初中物理第三节 材料的开发和利用习题

这是一份初中物理第三节 材料的开发和利用习题，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题，综合题等内容，欢迎下载使用。

基础巩固
一、单选题
1．有关物质结构、信息、材料和能源的叙述，下列说法正确的是（ ）
A．跟电子的质量相等的质子和中子挤在处于原子中心，构成非常小的原子核，质子和中子是组成物质的最小微粒
B．5G信号比3G、4G快三四十倍，在相同时间内传输的信息更多，最主要的原因是5G信号使用的电磁波频率更高
C．生活中的电暖器，若用超导体替代电热丝效果会更好
D．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能
【答案】B
【解析】
A．质子和中子处于原子中心，构成非常小的原子核，质子和中子由夸克组成，故A错误；
B．所有的电磁波速度一样大，5G信号比3G、4G快三四十倍，在相同时间内传输的信息更多，最主要的原因是5G信号使用的电磁波频率更高，故B正确；
C．生活中的电暖器，若用超导体替代电热丝，由焦耳定律可知，电热丝将不再发热，故C错误；
D．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变，释放出巨大的核能，故D错误。
故选B。
2．发光二极管通常用下列哪种材料来做（ ）
A．半导体材料B．超导体材料C．绝缘体材料D．纳米材料
【答案】A
【解析】
半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，发光二极管是由半导体材料制成的。故选A。
3．通常情况下，下列各组物质中，都属于绝缘体的是（ ）
A．空气、油、塑料B．玻璃、油、大地
C．陶瓷、湿木材、橡胶D．空气、塑料、人体
【答案】A
【解析】
空气、油、塑料、玻璃、陶瓷、橡胶、空气都是绝缘体；大地、湿木材、人体都是导体，只有A选项都是绝缘体，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
4．航天技术专家用新型陶瓷制成防热瓦安装在航天器的外表面，这种新型陶瓷晶体不仅具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀和隔热性好等优点，而且还克服了传统陶瓷易碎的弱点，从而很好地保护航天器。以上关于防热瓦的叙述中，没有涉及到的物理属性有（ ）
A．熔点B．导热性C．导电性D．硬度
【答案】C
【解析】
A．这种新型陶瓷晶体具有耐高温优点，体现了这种材料具有较高的熔点，故A不符合题意；
B．这种新型陶瓷晶体具有隔热性好的优点，体现了这种材料的导热性，故B不符合题意；
C．题干文中没有体现这种材料的导电性，故C符合题意；
D．这种材料克服了传统陶瓷易碎的弱点，体现了这种材料硬度特性。故D不符合题意。
故选C。
5．根据物质的物理特征可以对物质进行分类。下列分类中合理的是（ ）
A．铁、冰、玻璃是晶体B．蜡、食盐、水银是非晶体
C．铅笔芯、橡胶、铁是导体D．塑料、干木棒、陶瓷是绝缘体
【答案】D
【解析】
A．玻璃是非晶体，故A不符合题意；
B．水银是晶体，故B不符合题意；
C．橡胶是绝缘体，故C不符合题意；
D．塑料、干木柴、陶瓷是绝缘体，故D符合题意。
故选D。
6．如图所示，将一把不锈钢汤匙和一双木筷一起浸在热水中，数秒后，感觉到汤匙比木筷热，是因为不锈钢（ ）
A．总是比木筷热B．导热性比木筷好C．导电性比木筷好D．密度比木筷大
【答案】B
【解析】
不锈钢汤匙比木筷的导热性能好，把他们一起浸入热水中，汤匙比木筷热。
故选B。
7．华为Mate20系列智能手机所搭载的国产7纳米制造工艺麒麟980芯片，“在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管”，实现了性能与能效提升的新突破。计算机芯片、智能手机芯片等体积的微型化及性能的代际提升，都得益于一种新型材料的研发。这种新型材料是（ ）
A．超导材料B．磁性材料
C．纳米材料D．半导体材料
【答案】C
【解析】
由“在指甲盖大小的尺寸上塞进69亿个晶体管”知，这些零件所占空间体积极小，空间尺度在纳米级，所以属于纳米材料。
故选C。
