专题24：点击新材料
一、单选题
1．下列实际应用中，主要从密度的角度考虑的是（）
A. 用水冷却汽车发动机
B. 用塑料作为插座外壳的材料
C. 用铝合金作为制作飞机的材料
D. 用钨作为白炽灯泡灯丝的材料
2．2013年12月2日“嫦娥三号”成功发射，这是我国首次向月球表面发射软着陆航天器．下列与“嫦娥三号”相关的说法中正确的是（）
A. 发射“嫦娥三号”的火箭发动机是用熔点低的材料制成的
B. “嫦娥三号”的太阳能电池主要是靠绝缘体材料来产生电流的
C. 发射“嫦娥三号”的火箭用的是热值大的燃料
D. “嫦娥三号”的外壳是用硬度小的材料制成的
3．新型材料XPS（挤塑聚苯乙烯泡沫板）具有完美的闭孔蜂窝状结构，常用于屋面保温隔热系统、冷库、墙体内外的保温隔热，效果无与伦比．同学们对此很好奇，围绕其保温、隔热的性能，提出了以下问题，你认为较有价值且可探究的是（）
A. XPS为什么具有闭孔蜂窝状结构？
B. 它为什么能保温隔热？
C. 它厚度的变化对保温、隔热性能有什么影响？
D. 它的隔声效果好吗？
4．如图所示是一颗铆钉自动铆接的过程.在常温下把铆钉做成铆接后的形状(图)a；然后降温并将其两脚拉直，使之能顺利插入铆钉孔(图b、)c；插入后让温度回升，铆钉恢复原
d则制成这种铆钉的材料是（）
状，自动完成铆接(图).
（b）（c）（d）
A. 半导体
B. 超导体
C. 纳米材料
D. 记忆合金
5．中国海上巨型风机—巨无霸SL5000是史上最大的单体风力发电机，如图所示，它的每个叶片长62m，它转动起来能够扫过将近两个足球场大的面积。为了让风更易带动起扇叶，制成叶片的材料应该具有（）
A. 较大的质量
B. 较低的熔点
C. 尽量小的密度
D. 较好的吸热性
6．6．下列连线完全正确的是一组是（）
A. 物态变化与名称
B. 物质的特性与应用
C. 物理问题与研究方法
D. 现象与原因
7．“纳米材料”的出现成了人们谈论的热门话题，下列关于“纳米材料”的说法正确的是（）
A. 人们找到了一种特殊的“纳米材料”，制成了“纳米抗菌奶瓶”
B. “纳米防水布”是利用纳米能防水的特性制成的
C. 只要认真的去探究寻找还可以找到许许多多的纳米材料
D. 某些物质的尺度加工到1-100nm，它们的物理性质或化学性能发生了异常变化，这就是我们说的纳米材料
8．橡皮泥具有很强的可塑性，深受小朋友们的喜爱。现在有一种爱吞磁铁的橡皮泥，把高强度磁铁放在旁边，磁铁会慢慢被吞噬，如图所示，磁铁会被吞噬的原因是（）
A. 橡皮泥受到磁铁的压力
B. 橡皮泥有较强的粘连性
C. 高强度磁铁具有动能
D. 橡皮泥中含有磁性物质
9．下面有关“新能源，新材料，电磁波”的多种说法中，正确的是（）
A. 纳米技术是研究宇宙中的各类天体运行规律的宏观技术
B. 利用超导体可以制成发热效率极高的发热管
C. 当前的核电站都是利用核聚变来获取核能的
D. 使用无线网卡、3G手机上网都是利用电磁波传递信息的
10．“纳米材料”的出现成了人们谈论的热门话题，下列关于“纳米材料”的说法正确的是（）
A. 人们找到了一种特殊的“纳米材料”，制成了“纳米抗菌奶瓶”
B. “纳米防水布”是利用纳米能防水的特性制成的
C. 只要认真的去探究寻找还可以找到许许多多的纳米材料
D. 某些物质的尺度加工到1-100nm，它们的物理性质或化学性能发生了异常变化，这就是我们说的纳米材料
11．2012年9月，德国莱比锡大学的研究人员宣布了一项研究进展：石墨颗粒能够在室温下表现出超导性．利用超导材料电阻为零的特性，你认为超导材料最适合用来做（）A. 电动机线圈 B. 白炽灯丝 C. 电炉丝 D. 保险丝
12．小丽家今年新买了一辆轿车.她通过对自己家汽车的观察和了解，结合所学的物理知识，提出了以下几种说法.其中不正确的是（）
A. 轮胎用橡胶制成利用了它良好的弹性
B. 避震弹簧在被压缩时弹性势能会增加
C. 倒车雷达利用超声波探测车后方情况
D. 冬天为汽车加注的防冻液凝固点较高
二、多选题
13．悉尼科技大学的研究小组研发了一种独特的复合材料﹣﹣石墨纸，如图所示，其成分以石墨为主，薄如纸张，比钢要坚硬10倍且轻巧，还可以回收再利用，未来应用非常广泛，下列说法错误的是（）
A. 与同体积的钢相比，石墨纸的质量较大
B. 与钢相比，石墨纸的硬度较大
C. 石墨纸是一种环保材料
D. 石墨纸是绝缘体，不易导电
三、填空题
14．用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近很细的水流，会发现______________________.根据导电性能可以把物质分为导体、和绝缘体。在玻璃杯、木材、橡胶手套、石墨中属于导体的是_____________。
15．不同材料导电性能不同，导电性能介于导体和绝缘体之间的称为___体.
