Question

4．阅读短文，回答问题：
气凝胶由于密度只有每立方厘米3毫克，日前已经作为“世界上密度最低的固体”正式入选《吉尼斯世界纪录》．气凝胶是一种多孔状、类似海绵结构的硅元素固体，孔状内有99.8%的空间．这种新材料看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，最高能承受1400℃的高温，并且它耐磨且富有弹性．
宇航员穿上用加入18毫米厚的气凝胶层宇航服，能帮助宇航员扛住1400℃的高温和零下130℃的超低温．如果在金属片上加一层厚约6毫米的气凝胶，那么，就算炸药直接炸中，对金属片也分毫无伤．气凝胶表面有成百上千万的小孔，科学家们将气凝胶亲切地称为“超级海绵”，它是非常理想的吸附水中污染物的材料．含有气凝胶的网球拍击球的能力超强．据悉2018年美国宇航局派宇航员登陆火星时，就将用它制成隔热宇航服．
（1）关于宇航服加入气凝胶的好处说法不正确的是C．
A．耐高温   B．抗压    C．导热性好    D．质量小
（2）气凝胶是吸附水中污染物非常理想材料是因为它具有吸附性．
（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的弹性好．
（4）有人做过这样一个实验：在一金属块表面涂上8mm厚的气凝胶，结果在1kg的炸药爆炸中气凝胶毫发无损．若金属块的表面积为5m²，则覆盖在金属块上的气凝胶质量为0.12kg
（5）某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造，重2.37×10⁶N，若采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机，则需“气凝胶”的重力为900N（钢的密度为7.9×10³kg/m³）．

Answer 1

分析 （1）因气凝胶非常坚固耐用，用它制造的宇航服质量小，耐高温；
（2）因吸附水中污染物的材料应是多孔状、类似海绵结构，而气凝胶可以达到这个要求；
（3）因为气凝胶耐磨且富有弹性，用气凝胶制成的网球拍，击球的能力会更强；
（4）已知气凝胶的厚度和面积，可以得到体积；已知体积和密度，可以得到质量；
（5）已知飞机重力，可以得到质量；已知质量和密度，可以得到飞机的体积；气凝胶的体积等于飞机的体积；已知密度和体积，可以得到质量，进一步得到重力．

解答 解：
（1）因气凝胶非常坚固耐用，用它制造的宇航服质量小，耐高温，隔热效果好．故C不正确；
（2）气凝胶是吸附水中污染物非常理想材料是因为它多孔，吸附性能优越；
（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的弹性好；
（4）气凝胶的密度为ρ=3mg/cm³=3kg/m³，
气凝胶的体积为V=Sh=5m²×8×10^-3m=0.04m³，
因为ρ=$\frac{m}{V}$，
所以气凝胶的质量为m=ρV=3kg/m³×0.04m³=0.12kg；
（5）因为G=mg，
所以钢制飞机的质量为m_钢=$\frac{{G}_{钢}}{g}$=$\frac{2.37×1{0}^{6}N}{10N/kg}$=2.37×10⁵kg；
气凝胶的体积为V_胶=V=V_钢=$\frac{2.37×1{0}^{5}kg}{7.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=30m3，
气凝胶制造的飞机重力为G_胶=m_胶g=ρ_胶V_胶g=3kg/m³×30m³×10N/kg=900N．
故答案为：（1）C；（2）吸附；（3）弹性；（4）0.12；（5）900．

点评 本题考查学生对材料不同性能及密度、重力计算公式及其变形公式的掌握和应用，体现了学以致用的思想．