8．在刚刚结束的平昌冬奥会闭幕式上，“北京 8 分钟”惊艳亮相。 演出中大量采用科技手段。世界上最大却又最轻的熊猫木偶、可 以与人共舞的机器人、石墨烯发热服……其中石墨烯是目前得到 世界广泛关注的纳米材料，它的熔点超过 2000℃，它具有优良的 导电性、导热性、高强度和超轻薄等属性，根据石墨烯的属性， 你认为石墨烯不能用来制成
A．隧道掘进机的钻头B．保险丝C．高压输电线D．高级散热片
【答案】B
【解析】
A、石墨烯的强度高，能用它制成隧道掘进机的钻头，故A不符合题意；
B、石墨烯的熔点高，不能用来做保险丝，故B符合题意；
C、石墨烯的导电性好，能用它制成高压输电线，故C不符合题意；
D、石墨烯的导热性好，能用它制作高级散热片，故D不符合题意。
故选B。
9．据悉，中国第五代隐身歼击机﹣歼20已经装备部队，歼20首次使用了我国自主研制的具有坚固、轻巧、美观、易于加工等特点的钛锂合金板材，选用这种材料与下列哪个物理属性无关
A．硬度B．密度C．导电性D．延展性
【答案】C
【解析】
钛锂合金板材坚固就说明了其硬度大；轻巧说明了其密度小；美观说明了其色泽好；易于加工说明其延展性好，故钛锂合金板材与ABD有关，与C无关。
二、多选题
10．如图为“儿童安全插座”，它具有保护门双层互锁功能，能有效防止触电事故的发生。下列相关说法正确的是（ ）
A．“儿童安全插座”的开关接在火线上
B．“儿童安全插座”的白色保护门属于导体
C．用测电笔笔尖插入E 孔，正常情况下测电笔氖管会发光
D．若“儿童安全插座”发生短路，家庭电路中的其它用电器仍能正常工作
【答案】AC
【解析】
A．为了用电的安全，开关应接在火线上，故A正确；
B．白色保护门不容易导电，属于绝缘体，故B错误；
C．E孔接火线，所以用测电笔笔尖插入E孔，正常情况下测电笔氖管会发光，故C正确；
D．若“儿童安全插座”发生短路，则电源短路，家庭电路中的其它用电器不能正常工作，故D错误。
故选AC。
三、填空题
11．毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一带电小球时，它们相互排斥，则小球带______电，橡胶棒是______（选填“导体”或“绝缘体”）。
【答案】负 绝缘体
【解析】
[1]毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，同种电荷相互排斥，所以小球带负电。
[2]常见的绝缘体有塑料、橡胶、玻璃、沥青等。
12．电工材料多种多样，请判断两个事例中用到的是哪种材料，手机相机中的图像传感器用到______材料，热水器的电热丝用到的是______材料（以上两空选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”），金属导体靠______导电。
【答案】半导体 导体 自由电子
【解析】
[1]手机相机中的图像传感器工作时，需要将光信号转化为电信号，要利用半导体特有的电学性质，所以要用半导体。
[2]热水器的电丝是利用电流热效应工作的，所以要用导体。
[3]金属中有大量可以自由移动的电子，所以金属导体是靠自由电子导电的。
13．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．
【答案】半导体 超导体
【解析】
常用的各种二极管，三极管是由半导体材料制成的，随着科技的进步，未来的电子元件如果用超导体材料来制作，超导材料的特点就是在温度很低时电阻为零，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．
四、实验题
14．（1）如图所示，闭合开关后，用酒精灯给细铁丝加热。在铁丝温度逐渐升高并发红的过程中，观察电流表的示数__________（选填“变小”或“变大”）和小灯泡亮度变暗。你能得出的结论是______________。
（2）如图所示是学习物质的导电性一节中所做的实验，将废弃灯泡的玻璃外壳打碎，留下灯头和固定两根引线的玻璃芯，将与之相连的灯丝去掉，利用灯头把玻璃芯与LED串联接入电路中，此时LED不能发光；然后用酒精灯加热玻璃芯，当玻璃芯发黄变红时，LED发光。这个实验说明______________________。
【答案】变小 金属导体的电阻随温度升高而增大 导体与绝缘体之间没有绝对的界限，在一定条件下可以相互转化
【解析】
(1)[1][2]用酒精灯给铁丝加热，由于铁丝温度升高，可以观察到电流表的示数变小，小灯的亮度逐渐变暗，表明金属导体的电阻随温度升高而增大；
