北师大版八年级物理下册《6.4探索新材料》同步练习题-附答案

第第页北师大版八年级物理下册《6.4探索新材料》同步练习题-附答案学校:___________班级：___________姓名：___________考号：___________一．选择题（共10小题）1．气凝胶具有良好的隔热性、吸附性、隔音性，且密度小。下列不适合用气凝胶来做的是（）A．舱外航天服的保温材料 B．落锤式打桩机的重锤 C．吸附水面油污的清理材料 D．射击时的防噪声耳塞2．下列关于物理属性及其应用的说法中不正确的是（）A．家用电器的导线包裹着一层塑料，是由于塑料具有良好的导电性 B．“没有金刚钻，不揽瓷器活”，说明金刚钻的硬度大 C．房屋的天窗用玻璃制成，是因为玻璃的透光性好 D．室温下外形相同的纳米铜比普通铜可以多拉长50倍而不断裂，表明纳米铜具有良好的延展性3．一般分子的直径约为0.4nm。碳纳米管内部是空的，外部直径只有几纳米到几十纳米，密度远小于钢，而强度远大于钢。据此判断，下列关于碳纳米管的说法正确的是（）A．1nm的尺度比1mm的尺度大 B．碳纳米管可以作为制造防弹背心的材料 C．碳纳米管的熔点非常高 D．碳纳米管比一般钢管质量小4．“碳海绵”是一种质量极轻的固体材料，其具有超强的吸油能力和储电能力，且内部较多的空隙使其具有良好的隔热保温能力，可在超低温条件下依然保持物理属性不变。则下列物品中，不能用“碳海绵”来制作的是（）A．炒菜锅 B．手机电池 C．保温杯夹层 D．厨房清洗工具5．“神舟十七号”载人飞船穿越大气层能经受高温后成功着陆，这说明飞船外表材料（）A．硬度小 B．导电性好 C．导热性差 D．延展性好6．浙江大学课题组成功研制出的“全碳气凝胶”，是目前最轻的固态材料，哪怕将杯子大小的气凝胶放在狗尾草上，纤细的草须也不会被压弯（如图所示）。它具有优良的隔热性和很强的弹性，它还是吸油能力最强的材料之一，吸油量可高达自身质量的900倍。若将“全碳气凝胶”应用于实际生产和生活，以下设想不可行的是（）A．制作轻盈的保暖服 B．制作暖气散热片 C．制作沙发坐垫 D．治理海洋漏油污染7．如图是我国在三星堆遗址中出土的黄金面具，古人可以将金块打造成厚度不足1mm的面具，主要利用了黄金具有较好的（）A．弹性 B．导电性 C．导热性 D．延展性8．如图所示的电缆铜芯所利用的物质属性是（）A．磁性 B．导电性 C．导热性 D．硬度9．“砷化铌纳米带”是一种高科技新型材料，用它制造的电子元件可以有效减少因发热而损失的电能。这主要是因为该材料的（）A．电压小 B．比热容大 C．电阻小 D．密度小10．纳米技术在研制电学材料、光学材料等方面有广泛的应用前景。纳米是下列哪个物理量的计量单位？（）A．长度 B．体积 C．密度 D．质量二．填空题（共8小题）11．北京时间5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。嫦娥六号探测器开启世界首次月球背面采样返回之旅，预选着陆和采样区为月球背面南极﹣艾特肯盆地。（1）火箭发射时，火箭相对于地面是（选填“运动”或“静止”）的；（2）探测器从地球到月球，其质量（选填“变大”“变小”或“不变”）；（3）太空中，宇航员需要通过无线电对话说明了声音传播需要；（4）火箭的外壳应选取以下哪种材料制造？。A.密度大、高强度B.密度大、强度低C.密度小、强度高D.密度小、强度低12．夏天用泡沫箱装运海鲜可达到保鲜的目的，是因为泡沫箱（选“隔热”“导热”）性能好；石墨稀能加快用电器散热，说明它的导热性（选“强”或“弱”）；有的材料加工到0.11～1×10⁻9m尺度时，物理性质或化学性能与较大尺度相比，发生了异常的变化，我们称这种材料为材料。13．科技强国，成就中国梦，石墨烯是目前世界上最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型材料，在实际使用方面具有重要的应用前景，石墨烯适合用来制成（选填“输电线”、“电热丝”或“用电器的外壳”）。14．人造卫星和宇宙飞船上的天线是由钛镍形状记忆合金制造的，它具有形状记忆功能。先将钛镍合金天线制成抛物面，然后在低温下将天线“揉”成一团，放入人造卫星或宇宙飞船的舱内。