Question

如圖所示，氣凝膠是一種多孔狀、類似海綿結(jié)構(gòu)的硅元素固體，孔狀內(nèi)有99.8%的空間。這種新材料密度僅為3kg/m3，看似脆弱不堪，其實(shí)非常堅(jiān)固耐用，最高能承受1400℃的高溫。若將其壓縮至很小體積之后也能迅速?gòu)?fù)原。據(jù)悉2018年美國(guó)宇航局派宇航員登陸火星時(shí)，就將用它制成隔熱宇航服。

（1）從上述介紹中，可以判斷氣凝膠這種物質(zhì)具有哪些優(yōu)異的物理屬性？請(qǐng)說出兩點(diǎn)。

（2）有人做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在一金屬塊表面涂上8mm厚的氣凝膠，結(jié)果在1kg的炸藥爆炸中氣凝膠毫發(fā)無損。若金屬塊的表面積為5m2，則覆蓋在金屬塊上的氣凝膠質(zhì)量為多少？

（3）某大型飛機(jī)采用現(xiàn)在盛行的超高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼制造，質(zhì)量是2.37×105kg，若采用“氣凝膠”代替鋼材來制造一架同樣大小的飛機(jī)，則需“氣凝膠”的質(zhì)量為多少？（鋼的密度為7.9×103kg/m3）

【答案】（1）氣凝膠這種物質(zhì)具有密度小、耐高溫的優(yōu)異的物理屬性；（2）0.12kg；（2）90kg

【解析】試題分析：（1）由題意知，“氣凝膠”的特點(diǎn)有：密度小、耐高溫、隔熱性好、富有彈性等；

（2）覆蓋在金屬塊上氣凝膠的體積：V=Sh=5m2×8×10-3m=0.04m3，由ρ=m/V可得，覆蓋在金屬塊上的氣凝膠質(zhì)量：m=ρV=3kg/m3×0.04m3=0.12kg；

（3）因?yàn)镚=mg，所以鋼材的質(zhì)量：m=G/g=2.37×106N/10N/kg=2.37×105kg，

鋼材的體積：V鋼=m鋼/ρ鋼=2.37×105kg7.9×103kg/m3=30m3，

由題知，氣凝膠的體積：V=V鋼=30m3，氣凝膠的質(zhì)量：m′=ρV′=3kg/m3×30m3=90kg

考點(diǎn)：密度公式的應(yīng)用；重力的計(jì)算

【題型】綜合題
【結(jié)束】
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如題1圖所示，小明和小剛用細(xì)棉線連接了兩個(gè)可樂飲料的紙杯制成了一個(gè)“土電話”。

（1）他們用“土電話”能實(shí)現(xiàn)10m間的通話，證明_________________能傳播聲音。

（2）相距同樣遠(yuǎn)，講話者以相同的響度講話，如果改用細(xì)金屬絲連接“土電話”，則聽到的聲音就大些。這一實(shí)驗(yàn)表明：_________________的傳聲效果更好。

（3）如果用“土電話”時(shí)，另一個(gè)同學(xué)捏住棉線的某一部分，則聽的一方就聽不到聲音了，這是由于：捏住棉線時(shí)，___________________，發(fā)聲也停止了。

（4）某研究小組利用以上兩個(gè)紙杯和一些長(zhǎng)短、粗細(xì)不同的琴弦，又進(jìn)行了探究“音調(diào)和哪些因素有關(guān)”的活動(dòng)。他們選用的琴弦長(zhǎng)度、材料在題2圖中已標(biāo)出（其中琴弦的的直徑關(guān)系：a＝c＝d＜b)，并且每根琴弦固定在“音箱”上的松緊程度一致。

①若他們想研究“音調(diào)的高低與琴弦長(zhǎng)度”的關(guān)系應(yīng)選擇琴弦____________（選填符號(hào)a、b、c 或d）。

②若選擇琴弦a和b，則是為了研究音調(diào)的高低與_____________________的關(guān)系。

③若有同學(xué)選擇c和d進(jìn)行研究，并推理得出：琴弦長(zhǎng)度越長(zhǎng)，振動(dòng)越慢，音調(diào)就越低的結(jié)論。該同學(xué)探究過程中存在什么問題？

答：____________________________________________________________。

④兩位同學(xué)還可以選擇琴弦____________（選填符號(hào)a、b、c或d），研究“琴弦音調(diào)高低與材料的關(guān)系”。

Answer 1