(2)[3]常温下，玻璃是绝缘体，利用灯头把玻璃芯与LED串联接入电路中，此时LED不能发光；玻璃芯被加热到发黄变红时，使电路连通，LED能发光；说明常温下的玻璃是绝缘体，高温下的玻璃变成了导体；即导体与绝缘体之间没有绝对的界限，在一定条件下可以相互转化。
五、计算题
15．有一种太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示．将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水．
（1）晴天平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×106J．若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？
（2）若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？[c水=4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】（1）；（2）60℃
【解析】
解：(1)据题意可得，一天中接收的太阳能：
；
(2)水的密度，体积 所以水的质量为：
；水吸收的热量：
；
由 得： ；
答案：（1）； （2）60℃
六、综合题
16．承载着中华名族“飞天梦”的“神舟十号”飞船顺利升空：
(1)“神舟十号”使用了我国自主研制的新型合金材料，这种材料具有密度_____（大/小）、硬度大等诸多优点。如图所示是利用火箭将“神舟十号”发生升空的情景，该过程中涉及的物理力学知识有_____（写出一点即可）；
(2)王亚平是我国的优秀女宇航员，随“神舟十号”进入太空轨道后，王亚平的质量_____（变小/变大/不变）。重力_____（同上）；
(3)“神舟十号”与“天宫一号”对接后，若宇航员在“天宫一号”太空舱中进行下列科学实验，其中不可以完成的是_____（选填序号）。
A．用弹簧测力计测物体重力 B．用温度计测量温度
C．用刻度尺测量物体的长度 D．用秒表测量时间
【答案】小 力的作用是相互的或力可以改变物体的运动状态 不变 变小 A
【解析】
(1)[1]“神舟十号”需要质量小以及能够抗冲击，所以新型合金材料具有密度小、硬度大等特点。
[2]火箭将“神舟十号”发生升空时产生一个向后的推力，由于力的作用是相互的，会受到一个反作用给火箭的推力，让火箭能够升空；火箭受到力的作用，运动状态发生改变。
(2)[3]质量是指物质的多少，不随空间位置改变而改变，所以王亚平的质量不变。
[4]进入太空轨道后，处于失重状态，受到的重力减小。
[5]太空舱中处于失重的状态，无法利用弹簧测力计测物体重力，可以用温度计测量温度、用刻度尺测量物体的长度、用秒表测量时间，故选A。
重点突破
一、单选题
1．2019年3月2日《环球文摘》报道，中国的“天才少年”曹原（23岁）荣登世界顶级科学期刊《自然》，成为2018年度十大科学家之首！他解决了困扰全世界107年的难题，他发现常温下把两层石墨烯旋转到特定的“魔法角度”叠加时，它可以在零阻力的情况下传导电子，成为超导体；以手机为例，一旦安装石墨烯电池，手机充电时间将被缩短为16min，请同学们分析一下，这种超导材料不适合用做（ ）
A．新能源充电汽车的电池B．电动自行车的“电动机”
C．电炉子中“电热丝”D．输电导线
【答案】C
【解析】
由题意可知，该材料0电阻，因此该材料不适合用做需要电阻的用电器上，新能源充电汽车的电池、电动自行车的“电动机”、输电导线都不需要用到电阻，而电炉子中“电热丝 ”没有电阻发不了热，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．取两个相同的验电器A和B，用毛皮摩擦橡胶棒接触验电器A的金属球，使A带上电荷，可以看到A的金属箔张开，B的金属箔闭合。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来（如图所示），观察到A的金属箔张开的角度减小，B的金属箔由闭合变为张开。下列描述正确的是 （ ）
A．实验中金属杆和金属球接触的一瞬间，金属杆中电流方向是自A流向B
B．两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷
C．金属杆能够导电是因为金属杆中的电子都可以在金属内部自由移动
