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北师李春密版九年级全册第十九章《宇宙与微观世界》单元测试提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．（2026九上·番禺期末）如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型，下列说法正确的是
A．甲图中的物质具有流动性，不容易被压缩
B．乙图中分子相距最近，分子间的作用力最小
C．乙图中分子静止，甲、丙两图中分子在做热运动
D．同一物体分子排列从乙图变为甲图，内能减小
【答案】A
【知识点】分子热运动；分子间相互作用力；原子结构
【解析】【解答】ABC、根据图像，甲的分子较紧密，但不规则，是液态，具有流动性，分子间距小，不易被压缩；乙的分子紧密，排列规则，是固态，分子运动较慢，但不静止；丙的分子间距最大，是气态；A正确，BC错误；
D、同一物体，从乙到甲，从固态到液态，则发生熔化现象，吸收热量，内能增大，D错误。
故选A。
【分析】液态物体分子间距小，具有流动性；固态物体分子间距小，分子排开规则，分子间作用力大；熔化时，吸收热量，内能变大。
2．（2025九上·长沙期中）当前材料科学领域展示出了强大发展潜力和应用价值。关于新材料，下列说法正确的是
A．超导体可用来制作LED灯的发光二极管
B．电线的外皮要选用良好的绝缘体，内芯要选用良好的导体
C．绝缘体不容易导电，是因为内部没有电荷
D．用半导体材料可以制成性能优良的输电线
【答案】B
【知识点】导体与绝缘体；半导体特点及作用；超导体特点及作用；新材料的特点及应用；新材料对社会发展的影响
【解析】【解答】A、LED发光二极管是利用半导体材料制作的，超导体不能用来制作LED的发光二极管。错误。
B、电线外皮需防止漏电，要用良好的绝缘体；内芯需传输电流，要用良好的导体。正确。
C、绝缘体不容易导电，是因为其内部几乎没有可自由移动的电荷，并非内部没有电荷。错误。
D、输电线需要良好的导体来减少电能损耗，半导体导电性能介于导体和绝缘体之间，不能制成性能优良的输电线。错误。
故选B。
【分析】本题核心考查导体、绝缘体、半导体、超导体的特性及应用，需明确：
半导体的典型应用：制作LED发光二极管、集成电路等；
电线的材料选择：内芯用导体（传输电流），外皮用绝缘体（绝缘防漏电）；
绝缘体不导电的本质：内部几乎无自由移动的电荷（并非无电荷）；
超导体的适用场景：电阻为零，适用于超导磁悬浮等，不用于LED制作。
常见易错点：混淆半导体、超导体的应用场景；误认为绝缘体内部没有电荷。
解题关键：掌握不同材料的导电特性及典型应用，逐一验证选项表述的合理性。
3．（2025九上·广州期中）如题图是氢原子的结构示意图，则该氢原子
A．核外有1个正电荷 B．原子核不带电
C．整体不显电性 D．整体有2个电子
【答案】C
【知识点】原子结构
【解析】【解答】 解：根据氢原子结构示意图可知，氢原子核内有1个质子，核外有1个电子。质子带正电，电子带负电，且二者所带电荷量相等，所以氢原子整体不显电性；核外电子带负电，所以核外有1个负电荷；原子核由质子和中子构成，氢原子不含中子，但有1个质子，所以原子核带正电；氢原子整体只有1个电子，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【分析】 核式原子结构认为：原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动，原子核带正电，电子带负电。
4．（2025九上·越秀期末）钠、氯原子结构示意图如图所示，钠与氯气反应生成氯化钠的示意图如图所示，请结合表和图提供的信息，分析下列选项中描述正确的是（　　）
A．钠原子核外有10个电子
B．氯化钠整体对外显负电性
C．钠原子失去一个电子后变成钠离子，钠离子不带电
D．氯原子中，氯原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等
【答案】D
【知识点】原子结构
【解析】【解答】本题考查的是原子结构的基础知识；知道基本粒子的带电情况。A．据图可知，钠原子核外有11个电子，故A错误；
B．正常情况下，氯化钠所带的正电荷和负电荷数量相等，整体对外呈电中性，故B错误；
C．钠原子失去一个电子后变成钠离子，钠离子带一个单位的正电荷，故C错误；
D．氯原子中，氯原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等，整个氯原子对外不显电性，故D正确。
故选D。
【分析】根据原子结构的知识进行分析。
5．（2025九上·海珠期末）不显电性的某原子由粒子甲、乙构成，而粒子乙又由粒子丙、丁构成，其中丁不带电。则（　　）
A．甲是原子核
B．甲带正电
C．甲和乙所带的电荷在数量上相等
D．甲、丙带同种电荷
【答案】C
【知识点】原子结构
【解析】【解答】原子是由原子核和核外电子构成的，原子核由质子和中子构成，中子不带电，所以甲是电子带负电，乙是原子核带正电，丙是质子带正电，丁是中子，原子不显电性，说明甲和乙所带的正负电荷在数量上相等，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【分析】物质的微观结构：有分子和原子、原子包含原子核，电子，原子核包括质子和中子等，分子之间存在间隙，分子间的相互作用力包括引力和斥力。
6．（2024·靖江模拟）知识梳理有助于我们对已学知识的巩固，如图是某同学学习物质结构层次后，以氧气为例进行的梳理，下列选项中与a、b、c对应的是（　　）
A．原子、原子核、核外电子 B．原子核、原子、核外电子
C．原子、核外电子、原子核 D．核外电子、原子核、原子
【答案】A
【知识点】科学探索；原子结构
【解析】【解答】解：由示意图可知，质子和中子构成了b，b为原子核，原子核和电子构成了原子，所以c是核外电子，原子构成了分子，所以a是原子，故A正确，B、C、D错误。
故选：A。
【分析】 根据分子、原子的构成分析，分子是由原子构成的，原子是由原子核和电子构成，原子核是由质子和中子构成的。
7．（2024·西安模拟）小明同学是军事迷，他对我国建造航母飞行甲板所用材料的物理属性做了初步研究。查阅资料得知，航母甲板材料应能承受舰载飞机的重量和冲击力，且表面应涂有特殊涂层，能够抵御海水和盐雾的侵蚀，以及抗击舰载飞机喷气发动机排出的高温尾气，并确保舰载飞机在湿滑条件下安全起降。下列关于航母甲板材料分析不正确的是（　　）
A．甲板材料应选用强度大的高强度钢
B．为了能耐受更大的冲击力，甲板的厚度越大越好
C．甲板涂层材料应具有良好的耐腐蚀性
D．甲板涂层材料不仅耐高温还具有增大摩擦的性能
【答案】B
【知识点】科学探索；新材料的特点及应用
【解析】【解答】A．根据题意可知，航母上要经常起降舰载机，因此航母甲板材料应能承受舰载飞机的重量和冲击力，应选用强度大的高强度钢，故A正确不符合题意；
