题目
悉尼科技大学的研究小组研发了一种独特的复合材料--石墨纸，如图所示．其成分以石墨为主，薄如纸张，比钢要坚硬10倍且轻巧，还可以回收再利用．未来应用非常广泛．下列说法错误的是（ ）| A．与同体积的钢相比，石墨纸的质量较小 | | B．与钢相比，石墨纸的硬度较大 | | C．石墨纸是一种环保材料 | | D．石墨纸是绝缘体，不易导电 |
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所属题型：单选题
试题难度系数：中档
答案
A、根据密度公式可得：m=ρV，由于石墨纸的密度小，故与同体积的钢相比，石墨纸的质量较小；故A不符题意；
B、“成分以石墨为主，薄如纸张，比钢要坚硬10倍”，体现了与钢相比，石墨纸的硬度较大；故B不符题意；
C、“可以回收再利用”，体现了石墨纸是一种环保材料；故C不符题意；
D、石墨易导电，属于导体；故D符合题意；
故选D． |
考点梳理
初中三年级物理试题“悉尼科技大学的研究小组研发了一种独特的复合材料--石墨纸，如图”旨在考查同学们对
导体，绝缘体、
密度公式的应用、
能源家族：化石能源，一次能源，二次能源，生物质能，不可再生能源，可再生能源、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。
- 导体，绝缘体
- 密度公式的应用
- 能源家族：化石能源，一次能源，二次能源，生物质能，不可再生能源，可再生能源
考点名称：导体，绝缘体
导体与绝缘体的概念
导体：容易导电的物体叫做导体，例如：石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液;
绝缘体：不容易导电的物体叫做绝缘体，例如：橡胶、玻璃、塑料等;
两者关系：导体和绝缘体在一定条件下可以相互转化。
导体容易导电，绝缘体不容易导电的原因：
(1)导体容易导电是冈为导体中有大量的自由电荷，它们受原子核的束缚力很小，能够从导体的一个部分移到另一个部分;
(2)绝缘体中，电荷几乎都束缚在原子的范围之内，不能从绝缘体的一个部分移到另一个部分。
导体的分类
1、半导体：
半导体材料的导电能力介于导体和非导体之间，比导体差、比非导体强，具有一些特殊的物理性质，温度、光照、杂质等因素都对它的性能有很大影响。常见的半导体材料有硅、锗和砷化镓等。用半导体材料可以制造半导体二极管、二三极管和集成电路等多种半导体元件。
半导体的特点：
(1)半导体二极管具有单向导电性，即只允许电流由一个方向通过元件。
(2)半导体三极管可以用来放大电信号。
2、超导体：
(1)超导现象：某些物质在很低的温度下，电阻就变成了零，这就是超导现象。
(2)应用：
(1)利用超导体的零电阻特性可实现远距离大功率输电。超导输电线可以无损耗地输送较大的电流，这意味着用细电线就可以输送大电流。
(2)超导磁悬浮现象，使人们可以用超导体来实现交通工具的“无摩擦”运行。
导体和绝缘体的比较：
考点名称：密度公式的应用
密度换算公式：
密度的公式：ρ=m/V(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积)
密度公式变化：m=ρV、V=m/ρ
正确理解密度公式：
理解密度公式时，要注意条件和每个物理量所表示的特殊含义。从数学的角度看有三种情况（判断正误）：
（1）ρ一定时，m和V成正比；（因为ρ=m/V，ρ一定，m增大，V也增大，所以成正比）
（2）m一定时，ρ与V成反比；（因为m=ρv,m一定，v增大，ρ变小，所以成反比）
（3）V一定时，ρ与m成正比。
结合物理意义，三种情况只有（1）的说法正确，（2）（3）都是错误的。
因为同种物质的密度是一定的，它不随体积和质量的变化而变化，所以在理解物理公式时，不可能脱离物理事实，不能单纯地从数学的角度理解物理公式中各量的关系。
常用气体密度换算：
1．干空气密度
密度是指单位体积空气所具有的质量, 国际单位为千克/米3（kg/m3 ），一般用符号ρ表示。其定义式为： ρ = M/V (1--1)
式中 M——空气的质量，kg；
V——空气的体积，m3。
空气密度随空气压力、温度及湿度而变化。上式只是定义式，通风工程中通常由气态方程求得干、湿空气密度的计算式。由气态方程有：
ρ=ρ0*T0*P/P0*T (1--2)
式中 ：ρ——其它状态下干空气的密度，kg/m3；
ρ0——标准状态下干空气的密度，kg/m3；
P、P0——分别为其它状态及标准状态下空气的压力，千帕（kpa）；