16．下列分别应用了物质的哪些属性？
（1）用铜做导线_______；
（2）用塑料泡沫做电影场景中滚落的“石头”____；
（3）用铁做炒菜锅_______；
（4）用弹簧做测力计_______．
17．如图所示，AB为一根长长的搁在支架上的金属杆，B端固定，A端与指针下端相连，指针可以绕O点转动，这样就做成了一个固体温度计，它是利用____________________的原理工作的，当温度升高时，指针会向_______（填“左”或“右”）偏转。
18．18．超导现象是20世纪的重大发现之一。科学家们发现某些物质在温度很低时，如铅在7.20K（-265.95O C）以下，电阻就变成了零。超导材料用途很多，它的优点是_________________________（只需写一条，下同）。但目前还不能大量使用，主要困难是___________________________.
四、实验题
19．小明了解到用刻度尺测物体长度时会有一些因素引起测量误差，其中刻度尺的温度变化也是引起误差的原因之一．他想通过实验研究刻度尺长度随温度变化的情况．
（1）小明找来两把完全相同，长为20cm的钢尺，一把放在冰箱充分冷冻，一把放在阳光下长时间曝晒，再将两把钢尺互相测量，结果发现两把钢尺的长度几乎没有差异，请写出造成这种结果的原因（写出一条即可）：
_______________________________________。
（2）他重新设计了如图所示的装置研究物体长度随温度变化的情况．装置中AB是粗细均匀的铜棒，COD是可绕O点转动的指针。实验时，A端固定不动，指针C端紧靠在铜棒B 端，当用酒精灯给AB加热时，小明可以通过观察______________________分析金属棒受热
（填时长度的变化．装置中指针设计成CO段比OD段短，这对实验现象起到了________作用．“放大”或“缩小”）
（3）请你根据小明的实验提出一个值得探究的问题．
问题：
________________________________________________________________________。20．硬度是描述是否录取为硬程度的物理量．为了研究甲、乙两种材料的硬度，某活动小组设计了检测材料硬度的实验方案，选择了适当的器材（质量已知的金属球和多个有凹槽的金属块）．如图甲所示，他们将测试材料放在水平桌面上，金属球静置于其上表面，在金属球上再放一个有凹槽的金属块，凹槽恰好与金属球上表面完全接触，使金属小块能静止在金属球上，已知质量越大，压力越大．一段时间后，取下金属块和金属球，在材料表面留下凹形压痕．该小组在控制时间变量的条件下，多次实验并根据实验数据绘制的图像如图乙所示．请你根据图像所提供的信息回答以下问题：
（1）活动小组在研究甲材料硬度的问题中，控制不变的量是__________．（选填选项字母）A．金属球质量B．材料所受压力C．材料压痕面积D．材料种类
（2）甲、乙两种材料硬度较大的是__________．（选填“甲”或“乙”）
21．一般物质都有“热胀冷缩”的性质，物体受热时在长度方向上的膨胀叫线膨胀．表是某探究小组的同学探究影响物体线膨胀因素的实验记录（铜、铝线的横截面积相同）．
请根据实验记录完成下列各题：
（1）比较实验序号1与2可得到的初步结论是：当材料和升高的温度相同时，固体线膨胀的长度与__有关．
（2）比较实验序号__，可得初步结论：当原长和升高的温度相同时，固体的线膨胀与材料有关．
（3）通过以上实验，你能初步判断，在相同条件下，铝的线膨胀程度比铜__（选填：“显著”或“不显著”）．如图所示，是一个由铜铝组成的双金属片，在30℃时是平直的，则在80℃时，双金属片将弯向__（选填“铝”或“铜”）．
五、综合题