B．甲板的厚度增大后质量也会增大，不便于航母灵活机动性，故B错误符合题意；
C．甲板能够抵御海水和盐雾的侵蚀，涂层材料应具有良好的耐腐蚀性，故C正确不符合题意；
D．舰载飞机喷气发动机排出的高温尾气，并确保舰载飞机在湿滑条件下安全起降，则甲板涂层材料不仅耐高温还具有增大摩擦的性能，故D正确不符合题意。
故选B。
【分析】性质决定用途，也能根据用途推测材料的性质。
8．（2024九上·广州期中）如图，某粒子a由粒子b、c构成，各粒子的带电情况如下表，根据所学原子及其结构知识，关于这些粒子分析正确的是（　　）
A．b带正电荷小于的c带的负电荷 B．b带正电荷大于的c带的负电荷
C．a是原子核，b是原子，c是电子 D．a是原子，b是原子核，c是电子
【答案】D
【知识点】原子结构
【解析】【解答】原子是由原子核和核外电子构成的，原子核带正电，而核外电子带负电。原子核由质子和中子构成，质子带正电，而中子不带电。
根据图示可知a是原子，b是原子核，c是电子，原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成，正电荷数量等于电子数量，故原子一般不显电性，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【分析】根据原子的结构，以及构成粒子的带电情况分析判断。
9．（2024九上·北京市期中）下列说法正确的是（　　）
A．摩擦起电是因为电子从一个物体转移到另一个物体
B．原子是由带负电的原子核和核外带正电的电子构成的
C．绝缘体不容易导电是因为绝缘体的内部缺少正、负电荷
D．绝缘体与导体之间有明显的界限， 绝缘体不能变为导体
【答案】A
【知识点】两种电荷；导体与绝缘体；原子结构
【解析】【解答】A．摩擦起电的实质是电子的转移，并不是创造了电荷，故A正确；
B．原子分为原子核和电子，原子核带正电，核外电带负电，故B错误；
C．绝缘体不容易导电，是其内部几乎没有自由移动的电荷，并不是缺少正、负电荷，故C错误；
D．绝缘体与导体之间没有明显的界限，在一定情况下，绝缘体可以变为导体，故D错误。
故选A。
【分析】摩擦起电时，电子从一个物体转移到另一个物体，使物体带电；原子分为原子核和核外电子；导体和绝缘体间没有明显界限。
10．（2025九上·江海期末）如图是氢原子结构示意图，下列说法正确的是（　　）
A．质子不带电 B．电子带负电
C．原子是由原子核和中子组成 D．氢原子失去电子后带负电
【答案】B
【知识点】两种电荷；原子结构
【解析】【解答】A、中子不带电，质子带正电，故A错误；
B、电子带负电，故B正确；
C、原子是由原子核和电子组成的，故C错误；
D、氢原子失去电子后带正电，故D错误。
故选：B。
【分析】（1）质子带正电，中子不带电。电子带负电。
（2）原子是由原子核和电子组成的。
（3）氢原子失去电子后带正电。
二、多选题（每题3分，共15分）
11．（2024九下·市中区模拟）小明对课本“信息窗”提供的信息进行了整理，下列说法符合事实的是（　　）
A．粒子的空间尺度由大到小的排列顺序：原子、原子核、质子、夸克
B．阿基米德在物理学方面的主要贡献是关于浮力问题和杠杆平衡问题
C．往碎冰上撒盐能升高冰的熔点，“撒盐融雪”就是应用的这一知识
D．电磁继电器通常能用于自动控制电路中，它应用到了电磁铁的知识
【答案】A,B,D
【知识点】凝固与凝固放热特点；阿基米德原理；电磁继电器的组成、原理和特点；原子结构
【解析】【解答】A．原子分为原子核和核外电子，原子核分为中子和质子，质子分为夸克，空间尺度由大到小为：原子、原子核、质子、夸克，故A符合题意；
B．阿基米德发现了浮力和排开液体重力的阿基米德原理和杠杆原理，故B符合题意；
C．往碎冰上撒盐能降低冰的熔点，使雪在低温下更易熔化，故C不符合题意；
D．电磁继电器的工作部分是电磁铁，利用了电磁铁通电有磁性，用于自动控制电路中，故D符合题意。
故选ABD。
【分析】原子可分为原子核和电子，原子核分为质子和中子；阿基米德发现了浮力和排开液体重力关系的阿基米德原理，还发现杠杆原理；雪地撒盐可以降低熔点；电磁继电器利用了电磁铁工作。
12．（2023九上·西城期末）下列说法中正确的是（　　）
A．摩擦起电是因为电子从一个物体转移到另一个物体
B．原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子构成的
C．绝缘体不容易导电是因为绝缘体的内部缺少正、负电荷
D．绝缘体与导体之间有明显的界限，绝缘体不能变为导体
【答案】A,B
【知识点】两种电荷；导体与绝缘体；原子结构
【解析】【解答】A．摩擦起电并不是创造了电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体，A符合题意；
B．原子是由位于中心的原子核和核外带负电的电子构成，B符合题意；
C．绝缘体不容易导电是因为它的内部几乎没有自由移动的电荷，并不是内部缺少正、负电荷，C不符合题意；
D．绝缘体与导体之间没有明显的界限，绝缘体在一定情况下可以变为导体，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】摩擦起电并不是创造了电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体；原子是由位于中心的原子核和核外带负电的电子构成；绝缘体不容易导电是因为它的内部几乎没有自由移动的电荷；绝缘体与导体之间没有明显的界限，绝缘体在一定情况下可以变为导体。
13．（2018九上·西城期末）下列说法中正确的是（　　）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的
C．由于绝缘体内缺少自由电荷，因此绝缘体不容易导电
D．“220V 800W”的电暖气正常工作2h消耗“0.4度电”
【答案】B,C
【知识点】导体与绝缘体；电功的计算；电功率的计算；原子结构
【解析】【解答】A. 电功率是表示电流做功快慢的物理量，A不符合题意；B. 原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，B符合题意；C.导体有大量自由电荷， 由于绝缘体内缺少自由电荷，因此绝缘体不容易导电，C符合题意；D. 据W Pt 8kW 2h 1.6kW·h.D不符合题意。
故答案为：BC.
【分析】电功率表示电流做功的快慢，原子分为原子核和核外电子，绝缘体中自由电子少，不易导电，利用电功率和时间的乘积计算电能.
14．（2018九上·昌平期末）下列说法中正确的是（　　）
A．核电站发电时将电能转化为核能
B．光是电磁波
C．电磁波可以进行信息传递
D．原子是由原子核和核外电子组成的
【答案】B,C,D
【知识点】能量的转化或转移；电磁波的传播；原子结构
【解析】【解答】A、核电站发电时将核能转化为电能，A不合题意；
B、光是电磁波，B符合题意；
C、电磁波可以进行信息传递也可以传递能量，C符合题意；
D、原子是由原子核和核外电子组成，D符合题意 .
故答案为：BCD .