当人造卫星或宇宙飞船发射并进入正常运行轨道后，天线在舱外太阳光的照射下，温度就会升高，从而自动恢复到原来的抛物面的形状，如图所示。记忆合金的主要成分是和，它的物理特性是当达到某一数值时，材料内部的晶体结构发生变化，从而导致外形变化。15．如图所示，是我国首架国产大飞机C919，为了满足飞机在飞行过程中的各种极端条件和要求，飞机的很多部件都是采用特殊材料制造，如：飞机轮胎在高速滑行和刹车时会因摩擦产生大量的热量，为了避免过热，因此飞机轮胎采用具有良好性的合成橡胶制成；起落架是飞机着陆和起飞时承受冲击力的关键部件，因此采用大的高强度钢制造起落架，可以确保起落架不易变形，保证飞机的安全。16．2022年北京冬奥会上使用的火炬“飞扬”，其外壳是采用我国研发团队研制的碳纤维复合材料制成，具有、的特点，比传统材料制成的同体积火炬外壳的小。17．我国第一艘国产航空母舰山东舰于2019年12月17日下午在海南三亚某军港交付海军。舰载机主体结构使用了密度更小的新型材料制造，比同体积的其他飞机更小；舰载机上的计算机系统，因高速运算会产生很多热量，若用（“纳米”或“超导”）材料制作计算机的部分电子元件，则可不用考虑散热问题。18．纳米技术及其应用。“纳米（nm）”是长度的度量单位，假设一根头发的置位是0.05mm，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是一纳米。0.05mm＝nm。纳米技术，是研究结构尺寸在1纳米的材料，强度和硬度大大高于原来的材料，且有良好的韧性。如图是纳米陶瓷刀、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（选填字母“a”或“b”或“c”）；由于纳米尺度的特殊性，则纳米粒子进入人体的途径可能是（选填字母“A”“B”或“C”“D”）。①皮肤直接接触纳米粒子。②呼吸时把纳米粒子吸入肺部。③进食含有纳米粒子的食物。A.只有①和②；B.只有①和③；C.只有②和③；D.①、②和③。三．解答题（共2小题）19．纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛。贴于“神舟七号”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，是高新技术为现代人奉献的又一杰作。（1）“神舟七号”飞船与空气摩擦呈炽热状态时，飞船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有的特点。（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）。20．石墨烯﹣﹣改变世界的神奇新材料一片碳，看似普通，厚度为单个原子，却使两位科学家获得诺贝尔奖。这种全新材料名为“石墨烯”（如图），是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。密度仅为3mg/cm3（空气的密度为1.29kg/m3）。石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料，作为电导体，它有着和铜一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好，而且它几乎是完全透明的。石墨烯的应用前景十分广阔。科学家利用石墨烯能够研发一系列具有特殊性质的新材料，石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管，因此有希望将石墨烯应用于全新超级计算机的研发；石墨烯还可以用于制造触摸屏、发光板，甚至太阳能电池。如果和其他材料混合，石墨烯还可以用于制造更耐热、更结实的电导体，从而使新材料更薄、更轻、更富有弹性，从柔性电子产品到智能服装，从超轻型飞机材料到防弹衣，甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。阅读上文，回答下列问题：（1）石墨烯的应用前景十分广阔，请你从材料中找出两例。（2）请分析“石墨烯”的密度与空气的密度的大小关系。（3）石墨烯是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料，针对这一发现，请你提出一个具有价值且可探究的问题。