Question

1．閱讀短文，回答問(wèn)題
全碳?xì)饽�膠
“全碳?xì)饽�膠”是浙江大學(xué)的科學(xué)家發(fā)明的一種新型材料，它是將石墨烯和碳納米管兩種材料加入水中，在低溫下凍干后再除去水分，保留“骨架”，研制出的一種超輕材料．
“全碳?xì)饽�膠”構(gòu)造類似于海綿，具有良好的導(dǎo)電性，是世界上最輕的材料之一，密度僅為0.16mg/cm³．一個(gè)杯子大小的氣凝膠靜止在葉尖上，葉子只發(fā)生了微小彎曲，如圖1所示．它還可吸收相當(dāng)于自身質(zhì)量900倍的油，有望在海上漏油、凈水、凈化空氣等污染領(lǐng)域發(fā)揮重要作用．
（1）密度僅為0.16mg/cm³，“0.16mg/cm³”表示的物理含義是1cm³的全碳?xì)饽�膠質(zhì)量為0.16mg；體積是1m³的全碳?xì)饽�膠質(zhì)量為160g．
（2）讓100cm³大小的“氣凝膠”“踩”在狗尾巴草上，纖細(xì)的草須一點(diǎn)都沒有被壓彎，如圖2所示．若將其壓縮至很小體積之后也能迅速?gòu)?fù)原，則可判斷，“全碳?xì)饽�膠”材料至少具有密度小和彈性好的特點(diǎn)．
（3）下列“全碳?xì)饽�膠”實(shí)際應(yīng)用中，不可能實(shí)現(xiàn)的是C
A．清洗廚房的油煙機(jī)
B．吸除冰箱內(nèi)的異味
C．做打樁機(jī)的重錘
D．做電影場(chǎng)景中倒塌的“墻壁”
（4）1dm³的“全碳?xì)饽�膠”最多能吸收的有機(jī)溶劑重力為1.44N．（g取10N/Kg）
（5）航天飛機(jī)的總質(zhì)量為2×10⁶kg，航天飛機(jī)的材料密度約為4.0×10³kg/m³，若采用氣凝膠制造一架同樣大小的飛機(jī)，則需“氣凝膠”質(zhì)量80kg．

Answer 1

分析 （1）單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量叫這種物質(zhì)的密度；已知物質(zhì)的密度和體積，利用公式m=ρV得到其質(zhì)量；
（2）根據(jù)題干中所給氣凝膠的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)材料的性能和使用制造時(shí)不同的用途來(lái)分析解答；
（4）已知物質(zhì)質(zhì)量和吸附有機(jī)溶劑的能力，可以得到吸附的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，利用G=mg得到重力；
（5）已知飛機(jī)的質(zhì)量和鋼材的密度，可計(jì)算出飛機(jī)的體積，又知“氣凝膠”的密度，利用密度公式變形可求得飛機(jī)的質(zhì)量．

解答 解：
（1）“0.16mg/cm³”表示的物理含義是體積是1cm³的全碳?xì)饽�膠質(zhì)量為0.16mg；
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，體積是1m³的氣凝膠的質(zhì)量為m=ρV=0.16mg/cm³×10⁶cm³=1.6×10⁵mg=160g；
（2）由“100cm³大小的“氣凝膠”“踩”在花蕊上，纖細(xì)的花蕊一點(diǎn)都沒有被壓彎”和“將其壓縮至很小體積之后也能迅速?gòu)?fù)原”可判斷：“氣凝膠”至少具有密度小和彈性好的特點(diǎn)；
（3）由“它還可吸收相當(dāng)于自身質(zhì)量900倍的油，有望在海上漏油、凈水、凈化空氣等污染領(lǐng)域發(fā)揮重要作用”可知，氣凝膠具有超強(qiáng)的吸附能力和凈化功能，所以可以用來(lái)清洗油煙機(jī)、吸除冰箱異味；但氣凝膠的密度非常小，可以做電影場(chǎng)景中倒塌的“墻壁”，但不能用來(lái)做打樁機(jī)的重錘．故選C；
（4）1dm³的“全碳?xì)饽�膠”的質(zhì)量為m′=ρV′=0.16mg/cm³×10³cm³=1.6×10²mg=160mg；
氣凝膠吸附的有機(jī)溶劑質(zhì)量為M′=900m′=900×160mg=144000mg=0.144kg，
有機(jī)溶劑的重力為G=M′g=0.144kg×10N/kg=1.44N；
（5）飛機(jī)體積V₀=$\frac{m″}{ρ}$=$\frac{2×1{0}^{6}kg}{4.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=500m³，
需要?dú)饽�膠的質(zhì)量為m_膠=ρV₀=0.16mg/cm³×5×10⁸cm³=8×10⁷mg=80kg．
故答案為：
（1）1cm³的全碳?xì)饽�膠質(zhì)量為0.16mg；160；
（2）密度；彈性；  
（3）C；
（4）1.44；         
（5）80．

點(diǎn)評(píng) 此題以新材料的特點(diǎn)考查了物質(zhì)屬性、密度單位的物理意義和計(jì)算公式的應(yīng)用，體現(xiàn)了物理知識(shí)與科學(xué)發(fā)展的密切關(guān)系，難度不大，注意單位換算要正確．