22．1911年，荷兰科学家卡末林-昂内斯（Heike Kam erlingh-Onnes）用液氦冷却汞，当温度下降到4.2K（零下268.95℃）时，水银的电阻完全消失．当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这即为超导现象．1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质-完全抗磁性，也称迈斯纳效应．完全抗磁性是指磁场中的金属处于超导状态时，体内的磁感应强度为零的现象．迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船，由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行，这将大大提高它们的速度和安静性，并有效减少机械磨损．另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承，将轴承转速提高到每分钟10万转以上．发生超导现象时的温度称为临界温度．2014年12月，我国科学家发现了一种新的铁基超导材料锂铁氢氧铁硒化合物，其超导转变温度高达40K（零下233.15摄氏度）以上，这是世界上首次利用水热法发现铁硒类新型高温超导材料，堪称铁基超导研究的重大进展，为相关体系新超导体的探索提供了新的研究思路．同时，为探索铁基高温超导的内在物理机制提供了理想的材料体系．
根据材料请回答下列问题
（）当温度降低到足够低时，有些材料的__________变为零，这即为超导现象．
（）荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质__________，也称迈斯纳效应．
（）利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为__________能所造成的能量损失．
23．阅读《中国天眼》回答问题。
中国天眼
从1609年，伽利略制作出第一架光学望远镜到射电望远镜诞生的三百多年里，光学望远镜一直是天文观测的重要工具。世界上最大的单口径、最灵敏的射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope简称FAST），如图所示，被誉为“中国天眼”，是我国天文学家南仁东带领他的研究团队于2016年9月25日建成的。相比德国波恩100米望远镜，FAST灵敏度提高约10倍；相比美国阿雷西博350米望远镜，综合性能提高约10倍。FAST将在未来20～30年保持世界一流地位。
FAST的最大特点是索网结构可随天体的移动自动变化，带动索网上的反射面板产生变化。FAST是使用一种称为“漂移扫描”的方式来进行观测的。所谓的“漂移扫描”和“守株待兔”的思路相类似，就是望远镜不动，固定的指向天顶，等着天体自己运动到望远镜的视野里面。
2017年10月10日，中国科学院国家天文台宣布，FAST经过一年紧张调试，探测到数十个优质脉冲星候选体，目前已通过系统认证的脉冲星达6颗。其中两颗脉冲星的具体信息为:一颗自转周期为1.83秒，距离地球约1.6万光年；另一颗自转周期为0.59秒，距离地球约4100光年。对脉冲星的观察、研究对揭示宇宙诞生和演变的奥秘具有重要意义。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）世界上最大的单口径、最灵敏的____望远镜，被誉为“中国天眼”；
（2）FAST的最大特点是索网结构可随天体的移动自动变化，带动索网上的__________产生变化；
（3）光年是__________的单位；
（4）“中国天眼”能“扫描”到微弱的射电波，是因为球形反射面对射电波有__________作用。
24．阅读短文，回答问题．
客机C919
如图甲，我国研制的大客机C919于5月5日首飞成功．
C919机舱内覆有一层高孔率”超细航空级玻璃棉“，能很好地保温与吸收噪音，其单丝纤维直径只有3～5μm，1m3的质量为5kg．
机舱内先进的”呼吸系统“，使飞机在气压只有2.5×104Pa左右的万米高空时，能将机外﹣50°C以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50°C以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱内气压和温度达到舒适值．
