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等．（2）半导体的导电性能介于导体与绝缘体之间材料，在电子器件中，常用的半导体材料有元素有半导体：硅、锗、砷化镓等．（3）超导材料和超导技术有着广阔的应用前景．比如，由于电阻的存在，当前高压输电会有很大损耗，而利用超导零电阻特性，将来可以制造不损失任何能量的超导电线．
【解答】解：A、纳米科学技术已引发一系列新的科学技术，如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和纳米计量学等此说法正确；所以A正确；
B、常用的半导体材料有半导体：硅、锗、砷化镓等；所以B正确；
C、纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术，1纳米=1.0×10﹣9米，所以纳米材料是一种利用大米制成的新材料不正确；所以C错误；
D、超导体是一种电阻为零的材料，可以用来作为远距离输电线，从而减少能源损耗，此说法正确；所以D正确．
故选C．
9.【答案】 C
【解析】【分析】根据人造材料又称合成材料，是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料，其特质与原料不同，如塑料、玻璃、钢铁等进行解答。此题是对人造材料的考查，解题的关键是掌握人造材料的有关特征以及判断的依据。
【解答】解：依据人造材料是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料，其特质与原料不同的特点可知：钢铁、塑料、玻璃均属于人造材料，而真皮属于天然材料。
故答案为：C
10.【答案】 C
【解析】【分析】有机合成材料是指用有机高分子化合物制成的材料，可根据定义进行解答．注意记忆常见的合成材料，主要有三大类：塑料、合成纤维、合成橡胶．要和天然纤维、橡胶区分．
【解答】解：
A．陶瓷碗属无机非金属材料，故A错误；
B．玻璃杯属无机非金属材料，故B错误．
C．塑料瓶是塑料制品，是有机合成材料，故C正确；
D．竹筷子是竹子制品，属于天然材料，故D错误．
故选C．
11.【答案】 B
【解析】【分析】有机合成材料简称合成材料，要判断是否属于合成材料，可抓住三个特征：有机物、合成、高分子化合物，据此常见材料的分类进行分析判断．本题难度不大，掌握合成材料的三大特征（有机物、合成、高分子化合物）、分类是正确解答此类题的关键所在．
【解答】解：A、合成橡胶底运动鞋是用合成橡胶制成的，合成橡胶属于三大合成材料之一，故选项错误．
B、纯棉T恤是用纯棉制成的，属于天然材料，故选项正确．
C、塑料水瓶是用塑料制成的，塑料属于三大合成材料之一，故选项错误．
D、腈纶背包是用腈纶制成的，腈纶属于合成纤维，合成纤维属于三大合成材料之一，故选项错误．
故选：B．
12.【答案】 D
【解析】【分析】有机合成材料简称合成材料，要判断是否属于合成材料，可抓住三个特征：有机物、合成、高分子化合物，据此常见材料的分类进行分析判断．本题难度不大，掌握合成材料的三大特征（有机物、合成、高分子化合物）、分类是正确解答此类题的关键所在．
【解答】解：A、不锈钢杯是用不锈钢制成的，属于金属材料，故选项错误．
B、纯棉毛巾是用纯棉制成的，纯棉属于天然材料，故选项错误．
C、木桶是用木材制成的，属于天然材料，故选项错误．
D、涤纶制成的航天服，涤纶生成合成纤维，合成纤维属于三大合成材料之一，故选项正确．
故选：D．
二、填空题
13.【答案】 新出现；正在发展；优异特性和功能；光电子信息；超级陶瓷；新型金属；超导
【解析】【分析】根据材料的分类及各种类分析。
【解答】 新型材料是指那些新出现或正在发展中的，具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料。当前，最引人注目的新型材料有光电子信息材料、先进复合材料、超级陶瓷材料、新型金属材料、新型高分子材材料、超导材料等。
故答案为：新出现；正在发展；优异特性和功能；光电子信息；超级陶瓷；新型金属；超导。
14.【答案】 （1）铁或铝合金
（2）可回收
（3）耐腐蚀、强度大、不易锈蚀等
【解析】【分析】（1）根据纯金属和合金属于金属材料分析；
（2）根据塑料要进行回收分析；
（3）根据铝合金的性质分析。
【解答】（1）铁或铝合金属于金属材料；
（2）塑料可进行回收，所以塑料矿泉水瓶应放入可回收筒中；
（3）铝合金有耐腐蚀、强度大、不易锈蚀等优点，所以用铝合金做内筒。
故答案为：（1）铁或铝合金；（2）可加收； （3） 耐腐蚀、强度大、不易锈蚀等 。
三、解答题
15.【答案】 （1）绝缘体
（2）人造牙齿
（3）不是
（4）纳米晶体的熔点与其直径有关吗
【解析】【分析】在依据情景提出问题时，首先要找出情景所提出的问题是什么，然后要找出问题与生活中的应用之间的关系，提出较有价值的探究问题．
【解答】解：（1）铜颗粒达到纳米尺寸就可以变成绝缘体；（2）金属陶瓷复合纳米材料强度高且韧性好，应用于人体的设想是人造牙齿、人造骨骼等．（3）金属的颜色会变黑不是一个可以探究的科学问题，其探究的价值不高．（4）针对纳米材料“特殊热学性质”，提出可以探究的科学问题是：纳米晶体的熔点与其直径有关吗？或纳米晶体的直径越小，它的熔点如何变化？
故答案为：（1）绝缘体；（2）人造牙齿；（3）不是；（4）纳米晶体的熔点与其直径有关吗．