Question

17．閱讀以下材料，回答相關(guān)問題．

納米材料的小尺寸效應物質(zhì)的尺度加工到1～100nm，它的物理性質(zhì)或者化學性能與較大尺度時相比，會發(fā)生變化，這些物質(zhì)組成的材料稱為“納米材料”．
納米材料在聲、光、電、磁、熱、力學等性能呈現(xiàn)出“新奇”的現(xiàn)象．隨著顆粒尺寸變小，在一定條件下會引起顆粒性質(zhì)改變．由此引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱為“小尺
寸效應”．納米材料小尺寸效應主要表現(xiàn)在如下方面：
（1）特殊光學性質(zhì)：所有金屬在納米狀態(tài)時都呈現(xiàn)黑色．尺寸越小顏色愈黑，銀白色的鉑變成鉑黑，金屬“金屬鉻變成鉻黑．金屬超微顆粒對光的反射率很低，通常低于l%，約幾微米厚度就能完全消光．利用此特性可制造高效率光熱、光電轉(zhuǎn)換材料“光電轉(zhuǎn)換材料，以很高效率將太陽能“太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮�、電能“電能．還可用于紅外敏感元件、紅外隱身技術(shù)等．
（2）特殊熱學性質(zhì)：通常晶體具有固定的熔點，當晶體達到納米尺寸時卻截然不同．例如：金的熔點為1064℃，而直徑為10nm的金粉熔點降低到940℃，直徑為5nm的金粉熔點降低到830℃．此特性可應用于粉末冶金“冶金工業(yè)．
（3）特殊電學、磁學性質(zhì)：納米材料的導電性有所改變．例如：銅顆粒達到納米尺寸就變得不能導電；通常絕緣的二氧化硅顆粒在20nm時卻開始導電．此外，納米材料呈現(xiàn)出超順磁性，科學家發(fā)現(xiàn)鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的趨磁細菌“趨磁細菌等生物體中都存在超微磁性顆粒，使這類生物在地磁場導航下能辨別方向，具有回歸的本領．
（4）特殊力學性質(zhì)：氟化鈣納米材料在室溫下可大幅度彎曲而不斷裂．研究表明，人的牙齒具有高強度，是因為它由磷酸鈣“磷酸鈣等納米材料構(gòu)成．呈納“納米金屬要比傳統(tǒng)金屬硬3～5倍．金屬陶瓷復合納米材料不但強度高且韌性好，制成的刀具比金鋼石制品還要堅硬．
納米材料小尺寸效應還表現(xiàn)在超導電性“導電性，介電性能、聲學特性以及化學性能等方面．
納米技術(shù)目前已成功應用于許多領域，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)保、醫(yī)療、國家安全等都有廣泛應用，圖21是1993年中國科學 院北京真空物理實驗室自行操縱原子寫出的“中國”二字，標志著我國開始在世界納米領域占有一席之地．
請回答下列問題：
（1）銅顆粒達到納米尺寸就可以變成絕緣體．（選填：“導體”或“絕緣體”）
（2）金屬陶瓷復合納米材料強度高且韌性好，請對此種材料提出一項可以應用于人體的設想：人造牙齒．
（3）小東針對納米材料的“特殊光學性質(zhì)”，提出了一個問題：金屬的顏色會變黑嗎？
請你判斷這是不是一個可以探究的科學問題．答：不是．
（4）請你針對納米材料“特殊熱學性質(zhì)”，提出一個可以探究的科學問題：納米晶體的熔點與其直徑有關(guān)嗎．

Answer 1

分析 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(guān)系，提出較有價值的探究問題．

解答 解：（1）銅顆粒達到納米尺寸就可以變成絕緣體；
（2）金屬陶瓷復合納米材料強度高且韌性好，應用于人體的設想是人造牙齒、人造骨骼等．
（3）金屬的顏色會變黑不是一個可以探究的科學問題，其探究的價值不高．
（4）針對納米材料“特殊熱學性質(zhì)”，提出可以探究的科學問題是：納米晶體的熔點與其直徑有關(guān)嗎？或納米晶體的直徑越小，它的熔點如何變化？
故答案為：（1）絕緣體；（2）人造牙齒；（3）不是；（4）納米晶體的熔點與其直徑有關(guān)嗎．

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)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(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)．