初中物理新材料及应用试题

2011年11月，美国研究人员研制出一种世界上重量最轻的固体金属材料。这种新材料可以放在蒲公英上面而不会压坏它的籽。这里说的“重量最轻”用确切的物理语言来说是指这种材料的    很小。纳米材料是由纳米颗粒经过特殊制备得到的，室温下外形相同的纳米铜比普通铜可多拉长50倍而不断裂，这一事例表明纳米铜具有较好的     （选填“硬度”、“延展性”或“磁性”），纳米是    （选填“长度”、“时间”或“质量”）单位。

下列说法正确的是（　　）

A．受到平衡力的物体，机械能一定保持不变

B．超导体适合做电饭锅的发热体

C．发光二极管主要是由半导体材料制成的

D．太阳内部每时每刻都在发生核裂变来释放能量

能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（　　）

A．太阳能和核能都是可再生能源

B．条形码扫描器中的光敏二极管使用的主要是超导材料

C．微波雷达是利用超声波进行定位和导航的

D．电视广播、移动通信利用了电磁波来传递信息

纳米材料除了基本单元空间小以外，在力、、声、光、电、磁等方面表现出特殊的性能，如纳米的固体材料主要是具有高韧性。请你大胆猜想纳米材料的这种性质在生产中的应用___________________
_______________________________.

收音机收到的信号是通过　   　波（填“超声”或“电磁”）传递的；集成电路中的三极管是利用　     　（填“半导体”或“超导体”）材料制成的。

能源、信息和材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A．燃料的热值越大，放出的热量越多

B．我国自行研制的北斗卫星导航系统是利用电磁波来传递信息的

C．汽油机做功冲程中，将内能转化为机械能，燃烧的汽油属于可再生能源

D．超导材料可以应用于电饭锅的电热丝

如图所示，将两个发光二极管极性相反的并联起来，并与手摇交流发电机串联。摇动转轮，使线圈在磁场中转动，则下列说法中正确的是　     　（填字母）

A．发电机的工作原理是电流的磁效应

B．线圈转动时，两个发光二极管会交替发光

C．线圈转动加快，发光二极管会变得更亮

D．线圈转动过程中，电能转化为机械能。

能源科技的发展促进了人类文明的进步，关于能源和材料，下列说法中错误的是 $($ 　　 $)$

A．	化石能源的大量使用带来了酸雨、雾霾、温室效应等环境问题
B．	提高能量转化利用中的效率是节能问题的核心
C．	超导体材料不能应用在电饭锅等电器上
D．	铜是磁性材料，可以被磁化

人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出。如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。6月5日是世界环境日，2010年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”。目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
(1)你认为利用太阳能有哪些好处？
(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线(如图所示)。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是 (     )

A．磁性材料

B．纳米材料

C．半导体

D．超导体

(3) 太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的。我国太阳能热水器已走进了千家万户。小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m²。若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×10⁶J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃？
(4)为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车。图是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电。

①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω。闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表示数5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少？

②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料，部分材料的技术指标如下表所示：

材料 技术指标	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度（kg·m^-3）	7.910^3	3.010^3	4.510^3	1.610^3

 
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料？若车架的体积约为5×10^-3m³，车架的质量是多大？
(5)今年的世界环境日，我国的主题是：“绿色消费，你行动了吗？”。联系生活实际，谈谈你应如何做？

关于各种新材料的性能及其应用，以下说法正确的是   

A．半导体具有良好的导电性能

B．超导体是一种电阻很大的材料

C．纳米技术是大尺度范围内的科学技术

D．超导材料用于输送电力可以降低电能损耗

我国研制成功了点亮 $\mathit{LED}$灯就能上网的国际前沿通信技术，在 $\mathit{LED}$灯中安装一个微芯片，点亮 $\mathit{LED}$灯便可让其变成无线网络发射器，上网的网络信号是靠　　（选填“电磁波”、“超声波”或“红外线” $)$传输的， $\mathit{LED}$灯的核心元件发光二极管是由　　（选填“绝缘体”、“半导体”或“超导体” $)$材料制成。

关于能源、信息和材料，下列说法正确的是（　　）

A．光导纤维是利用超声波来传递信息的

B．超导材料可应用于电饭锅和远距离输电线

C．卫星导航主要依靠电磁波传递信息

D．在倡导“节能环保”的今天，人类要增加化石能源的使用

关于材料、能量、能源的相关知识，下列说法正确的是 $($ 　　 $)$

A．	能量的转移与转化不具有方向性
B．	目前世界上的核能发电站是利用核聚变原理建成的
C．	太阳能电池是把太阳能转化为机械能
D．	纳米材料统指合成材料的基本单元大小在 $1~100\mathit{nm}$ 范围内的材料

人们将信息、能源和材料并列为现代文明的三大支柱，材料是能源和信息的基础。例如锗、硅这类材料在电子产品中有极其重要的应用，锗、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，这种材料常常称作　   　（选填“半导体”或“超导体” $)$，利用这种材料可以制作成二极管，二极管具有　　导电性。

如图所示的充电宝带有手电筒功能。手电筒的发光二极管发光时，充电宝相当于电路中的　        　，给充电宝充电时，充电宝相当于电路中的　         　。发光二极管是用　       　（填“超导体”或“半导体”）材料制成的。