D．将金属杆换成玻璃杆，实验现象不变
【答案】B
【解析】
A．毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，它接触验电器A的金属球，电荷从橡胶棒移向验电器A，验电器A带上负电，再用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，电荷从验电器A移向验电器B，因为电流的方向与负电荷移动的方向相反，所以金属杆中电流方向是自B流向A，故A错误；
B．同种电荷互相排斥，所以验电器的两金属箔片能够张开是因为带上了同种电荷，故B正确；
C．自由电子是金属中部分电子可以脱离原子核的束缚，在金属导体内自由移动形成的自由电子，金属能导电就是金属中有自由电子，故C错误；
D．玻璃棒是绝缘体，所以若将金属杆换成玻璃杆，验电器B的金属箔不会张开，故D错误。
3．如图所示是一个电子门铃，当两个导线夹子相接触时，电子门铃会发出音乐声。将下列物品分别接入两夹子之间，能使门铃发出音乐声的是
A．塑料尺B．玻璃棒C．橡胶棒D．铁刀片
【答案】D
【解析】
ABC．塑料尺、玻璃棒和橡胶棒是绝缘体，将它们分别接入两夹子之间，电路还是处在断路状态，故ABC不符合题意；
D．铁刀片是导体，将它接入两夹子之间，电路处在通路状态，有电流通过门铃，能使门铃发出音乐声的，故D符合题意。
故选D。
4．下列各组物体中，在通常情况下全部属于绝缘体的一组是
A．塑料尺子、石灰水、石墨
B．铜导线、电工胶布、橡皮手套
C．陶瓷、花生油、电木
D．水银、氢氧化钠溶液、铁导线
【答案】C
【解析】
石灰水和石墨是导体，所以选项A不正确；铜导线是导体，所以选项B不正确；陶瓷、花生油、电木都是绝缘体，所以选项C正确；水银、氢氧化钠溶液、铁导线都是导体，所以选项D不正确．
5．下列关于电荷的说法正确的是
A．物体对外不显电性，是因为没有正、负电荷
B．两个物体相互吸引，一定是带有异种电荷
C．绝缘体里面的电荷不能移动
D．自由电子定向移动的方向与电流的方向相反
【答案】D
【解析】
物体对外不显电性，是因为正、负电荷数量相等，而不是没有正、负电荷，故A错误；两个轻小物体靠近时相互吸引，根据带电体的有吸引轻小物体的性质可知，一个物体可能不带电，再根据电荷间的作用规律可知，两个物体可能带的是异种电荷，故B错误；绝缘体不容易导电是因为绝缘体中的电荷几乎被束缚在原子或分子范围内，绝缘体内的电荷不能自由移动，而不是不能移动，故C错误；在物理学中，人们把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，而自由电子是负电荷，所以自由电子定向移动的方向与电流的方向相反，故D正确．
6．下列每组物体在通常情况下都是绝缘体的是
A．硬币、陶瓷罐
B．铅笔芯、塑料刻度尺
C．玻璃杯、橡胶轮胎
D．人体、大地
【答案】C
【解析】
A．硬币是导体、陶瓷罐是绝缘体，故A错；
B．铅笔芯是导体、塑料刻度尺是绝缘体，故B错；
C．玻璃杯、橡胶轮胎都是绝缘体，故C正确；
D．人体、大地都是导体，故D错误．
7．小明同学学了八年级科学上册的有关内容后，给出了四个结论。其中有错误的是
A．激素在血液中含量极少，但对很多生命活动起着重要的调节作用
B．注射器能将药液吸入针筒是利用了大气压的作用
C．温度越高，分子运动速度快，所以温度高，物质溶解快
D．玻璃是绝缘体，但玻璃被烧红时会导电。这说明温度升高，物质的导电能力一定增强
【答案】D
【解析】
A．激素在血液中含量很少，但作用很大，对人体生长发育和生殖等生命活动起着重要的调节作用，故A项正确；A项不符合题意；
B．注射器能将药液吸入针筒是因为针筒内的气压减小，外界大气压把药液压入针筒。故B项正确；B项不符合题意；
C．温度越高，分子运动速度快，所以温度高，物质溶解快。故C项正确；C项不符合题意；
D．玻璃在常温条件下不容易导电，是绝缘体，但是烧红的玻璃却能够导电，说明导体和绝缘体之间没有绝对的界线；且其它有的物质温度越高，导电能力越弱。故D项错误；D项符合题意；
8．用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A，A的金属箔片张角变大，如图所示。再用C棒去同时接触A、B验电器的金属球，发现A的金属箔片张角变小，B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是（ ）