参考答案与试题解析题号12345678910答案BABACBDBCA一．选择题（共10小题）1．气凝胶具有良好的隔热性、吸附性、隔音性，且密度小。下列不适合用气凝胶来做的是（）A．舱外航天服的保温材料 B．落锤式打桩机的重锤 C．吸附水面油污的清理材料 D．射击时的防噪声耳塞【解答】解：气凝胶具有良好的隔热性、吸附性、隔音性，且密度小，适合用气凝胶来做舱外航天服的保温材料、吸附水面油污的清理材料、射击时的防噪声耳塞；落锤式打桩机的重锤需要用密度较大的物质制作，故不适合用气凝胶来制作。故选：B。2．下列关于物理属性及其应用的说法中不正确的是（）A．家用电器的导线包裹着一层塑料，是由于塑料具有良好的导电性 B．“没有金刚钻，不揽瓷器活”，说明金刚钻的硬度大 C．房屋的天窗用玻璃制成，是因为玻璃的透光性好 D．室温下外形相同的纳米铜比普通铜可以多拉长50倍而不断裂，表明纳米铜具有良好的延展性【解答】解：A．家用电器的导线包裹着一层塑料，是由于塑料是绝缘体，不容易导电，可以防止人触电，故A错误，符合题意；B．“没有金刚钻，不揽瓷器活”，金刚石能钻透瓷器，说明金刚钻的硬度大，故B正确，不符合题意；C、因为玻璃的透光性好，所以使用它制作房屋的天窗，故C正确，不符合题意；D、室温下外形相同的纳米铜比普通铜可以多拉长50倍而不断裂，表明纳米铜具有良好的延展性，故D正确，不符合题意。故选：A。3．一般分子的直径约为0.4nm。碳纳米管内部是空的，外部直径只有几纳米到几十纳米，密度远小于钢，而强度远大于钢。据此判断，下列关于碳纳米管的说法正确的是（）A．1nm的尺度比1mm的尺度大 B．碳纳米管可以作为制造防弹背心的材料 C．碳纳米管的熔点非常高 D．碳纳米管比一般钢管质量小【解答】解：A.1nm的尺度比1mm的尺度小，因为1mm＝1000nm，故A错误；B.碳纳米管可以作为制造防弹背心的材料，因为碳纳米的密度远小于钢，而强度远大于钢，故B正确；C.题干没说碳纳米管的熔点非常高，故C错误；D.相同体积时，碳纳米管比一般钢管质量小，因为碳纳米的密度远小于钢，故D错误；故选：B。4．“碳海绵”是一种质量极轻的固体材料，其具有超强的吸油能力和储电能力，且内部较多的空隙使其具有良好的隔热保温能力，可在超低温条件下依然保持物理属性不变。则下列物品中，不能用“碳海绵”来制作的是（）A．炒菜锅 B．手机电池 C．保温杯夹层 D．厨房清洗工具【解答】解：A、因为“碳海绵”超强的吸油能力，所以不能用“碳海绵”来制作炒菜锅，故A符合题意；B、因为“碳海绵”有超强的储电能力，所以若用“碳海绵”做手机电池可能将大大延长手机待机时间，故B不符合题意；C、因为“碳海绵”内部较多的空隙使其具有良好的隔热保温能力，所以可用作保温杯夹层，故C不符合题意；D、由于“碳海绵”具有超强的吸油能力，可以用作厨房清洗工具，故D不符合题意。故选：A。5．“神舟十七号”载人飞船穿越大气层能经受高温后成功着陆，这说明飞船外表材料（）A．硬度小 B．导电性好 C．导热性差 D．延展性好【解答】解：“神舟十七号”载人飞船穿越大气层能经受高温后成功着陆，这说明飞船外表材料导热性差，具有很好的隔热性。故选：C。6．浙江大学课题组成功研制出的“全碳气凝胶”，是目前最轻的固态材料，哪怕将杯子大小的气凝胶放在狗尾草上，纤细的草须也不会被压弯（如图所示）。它具有优良的隔热性和很强的弹性，它还是吸油能力最强的材料之一，吸油量可高达自身质量的900倍。若将“全碳气凝胶”应用于实际生产和生活，以下设想不可行的是（）A．制作轻盈的保暖服 B．制作暖气散热片 C．制作沙发坐垫 D．治理海洋漏油污染【解答】解：A、利用全碳气溶胶的优良的隔热性和密度小的特性，可以制作轻盈的保暖服，故A不符合题意；B、制作暖气散热片，需要材料具有很好的导热性能，而全碳气溶胶不具有这个特性，故B符合题意；C、全碳气溶胶具有很好的弹性，可以制作沙发坐垫，故C不符合题意；D、全碳气溶胶吸油能力强，可以治理海洋漏油污染，故D不符合题意。故选：B。7．如图是我国在三星堆遗址中出土的黄金面具，古人可以将金块打造成厚度不足1mm的面具，主要利用了黄金具有较好的（）A．弹性 B．导电性 C．导热性 D．