高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 固体课时作业

第二章　气体、固体和液体

4　固体

基础过关练

题组一　晶体与非晶体的宏观特性

1.如图所示,四块固体中,属于非晶体的是 (　　)

2.如图是a、b两种不同物质的熔化曲线,根据曲线判断,下列说法正确的是 (　　)

A.a是单晶体,b是多晶体或非晶体

B.a是多晶体,b是单晶体或非晶体

C.a是非晶体,b是晶体

D.a是晶体,b是非晶体

3.(2020黑龙江哈尔滨三中高二下期末)关于晶体,以下说法中正确的是 (　　)

A.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同

B.晶体一定有规则的几何形状,但其物理性质不一定都是各向异性的

C.晶体熔化时温度不变,但内能变化

D.由同一种化学成分形成的物质只能以一种晶体结构的形式存在

4.(2020江西九江一中高二下期末)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是 (　　)

A.食盐、玻璃、天然石英和金刚石都是晶体

B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的

C.单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点

D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的

5.(2021广东深圳高级中学高二下期中)下列说法错误的是 (　　)

A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体

B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质

C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体

D.在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体

题组二　各向异性与各向同性

6.(2021江苏涟水一中高二下月考)如果某个固体在某一物理性质上表现出各向异性,那么下述结论中正确的是              (　　)

A.它一定是单晶体

B.它一定是多晶体

C.它一定是非晶体

D.它不一定是非晶体

7.(2021江苏常州高二下期中)2020年,“嫦娥五号”探测器顺利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器,其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷“压电效应”。如图所示,石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著。石英晶体              (　　)

A.没有确定的熔点

B.具有各向同性的压电效应

C.没有确定的几何形状

D.是单晶体

题组三　晶体与非晶体的微观结构

8.(多选)非晶体具有各向同性的特点是由于 (　　)

A.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同

B.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同

C.非晶体内部结构的无规则性

D.非晶体内部结构的有规则性

9.(多选)单晶体不同于非晶体,它具有规则的几何外形,在不同方向上物理性质不同,而且具有确定的熔点,下列哪些说法可以用来解释单晶体的上述特性              (　　)

A.组成单晶体的物质微粒,在空间按一定的规律排成整齐的行列,构成特定的空间点阵

B.单晶体在不同方向上物理性质不同,是因为不同方向上微粒数目不同,微粒间距不同

C.单晶体在不同方向上物理性质不同,是由于不同方向上的物质微粒的性质不同

D.单晶体在熔化时吸收热量,全部用来瓦解单晶体的空间点阵,转化为分子势能;因此,单晶体在熔化过程中保持一定的温度不变;只有空间点阵完全被瓦解,单晶体完全变为液体后,继续加热,温度才会升高

E.单晶体在熔化时吸收的热量,用来破坏空间点阵结构,增加分子势能,同时增加分子动能

能力提升练

题组一　晶体、非晶体、单晶体、多晶体的比较

1.(2021湖北宜昌高三上月考,)随着科技的发展,国家对晶体材料的研究越来越深入,尤其是对稀土晶体的研究,已经走在世界的前列。关于晶体和非晶体,下列说法正确的是              (深度解析)

A.晶体都有规则的几何外形,非晶体则没有规则的几何外形

B.同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现

C.多晶体是由单晶体组合而成的,但单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性

D.石墨和金刚石都是晶体,但石墨是单晶体,金刚石是多晶体

2.(2020吉林长春二中高二下月考,)下列关于固体的说法中,正确的是 (　　)

A.晶体熔化时,温度不变,但内能变化

B.单晶体一定是单质,有确定的几何形状,有确定的熔点

C.多晶体没有确定的几何形状,也没有确定的熔点

D.晶体都是各向异性的,而非晶体都是各向同性的

3.(2020陕西西安中学高二下期末,)(多选)下列物质是晶体还是非晶体的判断不正确的是              (　　)

A.因为石英是晶体,所以由石英制成的玻璃也是晶体

B.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体

C.蔗糖受潮后粘在一起,没有确定的几何形状,所以它是非晶体

D.用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体

4.(2021江苏沭阳修远中学高二月考,)一块厚度和质量都均匀分布的长方体被测样品,长AB是宽AD的两倍,如图所示。如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1'和O2O2'方向测量,结果阻值均为R,则这块样品可能是              (　　)

A.单晶体 B.多晶体

C.非晶体 D.普通金属

5.(2020江苏苏州高二下期中,)某实验小组想测试甲、乙两种材料的导电性能,他们将这两种材料加工成厚度均匀、横截面为正方形的几何体,如图所示,经测试发现,材料甲沿ab、cd两个方向的电阻相等,材料乙沿ef方向的电阻大于沿gh方向的电阻,关于这两种材料,下列说法中正确的是　              (　　)

A.材料甲一定是晶体

B.材料甲一定是非晶体

C.材料乙一定是单晶体

D.材料乙一定是多晶体

题组二　晶体的微观结构

6.(2021江苏徐州高三下测试,)石墨是碳原子按图甲排列形成的,其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构,单碳层石墨烯是单层的石墨,厚1毫米的石墨大概包含三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则              (　　)

A.石墨中的碳原子静止不动

B.碳原子的直径大约为3×10-9 m

C.石墨烯碳原子间只存在分子引力

D.石墨烯在熔化过程中,碳原子的平均动能不变

7.()利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像,从而可以研究物质的构成规律。如图所示的照片是一些晶体材料表面的STM图像,通过观察、比较,可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的,具有一定的结构特征。则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是:

