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科学观念:了解金属制品的制造技术;了解金属的成型技术和压铸技术;了解塑料制品的制造技术;了解塑料的模压成型、挤出成型、注射成型、浇铸成型等成型技术。
科学思维:理解金属品的广泛使用对生活的影响;理解塑料制品的广泛使用对生活的影响。
探究实践:通过读图等方法了解金属品的制造技术;列举科学原理转换为实用技术的案例;通过读图等方法了解塑料制品的制造技术;列举科学原理转换为实用技术的案例。
态度责任:体会金属制品对人类生活的影响,体会塑料制品对人类生活的影响,树立动手动脑参与制造的习惯。
一、金属制品的制造
1. 把金属材料加工成零件或物品的工艺,称为 技术,一般包括 技术与 技术。
2. 技术可以让材料发生永久的形变,根据制造时工件的受力和变形,有轧制、挤压、拉拔、锻造等方式。金属成型需要对材料施加足够大的 ,才能获得所需形状和尺寸的锻件。
3. 技术是将液态金属注入模具,待金属凝固,再移除模具得到所需产品的制造技术。
二、塑料品的制造
4. 塑料是由石油工业副产品制造而成的 聚合物。塑料可分为 塑料和 塑料两大类。热塑性塑料在加热时会软化,在降温时会硬化。热固性塑料在制造时受热发生化学反应而导致硬化,成品在加热时不会软化,也不能被重新塑形。
5. 塑料品的制造技术有模压成型、挤出成型、注射成型、浇铸成型等。
(1) 成型:将粉状或粒状的热固性塑料填入模具后加热、加压,压制成型。
(2) 成型:将原料加热成泥状,利用旋转的螺杆把原料由细孔中挤出形成管状、丝状或条状物。此工艺主要用于生产管、板和软片等。
(3) 成型:将粒状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒,经加热熔化呈流动状后,注入塑模中成型。大多数热塑性塑料或某些热固性塑料可用此工艺加工成型。
(4) 成型:将液态塑料倒入模具中硬化,即可制成薄板等制品。
三、陶瓷器的制造
6. 陶器,是由 捏制成形后烧制而成的器具。
7. 陶瓷器制造主要有揉泥、制坯、干燥、素烧、施釉及烧制等步骤。
◆任务点一:我们一起来制造
1、思考与讨论
不锈钢盘的制造过程利用了哪些科学知识?采用了哪些技术?
2、实践活动
1.从你家的厨房中找到5件金属物品,查询它们是采用哪些方法制造的。
2.收集铜丝、铁丝、易拉罐等金属材料,制作一件实用的创意金属制品。
3、思考与讨论
结合实例阐述塑料给人们生活带来的便利,以及大量使用后可能造成的影响。
4、思考与讨论
1.陶器与瓷器的特性有哪些不同?它们的特性与哪些因素有关?
2.古代陶瓷器有哪些用途?
5、思考与讨论
举例说明陶瓷在各领域的应用,分析陶瓷对人类生活及社会发展的影响。
1.我国的研发团队经过一千多天日夜奋战,经历七百多次失败,生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”是航空航天等高精尖领域的宠儿,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。
(1)“手撕钢”表面可以当镜子用,说明其表面非常 (选填“光滑”或“粗糙”);
(2)某航天器太阳能电池基板面积为。如果选用厚度只有0.015mm的“手撕钢”做基板,它的体积是多少立方米 ?质量为多少千克 ?(“手撕钢”密度按计算)
(3)如图是加工“手撕钢”的简易示意图。较厚的钢材通过一对旋转的轧辊间的缝隙,在轧辊压力作用下变薄、变长成为薄如蝉翼的钢板。上述加工过程,钢材的质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)和普通钢材相比,用“手撕钢”做的手术刀更加轻薄灵活。其中的“轻”是指 (选填“密度”或“质量”)小;
(5)利用“手撕钢”制成一种即时发热的新型复合材料,给飞机机翼穿上这件特殊外套,可以为机翼快速除冰,消除飞行安全隐患。为飞机除冰的过程,发生的主要物态变化是 。
1.中华文明源远流长,文物承载着文明的记忆。浙江省博物馆馆藏的下列文物中主要由金属材料制成的是( )