T、T0——分别为其它状态及标准状态下空气的热力学温度，K。
标准状态下，T0=273K，P0=101.3kPa时,组成成分正常的干空气的密度ρ0=1.293kg/m3。将这些数值代入式（1-2），即可得干空气密度计算式为：
ρ = 3.48*P/T(1--3)
使用上式计算干空气密度时，要注意压力、温度的取值。式中P为空气的绝对压力，单位为kPa；T为空气的热力学温度（K），T=273+t, t为空气的摄氏温度（℃）。
2．湿空气密度
对于湿空气，相当于压力为P的干空气被一部分压力为Ps的水蒸汽所占据，被占据后的湿空气就由压力为Pd的干空气和压力为Ps的水蒸汽组成。根据道尔顿分压定律，湿空气压力等于干空气分压Pd与水蒸汽分压Ps之和，即：P=Pd+Ps。
根据相对湿度计算式，水蒸汽分压Ps=ψPb，根据气态方程及道尔顿的分压定律，即可推导出湿空气密度计算式为：
ρw=3.48*P(1-0.378*ψ*Pb/P)/T (2--1)
式中 ρw ——湿空气密度,kg/m3；
ψ——空气相对湿度，%；
Pb——饱和水蒸汽压力，kPa(由表2-1-1确定)。
其它符号意义同上。
密度公式的应用：
1. 有关密度的图像问题
此问题一般是给出质量一体积图像，判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值，然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值，进行分析比较。
例1如图所示，是甲、乙两种物质的m一V图像，由图像可知( )
A．ρ甲>ρ乙
B．ρ甲=ρ乙
C．ρ甲<ρ乙
D．无法确定甲、乙密度的大小
解析:要从图像直接看出甲、乙两种物质的密度大小目前还做不到，我们要先借助图像，根据公式ρ =
总结规律后方可。
如图所示，在横轴上任取一点V0，由V0作横轴的垂线V0B，分别交甲、乙两图线于A、B两点，再分别从A、B两点作纵轴垂线，分别交纵轴于m甲、m乙两点。则甲、乙两种物质的密度分别为
，ρ乙= 
，因为m甲<m乙，所以ρ甲<ρ乙，故C正确。
2. 密度公式ρ =及变形
、m=ρV的应用：
密度的公式是ρ =，可得出质量计算式m=ρV 和体积计算式。只要知道其中两个物理量，就可以代入相应的计算式进行计算。审题时注意什么量是不变的，什么量是变化的。
例2某瓶氧气的密度是5kg/m3，给人供氧用去了氧气质量的一半，则瓶内剩余氧气的密度是_____；容积是10L的瓶子装满了煤油，已知煤油的密度是 0．8×103kg/m3，则瓶内煤油的质量是_____，将煤油倒去4kg后，瓶内剩余煤油的密度是______。
解析：氧气用去一半，剩余部分仍然充满整个氧气瓶，即质量减半体积不变，所以氧气的密度变为 2．5kg/m3。煤油倒去一半后，体积质量同时减半，密度不变。
答案：2．5kg/m3；8kg；0．8×10kg/m3。
3. 比例法求解物质的密度
利用数学的比例式来解决物理问题的方法称之为 “比例法”。能用比例法解答的物理问题具备的条件是：题目所描述的物理现象，由初始状态到终结状态的过程中至少有一个量保持不变，这个不变的量是由初始状态变成终结状态的桥梁，我们称之为“中介量”。
例3甲、乙丽个物体的质量之比为3：2，体积之比为l：3，那么它们的密度之比为( )
A．1：2B．2：1C．2：9D．9：2
解析：（1）写出所求物理量的表达式：
，
（2）写出该物理量比的表达式：
（3）化简：代入已知比值的求解：
密度、质量、体积计算中的“隐含条件” 问题：
很多物理问题中的有些条件需要仔细审题才能确定，这类条件称为隐含条件。因此寻找隐含条件是解决这类问题的关键。以密度知识为例，密度计算题形式多样，变化灵活，但其中有一些题具有这样的特点：即质量、体积、密度中的某个量在其他量发生变化时保持不变，抓住这一特点，就掌握了求解这类题的规律。
1．隐含体积不变
例1一个瓶子最多能装0．5kg的水，它最多能装_____kg的水银，最多能装_____m3的酒精。 ρ水银=13．6×103kg／m3，ρ水=1．0×103kg／m3，ρ酒精= 0．8×103kg／m3)
解析:最多能装即装满瓶子，由最多装水量可求得瓶子的容积为V=5×10-4m3，则装水银为m水银=13．6×103kg／m3×5×10-4m3=6．8kg。装酒精的体积为瓶子的容积。
答案6．8；5×10-4
2. 隐含密度不变