该机有较大的翼载，翼载指飞机的最大起飞质量与机翼面积的比值；机上搭载的新一代涡扇发动机的热效率和推进效率比一般客机高，所谓热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指发动机传递给飞机的推进功（推力所做的
（1）阳光下，飞机尾翼呈现绿色，是因为尾翼_____绿光；若飞机的翼载是500kg/m2，则机翼面积为_____m2．
（2）下列关于”超细航空级玻璃棉“性质的描述中，不正确的是_____．
A．单丝纤维比头发细B．密度与玻璃差不多
C．隔音性能相对较好D．导热能力相对较弱
（3）在万米高空，机体1m2面积上承受内外气压的压力差约为_____N；为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断_____（选填”加热“或”制冷“）．
（4）飞机水平匀速巡航时，受到的阻力为_____N；若飞机以巡航速度飞行0.5h的过程中，耗油1500kg，发动机的热效率为40%，则此过程中发动机的推进效率为_____%．（燃油热值q取4.6×107J/kg）
（5）如图乙是模拟空调温控装置原理的简化电路，电源电压为6V，R1为电阻箱，L为阻值不计的线圈，R2是热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，当控制电路中的电流大于等于某一值时，接通受控电路使空调工作．
①若要在较低温度下接通受控电路，应将R1的阻值适当_____（选填“增大”或“减小”）
②当电阻R1调到1kΩ时，能接通受控电路．已知热敏电阻的电流随电压变化的I﹣U图象如图丙，则此时控制电路中的电流为_____A．
25．阅读下列短文，并回答问题
纳米材料的小尺寸效应
物质的尺度加工到1 ~10nm，它的物理性质或者化学性能与较大尺度时相比，会发生变化，这些物质组成的材料称为“纳米材料”．纳米材料在声、光、电、磁、热、力学等性能呈现出“新奇”的现象．随着颗粒尺寸变小，在一定条件下会引起颗粒性质改变．由此引起的宏观物理性质的变化称为“小尺寸效应”．纳米材料小尺寸效应主要表现在如下方面：（1）．特殊光学性质：所有金属在纳米状态时都呈现黑色．尺寸越小颜色愈黑，银白色的铂变成铂黑，金属铬变成铬黑．金属超微颗粒对光的反射率很低，通常低于1%，约几微米厚度就能完全消光．利用此特性可制造高效率光热、光电转换材料，以很高效率将太阳能转变为热能、电能．还可用于红外敏感元件、红外隐身技术等．
（2）．特殊热学性质：通常晶体具有固定的熔点，但当晶体达到纳米尺寸时却截然不同．例如：金的熔点为10640C，而直径为10nm的金粉熔点降低到9400C，直径为5nm的金粉熔点降低到8300C．此特性可应用于粉末冶金工业．
（3）．特殊电学、磁学性质：纳米材料的导电性有所改变．例如：铜颗粒达到纳米尺寸就变得不能导电；通常绝緣的二氧化硅颗粒在时却开始导电．此外，纳米材料呈现出超顺磁性，科学家发现鸽子、海膝、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趋磁细菌等生物体中都存在超微磁性颗粒，使这类生物在地磁场导航下能辨别方向，具有回归的本领．
（4）．特殊力学性质：氟化鈣纳米材料在室温下可大幅度弯曲而不断裂．研究表明，人的牙齿具有高强度，是因为它由磷酸鈣等纳米材料构成．纳米金属要比传统金属硬3 ~5倍．金属陶瓷复合纳米材料不但强度高且韧性好，制成的刀具比金钢石制品还要坚硬．
纳米技术目前已成功应用于许多领域，在工业、农业、能源、环保、医疗、国家安全等都有广泛应用．
请回答下列问题：
（1）金粉颗粒直径5nm=_______m．
（2）通常晶体具有固定的熔点，但当晶体达到______时却截然不同．
（3）小东针对纳米材料的“特殊光学性质”，提出了一个问题：金属的颜色会变黑吗？请你判断这是不是一个可以探究的科学问题．答______（选填“是”或“不是”）（4）请你针对纳米材料“特殊热学性质”，提出一个可以探究的科学问题：______．