【分析】核电站发电时，消耗了核能，同时获得了电能；光是电磁波的一种，电磁波既可以传递信息也可以传递能量；原子由原子核和核外高速运动的电子构成 .
15．（2018九上·石景山期末）下列说法中正确的是（　　）
A．物质的原子是由原子核和核外电子组成的
B．磁悬浮列车悬浮时利用了磁极间的相互作用
C．LED灯的核心元件发光二极管由导体材料制成
D．地磁场周围存在磁感线，用磁感线描述磁场的强弱和方向
【答案】A,B
【知识点】电荷间的相互作用规律；磁感线及其特点；原子结构
【解析】【解答】A、原子由位于原子中心的原子核与核外带负电的电子组成，A符合题意；
B. 磁悬浮列车悬浮时利用了磁极间的相互作用，B符合题意；
C. LED灯的核心元件发光二极管由半导体材料制成，C不符合题意；
D、磁感线不是真实存在的，是为了描述磁场的分布而引入的，D不符合题意.
故答案为：AB.
【分析】（1）原子是由原子核和电子组成，原子核是由质子和中子组成的；
（2）根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引分析解答；
（3）二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性；
（4）磁感线是为形象描述磁场而假象的曲线，不是真实存在的.
三、填空题（每空2分，共34分）
16．（2024九上·南海期中）固态、液态和气态是自然界中物质最常见的三种状态，如1图所示是这三种状态物质的分子结构排列模型，其中乙是　 　体分子的排列模型，分子间作用力最大的是　 　（选填“甲”、“乙”或“丙”），如2图所示为原子及原子核结构情况的示意图，原子由原子核和核外的　 　组成。
【答案】液；甲；电子
【知识点】分子间相互作用力；原子结构
【解析】【解答】由图1可知：甲图分子排列十分紧密，分子间作用力较大，是固体分子的排列模型；乙图分子排列松散，无固定的位置，是液体分子的排列模型；丙图分子排列极度散乱，间距很大，是气体分子的排列模型。所以乙是液体分子的排列模型，分子作用力最大的是假。
如2图所示为原子及原子核结构情况的示意图，原子由原子核和核外的电子组成。
【分析】1.固体物质的分子排列紧密，分子间间距离最近，分子间作用力最大，有一定的形状和体积；液体物质的分子排列杂乱，分子距离较近，子间作用力较小，没有确定的 形状，具有流动性；气体物质的分子排列极度散乱，分子距离最远，子间作用力最小，容易被压缩，具有很强的流动性；
2.分子由原子构成，原子由原子核（带正电）和核外电子（带负电）构成，原子核由质子（带正电）和中子（不带电）组成。
17．仔细分析下表中所列物质的各种参数，请写出你从表中发现的三条规律或信息：
金属 密度 （103kg/m3） 熔点 （℃） 导热性能 1 表示最强 9 表示最弱 导电性能 1 表示最强 9表示最弱
铝 2.7 660 4 4
铜 8.9 1083 2 2
金 19.3 1063 3 3
铅 11.3 327 9 9
镍 8.9 1453 7 6
银 10.5 961 1 1
（1）　 　；　 　；　 　.
【答案】（1）不同物质密度一般不同；不同物质熔点一般不同；导电性越强的物质一般导热性也越强/表中物质中银的导电性能最好(选填其中三条即可)
【知识点】密度及其特性；比热容的定义及其计算公式；纳米材料及其应用
【解析】【解答】根据表中不同材料，判断密度、熔点、导电和导热数据可知：（1）不同物质密度一般不同；（2）不同物质熔点一般不同；（3）导电性越强的物质一般导热性也越强；（4）表中物质中银的导电性能最好。
【分析】思维点拨 分别从物质的密度、熔点、导电性能、导热性能分析。
18．（2025·榕城期中）在原子、原子核、质子中空间尺度最大的是　 　 ，诗句“花气袭人知骤暖”中包含着丰富的物理知识，诗人闻到了花香，属于　 　现象；诗人通过闻香能感知到天气转暖，表明温度越高，分子的　 　越剧烈。
【答案】原子；扩散；无规则运动（热运动）
【知识点】分子热运动；原子结构
【解析】【解答】在原子、原子核、质子中空间尺度最大的是原子，诗人闻到了花香，属于扩散现象； 诗人通过闻香能感知到天气转暖，表明温度越高，分子的无规则运动（热运动）越剧烈。
【分析】物质是由分子和原子组成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子组成，据此进行分析；
扩散现象表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈。
19．（2024九上·顺德期中）卢瑟福的核式结构模型如图所示，其中A是　 　，B是　 　，其中　 　（选填“A”或“B”）带正电。
【答案】原子核；核外电子；A
【知识点】原子结构
【解析】【解答】图中，是原子核式结构模型：原子的中心的是原子核，原子核带正电荷，电子带负电，在核外空间里绕着核旋转，A是原子核，A带正电荷；B是核外电子，带负电荷。故第1空填：原子核；第2空填：核外电子；第3空填：A。【分析】原子分为原子核和核外电子，原子核带正电，电子带负电。
20．（2024九上·潮南月考）常见物质都是由大量　 　、　 　组成的；分子很小，其直径的数量级约为　 　m，分子不能用肉眼直接观察，可以借助电子显微镜观察到它。
【答案】分子；原子；
【知识点】原子结构
【解析】【解答】（1）根据题意可知，常见的物质是由分子和原子构成的。
（2） 分子很小，其直径的数量级约为10-10m。
【分析】（1）根据物质组成的知识分析解答。
（2）根据分子直径大小的知识解答。
21．（2024·济南模拟）科技改变生活，大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展，利用半导体材料可以制作发光二极管，简称LED。电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向止极，LED 不发光，这说明发光二极管具有　 　导电性。有的材料加工到尺度时，其物理性质或化性能与较大尺度相比，发生了异常的变化，我们称这种材料为　 　。
【答案】单向；纳米材料
【知识点】电流的方向；半导体特点及作用；纳米材料及其应用
【解析】【解答】解：由题意可知，电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流从负极流向正极时，LED不发光，这说明发光二极管具有单向导电性。
纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料，这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1nm至100nm之间。将某些物质的尺度加工到，它们的物理性质或化学性质与较大尺度时相比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。
故答案为：单向；纳米材料。
【分析】二极管具有单向导电性，据此可做出解答。
22．（2024·剑阁模拟）流感季节，流感病毒会随着打喷嚏的小液滴传播，小孩和体弱群体要做好防护。在流感病毒、氢原子和电子中，尺度最大的是　 　。现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，可以将机械能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了　 　定律。
【答案】流感病毒；能量守恒
【知识点】能量守恒定律；原子结构
【解析】【解答】病毒主要由遗传物质和蛋白质组成，蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子，分子由原子组成，而原子由原子核与核外电子组成，故尺度最大的是流感病毒。
汽车一边行驶，一边发电，永远运动下去的观念违背了能量守恒定律，不可能实现。
【分析】病毒主要由遗传物质和蛋白质组成，蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子；
能量守恒定律：能量既不会消灭也不会创生，能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
四、科普阅读题（共4题，共15分）
23．（2026九上·西城期末）请阅读《人形机器人》并回答。