A.河姆渡象牙蝶形器 B.良渚玉琮王
C.春秋伎乐铜屋 D.北宋彩塑泥菩萨立像
2.陶艺制作DIY深受大家的喜爱,其制作过程包括下图四个环节,其中属于化学变化的是( )
A.揉搓泥料 B.拉胚成形
C.晾干刻字 D.高温烧制
3.在现代汽车制造中,为了确保汽车零部件的高精度和一致性,广泛应用的技术是( )
A.手工锻造 B.精密铸造
C.模具制造与冲压成型 D.自由锻造
4.塑料的哪种制造技术主要用于生产管、板和软片等( )
A.模压成型 B.挤出成型 C.注射成型 D.浇铸成型
5.下列产品使用的材料属于金属材料的是( )
A.书册使用了再生纸
B.场馆建设使用了大量的钢筋
C.相册使用了塑料
D.印刷油墨使用了无毒、可食用级的大豆油墨
6.2024年9月25日,解放军火箭军发射了东风31AG洲际导弹。东风31AG导弹采用了高强度碳纤维替换原有金属材料,使得导弹的质量大幅降低,从而提高了射程和载荷重量。高强度碳纤维具有很多优异的性能,以下关于高强度碳纤维的说法错误的是( )
A.高强度碳纤维密度小
B.高强度碳纤维的耐腐蚀性能较差
C.高强度碳纤维具有硬度大的特点
D.高强度碳纤维可用于航空航天等高端领域
7.新材料的研制和使用促进“中国制造”走向世界。
(1)“天问一号”使用了西安交大研发团队的材料——新型镁锂合金,该合金属于 (填“金属材料”或“塑料”)。
(2)下列汽车组件中,由有机合成材料制成的是 (填字母)。
A.钢铁车架
B.真皮座套
C.玻璃车窗
D.橡胶轮胎
8.如图所示是一种陶瓷制作工艺流程图。关于该流程,下列说法正确的是( )
A.修坯与校坯的时序是可颠倒的
B.干燥与装窑的时序是不可颠倒的
C.施釉与釉料制备的工序是并行工序
D.浆料制备与模具制作的工序是串行工序
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科学观念:了解金属制品的制造技术;了解金属的成型技术和压铸技术;了解塑料制品的制造技术;了解塑料的模压成型、挤出成型、注射成型、浇铸成型等成型技术。
科学思维:理解金属品的广泛使用对生活的影响;理解塑料制品的广泛使用对生活的影响。
探究实践:通过读图等方法了解金属品的制造技术;列举科学原理转换为实用技术的案例;通过读图等方法了解塑料制品的制造技术;列举科学原理转换为实用技术的案例。
态度责任:体会金属制品对人类生活的影响,体会塑料制品对人类生活的影响,树立动手动脑参与制造的习惯。
一、金属制品的制造
1. 把金属材料加工成零件或物品的工艺,称为金属制造技术,一般包括成型技术与铸造技术。
2. 成型技术可以让材料发生永久的形变,根据制造时工件的受力和变形,有轧制、挤压、拉拔、锻造等方式。金属成型需要对材料施加足够大的压力,才能获得所需形状和尺寸的锻件。
3. 铸造技术是将液态金属注入模具,待金属凝固,再移除模具得到所需产品的制造技术。
二、塑料品的制造
4. 塑料是由石油工业副产品制造而成的高分子聚合物。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料在加热时会软化,在降温时会硬化。热固性塑料在制造时受热发生化学反应而导致硬化,成品在加热时不会软化,也不能被重新塑形。
5. 塑料品的制造技术有模压成型、挤出成型、注射成型、浇铸成型等。
(1)模压成型:将粉状或粒状的热固性塑料填入模具后加热、加压,压制成型。
(2)挤出成型:将原料加热成泥状,利用旋转的螺杆把原料由细孔中挤出形成管状、丝状或条状物。此工艺主要用于生产管、板和软片等。
(3)注射成型:将粒状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒,经加热熔化呈流动状后,注入塑模中成型。大多数热塑性塑料或某些热固性塑料可用此工艺加工成型。
(4)浇铸成型:将液态塑料倒入模具中硬化,即可制成薄板等制品。
三、陶瓷器的制造
6. 陶器,是由黏土捏制成形后烧制而成的器具。
7. 陶瓷器制造主要有揉泥、制坯、干燥、素烧、施釉及烧制等步骤。
◆任务点一:我们一起来制造
1、思考与讨论
不锈钢盘的制造过程利用了哪些科学知识?采用了哪些技术?