专题24：点击新材料
1．C
【解析】A、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸
收的热量多，所以汽车发动机用水冷却，故A不符合题意；
B、用塑料作为插座外壳的材料，利用了塑料绝缘性强的特点，可以保证用电安全，故B不符合题意；
C、铝合金的密度比较小，在相同体积时，质量比较小，重力比较小，易于飞机起飞，故C 符合题意；
D、钨做灯丝是因为钨的熔点比较高，在高温下钨不容易熔化，故D不符合题意．
故选C．
2．C
【解析】A. 火箭发动机工作时，燃烧室及尾部喷口，都要承受很高的温度，所以不能用熔点是低的材料制成，故A错误；
B. “嫦娥三号”的太阳能电池要能够导电，所以主要是导体材料来产生电流的，故B错误；
C. 发射“嫦娥三号”的火箭用的燃料，要有热值大的特点，因为相同质量的燃料释放的能量更大，所以用热值大的燃料是正确的；
D. “嫦娥三号”的外壳要承受较大的冲击，应该用硬度大的材料制成，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】解：A、XPS为什么具有闭孔蜂窝状结构？只是问题的提出，探究价值不大，故A 不符合题意；B、本选项的问题是“它为什么能保温隔热？”，新型材料XPS具有保温、隔热的特性，研究为什么，没有具体的探究对象，价值不大，故B不符合题意；
C、“厚度的变化对保温、隔热性能有什么影响？”，紧紧围绕题意的要求，且提出了具体的探究内容﹣﹣厚度，具有较大的探究价值，故C符合题意；
D、本选项的问题是“它的隔声效果好吗？”，不是围绕题意要求的保温隔热的性能，因此，探究价值不大，故D不符合题意．
4．D
【解析】铆钉是由两种不同的金属构成，俗称记忆金属。由()a图到()b图，温度降低，铆钉受冷收缩，脚的内侧收缩量大，外侧收缩量小，两只脚向内侧靠拢；由()c图到()d图，
温度升高，铆钉受热膨胀，脚的内侧膨胀量大，外侧膨胀量小，两只脚向内侧靠拢．
故选D。
5．C
【解析】物体质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变，为了让风更易带动起扇叶，制成叶片的材料应该具有尽量小的密度，故C正确。
6．B
【解析】试题分析：雾凇是空气中的水蒸气凝华形成的冰晶；雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴；灯丝变细，由固态直接变成气态，是升华现象，故A不完全正确；砂锅用铁铸造，利用的是铁的导热性好；玻璃刀的刀刃用金刚石制造，利用的是金刚石的硬度大；导线外层用塑料皮，利用的是塑料的绝缘性，故B完全正确；探究平面镜成像时像与物的大小，采用的是等效替代法；托里拆利实验利用了实验法；用带箭头的线段表示力，采用了模型法，故C不正确；小孔成像是光的直线传播现象；水管冻裂是水的反常膨胀现象；抛出去的篮球落回地面，是受到竖直向下的重力作用．故D不完全正确；故应选B。
7．D
【解析】解答：A. 纳米材料制成的奶瓶具有抑制细菌生长的功能，但纳米分子也容易运动到奶中，故不能使用纳米材料制成奶瓶，故A错误；B. “纳米防水布”是利用纳米材料不
沾水的性质制成的，不是纳米的防水性，故B错误；C. 纳米材料因为要具有不同于普通材料的特殊性能，因此材料的选择比较局限，故C错误；D. “纳米”是长度的单位，将某些物质的尺度加工到1～100nm，它们的物理性质或化学性质与较大尺度时相比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料，故D正确。
8．D
【解析】由题意可知磁铁是放在橡皮泥旁边的，不会对橡皮泥有压力，故A错；由于磁铁与橡皮泥是不接触的，不是由于粘连性的作用，故B错；磁铁刚放下时是静止的，动能为0，故C错；磁铁能吸引磁性物质，对磁性物质会产生力的作用，根据物体间力的相互性可知，磁性物质也会磁铁产生力的作用，所以应是橡皮泥中含有磁性物质致的，故D正确；应选D。9．D