A．验电器原理是异种电荷相互吸引
B．C棒与其手柄D均为导体
C．当C棒接触两验电器的金属球时，产生的电流方向为A到B
D．丝绸摩擦玻璃棒的过程中，电子是由丝绸转移到玻璃棒
【答案】C
【解析】
A．验电器是利用同种电荷相互排斥的原理，故A错误；
B．C棒是导体，手柄D应为绝缘体，否则电荷会通过人体传出，故B错误；
C．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，该玻璃棒去接触验电器A时，验电器A也会带正电；用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时，B验电器上自由电子向验电器A转移，负电荷移动的方向与电流方向相反，故产生的电流方向为A到B，故C正确；
D．丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，故电子是由玻璃棒转移到丝绸，故D错误。
故选C。
9．如图所示，先后将不同材料接在电路的A、B两点间，闭合开关，能使小灯泡发光的是
A．干木条B．铜丝
C．塑料棒D．陶瓷棒
【答案】B
【解析】
干木条属于绝缘体，所以，不能使小灯泡发光，故A错误；
铜丝是导电，能使小灯泡发光，故B正确；
塑料袋不易导电，属于绝缘体，不能使小灯泡发光，故C错误；
陶瓷棒不易导电，属于绝缘体，不能使小灯泡发光，故D错误．
10．2019年5月，无人货运飞船“龙一2”号升空前，工程师使用液态异丙醇清洗电路板上夹杂金属粉末的污垢.升空并与国际空间站对接后，站内宇航员很快闻到异丙醇刺鼻的气味用液态异丙醇清洗电路板、宇航员闻到异丙醇气味，表明
A．异丙醇绝缘性好，其分子间有空隙
B．异丙醇绝缘性好，其分子做无规则运动
C．异丙醇导电性好、其分子间有空隙
D．异丙醇导电性好、其分子做无规则运动
【答案】B
【解析】
工程师使用液态异丙醇清洗电路板上夹杂金属粉末的污垢，说明异丙醇绝缘性好，否则会造成电路短路，宇航员闻到异丙醇气味，说明异丙醇分子在无规则地运动，属于扩散现象，不能说明分子间有空隙，故B正确．
二、填空题
11．如图所示是电动自行车的充电接口。在充电接口外的绝缘保护盖丢失时，若不小心将________（选填“铁丝”或“干木棍”）插入接口中，可能会导致电路发生________（选填“断路”或“短路”），容易引起火灾。若车内蓄电池电压为48V，人体同时接触蓄电池的两电极时是________（选填“安全”或“危险”）的。
【答案】铁丝 短路 危险
【解析】
[1][2]因铁丝是导体，若不小心将其插入接口，使火线与零线相接，导致电路发生短路。
[3]人体的安全电压为不高于36V，故48V的电压对人体会造成危险。
12．如图所示是游客在科技馆触碰静电球的情景，她的头发蓬松飞扬，是因为_____（填“同种”或“异种”）电荷互相排斥；如果静电球带的是负电，则触碰过程中电流方向为_____（填“从球向人”或“从人向球”）；为了安全，整个过程中游客需要踩在橡胶垫上，是因为橡胶是_____（填“导体”或“绝缘体”）。
【答案】同种 从人向球 绝缘体
【解析】
[1]游客在科技馆触碰静电球使头发带有同种电荷，同种电荷相互排斥，她的头发就变得蓬松飞扬；
[2]电流的方向为正电荷定向移动的方向，或负电荷定向移动方向的反方向，静电球带的是负电，带负电的电子由球到人，则触碰过程中电流方向为从人向球；
[3]橡胶垫不容易导电是绝缘体。
13．如图所示的装置中，A和B之间是断开的。在 A、B 之间分别接入钢直尺、干燥的木棍，闭合开关 S，观察小灯泡是否发光：
(1)将______接入电路，小灯泡发光。这表明该物体容易导电，我们把它叫做导体。如果改变其接入 A、B 间的长度，发现小灯泡亮度发生变化，说明导体的电阻与______有关；
(2)将干燥的木棍接入电路，小灯泡不发光。这表明该物体不容易导电，我们把它叫做绝缘体。如果在干燥的木棍上滴几滴自来水发现小灯泡仍然不发光，请说明理由______。
【答案】钢尺 长度 自来水虽然是导体，但几滴自来水不能浸湿整根木棒，木棒有部分仍然是绝缘体，电路断开，小灯泡自然不会发光。
【解析】
(1)[1]钢尺由金属材料制成，它是导体，容易让电流通过，所以将钢尺接入电路，小灯泡能够发光。
[2]如果改变钢尺接入 A、B 间的长度，发现小灯泡亮度发生变化，说明导体的电阻与长度有关。
(2)[3]自来水虽然是导体，但几滴自来水不能浸湿整根木棒，木棒有部分仍然是绝缘体，电路断开，小灯泡自然不会发光。