涉及的科学知识:
①材料科学:如金属特性、材料力学性能等;
②热学知识:通过加热和冷却的控制,改变不锈钢的组织结构和性能;
③力学知识:如压力与压强,摩擦等原理。
采用的技术:① 冲压技术;②抛光技术。
2、实践活动
1.从你家的厨房中找到5件金属物品,查询它们是采用哪些方法制造的。
不锈钢刀:采用冲压或锻造的方法制造;
不锈钢汤锅:采用冲压或旋压的方法制造;
不锈钢汤勺:采用冲压或弯曲的方法制造;
不锈钢碗:采用冲压的方法制造;
不锈钢筷子:采用冲压或锻造的方法制造。
2.收集铜丝、铁丝、易拉罐等金属材料,制作一件实用的创意金属制品。
3、思考与讨论
结合实例阐述塑料给人们生活带来的便利,以及大量使用后可能造成的影响。
便利:
轻便、强度大、卫生性能好、成本低、化学性质稳定好等。
缺点:
①污染环境:塑料在自然环境中难以降解,造成白色污染;
②影响生态环境:塑料制品进入自然环境后,可能会被动物误食,导致动物受伤或死亡。
③影响人体健康:一些塑料制品在高温下会释放有害物质,如二恶英等,这些物质对人体健康构成威胁。此外,塑料制品中的有害化学物质可能通过食物链进入人体,影响人类健康。
4、思考与讨论
1.陶器与瓷器的特性有哪些不同?它们的特性与哪些因素有关?
(1)主要特性不同点:
①质地与外观:陶器质地粗糙、色暗淡;瓷器手感细滑柔润,光洁、优雅;
②吸水性:陶器断面有很强的吸水性;瓷器胎质质地坚硬,均不透水;
③重量:瓷的密度比陶高,形状相同的陶瓷,瓷器比陶器重实;
④声音:用手指轻敲陶瓷,声音沉闷的是陶器,声音清脆的则是瓷器;
⑤透光性:陶器不透光;瓷器具有半透明的特性;
⑥硬度:陶的硬度比瓷要低许多。
(2)影响特性的因素:
①制作材料:瓷器用质地致密的瓷土制作;陶器成分复杂的陶土制作;
②烧制温度:陶器烧制温度一般为800℃到1100℃,瓷器烧制温度一般为1200到1400℃;
③釉料使用:陶器有施釉或不施釉,挂釉的陶器釉料在较低的烧成温度时即可熔融 ;瓷器的釉料有两种,既能在高温下与胎体一次烧成,也能在高温素烧胎上再挂低温釉,第二次低温烧成。釉料的使用影响着器物的外观和防水性等。
2.古代陶瓷器有哪些用途?
(1)日常生活用具: 饮食器具,储存容器。
(2)艺术与装饰 :工艺品 ,装饰品。
(3)宗教与礼仪 :宗教用具 , 礼仪用品 。
(4)贸易与文化交流: 贸易商品 ,文化传播。
5、思考与讨论
举例说明陶瓷在各领域的应用,分析陶瓷对人类生活及社会发展的影响。
应用: ①日常生活领域,如,餐具与卫浴用品,装饰与艺术品,等;
②工业制造领域,如,耐火材料、工具与机械部件、;
③科技能源领域:如,传感器与燃料电池、电子器件,等;
④建筑与环保领域:新型建筑材料、环保应用,等;
⑤生物医学领域:生物相容性材料,等。
影响:①提升生活品质; ②推动工业与科技发展;
③促进文化与经济发展; ④促进可持续发展,等。
1.我国的研发团队经过一千多天日夜奋战,经历七百多次失败,生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”是航空航天等高精尖领域的宠儿,被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。
(1)“手撕钢”表面可以当镜子用,说明其表面非常 (选填“光滑”或“粗糙”);
(2)某航天器太阳能电池基板面积为。如果选用厚度只有0.015mm的“手撕钢”做基板,它的体积是多少立方米 ?质量为多少千克 ?(“手撕钢”密度按计算)
(3)如图是加工“手撕钢”的简易示意图。较厚的钢材通过一对旋转的轧辊间的缝隙,在轧辊压力作用下变薄、变长成为薄如蝉翼的钢板。上述加工过程,钢材的质量 (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)和普通钢材相比,用“手撕钢”做的手术刀更加轻薄灵活。其中的“轻”是指 (选填“密度”或“质量”)小;
