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6 西安交通大学研究团队研制出一种新型陶瓷材料，弹性好、韧性好（不易断裂）、绝缘性好、隔热性好、耐高温，这种材料不宜用来制作(
A.沙发垫
B.电工手套
C.炒菜锅
D.消防服
C
)A.沙发垫
B.电工手套
C.炒菜锅
D.消防服
答案
C
解析
【分析】
首先明确新型陶瓷材料的特性：弹性好、韧性好、绝缘性好、隔热性好、耐高温。解题思路是：逐一分析各选项物品的制作需求，对比材料特性，找出不匹配的选项。A选项沙发垫需要弹性，材料有弹性，适合；B选项电工手套需要绝缘，材料绝缘，适合；C选项炒菜锅需要良好导热性，材料隔热，不适合；D选项消防服需要隔热、耐高温，材料具备这些特性，适合，因此选C。
【解析】
新型陶瓷材料具有弹性好、韧性好、绝缘性好、隔热性好、耐高温的特性，结合各选项物品的用途分析：
1. 选项A：沙发垫需要良好的弹性，该材料弹性好，适合制作沙发垫，排除；
2. 选项B：电工手套需要绝缘性，该材料绝缘性好，适合制作电工手套，排除；
3. 选项C：炒菜锅需要良好的导热性，而该材料隔热性好，无法满足炒菜锅的导热需求，不宜制作炒菜锅，当选；
4. 选项D：消防服需要隔热、耐高温，该材料具备这些特性，适合制作消防服，排除。
【答案】
C
【知识点】
物质的性质与用途
【点评】
本题结合新型材料的特性，考查物质性质与用途的对应关系，难度较低，只要理清材料特性和各物品的制作需求即可快速解答。
【难度系数】
0.7
首先明确新型陶瓷材料的特性：弹性好、韧性好、绝缘性好、隔热性好、耐高温。解题思路是：逐一分析各选项物品的制作需求，对比材料特性，找出不匹配的选项。A选项沙发垫需要弹性，材料有弹性，适合；B选项电工手套需要绝缘，材料绝缘，适合；C选项炒菜锅需要良好导热性，材料隔热，不适合；D选项消防服需要隔热、耐高温，材料具备这些特性，适合，因此选C。
【解析】
新型陶瓷材料具有弹性好、韧性好、绝缘性好、隔热性好、耐高温的特性，结合各选项物品的用途分析：
1. 选项A：沙发垫需要良好的弹性，该材料弹性好，适合制作沙发垫，排除；
2. 选项B：电工手套需要绝缘性，该材料绝缘性好，适合制作电工手套，排除；
3. 选项C：炒菜锅需要良好的导热性，而该材料隔热性好，无法满足炒菜锅的导热需求，不宜制作炒菜锅，当选；
4. 选项D：消防服需要隔热、耐高温，该材料具备这些特性，适合制作消防服，排除。
【答案】
C
【知识点】
物质的性质与用途
【点评】
本题结合新型材料的特性，考查物质性质与用途的对应关系，难度较低，只要理清材料特性和各物品的制作需求即可快速解答。
【难度系数】
0.7
7 钛合金具有强度高、密度小、耐高低温性能良好、机械性能好、韧性和抗腐蚀性好、生物相容性好等优点,以下应用中不适合使用钛合金的是(
A.飞机发动机部件
B.压路机碾子
C.人工关节
D.潜艇外壳
B
)A.飞机发动机部件
B.压路机碾子
C.人工关节
D.潜艇外壳
答案
B
解析
【分析】
本题需结合钛合金的性质，分析各选项应用场景对材料的要求，判断是否适合使用钛合金。首先明确钛合金的优点：强度高、密度小、耐高低温、抗腐蚀性好、生物相容性好；再逐一分析选项：A选项飞机发动机部件需强度高、耐高低温，符合钛合金性质；B选项压路机碾子需密度大、硬度高，钛合金密度小不适合；C选项人工关节需生物相容性，钛合金符合；D选项潜艇外壳需抗腐蚀、强度高，符合。由此得出答案。
【解析】
钛合金具有强度高、密度小、耐高低温、抗腐蚀性好、生物相容性好等优良性能。
选项A：飞机发动机部件要求材料强度高、耐高低温，钛合金的性质满足该要求，适合使用钛合金；
选项B：压路机碾子需要材料密度大、硬度高，才能承受巨大压力，而钛合金密度小，不适合制作压路机碾子；