人形机器人
2025年8月8日至12日，世界机器人大会于北京举办，此次大会汇聚全球超200家企业的1500多件展品，其中人形机器人整机企业有50家参展，为同类展会之最。
如图所示为一款国产人形机器人，其身高1.32m，折叠后仅0.69m，它的质量(含电池)为36kg，电池容量为9000mAh，额定电压为60V。该款机器人采用中空关节走线技术，避免了外置线缆的杂乱感，设计兼顾结构稳定性和便携性；它拥有23个关节，手指灵巧、膝关节强健，每个动作都模拟人类自然姿态。它的驱动电机将电能转化为机械能的效率为60%，使它最快行走速度为2m/s。它的外壳使用PEEK材料，具有耐高温、耐化学药品腐蚀等能力。它还搭载了高算力模组，配合深度相机与3D激光雷达，实现360°环境感知，能精准识别障碍物、规划路径，并分辨家庭成员面部表情。它具备语音交互功能，结合麦克风阵列与降噪技术，语音交互流畅。
在不远的未来，人形机器人将在家庭生活辅助、工业生产协同、公共服务拓展、危险区域救援等领域给我们的生产生活带来更多便利。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）人形机器人行走过程中将电能转化为　 　。
（2）该款机器人充满电时，电池具有的总电能为　 　 J。
（3）若该机器人以最大速度做匀速直线运动时，它的机械功率为 360W，此时驱动电机消耗电能的功率为　 　W，它的工作电流是　 　A。
【答案】（1）机械能
（2）1.944×106
（3）600；10
【知识点】科学探索；新材料的特点及应用；我国科技发展的成就
【解析】【解答】 解：（1）由题意可知，人形机器人行走过程中将电能转化为机械能；
（2）该款机器人充满电时，电池具有的总电能为
W=UIt=60V×9000×10-3A×3600s=1.944×106J；
（3）机器人将电能转化为机械能的效率为η=60%，机械功率为P机=360W，
此时驱动电机消耗电能的功率为：；
它的工作电流是：。
故答案为：（1）机械能；（2）1.944×106J；（3）600；10。
【分析】 （1）机器人行走时具有机械能，是由电能转化来的；
（2）利用公式W=UIt计算电池具有的总电能；
（3）根据转化效率计算驱动电机消耗电能的功率；利用功率推导公式计算机器人的工作电流。
24．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，却使两位科学家盖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“最薄、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　 　（选填“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：　 　.
【答案】（1）导体
（2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管
（3）柔性电子产品、智能服装、超轻型飞机材料、防弹衣、太空电梯等
【知识点】导体与绝缘体；新材料的特点及应用
【解析】【解答】（1）文中提到：作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；故石墨烯属于导体；
（2）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；
（3）石墨烯的用途很广：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。
故答案为：（1）导体；（2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管；（3）石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体；甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。
【分析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；根据材料提供的信息，抓住其关键词句，即可解答。
25．（纳米材料的其它知识++ 8）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 ．
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　 　性．
（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的　 　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　 　kg
（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　 　N（钢的密度为7.9×103kg/m3）．
【答案】（1）C
（2）吸附
（3）弹性
（4）0.12
（5）900
【知识点】密度的应用与物质鉴别；纳米材料及其应用
【解析】【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= ，
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= = =2.37×105kg；
气凝胶的体积为V胶=V=V钢= =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．
【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．
26．（+纳米材料的应用和发展前景 13）阅读短文，回答问题．
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，却使两位科学家获得诺贝尔奖．这种全新材料名为“石墨烯”，
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，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）最近国外研究人员通过引入由多层石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 （填选项前的字母）；
A．透光性好 B．硬度大 C．导热性好 D．导电性强
（2）石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为　 　；
（3）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，你认为最有价值且可探究的问题是 （填选项前的字母）．
A．“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、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？”
【答案】（1）C
（2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管
（3）A
【知识点】纳米材料及其应用
【解析】【解答】解：（1）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性．
故选：C．（2）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．（3）“石墨烯是一种神奇的物质，是人类至今发现的厚度最薄、强度最高的材料”．
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，所以A正确；
因为石墨烯材料已经研究并获得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，
所以问题“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，所以选项B、C没有探究价值；
我们虽知道石墨烯是人类至今发现强度最高的材料，石墨烯本身很薄强度大，研究为什么薄是没有实际意义的，所以D没有研究价值．故选A．