三、实验题
14．比较图中的两个实验，合上开关，分别用酒精灯给铁丝和玻璃球加热，观察到的现象是：甲中电流表示数减小，乙中灯泡发光，由上述实验可以得出下列结论：
（1）由甲可知：________________________；
（2）由乙可知：____________________________；
（3）若甲中开始不用酒精灯，则开关闭合一段时间后，电流表的示数将_________.原因__________．
【答案】导体的电阻随温度的升高而增大 导体和绝缘体之间没有严格的界限（玻璃加热到红炽状态时，变成导体） 减小 电流的热效应使铁丝变热温度升高，电阻变大
【解析】
第一空．甲图中，金属丝是导体，所以开关闭合电流表有示数，当对金属丝加热时，温度升高，电流表示数变小，电流变小，由I=可知金属丝电阻增大，即金属丝的电阻随温度的升高而增大；
第二空．玻璃本来是绝缘体，当玻璃接入电路时，电路中没有电流，所以乙中灯泡不发光．但当对玻璃加热后，玻璃的导电性能会发生改变，变成导体，因此灯泡发光，说明导体和绝缘体之间没有严格的界限，在一定条件下，导体和绝缘体可以相互转化；
第三空、第四空．甲中开始不用酒精灯，则开关闭合一段时间后，金属丝的温度升高，电阻变大，电路中的电流减小，即电流表的示数将减小．
四、综合题
15．阅读短文，回答问题。
电容式触摸屏
现在，智能手机、平板电脑等数码移动设备，都使用触摸屏，触摸屏是通过传感器来感知物体在屏上的运动，目前触摸屏大多采用电容式触摸屏。
电容通常就是由两片相距很近的导电极板组成。电容式触摸屏是一块多层复合玻璃，在夹层中涂有具有导电性且透明的薄膜材料。当手指触碰到触摸屏时，手指和导电薄膜就会形成一个电容，将人体上 的电荷传递到触摸屏上。通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布的变化，就可以计算触摸点的位置，进而感知手指在屏上的运动轨迹。如果较厚的绝缘材料把手指与导电薄膜之间隔离，无法形成有效电容，就不能正常操作触摸屏了。
（1）电容式触摸屏夹层中的薄膜材料是________（选填“导体”或“绝缘体”）。通过触摸屏周边分布的电极检测_______的变化，可感知手指的运动轨迹。
（2）冬天，戴上厚厚的绝缘材料做成的保暖手套，不能正常操作电容式触摸屏的原因是________。要制作一副保暖触摸屏手套，你的方法是________________________。
【答案】导体 电荷分布 无法形成有效电容 在保暖手套中植入金属导体
【解析】
（1）由“当手指触碰到触摸屏时，手指和导电薄膜就会形成一个电容，将人体上的电荷传递到触摸屏上。”知，薄膜材料能够导电，属于导体；由“通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布的变化，就可以计算触摸点的位置，进而感知手指在屏上的运动轨迹”知，通过触摸屏周边分布的电极检测电荷分布的变化，可感知手指的运动轨迹；
（2）由于保暖手套是绝缘的，手指虽然接触触摸屏，但绝缘手套把手指与导电薄膜之间隔离，无法形成有效电容，就不能正常操作触摸屏了。要制作一副保暖触摸屏手套，可以在手套材料中植入金属导线，手套就变成导体了。
16．阅读《5G时代》，回答问题。
5G时代
首届世界5G大会于2019年11月在北京举行。本次大会以“5G改变世界，5G创造未来”为主题，以“国际化、高端化、专业化”为特色，以推进国内外5G应用发展为主线，推出了“智慧城市”、“智慧交通”、“智能制造”、“智慧医疗”等六大主题展览，以及5G仿生机器狗等“黑科技”，描述了5G为社会和生活带来的改变。
“5G”代表什么呢？5G是第五代移动通信技术的简称，是最新一代蜂窝移动通信技术。它的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接，也是继4G系统之后的延伸。5G网络的优势，在于数据传输速率远远高于以往的蜂窝网络，比当前的有线互联网还要快。另一个优点是较低的网络延迟，响应时间低于1毫秒。由于数据传输更快，5G网络将不仅仅能为手机用户提供服务，而且还将成为家庭和办公网络的提供商，与有线网络提供商形成竞争。