选项C：人工关节要求材料与人体组织相容性好，钛合金的生物相容性符合要求，适合使用；
选项D：潜艇外壳需要材料抗腐蚀性好、强度高，钛合金的性质满足该要求，适合使用。
综上，不适合使用钛合金的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
钛合金的性质与应用
【点评】
本题考查钛合金的性质及其实际应用，属于基础常识题，需结合材料性质分析不同场景的选材要求，难度较低。
【难度系数】
0.7
本题需结合钛合金的性质，分析各选项应用场景对材料的要求，判断是否适合使用钛合金。首先明确钛合金的优点：强度高、密度小、耐高低温、抗腐蚀性好、生物相容性好；再逐一分析选项：A选项飞机发动机部件需强度高、耐高低温，符合钛合金性质；B选项压路机碾子需密度大、硬度高，钛合金密度小不适合；C选项人工关节需生物相容性，钛合金符合；D选项潜艇外壳需抗腐蚀、强度高，符合。由此得出答案。
【解析】
钛合金具有强度高、密度小、耐高低温、抗腐蚀性好、生物相容性好等优良性能。
选项A：飞机发动机部件要求材料强度高、耐高低温，钛合金的性质满足该要求，适合使用钛合金；
选项B：压路机碾子需要材料密度大、硬度高，才能承受巨大压力，而钛合金密度小，不适合制作压路机碾子；
选项C：人工关节要求材料与人体组织相容性好，钛合金的生物相容性符合要求，适合使用；
选项D：潜艇外壳需要材料抗腐蚀性好、强度高，钛合金的性质满足该要求，适合使用。
综上，不适合使用钛合金的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
钛合金的性质与应用
【点评】
本题考查钛合金的性质及其实际应用，属于基础常识题，需结合材料性质分析不同场景的选材要求，难度较低。
【难度系数】
0.7
8 超疏水材料无法让水透过其表面，能够有效防止水和其他液体的附着，水滴在其表面滚落时可带走污染物，使得物体表面保持干燥和清洁。下列物体不适合用该材料制作的是(
A.飞机防冰涂层
B.汽车后视镜
C.不粘锅涂层
D.净水系统滤水膜
D
)A.飞机防冰涂层
B.汽车后视镜
C.不粘锅涂层
D.净水系统滤水膜
答案
D
解析
【分析】首先明确超疏水材料的核心特性：无法让水透过，可防止液体附着，水滴滚落时能带走污染物。解题思路是结合各选项的功能需求，对比超疏水材料的特性，判断是否适配。
【解析】根据超疏水材料“无法让水透过、防止液体附着”的特性分析选项：A项飞机防冰涂层需避免水附着结冰，超疏水材料可满足需求，适合；B项汽车后视镜需防水防雾，超疏水材料能让水快速滚落，适合；C项不粘锅涂层要求不粘液体，超疏水特性符合，适合；D项净水系统滤水膜的核心功能是让水透过以实现过滤，而超疏水材料无法让水透过，因此不适合。
【答案】D
【知识点】材料特性应用、超疏水材料
【点评】本题考查超疏水材料的特性及实际应用，需紧扣材料“不允许水透过”的核心特点，结合各选项的功能需求逐一判断，难度适中。
【难度系数】0.3
【解析】根据超疏水材料“无法让水透过、防止液体附着”的特性分析选项：A项飞机防冰涂层需避免水附着结冰，超疏水材料可满足需求，适合；B项汽车后视镜需防水防雾，超疏水材料能让水快速滚落，适合；C项不粘锅涂层要求不粘液体，超疏水特性符合，适合；D项净水系统滤水膜的核心功能是让水透过以实现过滤，而超疏水材料无法让水透过，因此不适合。
【答案】D
【知识点】材料特性应用、超疏水材料
【点评】本题考查超疏水材料的特性及实际应用，需紧扣材料“不允许水透过”的核心特点，结合各选项的功能需求逐一判断，难度适中。
【难度系数】0.3
9 折叠屏+5G手机采用柔性LED显示屏，搭配了双金属保护外壳的设计，手机外壳使用铝作为材料，同时为了满足散热以及控制机身厚度的要求，使用了升级版的石墨散热技术，以上技术中运用了物质多种物理属性：金属外壳的