例2一块石碑的体积为V样=30m3，为测石碑的质量，先取了一块刻制石碑时剔下来的小石块作为样品，其质量是m样=140g，将它放入V1=100cm3的水中后水面升高，总体积增大到V2=150cm3，求这块石碑的质量m碑。
解析：此题中隐含的条件是石碑和样品是同种物质，密度相同，而不同的是它们的体积和质量。依题意可知，样品体积为：
V样=V2-V1=150cm3一100cm3=50cm3 =5．0×10-5m3
得
=84t
答案：84t
3. 隐含质量不变
例3质量为450g的水结成冰后，其体积变化了 ____m3。(ρ水=0．9×103kg／m3)
解析：水结成冰后，密度减小，450g水的体积为
，水结成冰后，质量不变，因此冰的体积为
=500cm3=5．0×10-4m3，
=5．0× 10-4m3一4．5×10-4m3=5×10-5m3。
合金物体密度的相关计算：
首先要抓住合金体的总质量与总体积分别等于各种物质的质量之和与体积之和这一特征，然后根据具体问题，灵活求解。
例两种不同的金属，密度分别为ρ1、ρ2：
(1)若墩质量相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为____。
(2)若取体积相等的金属混合后制成合金，则合金的密度为_____。
解析：这道题的关键是抓住“两总”不变，即总质量和总体积不变。在(1)中，两种金属的质量相等，设为m1=m2=m，合金的质量m总=2m，则密度为ρ1的金属的体积V1=
，密度为ρ2的金属的体积V2=
，合金的体积
，则合金的密度
在（2）中两种金属的体积相等，设为
，合金的体积
，密度为ρ1的金属的质量m1=
，密度为ρ2的金属的质量为
，合金的质量m总
，合金的密度为
。
答案：
注意：上述规律也适用于两种液体的混合，只要混合液的总质量和总体积不变即可。
考点名称：能源家族：化石能源，一次能源，二次能源，生物质能，不可再生能源，可再生能源
能源
1. 定义：
凡是能够提供能量的物质资源都叫做能源。石油、天然气在燃烧时可以提供能量，它们是能源。水流和风可以提供能量，它们也是能源。
说明：能源的利用过程，实质上是能量的转化与转移过程，但不能说能源就是能量
2. 能源分类
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类别 |
常规能源新能源 |
新能源 |
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一次能源 |
可再生能源 |
水能，生物质能 |
太阳能、风能、地热能、潮汐能 |
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不可再生能源 |
煤、石油、天然气 |
核能 |
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二次能源 |
煤气，电力，酒精、汽油、柴油、液化石油气、沼气 |
说明：同一种能源可属于不同的能源类型，例如水能既属于一次能源，也属于可再生能源，还可以是常规能源，这是因为从不同的角度划分的。
(1)从其产生的方式可分为一次能源和二次能源。
①一次能源：从自然界直接获取的能源叫一次能源，如水能，风能，太阳能。
②二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，如电能。
(2)从能源是否可再生的角度可分为可再生能源和不可再生能源
①可再生能源：可以在自然界里源源不断地得到的能源，如水能、风能、生物质能。
②不可再生能源：越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，如化石能源、核能。
(3)根据能源利用的早晚，又可把能源分为常规能源和新能源。
①常规能源：如煤、石油、天然气等人类已经利用了多年的能源叫常规能源。
②新能源：核能、太阳能、地热能是人类近期利用的能源，称为新能源。
(4)按生成年代分为化石能源和生物质能。
①化石能源：像煤、石油、天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。
②生物质能：南生命物质提供的能量称为生物质能。如木材、草类、肉类等
化石能源的定义：
化石能源是一种碳氢化合物或其衍生物。它由古代生物的化石沉积而来，是一次能源。化石燃料不完全燃烧后，都会散发出有毒的气体，却是人类必不可少的燃料。
化石能源有哪些：
化石能源所包含的天然资源有煤炭、石油和天然气。
一次能源的定义：