故答案为：（1）C；（2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管；（3）A．
【分析】（1）石墨烯制成的交替散热通道，说明石墨烯的导热性能好；（2）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；（3）在依据情景提出问题时，首先要找出情景所提出的问题是什么，然后要找出问题与生活中的应用之间的关系，提出较有价值的探究问题．
五、综合题（共6分）
27．（2024九上·恩平期中）阅读短文，回答问题
氢燃料电池
如图所示为新能源氢燃料电池工作原理图。将氢气通入燃料电池负极，在催化剂（铂）作用下分解成电子和氢离子（质子），电子从电池负极通过外电路流向正极过程中输出电能；氢离子则通过电池内部的通道直接到达电池正极，和从外电路过来的电子及从外部通入的氧气反应（非燃烧），变成水被排出。
（1）氢分解成的电子带　 　电荷，氢离子带　 　电荷；
（2）氢燃料电池工作时将　 　能转化为　 　能；
（3）通过汽车的电流方向为　 　到　 　。（选填“A”或“B”）
【答案】负；正；化学；电；B；A
【知识点】能量的转化或转移；电流的方向；原子结构
【解析】【解答】（1）原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电，电子带负电，失去电子后形成的氢离子带正电；
（2）氢燃料具有化学能，氢燃料电池工作时，将化学能转化为电能；
（3）电荷的定向移动形成电流，电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与电子（负电荷）定向移动的方向相反，电子由A向B移动，通过汽车的电流方向为B到A。
故答案为：（1）负；正；（2）化学；电；（3）B；A。
【分析】（1）原子核带正电，电子带负电，失去电子带正电，得到电子带负电；
（2）氢燃料电池工作时，将化学能转化为电能；
（3）电荷的定向移动形成电流，电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与电子（负电荷）定向移动的方向相反；据此分析。
1 / 1北师李春密版九年级全册第十九章《宇宙与微观世界》单元测试提升卷
一、选择题（每题3分，共30分）
1．（2026九上·番禺期末）如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型，下列说法正确的是
A．甲图中的物质具有流动性，不容易被压缩
B．乙图中分子相距最近，分子间的作用力最小
C．乙图中分子静止，甲、丙两图中分子在做热运动
D．同一物体分子排列从乙图变为甲图，内能减小
2．（2025九上·长沙期中）当前材料科学领域展示出了强大发展潜力和应用价值。关于新材料，下列说法正确的是
A．超导体可用来制作LED灯的发光二极管
B．电线的外皮要选用良好的绝缘体，内芯要选用良好的导体
C．绝缘体不容易导电，是因为内部没有电荷
D．用半导体材料可以制成性能优良的输电线
3．（2025九上·广州期中）如题图是氢原子的结构示意图，则该氢原子
A．核外有1个正电荷 B．原子核不带电
C．整体不显电性 D．整体有2个电子
4．（2025九上·越秀期末）钠、氯原子结构示意图如图所示，钠与氯气反应生成氯化钠的示意图如图所示，请结合表和图提供的信息，分析下列选项中描述正确的是（　　）
A．钠原子核外有10个电子
B．氯化钠整体对外显负电性
C．钠原子失去一个电子后变成钠离子，钠离子不带电
D．氯原子中，氯原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等
5．（2025九上·海珠期末）不显电性的某原子由粒子甲、乙构成，而粒子乙又由粒子丙、丁构成，其中丁不带电。则（　　）
A．甲是原子核
B．甲带正电
C．甲和乙所带的电荷在数量上相等
D．甲、丙带同种电荷
6．（2024·靖江模拟）知识梳理有助于我们对已学知识的巩固，如图是某同学学习物质结构层次后，以氧气为例进行的梳理，下列选项中与a、b、c对应的是（　　）
A．原子、原子核、核外电子 B．原子核、原子、核外电子
C．原子、核外电子、原子核 D．核外电子、原子核、原子
7．（2024·西安模拟）小明同学是军事迷，他对我国建造航母飞行甲板所用材料的物理属性做了初步研究。查阅资料得知，航母甲板材料应能承受舰载飞机的重量和冲击力，且表面应涂有特殊涂层，能够抵御海水和盐雾的侵蚀，以及抗击舰载飞机喷气发动机排出的高温尾气，并确保舰载飞机在湿滑条件下安全起降。下列关于航母甲板材料分析不正确的是（　　）
A．甲板材料应选用强度大的高强度钢
B．为了能耐受更大的冲击力，甲板的厚度越大越好
C．甲板涂层材料应具有良好的耐腐蚀性
D．甲板涂层材料不仅耐高温还具有增大摩擦的性能
8．（2024九上·广州期中）如图，某粒子a由粒子b、c构成，各粒子的带电情况如下表，根据所学原子及其结构知识，关于这些粒子分析正确的是（　　）
A．b带正电荷小于的c带的负电荷 B．b带正电荷大于的c带的负电荷
C．a是原子核，b是原子，c是电子 D．a是原子，b是原子核，c是电子
9．（2024九上·北京市期中）下列说法正确的是（　　）
A．摩擦起电是因为电子从一个物体转移到另一个物体
B．原子是由带负电的原子核和核外带正电的电子构成的
C．绝缘体不容易导电是因为绝缘体的内部缺少正、负电荷
D．绝缘体与导体之间有明显的界限， 绝缘体不能变为导体
10．（2025九上·江海期末）如图是氢原子结构示意图，下列说法正确的是（　　）
A．质子不带电 B．电子带负电
C．原子是由原子核和中子组成 D．氢原子失去电子后带负电
二、多选题（每题3分，共15分）
11．（2024九下·市中区模拟）小明对课本“信息窗”提供的信息进行了整理，下列说法符合事实的是（　　）
A．粒子的空间尺度由大到小的排列顺序：原子、原子核、质子、夸克
B．阿基米德在物理学方面的主要贡献是关于浮力问题和杠杆平衡问题
C．往碎冰上撒盐能升高冰的熔点，“撒盐融雪”就是应用的这一知识
D．电磁继电器通常能用于自动控制电路中，它应用到了电磁铁的知识
12．（2023九上·西城期末）下列说法中正确的是（　　）
A．摩擦起电是因为电子从一个物体转移到另一个物体
B．原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子构成的
C．绝缘体不容易导电是因为绝缘体的内部缺少正、负电荷
D．绝缘体与导体之间有明显的界限，绝缘体不能变为导体
13．（2018九上·西城期末）下列说法中正确的是（　　）
A．电功率是表示电流做功多少的物理量
B．原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的
C．由于绝缘体内缺少自由电荷，因此绝缘体不容易导电
D．“220V 800W”的电暖气正常工作2h消耗“0.4度电”
14．（2018九上·昌平期末）下列说法中正确的是（　　）
A．核电站发电时将电能转化为核能
B．光是电磁波
C．电磁波可以进行信息传递
D．原子是由原子核和核外电子组成的
15．（2018九上·石景山期末）下列说法中正确的是（　　）
A．物质的原子是由原子核和核外电子组成的
B．磁悬浮列车悬浮时利用了磁极间的相互作用
C．LED灯的核心元件发光二极管由导体材料制成
D．地磁场周围存在磁感线，用磁感线描述磁场的强弱和方向
三、填空题（每空2分，共34分）
16．（2024九上·南海期中）固态、液态和气态是自然界中物质最常见的三种状态，如1图所示是这三种状态物质的分子结构排列模型，其中乙是　 　体分子的排列模型，分子间作用力最大的是　 　（选填“甲”、“乙”或“丙”），如2图所示为原子及原子核结构情况的示意图，原子由原子核和核外的　 　组成。
17．仔细分析下表中所列物质的各种参数，请写出你从表中发现的三条规律或信息：
金属 密度 （103kg/m3） 熔点 （℃） 导热性能 1 表示最强 9 表示最弱 导电性能 1 表示最强 9表示最弱
铝 2.7 660 4 4
铜 8.9 1083 2 2
金 19.3 1063 3 3
铅 11.3 327 9 9
镍 8.9 1453 7 6
银 10.5 961 1 1
（1）　 　；　 　；　 　.