博大精深的无线通信技术中的奥秘是什么呢？它全部都蕴含在物理学的基本公式“c = λ f ”中，即“光速=波长×频率”，在国际单位制中，波长的单位为“米（m）”，频率的单位为“赫兹(Hz）”。电磁波的功能特性是由它的频率决定的，不同频率的电磁波，有不同的用途。频率越高，能使用的频率资源越丰富，其传输速率就越高，同时，频率越高，波长越短，越趋近于直线传播，绕射能力越差，在传播介质中的衰减也越大。
由于5G技术采用了高频段传输，其最大的问题就是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。为了解决这一问题，需要增加覆盖同一区域的5G基站的数量。全国已经建设5G基站11.3万个，将来会更多，将来我们身边将会出现很多的“微基站”、“天线阵列”，这样同一基站下的两个用户就可以不通过基站直接实现手机间的传输。
5G的应用并不仅仅局限于消费端，更广阔的市场在于工业互联网领域的应用，如5G智慧工厂、自动驾驶等。目前，自动驾驶是市场焦点之一，车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯，为无人驾驶提供支持。另外，中国联通已与中国商飞共同打造了5G智慧工厂，实现了飞机制造质量、效率和动力的大幅提升。
阅读上文，回答下列问题：
（1）车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯，为无人驾驶提供支持。如图所示，是用于路口的5G指示灯，则红黄绿指示灯的连接方式以及5G通讯传递信息的形式分别为（________）
A．串联、超声波
B．串联、电磁波
C．并联、超声波
D．并联、电磁波
（2）电磁波在真空中的传播速度为___________m/s。若使用频率为25吉赫兹（GHz）的电磁波进行5G商用的频段试验，其中1GHz=109Hz，请利用短文中的知识，计算5G商用电磁波的波长为_______ m。
（3）5G技术高频段传输数据遇到的困难是什么______？
【答案】D 3×108 0.012 传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱
【解析】
(1)[1]根据生活经验可知，交通指示灯中的三个灯不会同时亮，即可以单独工作，且工作时互不影响，所以可以判断出三种颜色指示灯是并联的；5G通讯是利用电磁波来传递信息的；故选D；
(2)[2]电磁波在真空中的传播速度等于光速，即3×108m/s；
[3]由题意可知，商用电磁波的波长为：
；
(3)[4]由题意可知，5G技术高频段传输数据遇到的困难是传输距离大幅缩短，覆盖能力大幅减弱。
17．石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，铜的导热系数常温下才400W/mK。石墨烯具有非常良好的光学特性，看上去几乎是透明的。石墨烯是己知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，可以弯曲，石墨烯的结构非常稳定，石墨烯内部的碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形。
2018年，22岁中国科学家——曹原，因为石墨烯正式成为了“2018年度世界十大科学家之首”。22岁的少年曾提出问题，却被很多的科学家无视，他的坚持，最后得到结果“两层石墨烯，旋转到特定的‘魔法角度’1.1°叠加之后，零阻力的材料得出来了，可以在常温下实现超导”。请根据上述材料，回答下列问题：
（1）石墨烯是一种导体，零阻力是指________为零，这种现象叫做超导现象。
（2）曹原研究的超导石墨烯最适合用来制作________
A．电动机内部导线 B．保险丝 C．电炉丝 D．电热毯内部导线
（3）用超导石墨烯制作成电缆输电可以大大降低能量损耗，己知从A地到B地输电导线长为10km，此导线电阻1Ω/km，输电电流为200A，若用超导石墨烯代替输电导线，输电10min可节约________电能。
【答案】电阻 A 2.4×108J
【解析】
(1)[1]电阻是指导体对电流的阻碍作用，而超导现象是导体的电阻变为零，那么导体对电流的阻碍作用为零，即电阻为零。
(2)[2]因为超导材料的电阻为零，电流热效应就不会发挥作用了，故利用电流的热效应来工作的保险丝、电炉丝、电热毯内部导线都不能采用超导材料，而电动机内部导线用超导材料，可避免电流热效应带来的能耗，从而提高电动机制输出效率，所以A符合题意
(3)[3]由题意知，A、B段输电导线的电阻R=10km×1Ω/km=10Ω
输电10min节约的电能