6.5物质的物理属性
一、单选题
1.铝合金因具有坚固、轻巧、美观、易于加工等优点而成为建筑门窗的首选材料,这与铝合金的下列物理性质无关的是( )
A.较小的密度 B.良好的导电性 C.较大的硬度 D.较好的延展性
2.下列物品主要从“弹性”这一物理属性考虑选材的是( )
A.锯铁条的钢锯条
B.包装盒内的泡沫塑料
C.扎头发的橡皮筋
D.教室窗户上的玻璃
3.下列实例与所利用的物质物理属性不相符的是
A.划玻璃的刀刃用金刚石做﹣﹣因为金刚石的硬度大
B.电影中从城墙上滚落的石头用泡沫塑料制成﹣﹣因为泡沫塑料的密度小
C.水壶的把手用胶木做﹣﹣因为胶木的导热性好
D.毛皮摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑﹣﹣带电体吸引轻小物体
4.在热水器中有一种性能优良的弹簧,当水温达到80°C时,它可以立即伸长许多,将阀门关闭,及时防止热水烫伤人,制作这种弹簧的材料应当是( )
A.纳米材料 B.绿色材料 C.记忆合金 D.普通金属
5.冷链储运中常用一种装有制冷装置的冷藏车,用于运输冷冻食品和疫苗药品等。制冷装置通过液态制冷剂汽化将车的“热”搬运到外面,实现制冷。下列说法正确的是( )
A.冷藏车厢体应选用导热性好的材料做成
B.液态制冷剂在车厢内汽化吸热
C.车厢内物品表面会有一层白霜,是凝固现象
D.放入车厢内的水在凝固过程中温度降低
6.白炽灯用钨丝做灯丝,主要是由于钨金属的( )
A.熔点高 B.导电性好 C.密度大 D.硬度大
7.小芳和晓莉购买了同类的弹力球,小芳说:“我的球的弹力比你的好”.晓莉回答说:“我希望你能证实你的说法”.请你给小芳出注意,她该怎样办?
A.让两只球离地不同的高处,自由落下,比较两只球的反弹的高度
B.把两只球向墙掷去,比较两只球的反弹时离墙的距离
C.把两只球向地面掷去,比较两只球的反弹的高度
D.让两只球从同一高度自由落下,比较两只球的反弹的高度
8.石墨烯(Graphene)是一种二维碳材料,是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称.石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯,而证实它可以单独存在,两人也因“在二维石墨烯材料的开创性实验”,共同获得2010年诺贝尔物理学奖.石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光;导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和金刚石;电阻比铜或银更低,为世上电阻率最小的材料.那么,石墨烯材料不适合用来做成
A.精密仪器中的导线
B.电暖气中的发热元件
C.手机的屏幕保护层
D.房间的玻璃
9.如图所示的液态金属,常温下是液体,拥有金属的特点,具有低熔点、熔融后塑形强、高硬度、耐腐蚀、高耐磨等特点,其导热和比热容远远高于水等传统导热剂,下列关于液态金属说法错误的是
A.该材料可以制作电子元器件
B.利用该金属可以做成各种形状的加热装置
C.采用这种材料可以制造更加结实耐用的手机外壳
D.一定质量该液态金属和水,吸收相等热量,该金属温度变化量较小
10.如图的握力器是一种健身器材,主要是利用金属的
A.导热性好 B.弹性好 C.导电性好 D.密度小
二、填空题
11.下列应用中,主要应用了这些物质的什么特性。(1)用铜做电线芯: ;(2)用塑料做锅铲的柄: ;(3)用金刚石做钻头: 。
12.有一种材料,它的导电性介于导体和绝缘体之间,这种材料称为 材料,电脑的微处理器就是由成千上万个这种材料制成的元件组成;某些材料在特定温度下,电阻突然变为零,这种材料物理学上称之为 材料,此处的特定温度通常 (选填“很高”“接近常温”或“很低”).
