四 新材料及其应用 知识点题库
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（1） 0.05mm=nm；
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（2） 将金属纳米颗粒制成块状金属材料时强度一般的金属，金属纳米颗粒的熔点同种金属的熔点；（选填“大于”、“小于”或“等于”）
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（3） 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）．
纳米陶瓷
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．
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（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．
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（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．
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（3） 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（填字母）．
纳米陶瓷
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。
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（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。
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（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。
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（3） 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（填字母）。
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”， 密度仅为3mg/cm3（空气的密度为1.29kg/m3）。石墨烯是目前世上最薄、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．利用石墨烯，科学家能够研发一系列具有特殊性质的新材料．比如，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．因此，其应用前景十分广阔．
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（1） 这种新材料属于（导体/绝缘体）
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（2） 根据石墨烯的性质，你认为石墨烯不适合用来制成__________A . 高压输电线 B . 冲击钻的钻头 C . 保温隔热材料 D . 电饭锅的锅胆
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（3） 最近国外研究人员通过引入由多层石墨烯制成的交替散热通道，解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题，这是利用石墨烯的___________ 。A . 透光性好 B . 硬度大 C . 导热性好 D . 导电性强
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（4） 科学家造出“石墨烯”的密度比空气的密度（大/小）．
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（5） 石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为 ；
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（6） 石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料．针对这一发现同学们提出了以下几个问题，你认为最有价值且可探究的问题是______（填选项前的字母）．A . 石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系？ B . 如何提取石墨烯这种物质？ C . 石墨烯在生活中有什么用处？ D . 石墨烯为什么很薄？
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（7） 因研究石墨烯而获得2010年诺贝尔物理学奖之后，安德烈·海姆进而研究氧化石墨烯薄膜并获得新进展．为探究氧化石墨烯薄膜的物理特性，他进行了这样一组实验，如图：
①将氧化石墨烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上，测得总质量m1；
②将薄膜揭开，向烧杯内倒入酒精与水的混合物，盖紧薄膜，测得其总质量m2；
③一个月后，发现薄膜覆盖紧密完好，烧杯内液体体积明显减小，测得此时总质量m3；
④以后，烧杯内液体体积保持不变．已知ρ酒精=0.8×103 kg/m3 ， 问：
a.一个月后，烧杯内剩余的液体密度是；是何种物质。
b.实验说明氧化石墨烯薄膜具有怎样的物理特性？（写出两点即可）
①；②。
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：
⑴．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．
⑵．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1064℃，而直径为10nm的金粉熔点降低到940℃，直径为5nm的金粉熔点降低到830℃．此特性可应用于粉末冶金工业．
⑶．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．
⑷．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，制成的刀具比金刚石制品 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：
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（1） 金粉颗粒直径5nm=m．
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（2） 通常晶体具有固定的熔点，但当晶体达到时却截然不同．
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（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”）
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（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：．
示例：物理现象：飞机升空。
物理知识：空气流速与压强的关系。
请作答：物理现象：
物理知识：
纳米陶瓷
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，具有金属刀无元法比拟的优点：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，是高新技术为现代入奉献的又一杰作．
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（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．
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（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．
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（3） 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（填字母）．