18．（2025·榕城期中）在原子、原子核、质子中空间尺度最大的是　 　 ，诗句“花气袭人知骤暖”中包含着丰富的物理知识，诗人闻到了花香，属于　 　现象；诗人通过闻香能感知到天气转暖，表明温度越高，分子的　 　越剧烈。
19．（2024九上·顺德期中）卢瑟福的核式结构模型如图所示，其中A是　 　，B是　 　，其中　 　（选填“A”或“B”）带正电。
20．（2024九上·潮南月考）常见物质都是由大量　 　、　 　组成的；分子很小，其直径的数量级约为　 　m，分子不能用肉眼直接观察，可以借助电子显微镜观察到它。
21．（2024·济南模拟）科技改变生活，大多数科技产品需要有半导体芯片的支持才能发展，利用半导体材料可以制作发光二极管，简称LED。电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流不能从负极流向止极，LED 不发光，这说明发光二极管具有　 　导电性。有的材料加工到尺度时，其物理性质或化性能与较大尺度相比，发生了异常的变化，我们称这种材料为　 　。
22．（2024·剑阁模拟）流感季节，流感病毒会随着打喷嚏的小液滴传播，小孩和体弱群体要做好防护。在流感病毒、氢原子和电子中，尺度最大的是　 　。现代电动汽车为了节能，都安装了能量回收装置，可以将机械能转化为电能，为汽车提供后续运动的能量。有人认为，只要不断改进，这种汽车就可以一边行驶，一边发电，永远运动下去，这种观念违背了　 　定律。
四、科普阅读题（共4题，共15分）
23．（2026九上·西城期末）请阅读《人形机器人》并回答。
人形机器人
2025年8月8日至12日，世界机器人大会于北京举办，此次大会汇聚全球超200家企业的1500多件展品，其中人形机器人整机企业有50家参展，为同类展会之最。
如图所示为一款国产人形机器人，其身高1.32m，折叠后仅0.69m，它的质量(含电池)为36kg，电池容量为9000mAh，额定电压为60V。该款机器人采用中空关节走线技术，避免了外置线缆的杂乱感，设计兼顾结构稳定性和便携性；它拥有23个关节，手指灵巧、膝关节强健，每个动作都模拟人类自然姿态。它的驱动电机将电能转化为机械能的效率为60%，使它最快行走速度为2m/s。它的外壳使用PEEK材料，具有耐高温、耐化学药品腐蚀等能力。它还搭载了高算力模组，配合深度相机与3D激光雷达，实现360°环境感知，能精准识别障碍物、规划路径，并分辨家庭成员面部表情。它具备语音交互功能，结合麦克风阵列与降噪技术，语音交互流畅。
在不远的未来，人形机器人将在家庭生活辅助、工业生产协同、公共服务拓展、危险区域救援等领域给我们的生产生活带来更多便利。
请根据上述材料，回答下列问题：
（1）人形机器人行走过程中将电能转化为　 　。
（2）该款机器人充满电时，电池具有的总电能为　 　 J。
（3）若该机器人以最大速度做匀速直线运动时，它的机械功率为 360W，此时驱动电机消耗电能的功率为　 　W，它的工作电流是　 　A。
24．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，却使两位科学家盖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“最薄、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　 　（选填“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：　 　.
25．（纳米材料的其它知识++ 8）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 ．
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　 　性．
（3）气凝胶的网球拍击球能力超强是因为它的　 　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　 　kg
（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　 　N（钢的密度为7.9×103kg/m3）．
26．（+纳米材料的应用和发展前景 13）阅读短文，回答问题．
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，却使两位科学家获得诺贝尔奖．这种全新材料名为“石墨烯”，
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，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）最近国外研究人员通过引入由多层石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 （填选项前的字母）；
A．透光性好 B．硬度大 C．导热性好 D．导电性强
（2）石墨烯有希望应用于全新超级计算机的研发，是因为　 　；
（3）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，你认为最有价值且可探究的问题是 （填选项前的字母）．
A．“石墨烯的硬度与石墨烯的厚度、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？”
五、综合题（共6分）
27．（2024九上·恩平期中）阅读短文，回答问题
氢燃料电池
如图所示为新能源氢燃料电池工作原理图。将氢气通入燃料电池负极，在催化剂（铂）作用下分解成电子和氢离子（质子），电子从电池负极通过外电路流向正极过程中输出电能；氢离子则通过电池内部的通道直接到达电池正极，和从外电路过来的电子及从外部通入的氧气反应（非燃烧），变成水被排出。
（1）氢分解成的电子带　 　电荷，氢离子带　 　电荷；
（2）氢燃料电池工作时将　 　能转化为　 　能；
（3）通过汽车的电流方向为　 　到　 　。（选填“A”或“B”）
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】分子热运动；分子间相互作用力；原子结构
【解析】【解答】ABC、根据图像，甲的分子较紧密，但不规则，是液态，具有流动性，分子间距小，不易被压缩；乙的分子紧密，排列规则，是固态，分子运动较慢，但不静止；丙的分子间距最大，是气态；A正确，BC错误；
D、同一物体，从乙到甲，从固态到液态，则发生熔化现象，吸收热量，内能增大，D错误。
故选A。
【分析】液态物体分子间距小，具有流动性；固态物体分子间距小，分子排开规则，分子间作用力大；熔化时，吸收热量，内能变大。
2．【答案】B
【知识点】导体与绝缘体；半导体特点及作用；超导体特点及作用；新材料的特点及应用；新材料对社会发展的影响
【解析】【解答】A、LED发光二极管是利用半导体材料制作的，超导体不能用来制作LED的发光二极管。错误。
B、电线外皮需防止漏电，要用良好的绝缘体；内芯需传输电流，要用良好的导体。正确。
C、绝缘体不容易导电，是因为其内部几乎没有可自由移动的电荷，并非内部没有电荷。错误。
D、输电线需要良好的导体来减少电能损耗，半导体导电性能介于导体和绝缘体之间，不能制成性能优良的输电线。错误。
故选B。
【分析】本题核心考查导体、绝缘体、半导体、超导体的特性及应用，需明确：
半导体的典型应用：制作LED发光二极管、集成电路等；
电线的材料选择：内芯用导体（传输电流），外皮用绝缘体（绝缘防漏电）；
绝缘体不导电的本质：内部几乎无自由移动的电荷（并非无电荷）；
超导体的适用场景：电阻为零，适用于超导磁悬浮等，不用于LED制作。
常见易错点：混淆半导体、超导体的应用场景；误认为绝缘体内部没有电荷。
解题关键：掌握不同材料的导电特性及典型应用，逐一验证选项表述的合理性。
3．【答案】C
【知识点】原子结构