硬度
大、铝的密度
小、石墨的导热性
好。答案
硬度 密度 导热性
解析
【分析】
要解答本题，需结合题目中不同材料的用途，对应分析其物理属性：金属保护外壳需起到防护作用，铝作为外壳材料要控制机身厚度，石墨用于散热，据此匹配对应的物理属性。
【解析】
1. 双金属保护外壳的作用是保护手机内部结构，需要具备较大的硬度，不易变形，因此金属外壳的硬度大；
2. 铝作为外壳材料，为了控制机身厚度且减轻机身重量，需要密度较小，相同体积下铝的质量更小，能满足厚度和重量要求，因此铝的密度小；
3. 石墨用于散热，需要良好的导热性，能快速传递手机产生的热量，因此石墨的导热性好。
【答案】
硬度 密度 导热性
【知识点】
物质的物理属性
【点评】
本题结合手机的实际材料应用，考查对物质物理属性的理解，难度较低，需将材料用途与对应物理属性一一匹配即可。
【难度系数】
0.3
要解答本题，需结合题目中不同材料的用途，对应分析其物理属性：金属保护外壳需起到防护作用，铝作为外壳材料要控制机身厚度，石墨用于散热，据此匹配对应的物理属性。
【解析】
1. 双金属保护外壳的作用是保护手机内部结构，需要具备较大的硬度，不易变形，因此金属外壳的硬度大；
2. 铝作为外壳材料，为了控制机身厚度且减轻机身重量，需要密度较小，相同体积下铝的质量更小，能满足厚度和重量要求，因此铝的密度小；
3. 石墨用于散热，需要良好的导热性，能快速传递手机产生的热量，因此石墨的导热性好。
【答案】
硬度 密度 导热性
【知识点】
物质的物理属性
【点评】
本题结合手机的实际材料应用，考查对物质物理属性的理解，难度较低，需将材料用途与对应物理属性一一匹配即可。
【难度系数】
0.3
10 用钢丝制作弹簧拉力器是利用钢丝的
弹性
好，阳台窗户安装玻璃，是因为玻璃的透光性
好，用塑料皮包裹在电工钳的手柄上，是利用了塑料的导电性
差这一特性；玻璃店裁切玻璃时都用金刚石刀，这是因为金刚石的硬度
大。答案
弹性 透光性 导电性 硬度
解析
【分析】
本题结合生活实例考查物质的物理属性的应用，需根据每个场景的功能需求分析对应的物质特性：弹簧拉力器需要受力后可恢复原状，对应钢丝的特性；阳台窗户需采光，对应玻璃的特性；电工钳手柄包塑料是为了防触电，对应塑料的特性；金刚石刀能裁切玻璃，对应金刚石的特性。
【解析】
1. 弹簧拉力器工作时需受力发生形变，撤去外力后能恢复原状，因此利用钢丝弹性好的特性；
2. 阳台窗户的核心功能是采光，需要玻璃具有良好的透光性，保证室内明亮；
3. 塑料是绝缘体，导电性差，包裹在电工钳手柄上可避免电流通过，防止触电，保障用电安全；
4. 金刚石的硬度远大于玻璃，因此用金刚石刀能轻松裁切玻璃。
【答案】
弹性 透光性 导电性 硬度
【知识点】
物质的物理属性、弹性、导电性
【点评】
本题结合日常场景考查物质的物理属性，侧重基础知识的实际应用，难度较低，能帮助学生建立物理概念与生活的联系。
【难度系数】
0.8
本题结合生活实例考查物质的物理属性的应用，需根据每个场景的功能需求分析对应的物质特性：弹簧拉力器需要受力后可恢复原状，对应钢丝的特性；阳台窗户需采光，对应玻璃的特性；电工钳手柄包塑料是为了防触电，对应塑料的特性；金刚石刀能裁切玻璃，对应金刚石的特性。
【解析】
1. 弹簧拉力器工作时需受力发生形变，撤去外力后能恢复原状，因此利用钢丝弹性好的特性；
2. 阳台窗户的核心功能是采光，需要玻璃具有良好的透光性，保证室内明亮；
3. 塑料是绝缘体，导电性差，包裹在电工钳手柄上可避免电流通过，防止触电，保障用电安全；
4. 金刚石的硬度远大于玻璃，因此用金刚石刀能轻松裁切玻璃。
【答案】
弹性 透光性 导电性 硬度
【知识点】