【解析】解答：A. 纳米技术是纳米尺度内的科学技术，尺度比较小，只能研究微观的内容，故A错误；B. 超导体是零电阻，所有利用电流热效应工作的电器设备都不能用超导材料制作，所以超导体不能应用在电饭锅、热水器上，故B错误；C. 核电站是利用原子核裂变发生链式反应时释放的大量能量来发电的，这一过程是可以人为控制的，故C错误；D无线网卡、3G手机上网也属于移动电话，所以它传递信息是通过电磁波来实现的，故D正确。10．D
【解析】解答：A. 纳米材料制成的奶瓶具有抑制细菌生长的功能，但纳米分子也容易运动到奶中，故不能使用纳米材料制成奶瓶，故A错误；B. “纳米防水布”是利用纳米材料不沾水的性质制成的，不是纳米的防水性，故B错误；C. 纳米材料因为要具有不同于普通材料的特殊性能，因此材料的选择比较局限，故C错误；D. “纳米”是长度的单位，将某些物质的尺度加工到1～100nm，它们的物理性质或化学性质与较大尺度时相比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料，故D正确。
11．A
【解析】白炽灯的灯丝、电炉丝、保险丝，都是利用电流的热效应，故不能用超导材料；电动机线圈是利用电流获得动力，把电能转化为机械能，电流产生的电热越少越好，故可以用超导材料，故只有A正确，选A。
12．D
【解析】由于橡胶具有良的弹性，所以轮胎用橡胶来制作，故A正确；弹簧在被压缩时，弹性形变变大，所以弹性势能会增强，故B正确；倒车雷达是靠发出的超声波来探测障碍物的，故C正确；冬天温度较低，所以加入的防冻液的凝固点应低一些，故D错误；应选D。
13．AD
【解析】根据题意，“石墨纸比钢要坚硬10倍且轻巧”，说明密度小，同体积的质量小，故A错误；
“比钢要坚硬10倍”，说明石墨纸的硬度较大，故B正确；
“还可以回收再利用”，所以石墨纸是一种环保材料，故C正确；
石墨是导体，所以石墨纸也是导体能够导电，故D错误。
故AD符合题意。
14．水流向玻璃棒靠近石墨
【解析】用毛皮摩擦过的橡胶棒，则橡胶棒带电，而很细的水流相当于轻小物体，由于带电体能吸引轻小物体，所以会发现很细的水流被吸引过来；在玻璃杯、木材、橡胶手套、石墨中，属于导体的是石墨。
15．半导
【解析】根据导电性的不同，可以将物体分为：导体、绝缘体，而导电性介于导体和绝缘体
之间的称为半导体．
故答案为：半导
16．导电性密度导热性弹性
【解析】（1）用铜做家庭电路的导线，是因为铜是良好的导体；
（2）塑料泡沫做成表演场景中的石头是利用塑料泡沫的密度比较小，在相同体积时，质量比较小，重力比较小，砸在人身上，不会对人体造成伤害；
（3）炒锅用铁物质制造应用了铁的导热性强，热量能够及时传递给饭菜；
（4）弹簧拉力计上的弹簧应用了弹簧的弹性。
17．金属（固体）热胀冷缩右
【解析】根据固体温度计的构造可知，它是利用固体热胀冷缩的原理工作的。当温度升高时，金属杆体积增大，A端向左延长，推动指针向右偏转。
18．减少热损耗；获得低温的技术和设备费用昂贵。
【解析】超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零，当电阻为零时，用超导材料传输电能可以减少热损耗，但是，获得低温的技术和设备费用昂贵，现有的条件超导材料还不能广泛使用．
19．两把钢尺长度变化太小，简单的测量工具无法测量出微小的变化指针示数变化放大物体在温度变化时，物体的长度变化是否与材料（物体的自身长度、温度的变化大小等）有关?
【解析】（1）两把钢尺长度变化太小，简单的测量工具无法测量出微小的变化。
（2）当用酒精灯给AB加热时，AB的长度随温度升高而边长，B端给C一个力的作用，COD绕O点转动，因此小明可以通过观察指针示数变化分析金属棒受热时长度的变化。
装置中指针设计成CO段比OD段短，这对实验现象起到了放大作用。
（3）物体在温度变化时，物体的长度变化是否与材料（物体的自身长度、温度的变化大小等）有关?