【解析】【解答】 解：根据氢原子结构示意图可知，氢原子核内有1个质子，核外有1个电子。质子带正电，电子带负电，且二者所带电荷量相等，所以氢原子整体不显电性；核外电子带负电，所以核外有1个负电荷；原子核由质子和中子构成，氢原子不含中子，但有1个质子，所以原子核带正电；氢原子整体只有1个电子，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【分析】 核式原子结构认为：原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动，原子核带正电，电子带负电。
4．【答案】D
【知识点】原子结构
【解析】【解答】本题考查的是原子结构的基础知识；知道基本粒子的带电情况。A．据图可知，钠原子核外有11个电子，故A错误；
B．正常情况下，氯化钠所带的正电荷和负电荷数量相等，整体对外呈电中性，故B错误；
C．钠原子失去一个电子后变成钠离子，钠离子带一个单位的正电荷，故C错误；
D．氯原子中，氯原子核所带的正电荷与核外所有电子带的负电荷在数量上相等，整个氯原子对外不显电性，故D正确。
故选D。
【分析】根据原子结构的知识进行分析。
5．【答案】C
【知识点】原子结构
【解析】【解答】原子是由原子核和核外电子构成的，原子核由质子和中子构成，中子不带电，所以甲是电子带负电，乙是原子核带正电，丙是质子带正电，丁是中子，原子不显电性，说明甲和乙所带的正负电荷在数量上相等，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【分析】物质的微观结构：有分子和原子、原子包含原子核，电子，原子核包括质子和中子等，分子之间存在间隙，分子间的相互作用力包括引力和斥力。
6．【答案】A
【知识点】科学探索；原子结构
【解析】【解答】解：由示意图可知，质子和中子构成了b，b为原子核，原子核和电子构成了原子，所以c是核外电子，原子构成了分子，所以a是原子，故A正确，B、C、D错误。
故选：A。
【分析】 根据分子、原子的构成分析，分子是由原子构成的，原子是由原子核和电子构成，原子核是由质子和中子构成的。
7．【答案】B
【知识点】科学探索；新材料的特点及应用
【解析】【解答】A．根据题意可知，航母上要经常起降舰载机，因此航母甲板材料应能承受舰载飞机的重量和冲击力，应选用强度大的高强度钢，故A正确不符合题意；
B．甲板的厚度增大后质量也会增大，不便于航母灵活机动性，故B错误符合题意；
C．甲板能够抵御海水和盐雾的侵蚀，涂层材料应具有良好的耐腐蚀性，故C正确不符合题意；
D．舰载飞机喷气发动机排出的高温尾气，并确保舰载飞机在湿滑条件下安全起降，则甲板涂层材料不仅耐高温还具有增大摩擦的性能，故D正确不符合题意。
故选B。
【分析】性质决定用途，也能根据用途推测材料的性质。
8．【答案】D
【知识点】原子结构
【解析】【解答】原子是由原子核和核外电子构成的，原子核带正电，而核外电子带负电。原子核由质子和中子构成，质子带正电，而中子不带电。
根据图示可知a是原子，b是原子核，c是电子，原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成，正电荷数量等于电子数量，故原子一般不显电性，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
【分析】根据原子的结构，以及构成粒子的带电情况分析判断。
9．【答案】A
【知识点】两种电荷；导体与绝缘体；原子结构
【解析】【解答】A．摩擦起电的实质是电子的转移，并不是创造了电荷，故A正确；
B．原子分为原子核和电子，原子核带正电，核外电带负电，故B错误；
C．绝缘体不容易导电，是其内部几乎没有自由移动的电荷，并不是缺少正、负电荷，故C错误；
D．绝缘体与导体之间没有明显的界限，在一定情况下，绝缘体可以变为导体，故D错误。
故选A。
【分析】摩擦起电时，电子从一个物体转移到另一个物体，使物体带电；原子分为原子核和核外电子；导体和绝缘体间没有明显界限。
10．【答案】B
【知识点】两种电荷；原子结构
【解析】【解答】A、中子不带电，质子带正电，故A错误；
B、电子带负电，故B正确；
C、原子是由原子核和电子组成的，故C错误；
D、氢原子失去电子后带正电，故D错误。
故选：B。
【分析】（1）质子带正电，中子不带电。电子带负电。
（2）原子是由原子核和电子组成的。
（3）氢原子失去电子后带正电。
11．【答案】A,B,D
【知识点】凝固与凝固放热特点；阿基米德原理；电磁继电器的组成、原理和特点；原子结构
【解析】【解答】A．原子分为原子核和核外电子，原子核分为中子和质子，质子分为夸克，空间尺度由大到小为：原子、原子核、质子、夸克，故A符合题意；
B．阿基米德发现了浮力和排开液体重力的阿基米德原理和杠杆原理，故B符合题意；
C．往碎冰上撒盐能降低冰的熔点，使雪在低温下更易熔化，故C不符合题意；
D．电磁继电器的工作部分是电磁铁，利用了电磁铁通电有磁性，用于自动控制电路中，故D符合题意。
故选ABD。
【分析】原子可分为原子核和电子，原子核分为质子和中子；阿基米德发现了浮力和排开液体重力关系的阿基米德原理，还发现杠杆原理；雪地撒盐可以降低熔点；电磁继电器利用了电磁铁工作。
12．【答案】A,B
【知识点】两种电荷；导体与绝缘体；原子结构
【解析】【解答】A．摩擦起电并不是创造了电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体，A符合题意；
B．原子是由位于中心的原子核和核外带负电的电子构成，B符合题意；
C．绝缘体不容易导电是因为它的内部几乎没有自由移动的电荷，并不是内部缺少正、负电荷，C不符合题意；
D．绝缘体与导体之间没有明显的界限，绝缘体在一定情况下可以变为导体，D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】摩擦起电并不是创造了电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体；原子是由位于中心的原子核和核外带负电的电子构成；绝缘体不容易导电是因为它的内部几乎没有自由移动的电荷；绝缘体与导体之间没有明显的界限，绝缘体在一定情况下可以变为导体。
13．【答案】B,C
【知识点】导体与绝缘体；电功的计算；电功率的计算；原子结构
【解析】【解答】A. 电功率是表示电流做功快慢的物理量，A不符合题意；B. 原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，B符合题意；C.导体有大量自由电荷， 由于绝缘体内缺少自由电荷，因此绝缘体不容易导电，C符合题意；D. 据W Pt 8kW 2h 1.6kW·h.D不符合题意。
故答案为：BC.
【分析】电功率表示电流做功的快慢，原子分为原子核和核外电子，绝缘体中自由电子少，不易导电，利用电功率和时间的乘积计算电能.
14．【答案】B,C,D
【知识点】能量的转化或转移；电磁波的传播；原子结构
【解析】【解答】A、核电站发电时将核能转化为电能，A不合题意；
B、光是电磁波，B符合题意；
C、电磁波可以进行信息传递也可以传递能量，C符合题意；
D、原子是由原子核和核外电子组成，D符合题意 .
故答案为：BCD .
【分析】核电站发电时，消耗了核能，同时获得了电能；光是电磁波的一种，电磁波既可以传递信息也可以传递能量；原子由原子核和核外高速运动的电子构成 .
15．【答案】A,B
【知识点】电荷间的相互作用规律；磁感线及其特点；原子结构
【解析】【解答】A、原子由位于原子中心的原子核与核外带负电的电子组成，A符合题意；
B. 磁悬浮列车悬浮时利用了磁极间的相互作用，B符合题意；
C. LED灯的核心元件发光二极管由半导体材料制成，C不符合题意；
D、磁感线不是真实存在的，是为了描述磁场的分布而引入的，D不符合题意.
故答案为：AB.
【分析】（1）原子是由原子核和电子组成，原子核是由质子和中子组成的；
（2）根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引分析解答；
（3）二极管是由半导体做成的器件，它具有单向导电性；
（4）磁感线是为形象描述磁场而假象的曲线，不是真实存在的.