物质的物理属性、弹性、导电性
【点评】
本题结合日常场景考查物质的物理属性，侧重基础知识的实际应用，难度较低，能帮助学生建立物理概念与生活的联系。
【难度系数】
0.8
11 科学家利用新技术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,可见其具有很好的
隔热
(选填“导热”或“隔热”)性;该材料即使在受到很大的空气阻力时变形也非常小,说明它具有很高的硬度
(选填“硬度”或“延展性”);该陶瓷材料在常温下的密度为$2.7×10^{3}kg/m^{3}$,从常温加热至$900°C$高温,体积收缩至原体积的90%,此时其密度为3×10³
$kg/m^{3}$。答案
隔热 硬度 3×10³
解析
【分析】
本题需结合物质的物理属性概念和密度公式进行分析：1. 火箭高速飞行时与空气摩擦会产生大量热量，表面覆盖层需避免内部温度过高，据此判断隔热性；2. 材料受大阻力变形小，对应抵抗形变的物理属性；3. 密度计算利用质量不变，结合体积变化，通过密度公式推导计算。
【解析】
1. 火箭高速飞行器表面覆盖层需阻挡摩擦产生的热量，因此该材料具有很好的隔热性；
2. 材料受大阻力变形小，说明其抵抗形变的能力强，即具有很高的硬度（延展性指易变形，不符合题意）；
3. 密度计算：设常温下体积为$V$，质量$m=\rho_1 V$，加热后体积$V'=0.9V$，新密度$\rho_2=\frac{m}{V'}=\frac{\rho_1 V}{0.9V}=\frac{2.7×10^3 kg/m^3}{0.9}=3×10^3 kg/m^3$。
【答案】
隔热；硬度；$3×10^3$
【知识点】
物质的物理属性、密度的计算
【点评】
本题结合实际应用考查物理概念与公式应用，前两空需理解物理属性的含义，第三空为简单的密度比例计算，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
本题需结合物质的物理属性概念和密度公式进行分析：1. 火箭高速飞行时与空气摩擦会产生大量热量，表面覆盖层需避免内部温度过高，据此判断隔热性；2. 材料受大阻力变形小，对应抵抗形变的物理属性；3. 密度计算利用质量不变，结合体积变化，通过密度公式推导计算。
【解析】
1. 火箭高速飞行器表面覆盖层需阻挡摩擦产生的热量，因此该材料具有很好的隔热性；
2. 材料受大阻力变形小，说明其抵抗形变的能力强，即具有很高的硬度（延展性指易变形，不符合题意）；
3. 密度计算：设常温下体积为$V$，质量$m=\rho_1 V$，加热后体积$V'=0.9V$，新密度$\rho_2=\frac{m}{V'}=\frac{\rho_1 V}{0.9V}=\frac{2.7×10^3 kg/m^3}{0.9}=3×10^3 kg/m^3$。
【答案】
隔热；硬度；$3×10^3$
【知识点】
物质的物理属性、密度的计算
【点评】
本题结合实际应用考查物理概念与公式应用，前两空需理解物理属性的含义，第三空为简单的密度比例计算，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
12 镍钛合金展现出令人惊叹的形状记忆效应，即能够在加热时恢复预先设定的形状，即便经历了显著的变形。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。如图所示。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。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。答案
镍 钛 温度
解析
