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气 凝 胶
气凝胶是世界上密度最小的固体。浙江大学制造出了一种“全碳气凝胶”，它刷新了当时世界上最轻材料的纪录，密度为 $0.16\ \mathrm{kg/m}^3$。气凝胶也是迄今吸油能力最强的材料，吸收量最高可达自身质量的900倍。但气凝胶只能吸油不能吸水，因此气凝胶的这一特性可用来处理海上泄漏的原油。全碳气凝胶将有望在海上漏油、净水甚至净化空气等环境污染治理方面发挥重要作用。目前应用较多的是二氧化硅气凝胶，它具有很多特性。把它放在玫瑰与火焰之间，玫瑰会丝毫无损；用它制成的透明材料使入射光线几乎没有反射损失；利用这种材料作窗户，降噪效果比普通双层玻璃强两倍。二氧化硅气凝胶制造时首先要进行溶胶和凝胶。溶胶和凝胶时先将硅源、水和酒精等按一定的配比混合均匀，然后加入一定量的催化剂，在催化剂的作用下，形成纳米尺度的二氧化硅凝胶。酒精含量过高或过低都会使二氧化硅气凝胶的性能降低，而温度的高低影响凝胶需要的时间，具体关系如下表所示：
气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。某次实验发现：在一金属块上涂上$6×10^{-3}\ \mathrm{m}$厚的气凝胶，结果在1 kg的炸药爆炸中气凝胶毫发无损。此外，因为它耐磨且富有弹性，被用于制造职业登山鞋等。气凝胶还是空间站不可替代的材料，俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来作热绝缘。
(1)人们把气凝胶称为“凝固的烟”，用确切的物理语言来说是指它的
(2)下列“全碳气凝胶”的实际应用中，不可能实现的是
A. 清洗厨房的油烟机
B. 吸除冰箱内的异味
C. 做毛巾、抹布
D. 做电影场景中倒塌的“墙壁”
(3)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
A. 密度小
B. 吸收性好
C. 折射率高
D. 隔热性好
(4)根据表格中的数据，在图中作出凝胶时间和温度关系的图像。
(第14题图)
(5)若用体积为$2\ \mathrm{m}^3$的“全碳气凝胶”去吸油，则最多可吸油的质量为
气 凝 胶
气凝胶是世界上密度最小的固体。浙江大学制造出了一种“全碳气凝胶”，它刷新了当时世界上最轻材料的纪录，密度为 $0.16\ \mathrm{kg/m}^3$。气凝胶也是迄今吸油能力最强的材料，吸收量最高可达自身质量的900倍。但气凝胶只能吸油不能吸水，因此气凝胶的这一特性可用来处理海上泄漏的原油。全碳气凝胶将有望在海上漏油、净水甚至净化空气等环境污染治理方面发挥重要作用。目前应用较多的是二氧化硅气凝胶，它具有很多特性。把它放在玫瑰与火焰之间，玫瑰会丝毫无损；用它制成的透明材料使入射光线几乎没有反射损失；利用这种材料作窗户，降噪效果比普通双层玻璃强两倍。二氧化硅气凝胶制造时首先要进行溶胶和凝胶。溶胶和凝胶时先将硅源、水和酒精等按一定的配比混合均匀，然后加入一定量的催化剂，在催化剂的作用下，形成纳米尺度的二氧化硅凝胶。酒精含量过高或过低都会使二氧化硅气凝胶的性能降低，而温度的高低影响凝胶需要的时间，具体关系如下表所示：
气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。某次实验发现：在一金属块上涂上$6×10^{-3}\ \mathrm{m}$厚的气凝胶，结果在1 kg的炸药爆炸中气凝胶毫发无损。此外，因为它耐磨且富有弹性，被用于制造职业登山鞋等。气凝胶还是空间站不可替代的材料，俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器都用它来作热绝缘。
(1)人们把气凝胶称为“凝固的烟”，用确切的物理语言来说是指它的
密度
（填“质量”或“密度”）很小。(2)下列“全碳气凝胶”的实际应用中，不可能实现的是
C
（填字母序号）。A. 清洗厨房的油烟机
B. 吸除冰箱内的异味
C. 做毛巾、抹布
D. 做电影场景中倒塌的“墙壁”
(3)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
D
（填字母序号）的特性。A. 密度小
B. 吸收性好
C. 折射率高
D. 隔热性好
(4)根据表格中的数据，在图中作出凝胶时间和温度关系的图像。
(第14题图)