16．【答案】液；甲；电子
【知识点】分子间相互作用力；原子结构
【解析】【解答】由图1可知：甲图分子排列十分紧密，分子间作用力较大，是固体分子的排列模型；乙图分子排列松散，无固定的位置，是液体分子的排列模型；丙图分子排列极度散乱，间距很大，是气体分子的排列模型。所以乙是液体分子的排列模型，分子作用力最大的是假。
如2图所示为原子及原子核结构情况的示意图，原子由原子核和核外的电子组成。
【分析】1.固体物质的分子排列紧密，分子间间距离最近，分子间作用力最大，有一定的形状和体积；液体物质的分子排列杂乱，分子距离较近，子间作用力较小，没有确定的 形状，具有流动性；气体物质的分子排列极度散乱，分子距离最远，子间作用力最小，容易被压缩，具有很强的流动性；
2.分子由原子构成，原子由原子核（带正电）和核外电子（带负电）构成，原子核由质子（带正电）和中子（不带电）组成。
17．【答案】（1）不同物质密度一般不同；不同物质熔点一般不同；导电性越强的物质一般导热性也越强/表中物质中银的导电性能最好(选填其中三条即可)
【知识点】密度及其特性；比热容的定义及其计算公式；纳米材料及其应用
【解析】【解答】根据表中不同材料，判断密度、熔点、导电和导热数据可知：（1）不同物质密度一般不同；（2）不同物质熔点一般不同；（3）导电性越强的物质一般导热性也越强；（4）表中物质中银的导电性能最好。
【分析】思维点拨 分别从物质的密度、熔点、导电性能、导热性能分析。
18．【答案】原子；扩散；无规则运动（热运动）
【知识点】分子热运动；原子结构
【解析】【解答】在原子、原子核、质子中空间尺度最大的是原子，诗人闻到了花香，属于扩散现象； 诗人通过闻香能感知到天气转暖，表明温度越高，分子的无规则运动（热运动）越剧烈。
【分析】物质是由分子和原子组成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子组成，据此进行分析；
扩散现象表明一切物质的分子都在不停地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈。
19．【答案】原子核；核外电子；A
【知识点】原子结构
【解析】【解答】图中，是原子核式结构模型：原子的中心的是原子核，原子核带正电荷，电子带负电，在核外空间里绕着核旋转，A是原子核，A带正电荷；B是核外电子，带负电荷。故第1空填：原子核；第2空填：核外电子；第3空填：A。【分析】原子分为原子核和核外电子，原子核带正电，电子带负电。
20．【答案】分子；原子；
【知识点】原子结构
【解析】【解答】（1）根据题意可知，常见的物质是由分子和原子构成的。
（2） 分子很小，其直径的数量级约为10-10m。
【分析】（1）根据物质组成的知识分析解答。
（2）根据分子直径大小的知识解答。
21．【答案】单向；纳米材料
【知识点】电流的方向；半导体特点及作用；纳米材料及其应用
【解析】【解答】解：由题意可知，电流由正极经过LED流向负极时，LED发光；反之，电流从负极流向正极时，LED不发光，这说明发光二极管具有单向导电性。
纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料，这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1nm至100nm之间。将某些物质的尺度加工到，它们的物理性质或化学性质与较大尺度时相比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。
故答案为：单向；纳米材料。
【分析】二极管具有单向导电性，据此可做出解答。
22．【答案】流感病毒；能量守恒
【知识点】能量守恒定律；原子结构
【解析】【解答】病毒主要由遗传物质和蛋白质组成，蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子，分子由原子组成，而原子由原子核与核外电子组成，故尺度最大的是流感病毒。
汽车一边行驶，一边发电，永远运动下去的观念违背了能量守恒定律，不可能实现。
【分析】病毒主要由遗传物质和蛋白质组成，蛋白质是生命的物质基础，是有机大分子；
能量守恒定律：能量既不会消灭也不会创生，能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
23．【答案】（1）机械能
（2）1.944×106
（3）600；10
【知识点】科学探索；新材料的特点及应用；我国科技发展的成就
【解析】【解答】 解：（1）由题意可知，人形机器人行走过程中将电能转化为机械能；
（2）该款机器人充满电时，电池具有的总电能为
W=UIt=60V×9000×10-3A×3600s=1.944×106J；
（3）机器人将电能转化为机械能的效率为η=60%，机械功率为P机=360W，
此时驱动电机消耗电能的功率为：；
它的工作电流是：。
故答案为：（1）机械能；（2）1.944×106J；（3）600；10。
【分析】 （1）机器人行走时具有机械能，是由电能转化来的；
（2）利用公式W=UIt计算电池具有的总电能；
（3）根据转化效率计算驱动电机消耗电能的功率；利用功率推导公式计算机器人的工作电流。
24．【答案】（1）导体
（2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管
（3）柔性电子产品、智能服装、超轻型飞机材料、防弹衣、太空电梯等
【知识点】导体与绝缘体；新材料的特点及应用
【解析】【解答】（1）文中提到：作为电导体，它和铜有着一样出色的导电性；故石墨烯属于导体；
（2）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；
（3）石墨烯的用途很广：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。
故答案为：（1）导体；（2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管；（3）石墨烯还可用于制造更耐热、更结实的电导体；甚至未来的太空电梯都可以以石墨烯为原料。
【分析】容易导电的物体叫导体，不容易导电的物体叫绝缘体；根据材料提供的信息，抓住其关键词句，即可解答。
25．【答案】（1）C
（2）吸附
（3）弹性
（4）0.12
（5）900
【知识点】密度的应用与物质鉴别；纳米材料及其应用
【解析】【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= ，
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= = =2.37×105kg；
气凝胶的体积为V胶=V=V钢= =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．
【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．
26．【答案】（1）C
（2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管
（3）A
【知识点】纳米材料及其应用
【解析】【解答】解：（1）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性．
故选：C．（2）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．（3）“石墨烯是一种神奇的物质，是人类至今发现的厚度最薄、强度最高的材料”．
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，所以A正确；
因为石墨烯材料已经研究并获得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，
所以问题“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，所以选项B、C没有探究价值；
我们虽知道石墨烯是人类至今发现强度最高的材料，石墨烯本身很薄强度大，研究为什么薄是没有实际意义的，所以D没有研究价值．故选A．
故答案为：（1）C；（2）石墨烯晶体管的传输速度远远超过目前的硅晶体管；（3）A．
【分析】（1）石墨烯制成的交替散热通道，说明石墨烯的导热性能好；（2）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；（3）在依据情景提出问题时，首先要找出情景所提出的问题是什么，然后要找出问题与生活中的应用之间的关系，提出较有价值的探究问题．
27．【答案】负；正；化学；电；B；A
【知识点】能量的转化或转移；电流的方向；原子结构
【解析】【解答】（1）原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电，电子带负电，失去电子后形成的氢离子带正电；
（2）氢燃料具有化学能，氢燃料电池工作时，将化学能转化为电能；
（3）电荷的定向移动形成电流，电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与电子（负电荷）定向移动的方向相反，电子由A向B移动，通过汽车的电流方向为B到A。
故答案为：（1）负；正；（2）化学；电；（3）B；A。
【分析】（1）原子核带正电，电子带负电，失去电子带正电，得到电子带负电；
（2）氢燃料电池工作时，将化学能转化为电能；
（3）电荷的定向移动形成电流，电流的方向与正电荷定向移动的方向相同，与电子（负电荷）定向移动的方向相反；据此分析。
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