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第3節(jié) 復合材料 知能演練　輕松闖關[學生用書單獨成冊] [基礎溫故] 1．下列各材料中屬于復合材料的是(　　) A．不銹鋼 B．鋼化玻璃 C．光導纖維 D．航天器外層的隔熱陶瓷瓦 答案：D 2．下列關于復合材料的說法正確的是(　　) A．合金就是復合材料 B．復合材料的化學成分可能只有一種也可能含有多種 C．復合材料按基體分類可分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料和纖維增強復合材料 D．復合材料是兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)特殊加工而制成的 解析：選D。合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。復合材料是將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特殊加工而制成的材料。A、B錯，D正確。樹脂基復合材料和金屬基復合材料是按基體分類的，而纖維增強復合材料是按增強體形狀分類的，分類標準不統(tǒng)一，C錯。 3．下列關于材料的說法中，正確的是(　　) A．玻璃是由Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔合而成的晶體 B．高溫結(jié)構(gòu)陶瓷具有耐高溫、不怕氧化、耐酸堿腐蝕、硬度小、耐磨損、密度大的特點 C．氧化鋁陶瓷的熔點低、硬度小 D．鎂鋁合金的強度高、密度小，可用于飛機制造業(yè) 解析：選D。玻璃屬于玻璃態(tài)物質(zhì)，不是晶體，它沒有固定的熔點，A錯誤；B中高溫結(jié)構(gòu)陶瓷硬度大、密度小，B錯誤；氧化鋁陶瓷是高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，熔點高，C錯誤；鎂鋁合金硬度大、質(zhì)輕，因此可用于飛機制造業(yè)，D正確。 4．下列對玻璃鋼的敘述正確的是(　　) A．玻璃鋼是由普通玻璃加強熱然后驟冷而得到的，所以其成分與普通玻璃相同 B．玻璃鋼是以玻璃為基體，鋼纖維做增強體的復合材料 C．玻璃鋼的基體是合成樹脂，增強體是玻璃纖維 D．玻璃鋼的強度和機械加工性能比合金鋼稍差，但耐腐蝕性和絕緣性比合金鋼好 解析：選C。玻璃鋼是人們熟悉的一種多用途的復合材料，它的學名叫玻璃纖維增強塑料。以玻璃纖維為骨架，以合成樹脂做基體和黏結(jié)劑，加熱壓制成型就得到玻璃鋼，其成品強度可與鋼材媲美，密度僅為鋼鐵的1/5左右，耐高溫、抗腐蝕、電絕緣性好、抗震抗裂、隔音隔熱、加工方便，在航空、機械、汽車、艦船、建筑、化工等部門得到廣泛的應用。 5．復合材料的使用使導彈的射程有了很大的提高，其主要原因在于(　　) A．復合材料的使用可以使導彈能承受超高溫的條件 B．復合材料的使用可以使導彈的質(zhì)量減輕 C．復合材料的使用可以使導彈能承受超高強度的改變 D．復合材料的使用可以使導彈能承受溫度的劇烈變化 解析：選B。導彈的殼體大多是以纖維為增強體，金屬為基體的復合材料，之所以可以提高射程是利用了其密度小、質(zhì)量輕的特點。 6．我國及美國、日本等國家都已研制出一種陶瓷柴油機，這種柴油機的發(fā)動機部件的受熱面是用一種耐高溫且不易傳熱的材料來制造的，這種材料是(　　) A．氧化鋁陶瓷 B．氮化硅陶瓷 C．光導纖維 D．玻璃鋼 解析：選B。氧化鋁陶瓷是一種耐高溫結(jié)構(gòu)材料，經(jīng)常用來做高級耐火材料，導熱性好。光導纖維是一種玻璃纖維，主要用于通信、醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明等許多方面。玻璃鋼是一種復合材料，強度高而密度小，經(jīng)常用于游樂車、水上游艇、餐桌椅等產(chǎn)品的生產(chǎn)。而氮化硅陶瓷是一種超硬物質(zhì)，本身具有潤滑性且耐磨損，耐高溫且不易傳熱，經(jīng)常用于制造發(fā)動機部件的受熱面，不僅可以提高柴油機質(zhì)量、節(jié)省燃料，而且能提高熱效率。 7．下列說法正確的是(　　) A．所有復合材料都由基體和增強體兩部分組成 B．增強體在復合材料中起黏結(jié)作用 C．基體在復合材料中起骨架作用 D．復合材料因生產(chǎn)工藝復雜，應用范圍很小 解析：選A。復合材料都是由基體和增強體兩部分組成，A項對；增強體在復合材料中起骨架作用，B項錯；基體在復合材料中起黏結(jié)作用，C項錯；復合材料性能優(yōu)異，應用十分廣泛，D項錯。 8．把下列材料與其特性用短線連接起來。 解析：不同的材料有不同的性能。 答案： 9．根據(jù)某種分類標準，材料大體可以分為天然材料、燒煉材料、合成材料等。下面是一個分類的實例。 