13.人们常用“以卵击石”来形容自不量力,两者比较, 的硬度大,通常窗户上安装玻璃,主要利用了玻璃 的物理属性。
14.亲爱的同学们,最近我们学习了物质的某些属性。物质的物理属性包括:磁性、硬度和 、 等(写出两个就行)。
15.用铁制成铁锅是利用铁具有良好的 性,用铜制成导线是利用铜具有良好的 性,LED灯是一种新型的高效节能光源,其核心元件是发光二极管,它是用 材料制成的.
16.阅读短文,回答问题
气凝胶是世界上最轻的固体,这种新材料密度极小,我国科学家造出“世界上最轻材料--全碳气凝胶”,这种材料密度仅0.16mg/cm3。这种物质看上去像凝固的烟,但它的成分与玻璃相似。由于气凝胶中99.8%以上是空气,所以有非常好的吸油效果和隔热效果。气凝胶能吸收其自身质量250倍左右的液体,最高的可达900倍,而且只吸油不吸水,这一特性可用来处理海上原油泄漏事件。一寸厚的气凝胶相当块普通玻璃的隔热功能,熔点为1200℃。当把气凝胶放在玫瑰与火焰之间,玫瑰花也会丝毫无损。气凝胶还是很好的吸音材料,它可以在频段内高效吸音,大多数人能够听到频率为20Hz20000Hz的声音,因此它是很好的降噪材料。气凝胶貌似“弱不禁风”,其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力。此外,因为它耐磨且富有弹性,被用于制造职业登山鞋等。
请根据上述材料和你学过的物理知识,完成下列问题:
(1)人们把气凝胶称作“凝固的烟”,用确切的物理语言来说是指它的 很小,文中提到“全碳气凝胶”的密度是 g/cm3。
(2)将气凝胶放在玫瑰与火焰之间,玫瑰丝毫无损,这是利用了气凝胶的 。
A.密度小 B.吸收性好 C.折射率高 D.隔热性好
(3)“全碳气凝胶”的吸音频段为 Hz
(4)100g气凝胶最高可以吸附 kg海上泄漏原油。
(5)下列“全碳气凝胶”实际应用中,不可能实现的是 。
A.清洗厨房的油烟机 B.做电影场景中倒塌的“墙壁”
C.做打桩机的重锤 D.气凝胶制成的网球拍击球的能力会更强
17.半导体的导电性能介于 和绝缘体之间;某些物质在温度很低时,电阻就变成了 ,这就是超导现象
18.高速火箭要承受气动摩擦产生的高温,同时又要把较重的物体运送到太空,因此火箭等高速航天器外壳要求轻巧、耐高温。航天器外壳材料应具有密度 (选填“大”或“小”)、熔点 (选填“高”或“低”)的特性。科学家研制出一种新型陶瓷材料,可用作火箭等高速飞行器的表面覆盖层,该陶瓷材料在常温下的密度为1.8×103kg/m3, 从常温加热至900℃高温,体积收缩至原体积的90%,此时其密度为 kg/m3。
19.下面主要运用了物质的哪种物理属性:
①厨房炒菜用的锅子的手柄常用塑料来做,主要是利用塑料的 差;
②俗话说“没有金钢钻,莫揽瓷器活”,说明金刚钻的 比瓷器大;
③拍影视剧时,常用泡沐塑料制成的石头,是利用了其 小。
20.爱迪生发明与改进白炽灯灯丝,灯丝材料特点是 高;灯泡的玻璃泡是用到了玻璃的 性好;许多路面铺成混凝土路面,主要原因是混凝土 能力强;救生背心夹层里面是泡沫块,这是利用了其 小的物理属性。
三、综合题
21.材料的力学性能与新材料
材料的力学性能,是指材料受力时的变形行为及其抵抗破坏的能力,通常包括弹性与塑性、脆性与韧性等。无论是何种材料,一般受力时都要发生形变。有的会发生弹性形变,有的会发生塑性形变。不同材料发生弹性形变、塑性形变的难易程度不同。有些材料当受力达到一定值时,会发生突然断裂,且无明显的塑性形变,这种性质叫做脆性。例如:轻轻一掰,饼干就会变成碎片。
随着科技的发展,人们发明了很多具有特殊性能的新材料。
复合材料是指由两种或两种以上不同物质组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金,非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、硬性优良等优点,已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑等领域。