20． A 甲
【解析】解答：（1）根据活动小组所选择的器材（质量已知的金属球和多个有凹槽的金属块）和操作方法可知，将测试材料放在水平桌面上，金属球静置于其上表面，在金属球上再放一个有凹槽的金属块，通过在金属球上放置不同凹槽的金属块来改变材料所受压力，所以该小组在研究甲材料硬度的问题中，控制不变的量是金属球质量，故选A；
（2）在凹形压痕单位面积上所承受的压力是材料的硬度，其公式即：H＝F
S
凹
，在凹形压
痕面积相同时，材料所承受的压力越大，硬度越大；由图象可知，在凹形压痕面积相同时，因为甲材料所受压力大于乙材料所受压力，所以甲材料硬度大于乙材料的硬度。
21．原长 3. 4 或2.5 显著铜
【解析】（1）比较实验序号1与2，同种材料、升高相同的温度时，长度越长，伸长量越大，由此可得：当材料和升高的温度相同时，固体线膨胀的长度与原长有关。
（2）为了探究固体的线膨胀与材料的关系，应控制长度相同，升高的温度相同，选用不同的材料进行比较。因此比较实验序号3 、4或2 、5；
（3）通过以上实验，能初步判断，在相同条件下，铝的线膨胀程度比铜显著。
一个由铜铝组成的双金属片，在30℃时是平直的，则在80℃时，由于铝的线膨胀程度比铜显著，所以双金属片将弯向铜。
22．电阻完全抗磁性内
【解析】（1）根据短文知道，当温度降低到足够低时，有些材料的电阻变为零，这即为超导
现象；（2）荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质完全抗磁性，也称迈斯纳效应；
（3）由焦耳定律知道，电流通过导体是会放出热量；超导体的电阻为0，用超导体做输电导线时，电流通过导线产生的热量为0，所以利用超导材料输电，可最大限度地减少电能转化为内能所造成的能量损失。
23． 射电 反射面板 长度 会聚
【解析】（1）由材料可知，世界上最大的单口径、最灵敏的射电望远镜，被誉为“中国天眼”.
（2）由材料可知，FAST 的最大特点是索网结构可随天体的移动自动变化，带动索网上的反射面板产生变化.
（3）光年的定义是光在一年中通过的距离，所以是长度的单位.
（4）“中国天眼”能“扫描”到微弱的射电波，是因为球形反射面对射电波有会聚作用.
24． 反射 145 B 5.5×104 制冷 3.6×104 60 减小 0.002
【解析】（1）在阳光下飞机尾翼呈现绿色是因为飞机的尾翼反射绿色光，根据公式 机翼面积S m =飞机的最大起飞质量（）翼载
；得机翼面积（s ）==4227.2510145500/kg m kg m ?=； （2）“超细航空级玻璃棉”性质有：直径只有3～5μm ，密度335ρ5/1m kg kg m V m
===，密度比玻璃的密度小很多，还具有很好的隔音和保温效果；故B 不正确；
（3）在万米高空，机舱外的大气压为2.5×104Pa ，机舱内的气压为8×104Pa ，在机体每平方米上产生的压力差△F=F 向外﹣F 向内=P 内S ﹣P 外S=5.5×104N ；能将机外﹣50°C 以下的冷空气不断压缩，导致送入舱内的空气温度达到50°C 以上，同时系统依靠传感器的自动控制，所以机体上的空调要不断制冷，使舱内气压和温度达到舒适值．
（4）飞机水平匀速巡航时，处于平衡状态，受到平衡力的作用，发动机巡航推力与受到的阻力平衡力，大小相等，故f=F=3.6×104N ；
燃料完全燃烧放出的热量：Q=mq=1500kg×4.6×107J/kg=6.9×1010J ；
根据η=得
发动机获得的机械能：W 机械=ηQ 放=40%×6.9×1010J=2.76×1010J ；
发动机巡航的距离为：s=vt=920km/h×0.5h=460km=460000m
飞机的推进功（推力所做的功）：W 推力=Fs=3.6×104N×460000m=1.656×1010J
发动机的推进效率：η′==×100%=60%；
（5）①热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，故要在较低温度下接通受控电路，R 2的电阻增大，要使电流不变，应将R 1的阻值适当减小，才能使总电阻不变；
②当电流为2mA 时，R 1阻两端的电压为：U 1=IR 1=0.002A×1000Ω=2V ，
此时R 2两端的电压为：U 2=U ﹣U 1=6V ﹣2V=4V ，由图象知U 2符合题意，故此时控制电路中的电流为2mA=0.002A ．
25． 5 × 1 0?9 纳米尺寸 不是 纳米晶体的熔点与其直径有关吗
【解析】（1） 金粉颗粒直径5nm=5×10-9m ；
（2） 根据短文知道，通常晶体具有固定的熔点，但当晶体达到纳米尺寸时却截然不同；
（3）金属的颜色会变黑不是一个可以探究的科学问题，其探究的价值不高；
（4）针对纳米材料“特殊热学性质”，提出可以探究的科学问题是：纳米晶体的熔点与其直径有关吗？或纳米晶体的直径越小，它的熔点如何变化？