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

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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• 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