類型 天然材料 燒煉材料 合成材料 名稱 木材、大理石、皮革 鋼鐵、陶瓷、鋁 合成纖維、合成橡膠、合成塑料 請再選擇一個分類標準，將上述材料重新分類。 解析：根據(jù)不同的分類標準，可以有不同的分類方法，如可以將他們分為無機材料和有機材料。當然，無機材料還可以進一步分為非金屬材料和金屬材料。 答案： 類型 無機材料 有機材料 名稱 大理石、鋼鐵、陶瓷、鋁 皮革、木材、合成纖維、合成橡膠、合成塑料 [能力提升] 10．橡膠是一種重要的有機高分子化合物，具有良好的彈性，但強度較差，通過硫化處理工藝可改善其性能，它可用于制造一些高性能復合材料。下列各項中，屬于用含橡膠的復合材料制造的是(　　) A．塑鋼門窗 B．飛機的機翼 C．快艇船體 D．汽車輪胎 解析：選D。該題提供的信息是有關橡膠的基本性能，汽車輪胎也是一種復合材料，是由尼龍纖維制成的簾子線做基體，以高性能硫化橡膠做增強體。 11．“神舟十號”飛船表面鐫貼有特制的陶瓷片，主要目的是(　　) A．增加飛船的速率，防止流星及太空垃圾撞壞飛船 B．將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供飛船使用 C．便于雷達跟蹤，接受地面指揮中心指令 D．在飛船返回進入大氣層時，陶瓷片耐高溫隔熱，能有效保護飛船平安返回地面 解析：選D。飛船表面的陶瓷片是纖維和陶瓷復合而成的材料制成的。纖維增強陶瓷保持了陶瓷耐高溫的特性，增強了陶瓷的韌性，使航天飛船能安全地穿越大氣層返回地面。 12．某復合材料的基體是Si3N4陶瓷，增強體是SiO2纖維，則該復合材料可能具有的性能是(　　) A．耐酸、堿，化學穩(wěn)定性好，耐高溫，密度小，韌性好 B．強度高，抗沖擊，絕緣性好，不耐高溫 C．耐高溫，強度高，導電導熱性好，不易老化 D．耐高溫，強度高，密度小 解析：選D。復合材料保持原有成分材料的特點，由基體和增強體的組成可知其性能。 13．我國科學家曾成功合成了3 nm長的管狀定向碳納米管，長度居世界之首。這種碳纖維具有強度高、剛度(抵抗變形的能力)高、密度(只有鋼的1/4)小、化學穩(wěn)定性好的特點，因而被稱為“超級纖維”。下列關于碳纖維的說法中不正確的是(　　) A．它是制造飛機的理想材料 B．它的主要組成元素是碳 C．它的結(jié)構(gòu)和石墨相似 D．碳纖維耐酸堿腐蝕 解析：選C。該碳纖維強度高、剛度高、密度小、化學穩(wěn)定性好，是制造飛機的理想材料，主要組成元素為碳，根據(jù)其性質(zhì)與石墨不同，推知其結(jié)構(gòu)與石墨不同。 14．(1)火箭升空時，由于與大氣層的劇烈摩擦，產(chǎn)生高溫。為了防止火箭溫度過高，在火箭表面涂上一種特殊的涂料，該涂料的性質(zhì)最可能的是________。 A．在高溫下不熔化 B．在高溫下可分解汽化 C．在常溫下就分解汽化 D．該涂料不可能發(fā)生分解 (2)火箭升空需要高能的燃料，經(jīng)常是用N2O4和N2H4做為燃料，其反應產(chǎn)物為無污染物質(zhì)。請寫出該反應的方程式：________________________________________________________________________。 該反應中被氧化的原子與被還原的原子物質(zhì)的量之比是________。 解析：(1)根據(jù)題目的信息可知火箭表面的物質(zhì)主要是為了防止火箭表面溫度過高，即這種物質(zhì)應該具有散熱功能或分解汽化以降低火箭表面的溫度，結(jié)合選項知最可能具有的性質(zhì)為B項。(2)中由于產(chǎn)生的物質(zhì)無污染，結(jié)合兩物質(zhì)的組成可知產(chǎn)物為氮氣和水，由氧化還原方程式的配平方法不難得出對應的方程式為N2O4＋2N2H43N2＋4H2O。 答案：(1)B　(2)N2O4＋2N2H43N2＋4H2O　2∶1 15．(1)某種復合材料具有耐高溫、強度高、導電性好、導熱性好的特點，則該復合材料的基體和增強體材料分別可能是________。 A．金屬；碳纖維 B．陶瓷；SiO2 C．合成樹脂；SiO2、Al2O3、Na2O D．合成樹脂；碳化硅纖維 (2)石墨炸彈也叫斷電炸彈、輕炸彈，專用于破壞敵方的電力設施。這種炸彈爆炸后會噴散出大量經(jīng)化學方法制成的石墨絲(碳纖維)，其直徑僅有幾千分之一英寸。這種石墨絲非常輕，在目標上空可飄浮較長一段時間，形成較大范圍的“碳纖維云”，它們粘上電力設施時，即會破壞電力系統(tǒng)。簡述石墨炸彈能夠破壞電力系統(tǒng)的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)該復合材料有導電性和導熱性好的特點，所以基體應是金屬，且碳纖維具有耐高溫、強度高的特點，故選A項；B項，強度不高且導電、導熱性差；C項，導電性差；D項，導電、導熱性差。(2)從石墨的導電性能方面考慮。 答案：(1)A　(2)石墨炸彈爆炸產(chǎn)生的石墨絲具有良好的導電性，當它們粘上電力設施時，就會造成短路而導致停電，同時電路中某些硬件設施也會遭到破壞