延展性【解答】解：古人可以将金块打造成厚度不足1mm的面具，主要利用了黄金具有较好的延展性，故D符合题意，ABC不符合题意。故选：D。8．如图所示的电缆铜芯所利用的物质属性是（）A．磁性 B．导电性 C．导热性 D．硬度【解答】解：电缆铜芯所利用的物质属性是导电性，故B符合题意，ACD不符合题意。故选：B。9．“砷化铌纳米带”是一种高科技新型材料，用它制造的电子元件可以有效减少因发热而损失的电能。这主要是因为该材料的（）A．电压小 B．比热容大 C．电阻小 D．密度小【解答】【解答】解：A、导体两端电压的大小取决于通过导体的电流大小与电阻的乘积，与电子元件的发热无关，故A错误；B、比热容是反应物质吸放热能力的物理量，与电子元件的发热无关，故B错误；C、电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度、横截面积、温度等因素有关；而电流之所以有热效应就是因为导体有电阻。根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，当电流和通电时间相同时候，电阻越大导体产生的热量越多，所以电子元件电阻较小能够有效减少发热，故C正确；D、密度的定义是物体质量与体积的比值，跟电子元件的发热无关，一般航空航天材料会选择密度较小的物质，故D错误。故选：C。10．纳米技术在研制电学材料、光学材料等方面有广泛的应用前景。纳米是下列哪个物理量的计量单位？（）A．长度 B．体积 C．密度 D．质量【解答】解：纳米是长度的单位，用字母表示为nm，是一个极小的单位，用于描述微观世界中的长度（如分子和原子）；它与长度单位m之间的关系是1m＝1×109nm；故B、C、D错误，A正确；故选：A。二．填空题（共8小题）11．北京时间5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，之后准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。嫦娥六号探测器开启世界首次月球背面采样返回之旅，预选着陆和采样区为月球背面南极﹣艾特肯盆地。（1）火箭发射时，火箭相对于地面是运动（选填“运动”或“静止”）的；（2）探测器从地球到月球，其质量不变（选填“变大”“变小”或“不变”）；（3）太空中，宇航员需要通过无线电对话说明了声音传播需要介质；（4）火箭的外壳应选取以下哪种材料制造？C。A.密度大、高强度B.密度大、强度低C.密度小、强度高D.密度小、强度低【解答】解：（1）火箭发射时，火箭相对于地面的位置发生变化，是运动的；（2）质量是物体所含物质的多少，探测器从地球到月球，其质量不变；（3）太空中，宇航员需要通过无线电对话说明了声音传播需要介质；（4）火箭的外壳应选取密度小、强度高的材料制造，故选C。故答案为：（1）运动；（2）不变；（3）介质；（4）C。12．夏天用泡沫箱装运海鲜可达到保鲜的目的，是因为泡沫箱隔热（选“隔热”“导热”）性能好；石墨稀能加快用电器散热，说明它的导热性强（选“强”或“弱”）；有的材料加工到0.11～1×10⁻9m尺度时，物理性质或化学性能与较大尺度相比，发生了异常的变化，我们称这种材料为纳米材料。【解答】解：塑料泡沫隔热性能好，所以，夏天用塑料泡沫箱装运海鲜，可以避免海鲜升温，从而达到保鲜的目的；利用石墨烯可以加快用电器在工作时的散热，这说明它的导热性强，可以加速热传递过程的进行；材料加工到11×10﹣7～1×10﹣9m尺度时，其物理性质或化学性能与较大尺度相比，发生了异常的变化，我们称这种材料为纳米材料。故答案为：隔热；强；纳米。13．科技强国，成就中国梦，石墨烯是目前世界上最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型材料，在实际使用方面具有重要的应用前景，石墨烯适合用来制成输电线（选填“输电线”、“电热丝”或“用电器的外壳”）。【解答】解：石墨烯是目前世界上最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型材料，在实际使用方面具有重要的应用前景，石墨烯适合用来制成输电线。故答案为：输电线。14．人造卫星和宇宙飞船上的天线是由钛镍形状记忆合金制造的，它具有形状记忆功能。