(5)利用“手撕钢”制成一种即时发热的新型复合材料,给飞机机翼穿上这件特殊外套,可以为机翼快速除冰,消除飞行安全隐患。为飞机除冰的过程,发生的主要物态变化是 。
【答案】 光滑 不变 密度 熔化
【详解】(1)[1]根据题意可知,因为“手撕钢”表面光滑,所以可以当镜子用。
(2)[2][3]根据题意可知,“手撕钢”基板的体积是
根据可知,质量为
(3)[4]根据题意可知,钢材只是形状发生变化了,物质的多少没变,质量不变。
(4)[5]题干中“轻”是指密度小。
(5)[6]根据新型复合材料的特点是即时发热,能够在飞机机翼结冰时,快速加热,熔化冰,所以为飞机除冰的过程,发生的主要物态变化是熔化。
1.【答案】C
【分析】根据材料的分类来分析,金属材料包括纯金属和合金。
【解答】解:A、象牙属于天然材料,不合题意;
B、玉石属于天然材料,不合题意;
C、春秋伎乐铜屋是一种青铜器,青铜是一种铜合金,属于金属材料,符合题意;
D、北宋彩塑泥菩萨立像是由泥土制成的,属于天然材料,不合题意。
故选:C。
【点评】解答这类题目时,要熟记和理解金属材料及其应用等相关知识。
2.【答案】D
【分析】有新物质生成的变化叫化学变化,没有新物质生成的变化叫物理变化,揉搓泥料、拉胚成形、晾干刻字都属于物理变化。化学变化的特征是:有新物质生成。判断物理变化和化学变化的依据是:是否有新物质生成。
【解答】解:A、揉搓泥料没有新物质生成,属于物理变化;故选项错误;
B、拉胚成形没有新物质生成,属于物理变化;故选项错误;
C、晾干刻字没有新物质生成,属于物理变化;故选项错误;
D、高温烧制,燃烧属于化学变化;故选项正确;
故选:D。
【点评】本考点考查了物理变化和化学变化的区别,基础性比较强,只要抓住关键点:是否有新物质生成,问题就很容易解决。本考点主要出现在选择题和填空题中。
3.【答案】B
【分析】铸造技术可以制造出高精度的零部件,尺寸稳定性好等特点。
【解答】解:为了确保汽车零部件的高精度和一致性,官方应用的技术是精密铸造。
故选:B。
【点评】本题考查铸造技术的特点和应用,属于基础题。
4.【答案】B
【分析】塑料制品的制造技术涉及多个环节,主要包括原料准备、成型加工、机械加工及表面处理等步骤,根据其成型种类完成此题。
【解答】解:A、模压成型主要用于制造形状复杂、尺寸精度要求较高的塑料制品,如电器外壳、汽车零部件等。它是将塑料原料放入模具型腔中,在一定温度和压力下使其成型。这种成型方式不适合连续生产管、板和软片等长条形或大面积的制品,所以A选项不符合要求。
B、挤出成型是使塑料在挤出机的料筒中受热熔融,通过螺杆的旋转加压,使塑料熔体连续地通过具有一定形状的口模,然后经冷却定型而获得各种截面形状的连续型材,如管材、板材、片材、薄膜以及单丝等。管、板和软片等都可以通过挤出成型的方式连续生产,所以挤出成型是主要用于生产管、板和软片等的制造技术,B选项符合题意。
C、注射成型是将塑料颗粒在注射机料筒内加热熔融,然后以高速注入闭合的模具型腔中,并在压力下冷却固化成型。它常用于制造各种精度高、形状复杂的塑料制品,如玩具、日用品等,一般不用于连续生产管、板和软片等,C选项不符合。
D、浇铸成型是将液态的塑料原料注入特定的模具中,在常温或加热条件下使其固化成型。它适用于制造一些大型、形状不太复杂的制品,如有机玻璃制品等,但不是生产管、板和软片等的主要成型方法,D选项不符合。
故选:B。
【点评】这是初中科学考试常见的题型,平时要加强练习,掌握答题技巧。
5.【答案】B
【分析】根据材料的分类及金属材料的特点来分析。
