Question

3．閱讀《碳納米管》．
碳納米管
小雨在中國(guó)科技館內(nèi)看到了對(duì)“碳納米管”材料的介紹后（如圖1所示），想更加詳細(xì)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(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能．如圖2所示，它是由一些柱形的碳管同軸套構(gòu)而成，直徑大約在1 到30nm 之間，長(zhǎng)度可達(dá)到1μm（1μm=10³nm）．這種管完全由碳原子構(gòu)成，并可看成是由單層石墨六角網(wǎng)面以其上某一方向?yàn)檩S，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(qiáng)度最大可達(dá)到2×10¹¹Pa，是鋼的100倍，密度卻只有鋼的$\frac{1}{6}$，它是最強(qiáng)的纖維，在強(qiáng)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(huì)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(shí)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(fù)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(gòu)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(fù)極材料的損壞．碳納米管摻雜石墨時(shí)可提高石墨負(fù)極的導(dǎo)電性，消除極化．實(shí)驗(yàn)表明，用碳納米管作為添加劑或單獨(dú)用作鋰離子電池的負(fù)極材料均可顯著提高負(fù)極材料的嵌Li ⁺ 容量和穩(wěn)定性．
碳納米管對(duì)接觸它的人的眼睛、皮膚會(huì)引起不適，可能會(huì)引起呼吸系統(tǒng)的疾病，對(duì)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(zhǔn)備地進(jìn)行權(quán)衡．人們還沒有充分了解其對(duì)環(huán)境和人類健康的影響，應(yīng)防止它作為大規(guī)模生產(chǎn)材料進(jìn)入環(huán)境中．

請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）兩個(gè)Li⁺之間有相互排斥（選填“吸引”或“排斥”）的作用．
（2）請(qǐng)寫出碳納米管的優(yōu)點(diǎn)抗拉強(qiáng)度大（寫出一條即可）；請(qǐng)?jiān)O(shè)想一種碳納米管材料在未來生產(chǎn)生活中的應(yīng)用做成耐拉的繩索、做成防彈背心、用于電池．
（3）小雨在對(duì)碳納米管的資料進(jìn)行整理后，提出了以下幾個(gè)問題，你認(rèn)為可探究的問題是D（選填選項(xiàng)前的字母）．
A．碳納米管容易導(dǎo)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(qiáng)度與它的直徑有什么關(guān)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(qiáng)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(shí)，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(yīng)用之間的關(guān)系，提出較有價(jià)值的探究問題．

解答 解：（1）兩個(gè)Li⁺之間有相互排斥的作用．
（2）碳納米管的優(yōu)點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度大重量輕等，碳納米管材料在未來生產(chǎn)生活中的應(yīng)用實(shí)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(jià)值的問題，碳納米管的抗拉強(qiáng)度與它的直徑有什么關(guān)系屬于有價(jià)值的問題，故D正確．
故答案為：（1）排斥；
（2）抗拉強(qiáng)度大；做成耐拉的繩索、做成防彈背心、用于電池；
（3）D．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道信息給予題，給出物理課外知識(shí)的材料，要認(rèn)真閱讀材料，結(jié)合物理知識(shí)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(xué)探究過程的首個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是物理科學(xué)研究中關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)．