【分析】本题考查形状记忆合金的相关知识，属于识记类题目。首先，形状记忆合金的典型代表是钛镍合金，因此其主要成分是镍和钛；其次，形状记忆合金的核心特性是：当温度达到某一数值时，材料内部晶体结构改变，从而恢复预设外形，所以第三个空应填温度。解题时只需准确回忆课本中关于形状记忆合金的基础知识即可。
【解析】根据形状记忆合金的知识点，记忆合金的主要成分是镍和钛；其物理特性为：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构发生变化，进而导致外形改变。因此题目中的三个空依次应填入镍、钛、温度。
【答案】镍 钛 温度
【知识点】形状记忆合金、物质的物理性质
【点评】本题结合人造卫星天线的实际应用，考查形状记忆合金的基础成分与特性，属于教材中的基础识记内容，难度不大，学生只要掌握相关知识点即可轻松作答。
【难度系数】0.2
【解析】根据形状记忆合金的知识点，记忆合金的主要成分是镍和钛；其物理特性为：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构发生变化，进而导致外形改变。因此题目中的三个空依次应填入镍、钛、温度。
【答案】镍 钛 温度
【知识点】形状记忆合金、物质的物理性质
【点评】本题结合人造卫星天线的实际应用，考查形状记忆合金的基础成分与特性，属于教材中的基础识记内容，难度不大，学生只要掌握相关知识点即可轻松作答。
【难度系数】0.2
三、综合题
13 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的密度不到钢的四分之一，但碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般是钢的7-9倍，利用碳纤维可以制造轻便自行车，如图所示，这种自行车登坡顺利而爽快，目前，碳纤维越来越显示出在工业上的广阔应用前景。
(1)碳纤维材料已被广泛应用在羽毛球拍上，这种应用与下列碳纤维的哪种物理属性无关
A. 密度小
B. 弹性好
C. 导电性好
D. 韧性好
(2)小明想利用一小块碳纤维材料测量碳纤维的密度，他测得该碳纤维材料的质量为0.038kg，体积为20cm³，则碳纤维材料的密度为多少？
(3)若某品牌碳纤维自行车架的质量只有3.8kg，若用密度为$7.9×10^{3}\mathrm{kg/m}^3$锰钢材料制作同一车架，车架的质量为多少？
13 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的密度不到钢的四分之一，但碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般是钢的7-9倍，利用碳纤维可以制造轻便自行车，如图所示，这种自行车登坡顺利而爽快，目前，碳纤维越来越显示出在工业上的广阔应用前景。
(1)碳纤维材料已被广泛应用在羽毛球拍上，这种应用与下列碳纤维的哪种物理属性无关
C
；A. 密度小
B. 弹性好
C. 导电性好
D. 韧性好
(2)小明想利用一小块碳纤维材料测量碳纤维的密度，他测得该碳纤维材料的质量为0.038kg，体积为20cm³，则碳纤维材料的密度为多少？
(3)若某品牌碳纤维自行车架的质量只有3.8kg，若用密度为$7.9×10^{3}\mathrm{kg/m}^3$锰钢材料制作同一车架，车架的质量为多少？
答案
(1)C
(2)$1.9×10^3kg/m^3$
(3)15.8kg
【解析】(1)羽毛球拍不需要导电性能好,是绝缘体,故C符合题意。
(2)碳纤维材料的密度为 $\rho = \frac{m}{V} = \frac{38g}{20cm^3} = 1.9g/cm^3 = 1.9×10^3kg/m^3$。