先将钛镍合金天线制成抛物面，然后在低温下将天线“揉”成一团，放入人造卫星或宇宙飞船的舱内。当人造卫星或宇宙飞船发射并进入正常运行轨道后，天线在舱外太阳光的照射下，温度就会升高，从而自动恢复到原来的抛物面的形状，如图所示。记忆合金的主要成分是镍和钛，它的物理特性是当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构发生变化，从而导致外形变化。【解答】解：镍和钛混合成为合金，叫记忆合金。他有自己独特的物理特性，即温度变化会引起晶体结构发生变化，从而导致形状变化。故答案为：镍；钛；温度。15．如图所示，是我国首架国产大飞机C919，为了满足飞机在飞行过程中的各种极端条件和要求，飞机的很多部件都是采用特殊材料制造，如：飞机轮胎在高速滑行和刹车时会因摩擦产生大量的热量，为了避免过热，因此飞机轮胎采用具有良好导热性的合成橡胶制成；起落架是飞机着陆和起飞时承受冲击力的关键部件，因此采用硬度大的高强度钢制造起落架，可以确保起落架不易变形，保证飞机的安全。【解答】解：飞机轮胎在高速滑行和刹车时因摩擦产生大量热量，需要将热量导走。起落架需承受着陆冲击力和起飞时的巨大载荷，因此采用硬度大的高强度钢。故答案为：导热；硬度。16．2022年北京冬奥会上使用的火炬“飞扬”，其外壳是采用我国研发团队研制的碳纤维复合材料制成，具有密度小、强度高的特点，比传统材料制成的同体积火炬外壳的质量小。【解答】解：碳纤维复合材料具有密度小、强度高的特点，由公式m＝ρV可知，与传统材料制成的同体积火炬外壳相比，其质量小，便于携带。故答案为：密度小；强度高；质量。17．我国第一艘国产航空母舰山东舰于2019年12月17日下午在海南三亚某军港交付海军。舰载机主体结构使用了密度更小的新型材料制造，比同体积的其他飞机质量更小；舰载机上的计算机系统，因高速运算会产生很多热量，若用超导体（“纳米”或“超导”）材料制作计算机的部分电子元件，则可不用考虑散热问题。【解答】解：舰载机主体结构使用了密度更小的新型材料制造，根据m＝ρV可知：比同体积的其他飞机质量更小；舰载机上的计算机系统，因高速运算会产生很多热量，若用超导体材料制作计算机的部分电子元件，则可不用考虑散热问题。故答案为：质量；超导体。18．纳米技术及其应用。“纳米（nm）”是长度的度量单位，假设一根头发的置位是0.05mm，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是一纳米。0.05mm＝5×104nm。纳米技术，是研究结构尺寸在1纳米的材料，强度和硬度大大高于原来的材料，且有良好的韧性。如图是纳米陶瓷刀、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c（选填字母“a”或“b”或“c”）；由于纳米尺度的特殊性，则纳米粒子进入人体的途径可能是D（选填字母“A”“B”或“C”“D”）。①皮肤直接接触纳米粒子。②呼吸时把纳米粒子吸入肺部。③进食含有纳米粒子的食物。A.只有①和②；B.只有①和③；C.只有②和③；D.①、②和③。【解答】解：（1）0.05mm＝0.05×106nm＝5×104nm；（2）分析上面的曲线，在相同的时间时，c被磨损的程度最小，即其硬度最大，所以它代表的就是纳米陶瓷刀磨损过程；a被磨损的程度最大，即其硬度最小，所以它代表的是普通菜刀的磨损过程。（3）由于纳米非常小，因此纳米粒子可以通过各种途径进入人体。故答案为：（1）5×104；（2）c；（3）D。三．解答题（共2小题）19．纳米陶瓷作为高新科技材料应用广泛。贴于“神舟七号”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，是高新技术为现代人奉献的又一杰作。（1）“神舟七号”飞船与空气摩擦呈炽热状态时，飞船舱不至于被烧毁的原因之一是飞船外表面的陶瓷具有耐高温的特点。（2）纳米陶瓷刀不能（选填“能”或“不能”）被磁化。它的耐磨性好，是因为它的硬度高。（3）如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c（填字母）。【解答】解：（1）因为纳米陶瓷耐高温的特点，“神舟七号”飞船与空气摩擦所产生的热量达不到陶瓷的