[第五章 5.5 点击新材料]
一、选择题
1.纳米陶瓷作为高科技材料应用广泛,它具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防浸透、完全无磁性等特点,但它不可用于下列哪项技术中 ( )
A.纳米陶瓷刀 B.公交IC卡
C.“嫦娥二号”外表涂层 D.装浓硫酸的容器
2.[2020·徐州] 计算机芯片中有大量用硅、锗等材料制成的电路元件,硅和锗属于 ( )
A.导体 B.半导体
C.绝缘体 D.超导体
3.[2019·海南] 我国年仅22岁的优秀青年科学家曹原研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0。此现象中石墨烯是 ( )
A.绝缘体 B.导体
C.半导体 D.超导体
4.下列关于材料及其应用的说法中正确的是 ( )
A.现代计算机中的CPU元件不需要应用半导体材料
B.纳米材料在力、热、电、光、磁等方面表现出很多特殊性能
C.铜、铁、陶瓷、玻璃都具有良好的延展性
D.超导体只能应用在电饭锅、热水器和高压输电线上
5.一种新型材料——海绵金属,它是往熔融的金属里加入起泡剂,金属中产生大量气泡,再将金属强制冷却、快速凝固,气泡被“冻结”在固态的金属里,这样就使海绵金属具有了多孔的独特结构。下列关于海绵金属的说法不正确的是 ( )
A.由于海绵金属里有大量气泡,可作为保温材料
B.海绵金属的导电性能比同成分金属的导电性能弱
C.由于海绵金属多孔,可作为消音设备的材料
D.海绵金属的密度比同成分金属的密度大
二、填空题
6.纳米材料是由纳米颗粒经过特制得到的,室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这一事例表明纳米铜具有较好的________(选填“硬度”“延展性”或“磁性”);纳米是________单位。
7.发光二极管是新型的节能光源。当电流从较长的接线脚(即正极)流入时,发光二极管中有电流通过,使其发光;反之,电流不能从负极流向正极,发光二极管不发光。在中,闭合开关能发光的是________电路图,这说明发光二极管具有________导电性。
8.我国自行研发、制造的“隐形战机”歼-20已经正式列装,战备值班。这标志着我国的国防能力已经达到一个更高的水平。歼-20可以有效避开雷达的探测,秘密之一在于它的表面有一层特殊材料,这种材料能够________(选填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用;秘密之二在于它的表面制成特殊形状,这种形状能够________(选填“增强”或“减弱”)反射回雷达探测设备的电磁波。
三、简答题
9.阅读材料,回答问题。
纳米陶瓷
纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛。贴于“神舟”飞船外表面的“太空”纳米陶瓷,具有永久、稳定的防静电性能,且有耐磨、耐腐蚀、耐高温、防渗透等特点,采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀,具有金属刀无法比拟的优点:刀刃锋利,能切割钢铁等物质,能削出如图图纸一样薄的肉片;硬度高,其耐磨性是金属刀的60倍;完全无磁性;不生锈变色,健康环保;可耐各种酸碱有机物的腐蚀;为全致密材料,无孔隙、不沾污、易清洁。纳米陶瓷充分体现新世纪、新材料的绿色环保概念,是高新技术为现代奉献的又一杰作。
(1)“神舟七号”飞船与空气摩擦呈炽热状态时,船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有________高的特点。
(2)纳米陶瓷刀________(选填“能”或“不能”)被磁化。它的耐磨性好,是因为它的________高。
(3)如图图所示是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线,其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线________(填字母)。
答案
5.5 点击新材料
1.B 纳米陶瓷用于纳米陶瓷刀,利用了其耐磨的特点,故A不符合题意;IC卡芯片是电子线路,陶瓷不是导体,所以不能用纳米陶瓷制作,故B符合题意;纳米陶瓷用作“嫦娥二号”外表涂层,利用了耐高温的特性,故C不符合题意;纳米陶瓷用作装浓硫酸的容器,利用了耐腐蚀的特性,故D不符合题意。
2.B 计算机芯片中的一种重要材料是半导体,硅和锗都属于半导体。
3.D 由题意知,当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0,这种现象叫做超导现象,此现象中石墨烯是超导体。
4.B
5.D 空气是热的不良导体,可作为保温材料,故A正确,不符合题意;由于空气是绝缘体,故海绵金属的导电性能比同成分金属的导电性能弱,故B正确,不符合题意;由于海绵金属疏松多孔的结构有利于吸收声音的能量,起到消音的作用,故可作为消音设备的材料,故C正确,不符合题意;由于海绵金属中有大量气泡,在体积一定时,比同成分金属的质量小,所以密度小,故D错误,符合题意。
6.延展性 长度 室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂,这一事例表明纳米铜具有较好的延展性;纳米(nm)是长度的单位之一。
7.乙 单向
8.增强 减弱 歼-20战机的隐形原理主要是:表面的隐形材料涂层可以高效率吸收探测雷达发射的电磁波,特殊的表面形状可以减弱反射回雷达探测设备的电磁波。
9.(1)熔点 (2)不能 硬度 (3)c
(1)因为纳米陶瓷具有耐高温的特点,“神舟七号”飞船与空气摩擦所产生的热量达不到纳米陶瓷的熔点,即纳米陶瓷的熔点高,所以船舱不至于被烧毁。
(2)由材料可知:采用氧化锆材料精制而成的纳米陶瓷刀,完全无磁性,所以无法被磁化;硬度高,其耐磨性是金属刀的60倍。
(3)观察图像知:在磨损时间相同的情况下,曲线c所显示的磨损程度小,反映的是纳米陶瓷刀的磨损特点。