(3)由公式 $\rho = \frac{m}{V}$得,碳纤维自行车架的体积$V' = \frac{m_{碳}}{\rho_{碳}} = \frac{3.8kg}{1.9×10^3kg/m^3} = 2×10^{-3}m^3$,若用密度为$7.9×10^3kg/m^3$锰钢材料制作同一车架,车架的质量为 $m_{锰} = \rho_{锰} V' = 7.9×10^3kg/m^3 × 2×10^{-3}m^3 = 15.8kg$。
(2)$1.9×10^3kg/m^3$
(3)15.8kg
【解析】(1)羽毛球拍不需要导电性能好,是绝缘体,故C符合题意。
(2)碳纤维材料的密度为 $\rho = \frac{m}{V} = \frac{38g}{20cm^3} = 1.9g/cm^3 = 1.9×10^3kg/m^3$。
(3)由公式 $\rho = \frac{m}{V}$得,碳纤维自行车架的体积$V' = \frac{m_{碳}}{\rho_{碳}} = \frac{3.8kg}{1.9×10^3kg/m^3} = 2×10^{-3}m^3$,若用密度为$7.9×10^3kg/m^3$锰钢材料制作同一车架,车架的质量为 $m_{锰} = \rho_{锰} V' = 7.9×10^3kg/m^3 × 2×10^{-3}m^3 = 15.8kg$。
解析
【分析】
第(1)问：结合羽毛球拍的使用需求，分析碳纤维的物理属性，判断与应用无关的选项；第(2)问：利用密度公式ρ=m/V，注意单位换算，代入数据计算碳纤维的密度；第(3)问：同一车架体积不变，先由碳纤维车架的质量和密度算出体积，再用锰钢密度计算对应车架的质量。
【解析】
(1) 羽毛球拍需要轻便（利用碳纤维密度小）、击球弹性好、不易损坏（韧性好），不需要良好的导电性，因此与导电性好无关，故选C；
(2) 碳纤维材料质量m=0.038kg=38g，体积V=20cm³，根据密度公式ρ=m/V，得碳纤维密度：ρ=38g/20cm³=1.9g/cm³=1.9×10³kg/m³；
(3) 同一车架体积相同，碳纤维车架体积V'=m碳/ρ碳=3.8kg/(1.9×10³kg/m³)=2×10⁻³m³；锰钢车架质量m锰=ρ锰V'=7.9×10³kg/m³×2×10⁻³m³=15.8kg；
【答案】
(1)C；(2)1.9×10³kg/m³；(3)15.8kg
【知识点】
密度计算、物质物理属性、密度公式应用
【点评】
本题结合碳纤维新材料的实际应用，考查物质属性判断和密度公式的应用，联系生活实际，难度适中，适合巩固密度相关知识。
【难度系数】
0.5
第(1)问：结合羽毛球拍的使用需求，分析碳纤维的物理属性，判断与应用无关的选项；第(2)问：利用密度公式ρ=m/V，注意单位换算，代入数据计算碳纤维的密度；第(3)问：同一车架体积不变，先由碳纤维车架的质量和密度算出体积，再用锰钢密度计算对应车架的质量。
【解析】
(1) 羽毛球拍需要轻便（利用碳纤维密度小）、击球弹性好、不易损坏（韧性好），不需要良好的导电性，因此与导电性好无关，故选C；
(2) 碳纤维材料质量m=0.038kg=38g，体积V=20cm³，根据密度公式ρ=m/V，得碳纤维密度：ρ=38g/20cm³=1.9g/cm³=1.9×10³kg/m³；
(3) 同一车架体积相同，碳纤维车架体积V'=m碳/ρ碳=3.8kg/(1.9×10³kg/m³)=2×10⁻³m³；锰钢车架质量m锰=ρ锰V'=7.9×10³kg/m³×2×10⁻³m³=15.8kg；
【答案】
(1)C；(2)1.9×10³kg/m³；(3)15.8kg
【知识点】
密度计算、物质物理属性、密度公式应用
【点评】
本题结合碳纤维新材料的实际应用，考查物质属性判断和密度公式的应用，联系生活实际，难度适中，适合巩固密度相关知识。
【难度系数】
0.5
