Question

13．閱讀材料，然后回答下面問題．
看到圖中的情形，很多人認(rèn)為圖中的女士一定是位大力士，不然怎能如此輕松地單手扛起一輛自行車呢！其實不然，這位女士能如此輕松地單手扛起一輛自行車，不是因為自己的力氣大，而是因為她舉起的是一種碳纖維自行車，車本身的質(zhì)量很小．
碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的密度不到鋼的$\frac{1}{4}$，但碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強度一般是鋼的7～9倍，抗拉彈性模量亦高于鋼．利用碳纖維可以制造8、9kg左右的輕量自行車，這種輕量自行車登坡順利而爽快，不會像一些輕的鋁合金車架，登坡時感到有一種向后拉的力量．
目前，碳纖維越來越顯示出在工上的廣闊應(yīng)用前景．
（1）碳纖維材料已被廣泛應(yīng)用在羽毛球拍上，這種應(yīng)用與下列碳纖維的哪種物理屬性無關(guān)D
A．密度小    B．彈性好    C．韌性好    D．導(dǎo)電性好
（2）對一根用新材料制成的碳纖維M進(jìn)行抗拉測量，探究它的伸長量與哪些因素有關(guān)．現(xiàn)選用這種材料制成樣品進(jìn)行測試，得到不同情況下得伸長量如表所示：

序號	長度	橫截面積	不同拉力下的伸長量
			250N	500N	750N	1000N
1	1m	0.05cm2	0.04cm	0.08cm	0.12cm	0.16cm
2	2m	0.05cm2	0.08cm	0.16cm	0.24cm	0.32cm
3	1m	0.10cm2	0.02cm	0.04cm	0.06cm	0.08cm

①要探究拉力一定時，材料的伸長量與樣品的長度關(guān)系，應(yīng)選序號12，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，樣品受拉力作用后，其伸長量與樣品的長度成正比．
②要探究拉力一定時，材料的伸長量與樣品的橫截面積關(guān)系，應(yīng)選序號13，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，樣品受拉力作用后，其伸長量與樣品的橫截面積成反比．
③根據(jù)上述探究結(jié)果可知，這種材料的伸長量與長度和橫截面積有關(guān)．
（3）若某品牌碳纖維自行車架用密度為7.9×10³ kg/m³錳鋼材料來制作，同一車架的質(zhì)量要增加6.3kg，則該品牌碳纖維自行車架質(zhì)量為多少 kg？（ρ_碳=1.6×10³ kg/m³，ρ_鋼=7.9×10³ kg/m³）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)羽毛球拍在使用時的要求，結(jié)合碳纖維材料的特點可做出判斷；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，探究它的伸長量與長度和橫截積的關(guān)系，研究伸長量與其中一個因素的關(guān)系時，要控制另個一個因素不變；分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論；
（3）由質(zhì)量關(guān)系，根據(jù)m=ρV，求出車的體積，再求出該品牌碳纖維自行車架質(zhì)量．

解答 解：（1）羽毛球拍要求其質(zhì)量小、彈性好、韌性好，這樣既可節(jié)省運動員的體力也可以更結(jié)實耐用，因此碳纖維材料廣泛應(yīng)用在羽毛球拍上，這種應(yīng)用與碳纖維密度小、彈性好、韌性好的性質(zhì)密切相關(guān)，而導(dǎo)電性對羽毛球拍來講是無關(guān)因素，故選D．
（2）①要探究拉力一定時，材料的伸長量與樣品的長度關(guān)系，要控制橫截面積相同，礦應(yīng)選序號12，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，樣品受拉力作用后，其伸長量與樣品的長度成正比．
②要探究拉力一定時，材料的伸長量與樣品的橫截面積關(guān)系，要控制徹長度相同，故選序號13，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可知，樣品受拉力作用后，其伸長量與樣品的橫截面積成反比．
③根據(jù)上述探究結(jié)果可知，這種材料的伸長量與長度和橫截面積有關(guān)．
（3）設(shè)車的體積為V，根據(jù)m=ρV，有ρ_鋼V=△m+ρ_碳V
V=$\frac{6.3kg}{7.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}-1.6×1{0}^{3}kg/m3}$=10^-3 m³
品牌碳纖維自行車架質(zhì)量為m′=ρ_碳V=1.6×10³ kg/m³×10^-3 m³=1.6kg
故答案為：（1）D；（2）①12；正；②13；反；③長度和橫截面積；
（3）1.6．

點評 本題考查物質(zhì)的特性及密度公式的應(yīng)用和控制變量法的運用．