Question

3．閱讀《碳納米管》．
碳納米管
小雨在中國科技館內(nèi)看到了對“碳納米管”材料的介紹后（如圖1所示），想更加詳細的了解，于是就上網(wǎng)搜索．她了解到碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構連接完美，具有許多異常的力學、電學和化學性能．如圖2所示，它是由一些柱形的碳管同軸套構而成，直徑大約在1 到30nm 之間，長度可達到1μm（1μm=10³nm）．這種管完全由碳原子構成，并可看成是由單層石墨六角網(wǎng)面以其上某一方向為軸，卷曲360°而形成的無縫中空管，相鄰管子之間的距離約為0.34nm．碳納米管的抗拉強度最大可達到2×10¹¹Pa，是鋼的100倍，密度卻只有鋼的$\frac{1}{6}$，它是最強的纖維，在強度與重量之比方面，這種纖維是最理想的．如果用碳納米管做成繩索，是迄今唯一可從月球掛到地球表面而不會被自身重量拉折的繩索，如果用它做成地球--月球載人電梯，人們來往月球和地球便方便了．用這種輕而柔軟、結(jié)實的材料做防彈背心那就更加理想了．
碳納米管可用于鋰離子電池負極材料．碳納米管的層間距為0.34nm，略大于石墨的層間距0.335nm，這有利于Li⁺的嵌入與遷出，它特殊的圓筒狀構型不僅可使Li⁺ 從外壁和內(nèi)壁兩方面嵌入，又可防止因溶劑化Li⁺嵌入引起的石墨層剝離而造成負極材料的損壞．碳納米管摻雜石墨時可提高石墨負極的導電性，消除極化．實驗表明，用碳納米管作為添加劑或單獨用作鋰離子電池的負極材料均可顯著提高負極材料的嵌Li ⁺ 容量和穩(wěn)定性．
碳納米管對接觸它的人的眼睛、皮膚會引起不適，可能會引起呼吸系統(tǒng)的疾病，對某些水生生物來說是有毒的．因此研究人員表示，在碳納米管未來發(fā)展前景問題上，必須慎重和有準備地進行權衡．人們還沒有充分了解其對環(huán)境和人類健康的影響，應防止它作為大規(guī)模生產(chǎn)材料進入環(huán)境中．

請根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）兩個Li⁺之間有相互排斥（選填“吸引”或“排斥”）的作用．
（2）請寫出碳納米管的優(yōu)點抗拉強度大（寫出一條即可）；請設想一種碳納米管材料在未來生產(chǎn)生活中的應用做成耐拉的繩索、做成防彈背心、用于電池．
（3）小雨在對碳納米管的資料進行整理后，提出了以下幾個問題，你認為可探究的問題是D（選填選項前的字母）．
A．碳納米管容易導電嗎？
B．碳納米管為什么這么��？
C．碳納米管在生活中有什么用處？
D．碳納米管的抗拉強度與它的直徑有什么關系？

Answer 1

分析 （1）同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引；
（2）碳納米管密度小、強度大，可以作為制作防彈背心的材料；
（3）在依據(jù)情景提出問題時，首先要找出情景所提出的問題是什么，然后要找出問題與生活中的應用之間的關系，提出較有價值的探究問題．

解答 解：（1）兩個Li⁺之間有相互排斥的作用．
（2）碳納米管的優(yōu)點是抗拉強度大重量輕等，碳納米管材料在未來生產(chǎn)生活中的應用實例有做成耐拉的繩索、做成防彈背心、用于電池．
（3）碳納米管是一種神奇的物質(zhì)，要探究有價值的問題，碳納米管的抗拉強度與它的直徑有什么關系屬于有價值的問題，故D正確．
故答案為：（1）排斥；
（2）抗拉強度大；做成耐拉的繩索、做成防彈背心、用于電池；
（3）D．

點評 本題是一道信息給予題，給出物理課外知識的材料，要認真閱讀材料，結(jié)合物理知識用材料內(nèi)容回答問題，在中考中出現(xiàn)在頻率較高．提出問題是科學探究過程的首個重要環(huán)節(jié)，也是物理科學研究中關鍵的一個環(huán)節(jié)．