Question

4．閱讀短文，回答問題：
氣凝膠由于密度只有每立方厘米3毫克，日前已經作為“世界上密度最低的固體”正式入選《吉尼斯世界紀錄》．氣凝膠是一種多孔狀、類似海綿結構的硅元素固體，孔狀內有99.8%的空間．這種新材料看似脆弱不堪，其實非常堅固耐用，最高能承受1400℃的高溫，并且它耐磨且富有彈性．
宇航員穿上用加入18毫米厚的氣凝膠層宇航服，能幫助宇航員扛住1400℃的高溫和零下130℃的超低溫．如果在金屬片上加一層厚約6毫米的氣凝膠，那么，就算炸藥直接炸中，對金屬片也分毫無傷．氣凝膠表面有成百上千萬的小孔，科學家們將氣凝膠親切地稱為“超級海綿”，它是非常理想的吸附水中污染物的材料．含有氣凝膠的網球拍擊球的能力超強．據悉2018年美國宇航局派宇航員登陸火星時，就將用它制成隔熱宇航服．
（1）關于宇航服加入氣凝膠的好處說法不正確的是C．
A．耐高溫   B．抗壓    C．導熱性好    D．質量小
（2）氣凝膠是吸附水中污染物非常理想材料是因為它具有吸附性．
（3）氣凝膠的網球拍擊球能力超強是因為它的彈性好．
（4）有人做過這樣一個實驗：在一金屬塊表面涂上8mm厚的氣凝膠，結果在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量為0.12kg
（5）某大型飛機采用現在盛行的超高強度結構鋼制造，重2.37×10⁶N，若采用“氣凝膠”代替鋼材來制造一架同樣大小的飛機，則需“氣凝膠”的重力為900N（鋼的密度為7.9×10³kg/m³）．

Answer 1

分析 （1）因氣凝膠非常堅固耐用，用它制造的宇航服質量小，耐高溫；
（2）因吸附水中污染物的材料應是多孔狀、類似海綿結構，而氣凝膠可以達到這個要求；
（3）因為氣凝膠耐磨且富有彈性，用氣凝膠制成的網球拍，擊球的能力會更強；
（4）已知氣凝膠的厚度和面積，可以得到體積；已知體積和密度，可以得到質量；
（5）已知飛機重力，可以得到質量；已知質量和密度，可以得到飛機的體積；氣凝膠的體積等于飛機的體積；已知密度和體積，可以得到質量，進一步得到重力．

解答 解：
（1）因氣凝膠非常堅固耐用，用它制造的宇航服質量小，耐高溫，隔熱效果好．故C不正確；
（2）氣凝膠是吸附水中污染物非常理想材料是因為它多孔，吸附性能優(yōu)越；
（3）氣凝膠的網球拍擊球能力超強是因為它的彈性好；
（4）氣凝膠的密度為ρ=3mg/cm³=3kg/m³，
氣凝膠的體積為V=Sh=5m²×8×10^-3m=0.04m³，
因為ρ=$\frac{m}{V}$，
所以氣凝膠的質量為m=ρV=3kg/m³×0.04m³=0.12kg；
（5）因為G=mg，
所以鋼制飛機的質量為m_鋼=$\frac{{G}_{鋼}}{g}$=$\frac{2.37×1{0}^{6}N}{10N/kg}$=2.37×10⁵kg；
氣凝膠的體積為V_膠=V=V_鋼=$\frac{2.37×1{0}^{5}kg}{7.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=30m3，
氣凝膠制造的飛機重力為G_膠=m_膠g=ρ_膠V_膠g=3kg/m³×30m³×10N/kg=900N．
故答案為：（1）C；（2）吸附；（3）彈性；（4）0.12；（5）900．

點評 本題考查學生對材料不同性能及密度、重力計算公式及其變形公式的掌握和應用，體現了學以致用的思想．