(1)　; 

(2)　。 

答案全解全析

第二章　气体、固体和液体

4　固体

基础过关练

1.D　明矾、石英、冰块为晶体,塑料为非晶体,故D符合题意。

2.D　晶体具有确定的熔点,而非晶体没有确定的熔化温度,故D正确。

3.C　单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不相同,才会出现各向异性,故A错误;单晶体有规则的几何形状且各向异性,而多晶体没有规则的几何形状,也不显示各向异性,故B错误;晶体熔化时虽然温度不变,但吸收热量,内能增加,故C正确;由同一种化学成分形成的物质不一定是以一种晶体结构的形式存在,如石墨和金刚石,故D错误。

4.B　金刚石、食盐和天然石英都是晶体,而玻璃是非晶体,故A错误;晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的,B正确;单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有确定的熔化温度,故C错误;单晶体具有各向异性,而多晶体不显示各向异性,非晶体具有各向同性,故D错误。

5.A　将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒还是晶体,A说法错误,符合题意;固体可以分为晶体和非晶体两类,单晶体在不同方向上显示各向异性,有些晶体在不同方向上有不同的光学性质,故B说法正确,不符合题意;由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体,例如石墨和金刚石,故C说法正确,不符合题意;在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体,例如天然石英是晶体,熔化以后再凝固的石英玻璃却是非晶体;把晶体硫加热熔化,倒入冷水中,会变成柔软的非晶体硫,再经一段时间又会转变成晶体硫,故D正确,不符合题意。

6.A　单晶体内部的结构有规则,具有各向异性,多晶体不显示各向异性,非晶体显示各向同性,故A正确。

7.D　石英是单晶体,有确定的熔点,有确定的几何形状,故A、C错误,D正确;石英受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷“压电效应”,沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著,故具有各向异性,故B错误。

8.BC　非晶体具有各向同性的特点是由于非晶体内部结构的无规则性使不同方向上物质微粒的排列情况相同,故B、C正确。

9.ABD　很多单晶体都是由相同的物质微粒组成的,例如,金刚石和石墨都是由碳原子组成的,可见其各向异性不是因为不同方向上的粒子性质不同,而是因为粒子的数目和粒子间距不相同,故A、B正确,C错误;单晶体熔点的存在是由于单晶体在熔化时要吸收热量用来瓦解空间点阵,增加分子势能,熔化过程中分子的热运动的平均动能不变,即温度不变,只有当单晶体全部转化为液体后温度才会继续升高,分子热运动的平均动能才会增加,故D正确,E错误。

能力提升练

1.C　多晶体和非晶体都没有规则的几何外形,故A错误;同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,故B错误;单晶体表现为各向异性,多晶体表现为各向同性,石墨和金刚石都是单晶体,故C正确,D错误。

方法技巧

判断晶体与非晶体的方法

(1)有确定的熔点的物质是单晶体或多晶体,无确定的熔化温度的物质是非晶体。

(2)具有各向异性的物质是单晶体;具有各向同性、没有规则外形的物质是多晶体或非晶体。

仅从各向同性或几何形状不能断定某一固体是晶体还是非晶体。

2.A　晶体熔化时,其温度虽然不变,但其内部结构可能发生变化,其吸收的热量转化为分子势能,内能增大,故A正确;单晶体不一定是单质,例如食盐晶体,故B错误;多晶体没有确定的几何形状,但有确定的熔点,故C错误;单晶体各向异性,但多晶体不显示各向异性,故D错误。

3.ACD　石英是晶体,而由石英制成的玻璃没有确定的熔化温度,为非晶体,故A说法错误,符合题意;晶体的特点是在熔化过程中温度保持不变,有确定的熔点,食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体,故B说法正确,不符合题意;蔗糖受潮后粘在一起,没有确定的几何形状,但是用放大镜看,仍可发现组成糖块的一个个晶体粒,所以它是多晶体,故C说法错误,符合题意;用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明云母片具有各向异性,是晶体,故D说法错误,符合题意。

4.A　沿O1O1'和O2O2'两对称轴测长方体的电阻,所得阻值相等,说明该物质沿O1O1'和O2O2'方向电阻率(即导电性能)不同,即表现出各向异性的物理性质,即这块样品可能是单晶体,故选项A正确。

5.C　测试发现,材料甲沿ab、cd两个方向的电阻相等,材料乙沿ef方向的电阻大于沿gh方向的电阻,说明了甲具有各向同性,而乙具有各向异性,单晶体的物理性质是各向异性的,所以乙一定是单晶体,而多晶体和非晶体是各向同性的,材料甲可能是多晶体,也可能是非晶体,故C正确。

6.D　石墨中的碳原子在平衡位置附近振动,故A错误;石墨单层的厚度d= m=3×10-10 m,且层与层之间有空隙,故B错误;石墨烯碳原子间不仅存在分子引力,同时也存在分子斥力,故C错误;石墨烯是晶体,在熔化过程中,温度不变,所以碳原子的平均动能不变,故D正确。

7.答案　(1)在确定方向上原子有规则地排列;在不同方向上原子的排列规则一般不同　(2)原子的排列具有一定的对称性

解析　从题图中可以看出,这几种材料的原子排列均有一定的规则,因此是晶体,具有晶体的特点。