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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,却使两位科学家获得诺贝尔奖.这种全新材料名为“石墨烯”,密度仅为(空气的密度为).石墨烯是目前世上最薄、最坚硬的纳米材料,作为电导体,它有着和铜一样出*的导电*;作为热导体,它比目前任何其他材料的导热效果都好,而且它几乎是完全透明的.利用石墨烯,科学家能够研发一系列具有特殊*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**,从柔*电子产品到智能服装,从超轻型飞机材料到防*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___________________(导体/绝缘体)
(2)根据石墨烯的*质,你认为石墨烯不适合用来制成_____________________.
A.高压输电线 B.冲击钻的钻头 C.保温隔热材料 D.电饭锅的锅胆
(3)最近国外研究人员通过引入由多层墨烯制成的交替散热通道,解决了在交通信号灯和电动汽车中使用半导体材料散热的难题,这是利用石墨烯的___________________________.
A.透光*好 B.硬度大 C.导热*好 D.导电*强
(4)科学家造出“石墨烯”的密度比空气的密度_____________(大/小).
(5)石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发,是因为_____________________;
(6)石墨烯是目前世上至今发现的最薄、最坚硬的纳米材料.针对这一发现同学们提出了以下几个问题,你认为有价值且最可探究的问题是___________________(填选项前的字母).
A.石墨烯的硬度与其的厚度、面积有什么关系? B.如何提取石墨烯这种物质?
C.石墨烯在生活中有什么用处? D.石墨烯为什么很薄?
(7)因研究石墨烯碳而获得2010年诺贝尔物理学奖之后,安德烈·海姆进而研究氧化石墨烯薄膜并获得新进展.为探究氧化石墨烯薄膜的物理特*,他进行了这样一组实验,如图:
①将氧化石黑烯薄膜覆盖在有刻度的空烧杯口上,测得总质量;
②将薄膜揭开,向烧杯内倒入酒精与水的混合物,盖紧薄膜,测得其总质量;
③一个月后,发现薄膜覆盖紧密完好,烧杯内液体体积明显减小,测得此时总质量;
④以后,烧杯内液体体积保持不变.已知,问:一个月后,烧杯内剩余的液体密度是_____________________;是何种物质______________________.
实验说明氧化石墨烯薄膜具有怎样的物理特*?(写出两点即可)
①__________________________.②_____________________________.
【回答】
导体 C C 大 传输速度大 A 0.8 g/cm3 酒精 较好的透水* 较好的密封*
【解析】
(1)石墨烯和铜一样具有出*的导电*,所以石墨烯是导体.
(2)因为作为热导体,石墨烯比目前任何其他材料的导热效果都好,所以石墨烯不适合用来制成保温隔热材料.
(3)多层石墨烯制成的交替散热通道,解决了交通信号和电动汽车中使用半导体材料散热的难题,说明石墨烯由很好的导热*,故选C. (4)石墨烯是一种超轻材料,这里的“轻”是指石墨稀的密度小. (5)石墨烯应用于超级计算机的研发,石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管. (6)石墨烯很薄,硬度很大,决定了它的作用很特殊,因此人们研究“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、面积有什么关系”很用价值且可探究,故A正确.
因石墨烯材料已经研究并教授获得2010年诺贝尔物理学奖;还知道石墨烯是人类发现的厚度最薄、强度最高的材料因此问题“如何提取石墨烯这种物质?”“石墨烯在生活中有什么用处?”的探究意义不大,故BC错误.
我们已经知道石墨烯本身很薄,强度很大,再研究为什么薄是没有实际意义的,故D错误. (7)由图可知,剩余液体的体积:V=14cm3,质量:, 液体的密度:. 由此可知,烧杯内剩余液体是酒精. 已知密封的是水和酒精的混合物,一个月后,液体体积明显减小,计算结果表明,剩余液体都是酒精,据此可以得到: ①氧化石墨烯薄膜具有较好的透水*,烧杯内部的水全部蒸发.
②氧化石墨烯薄膜具有良好的密封*.
点睛:本题是一道信息给予题,给出物理课外知识的材料,要认真阅读材料,结合物理知识用材料内容回答问题.
知识点:密度
题型:综合题
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