【解答】解:A.再生纸属于纸类,纸是由植物纤维等原料制成,不属于金属材料,故A错误;B.金属材料包括纯金属以及它们的合金;钢筋是铁的合金,属于金属材料,故B正确;C.塑料粒子是合成材料,不属于金属材料,故C错误;D.大豆油墨是由大豆等原料制成的油墨,不属于金属材料,故D错误。
故选:B。
【点评】掌握金属材料的特点是解答本题的关键。
6.【答案】B
【分析】根据题干信息、物质的性质与用途来分析。
【解答】解:A、东风31AG导弹采用了高强度碳纤维替换原有金属材料,使得导弹的质量大幅降低,这说明高强度碳纤维密度小,故A说法正确;B、东风31AG导弹采用了高强度碳纤维替换原有金属材料,说明高强度碳纤维的耐腐蚀性能较好,故B说法错误;C、东风31AG导弹采用了高强度碳纤维替换原有金属材料,说明高强度碳纤维具有硬度大的特点,故C说法正确;D、由题干信息可知,高强度碳纤维可用于航空航天等高端领域,故D说法正确。故选:B。
【点评】此类试题考查碳单质的性质与用途以及对有关知识的迁移能力的考查,是近几年中考命题的热点。
7.【答案】(1)金属材料;
(2)D。
【分析】(1)根据金属材料的定义,金属材料包括纯金属和合金,分析新型镁锂合金所属的材料类别。
(2)依据有机合成材料的概念,有机合成材料是通过化学合成方法制得的有机高分子材料,主要包括塑料、合成纤维、合成橡胶,判断汽车组件中由有机合成材料制成的部件。
【解答】解:(1)新型镁锂合金属于金属材料。因为金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料,合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,新型镁锂合金是镁和锂组成的合金,所以它属于金属材料。
(2)A.选项钢铁车架是由铁的合金制成,属于金属材料;
B.选项真皮座套是由天然皮革制成,属于天然有机材料;
C.选项玻璃车窗是由玻璃制成,属于无机非金属材料;
D.选项橡胶轮胎是由合成橡胶制成,合成橡胶属于有机合成材料。
故:D。
故答案为:
(1)金属材料;
(2)D。
【点评】本题考查了材料的分类相关知识,主要涉及金属材料和有机合成材料。解题关键在于理解不同材料的定义和特点,能够准确判断常见材料的类别。通过这类题目练习,有助于提升对化学材料知识的理解和应用能力。解题时要注意对概念的准确把握,避免因对材料类别判断失误而犯错。
8.【答案】B
【分析】根据陶瓷的制作工艺流程分析判断。
【解答】解:A.修坯是对坯体进行修整,校坯是检查坯体的形状等是否符合要求。一般来说,需要先对坯体进行初步的检查(校坯),发现问题后再进行修整(修坯),如果先修坯再校坯,可能会在修坯过程中掩盖一些原本校坯能发现的问题,所以修坯与校坯的时序通常是不可颠倒的,A选项错误。
B.干燥是为了去除坯体中的水分,装窑是将坯体放入窑中进行烧制。如果坯体没有干燥就装窑,在烧制过程中,坯体中过多的水分可能会导致坯体开裂等问题,所以必须先干燥再装窑,干燥与装窑的时序是不可颠倒的,B选项正确。
C.施釉是在坯体表面施加一层釉料,而施釉需要用到釉料,这就必须先制备好釉料,所以施釉与釉料制备是有先后顺序的,属于串行工序,而不是并行工序(并行工序是指可以同时进行的工序),C选项错误。
D.浆料制备是为了获得制作陶瓷所需的浆料,模具制作是为了制作承载浆料成型的模具。这两个工序之间并没有必然的先后顺序要求,它们可以同时进行,属于并行工序,而不是串行工序(串行工序是指一个工序完成后才能进行下一个工序),D选项错误。
故选:B。
【点评】这是初中科学考试常见的题型,平时要加强练习,掌握答题技巧。
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