(5)若用体积为$2\ \mathrm{m}^3$的“全碳气凝胶”去吸油，则最多可吸油的质量为
288
kg。答案
(1) 密度
(2) C
(3) D
(4)
(5) 288
解析
【分析】
本题是信息给予题，需从短文和图像中提取关键信息，结合物理知识逐一解答各小问：
1. 第(1)问：根据短文描述气凝胶是密度最小的固体，“凝固的烟”对应密度小，据此判断；
2. 第(2)问：结合全碳气凝胶“吸油能力强、不能吸水、坚固耐用、密度小”的特性，分析各选项，找出无法实现的应用；
3. 第(3)问：根据短文提到气凝胶可作热绝缘材料，判断其隔热性的应用；
4. 第(4)问：根据图像给出的温度与凝胶时间的对应点，描点连线得到关系图像；
5. 第(5)问：先利用密度公式计算气凝胶质量，再根据吸油倍数计算吸油总质量。
【解析】
(1) 由短文“气凝胶是世界上密度最小的固体”，可知“凝固的烟”指其密度很小，故填密度。
(2) 选项分析：
A. 气凝胶吸油能力强，可清洗厨房油烟机油污，能实现；
B. 气凝胶有吸附性，可吸除冰箱异味，能实现；
C. 气凝胶只能吸油不能吸水，无法做需吸水的毛巾、抹布，不能实现；
D. 气凝胶密度小、质量轻，可做电影场景中倒塌的“墙壁”，安全，能实现；
故选C。
(3) 气凝胶是热绝缘材料，放在玫瑰与火焰之间可阻挡热量传递，使玫瑰丝毫无损，利用其隔热性，故选D。
(4) 根据图像中各对应点（30℃对应100h、40℃对应80h、50℃对应60h、60℃对应40h、70℃对应20h），描点连线得到凝胶时间和温度的关系图像（与题目插图一致）。
(5) 全碳气凝胶的质量：$m = \rho V = 0.16\ \mathrm{kg/m}^3 × 2\ \mathrm{m}^3 = 0.32\ \mathrm{kg}$，最多吸油的质量：$m_{\mathrm{油}} = 900 × m = 900 × 0.32\ \mathrm{kg} = 288\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) 密度
(2) C
(3) D
(4)
(5) 288
【知识点】
密度、物质特性、质量计算
【点评】
本题为信息给予题，考查学生提取信息并结合物理知识解题的能力，难度不大，需仔细阅读材料明确各特性的应用。
【难度系数】
0.8
本题是信息给予题，需从短文和图像中提取关键信息，结合物理知识逐一解答各小问：
1. 第(1)问：根据短文描述气凝胶是密度最小的固体，“凝固的烟”对应密度小，据此判断；
2. 第(2)问：结合全碳气凝胶“吸油能力强、不能吸水、坚固耐用、密度小”的特性，分析各选项，找出无法实现的应用；
3. 第(3)问：根据短文提到气凝胶可作热绝缘材料，判断其隔热性的应用；
4. 第(4)问：根据图像给出的温度与凝胶时间的对应点，描点连线得到关系图像；
5. 第(5)问：先利用密度公式计算气凝胶质量，再根据吸油倍数计算吸油总质量。
【解析】
(1) 由短文“气凝胶是世界上密度最小的固体”，可知“凝固的烟”指其密度很小，故填密度。
(2) 选项分析：
A. 气凝胶吸油能力强，可清洗厨房油烟机油污，能实现；
B. 气凝胶有吸附性，可吸除冰箱异味，能实现；
C. 气凝胶只能吸油不能吸水，无法做需吸水的毛巾、抹布，不能实现；
D. 气凝胶密度小、质量轻，可做电影场景中倒塌的“墙壁”，安全，能实现；
故选C。
(3) 气凝胶是热绝缘材料，放在玫瑰与火焰之间可阻挡热量传递，使玫瑰丝毫无损，利用其隔热性，故选D。
(4) 根据图像中各对应点（30℃对应100h、40℃对应80h、50℃对应60h、60℃对应40h、70℃对应20h），描点连线得到凝胶时间和温度的关系图像（与题目插图一致）。
(5) 全碳气凝胶的质量：$m = \rho V = 0.16\ \mathrm{kg/m}^3 × 2\ \mathrm{m}^3 = 0.32\ \mathrm{kg}$，最多吸油的质量：$m_{\mathrm{油}} = 900 × m = 900 × 0.32\ \mathrm{kg} = 288\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) 密度
(2) C
(3) D
(4)
(5) 288
【知识点】
密度、物质特性、质量计算
【点评】
本题为信息给予题，考查学生提取信息并结合物理知识解题的能力，难度不大，需仔细阅读材料明确各特性的应用。
【难度系数】
0.8
