2020届中考物理专题专练：新材料及其应用

新材料及其应用

一、选择题

1.巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中的GMR是巨磁电阻。在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，则（）

A．电磁铁A端是N极

B．电磁铁产生的磁感线不管外部还是内部都是从N极出发回到S极

C．向右滑动滑片P，GMR两端的电压增大

D．向左滑动滑片P，指示灯会变亮

2．下列关于材料、信息及能源的说法正确的是（）

A．纳米材料的基本单元大小限制在1﹣100μm范围内

B．同种材料制成的导体，其电阻大小只与长度有关

C．我国海域深处蕴藏的大量“可燃冰”属于可再生能源

D．用手机收看“华唐名师”的直播是利用电磁波来传递信息的

3．清华大学的研究人员发明一种新型陶瓷，既可以像海绵一样变形，也能像陶瓷一样隔热、绝缘，同时具有超轻、高韧性等特点这种材料适合用来制造下列哪种物品（）

A．自行车的车架 B．新型消防服C．输电导线 D．便携式水果刀

4．各种新材料正在提高我们的生活品质，坚硬的纳米材料一石墨烯，就是其中的一种，它几乎是完全透明的，并有着出色的导电性和导热性。下列物体中不适合使用石墨场制作的是（）

A．防弹衣B．隔热手套 C．电脑元件 D．太阳能电池

5．在北京8分钟的节目中，憨态可掬的大熊猫令人忍俊不禁。这只大熊猫是用一种特殊的铝合金材料制成的，它的高为2.35m，质量却只有10kg，它利用了铝合金的哪一种性质（）

A．质量小B．密度小C．比热容小 D．导热性能好

6.新材料的开发和应用是多方面的，当前主要是从两个方面去开发新材料，一是寻找一些特殊的物质在特定条件下出现的特性来加以应用；二是利用科学技术的进步将物质加工到一定的程度出现的特性来加以应用。下列新材料属于第二种情况的是 ( )

A．记忆合金 B.纳米材料 C.“绿色”能源 D.超导体

二、填空题

7.2018年2月，CR929飞机首件全尺寸（15m×6m）复合材料机身壁板工艺件试制成功，标志着未来复合材料的使用，将减轻飞机重量，说明该复合材料的密度较小，如果采用传统材料﹣钢铁制作全尺寸（15m×6m）、厚度为

5cm的平面壁板，则这样的壁板质量将达到t，壁板平面所承受的大气压力是N．

8.把很多二极管，三极管和电阻等电子元件做在芯片上，就成了集成电路，其中二极管、三极管是用______材料制成的。随着科技的进步，未来的电子元件如果用______材料来制作，由于没有电阻，不必考虑散热问题，就可以实现电子设备的微型化。

9.某合金材料制成的解冻板，无需用水用电即可快速解冻食品，这是利用了该材

料性强的物理属性；边长为0.1m的由上述材料制成的正方体合金块质量为3kg，该材料的密度ρ=kg/m3，静置在水平地面上时对地面的压强p= Pa．g取10N/kg．

三、综合能力题

10.超市的塑料袋为市民购物提供了极大的方便，可同时又造成了“白色污染”，是否该取消超市方便袋呢？请你通过了解塑料袋的成分，在生产和使用过程中对环境造成的污染及市民的反应等方面，提出自己的合理建议。其建议如下：

建议一：（1）________________________________；

建议二：（2）________________________________；

建议三：（3）________________________________。

11.阅读理解题

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，却使两位科学家海姆和诺沃肖洛夫赢得2010年度诺贝尔物理学奖。这种全新材料名为“石墨烯”。

石墨烯不仅“最簿、最强”，作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；作为热导体，它比目前任何其他材料的导热效果都好。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。

（1）这种新材料属于（填“导体”或“绝缘体”）。

（2）石墨烯应用于超级计算机的研发，是因为。

（3）石墨烯的应用领域十分广泛，请你从材料中找出两例。

12.新型节能电炖锅的发热体是由PTC半导体陶瓷材料制成的，PTC的发热效率较高，它有一个人为设定的温度，低于设定温度时，其电阻值随温度升高而变小；高于设定温度时，其电阻值随温度升高而变大，从而可以自动调节电炖锅的温度和电功率．有一种型号电炖锅，其简化工作电路如图1所示，电源电压为220V，R0是定值电阻，R t是PTC 电阻，它的阻值随温度t的变化曲线如图2所示．炖汤时，汤水沸腾后，电炖锅能在较低功率档位长时间保持水的沸腾，这样既能节约用电，又能使炖出来的汤味道鲜美且不失营养，此时R t的温度为110℃，电炖锅功率为440W．求：

（1）当R t的温度为50℃时，R t的阻值；

（2）当R t的温度约为110℃时，电炖锅的工作电流；

（3）R t的温度从20℃升高到110℃的过程中，电炖锅的最大功率．

答案

一、选择题

1.巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中的GMR是巨磁电阻。在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，则（）

A．电磁铁A端是N极

B．电磁铁产生的磁感线不管外部还是内部都是从N极出发回到S极

C．向右滑动滑片P，GMR两端的电压增大

D．向左滑动滑片P，指示灯会变亮

【答案】ACD

【解析】（1）利用安培定则判断电磁铁的磁极；

（2）在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极；

（3）根据灯泡的亮度变化，能够确定电路中电流的变化，进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强度的关系。

A.利用安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的左端A为N极、右端B为S极。故A正确。

B.在磁体外部，磁感线是从N极出发回到S极；故B错误。

C.向右滑动滑片P，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流减小，因此电磁铁磁性减弱，周围磁场减弱，GMB的阻值变大。则GMR两端的电压增大，故C正确；

D.由图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，

由I=U/R可知，电路中的电流变大，此时电磁铁的磁性变强；

由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，

因电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小，

所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，电路中的总电阻变小，

由I=U/R可知，电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，

因P=I2R，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，

所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮；故D正确。

2．下列关于材料、信息及能源的说法正确的是（）

A．纳米材料的基本单元大小限制在1﹣100μm范围内

B．同种材料制成的导体，其电阻大小只与长度有关

C．我国海域深处蕴藏的大量“可燃冰”属于可再生能源