组成纳米材料的物质尺度在1纳米~100纳米之间,它的物理性质与大尺度时相比,会发生显著变化。纳米金属要比传统金属硬3~5倍,纳米陶瓷的强度、韧性和塑性比普通陶瓷要强很多,使陶瓷具有像金属那样的柔韧性和可加工性。
伴随复合材料、纳米材料等新型材料的发明与应用,人类将不断演进科技文明。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)纳米陶瓷的塑性比普通陶瓷要 (选填:“强”或“弱”)。
(2)复合材料具有重量轻、强度高…等优点,其中“重量轻”的实质是 (选填:“重力”或“密度”)小。请你举出一种复合材料: 。
22.目前,我国已成为全球能源最大的消费国,也是全球最大的碳排放国。迈向高质量发展之路,中国能源产业奏响低碳化、数字化“二重奏”。为了节能减排,国家倡导公民绿色出行,自行车骑行受到越来越多人的喜爱。如图是一种公路自行车,为了使骑行达到高速,要求车身重量较轻而风阻较小。
材料 锰钢 铝合金 钛合金 碳纤维
性能(强度) 强 较弱 较强 强
密度(kg/m3) 7.9×103 3.0×103 4.5×103 1.6×103
(1)若车身的材料要求耐用且轻便,则表中最理想的材料是 ;
(2)若某品牌公路自行车是由钛合金和橡胶两部分组成。其中车架所用钛合金的质量为18kg,占自行车总体积的,其余部分为橡胶制品,则自行车的总质量是多少(橡胶的密度为1.3×103kg/m ) ;
(3)若将车架所用的钛合金换为碳纤维材料,则自行车的质量减少多少
23.《新型材料》
如图所示是科技馆内展示的新型材料:纳米材料、复合材料和双向记忆合金.
纳米材料是指由颗粒尺寸在1--100nm之间的超微颗粒组成的材料.纳米是一个极小的长度单位,当材料颗粒小至纳米级别时,会赋予该材料很多特有的性质,是普通材料无法比拟的.
复合材料是两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料.从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成,也是复合材料.由于复合材料的重量轻、强度高、加工成型快、耐腐蚀性能好等特点,不仅广泛应用于汽车、健身器材、建筑、家居等方面.随着现代科技的发展,复合材料在航空工业上也起到十分重要的作用.
用酒精灯给双金属片加热,双金属片发生弯曲,原来这个受热弯曲的金属片是由两种不同的金属贴合而成的,各种金属都有热胀冷缩的特性,而不同的金属随着温度变化热胀冷缩的程度不同,金属片于是就会发生弯曲.例如铁片和铜片组成的双金属片,铜片的膨胀系数比铁片大,温度高时,膨胀得比铁片多,就会弯曲.双金属片的这种性质在生活中有很多应用.
(1)纳米材料是指由颗粒尺寸在 之间的超微颗粒组成的材料;
(2)复合材料广泛应用于汽车、健身器材、建筑、家居等方面,主要因为复合材料 的特点;
(3)给双金属片加热双金属片发生弯曲,这主要是利用了 的特性;
(4)再写出一种你了解的新型材料的名称 .
参考答案:
1.B
2.C
3.C
4.C
5.B
6.A
7.D
8.B
9.B
10.B
11. 导电性 隔热性 硬度
12. 半导体 超导 很低
13. 石头 透光性好
14. 导电性 导热性
15. 导热 导电 半导体
16. 密度 1.6×10-4 D 100~6300 90 C
17. 导体 零
18. 小 高 2×103
19. 导热性 硬度 密度
20. 熔点 透光 抗压 密度
21. 强 密度 铝合金(铝钛合金、陶瓷复合材料等)
22. 碳纤维 20.6 11.6
23. 1 100nm 重量轻、强度高、加工成型快、耐腐蚀性能好 热胀冷缩的特性 光敏变色玻璃