一次能源（Primary energy），也称天然能源，是指从自然界取得未经改变或转变而直接利用的能源。如原煤、原油、天然气、水能、风能、太阳能、海洋能、潮汐能、地热能、天然铀矿等。一次能源又分为可再生能源和不可再生能源，前者指能够重复产生的天然能源，后者用一点少一点，主要是各类化石燃料、核燃料。
分类：
一次能源又分为可再生能源和不可再生能源，前者指能够重复产生的天然能源，如太阳能、风能、水能、生物质能等，这些能源均来自太阳，可以重复产生；后者用一点少一点，主要是各类化石燃料、核燃料。20世纪70年代出现能源危机以来，各国都重视非再生能源的节约，并加速对再生能源的研究与开发。
二次能源的定义：
二次能源是由一次能源经过加工或转换得到的其他种类和形式的能源，包括煤气、焦炭、汽油、柴油、电力、蒸汽、核电等。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源都被称为二次能源。二次能源比一次能源的利用更为有效、更为清洁、更为方便。
分类：
所谓一次能源是指直接取自 自然界没有经过加工转换的各种能量和资源，它包括：原煤、 原油、 天然气、油页岩、 核能、太阳能、 水力、风力、波浪能、潮汐能、地热、 生物质能和海洋温差能等等。
一次能源可以进一步分为再生能源和 非再生能源两大类。再生能源包括太阳能、 水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等等。它们在自然界可以循环再生。而非再生能源包括：煤、原油、天然气、油页岩、核能等，它们是不能再生的，用掉一点，便少一点。
二次能源利用的意义：
二次能源的产生不可避免地要伴随着加工转换的损失，但是它们比一次能源的利用更为有效、更为清洁、更为方便。因此，人们在日常生产和生活中经常利用的能源多数是二次能源。电能是二次能源中用途最广、使用最方便、最清洁的一种，它对国民经济的发展和人民生活水平的提高起着特殊的作用。
生物质能的定义:
生物质能（biomass energy ），是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能。21世纪初，开发利用生物质能是世界各国的能源发展趋势。
分类：
林业资源
林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。
农业资源
农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
生活污水和工业有机废水
生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。
城市固体废物
城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
畜禽粪便
畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
可再生资源的定义：
可再生能源是指可以再生的能源总称，包括生物质能源、太阳能、光能、沼气等。生物质能源主要是指雅津甜高粱等，泛指多种取之不竭的能源。严格来说，可再生能源是人类历史时期内都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。
分类：
木材：
柴是最早使用的能源，透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要，它让人们在寒冷的环境下仍可生存。
动物牵动：
传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外，亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。
生物质燃料：
此种燃料原为可再生能源，如能产出与消耗平衡则不会增加二氧化碳。但如消耗过量而毁林与耗竭可返还土壤的有机物，就会破坏产耗平衡。用生物质在沼气池中产生沼气供炊事照明用，残渣还是良好的有机肥。用生物质制造乙醇甲醇可用作汽车燃料。
水力：
磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源，尤其是中国这样满是河流的国家。此外，中国有很长的海岸线，也很适合用来作潮汐发电。
风力：
人类已经使用了风力几百年了。
太阳能：
太阳直接提供了能源给人类已经很久了，但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。
