鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第2章 固体与液体第1节 固体类型及微观结构课后测评

2.1固体的类型及微观结构同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列说法正确的是（       ）

A．不考虑摩擦的热机可以把吸收的能量全部转化为机械能

B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功

C．晶体在一定条件在可以转变为非晶体，而非晶体不能转变为晶体

D．能量耗散过程违背了热力学第一定律

2．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．所有的晶体都表现为各向异性

B．所有的晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点

C．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体

D．晶体在合适的条件下可以转变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体

3．下列说法正确的是（　　）

A．分子间距离减小时，分子势能一定增大

B．食盐熔化过程中温度保持不变，说明食盐是单晶体

C．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体分子间的平均距离

D．一锅水中撒些胡椒粉，加热时发现胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越激烈

4．关于热学知识，下列说法正确的是（　　）

A．质量相同、温度相同的氧气和氢气，氢气的平均动能较大

B．知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数就可以算出气体分子的体积

C．食盐晶体熔化成为液态过程中温度保持不变，故其内能也不变

D．一定质量的理想气体，压强不变，体积增大时，单位时间撞击单位面积的分子数减少

5．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．食盐、玻璃、水晶和金刚石都是晶体

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

6． 关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（   ）

A．具有各向同性的物体一定没有固定的熔点

B．晶体熔化时，温度不变，则内能也不变

C．通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体

D．晶体和非晶体在适当条件下可相互转化

7．大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分和结构各不相同而呈现出千姿百态：高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成。关于晶体与非晶体，正确的说法是（　　）

A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体

B．多晶体是许多单晶体杂乱无章的组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状

C．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

D．天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体

8．对下列几种固体物质的认识，正确的有（　　）

A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

B．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

C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构相同

9．下列说法正确的是（     ）

A．凡是晶体都是各向异性

B．具有各向同性的固体都是非晶体

C．各种金属材料是非晶体，因为其具有各向同性

D．单晶体、多晶体都是晶体，单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性

10．晶体在熔解过程中吸收的热量主要用于       (     )

A．破坏晶体结构，增加分子势能

B．破坏晶体结构，增加分子动能

C．破坏晶体结构，同时增加分子势能和增加分子动能

D．破坏晶体结构，既不增加分子势能也不增加分子动能

11．下列说法中正确的是（　　）

A．扩散现象只能发生在气体和液体中

B．岩盐是立方体结构，粉碎后的岩盐不再是晶体

C．地球大气的各种气体分子中氢分子质量小，其平均速率较大，更容易挣脱地球吸引而逃逸，因此大气中氢含量相对较少

D．从微观角度看气体压强只与分子平均动能有关

12．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

13．下列说法错误的是(　　)

A．晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的

B．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构

C．凡各向同性的物质一定是非晶体

D．晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的

14．关于分子热运动和热学规律，以下说法中正确的有（　　）

A．用打气筒给自行车车胎充气时要用力才能压缩空气，这说明空气分子间存在斥力

B．气体分子间距离增大时，分子势能一定增大

C．气体体积不变时，温度降低，则每秒撞击单位面积器壁的力减小

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，说明蜂蜡是单晶体

15．下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是(　　)

A．分子间距离减小时分子势能一定减小

B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈

C．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越明显

D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性

二、填空题（共4题）

16．释放的氢气球，在其缓慢上升过程中，体积会逐渐膨胀，达到极限体积时甚至会爆炸．假设在气球上升过程中，环境温度保持不变，则球内的气体分子单位时间内对球壁单位面积撞击的次数________(填“增加”、“减少”或“不变”)，气体分子的平均动能____ (填“增大”、“减小”或“不变”)，气体分子的速率分布情况最接近图中的____线(填“A”、“B”或“C”)．图中f(v)表示速率v处单位速率区间内的分子数百分率．

17．图甲是岩盐晶体的平面结构，图中等长线段AA1、BB1上微粒的数目不同，由此可知，晶体具有________(选填“各向同性”或“各向异性”)的性质．图乙中液体表面层内分子间距离大于分子平衡距离r0，因此表面内层分子间作用力表现为________．

18．2017年5月，中国首次海域天然气水合物（可燃冰）试采成功．可燃冰是一种晶体，它是天然气的固体状态（因海底高压），学名天然气水化合物，其化学式为CH4·8H2O．研究表明1 m3可燃冰可转化为164 m3的天然气（CH4）和0.8 m3的水（已转化为标准状态）．

（1）下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是______________．

A．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点

B．晶体都有确定的几何形状，非晶体没有确定的几何形状

C．制作晶体管、集成电路多用多晶体

D．云母片导热性能各向异性，说明云母片是晶体

（2）体积VA=1 L的CH4气体（可视为理想气体）处于状态A时温度TA=300 K，压强pA=1 atm，现保持其质量不变让它经过状态B到达状态C，已知状态B时的温度TB=600 K，到达状态C时体积VC=0.5 L．则此时该气体的压强pC=_________atm．如果该气体从状态A到状态B的过程中吸收热量为Q1，从状态B到状态C的过程中放出热量为Q2，则从状态A到状态C气体内能增加量ΔE___________（填“<”、“>”或“=”）Q1–Q2．

（3）已知阿伏加德罗常数NA=6×1023个/mol，试估算出1 m3可燃冰中所含CH4分子的个数(   )．（结果保留一位有效数字）

19．在探究海波和石蜡熔化规律时，王芳记录的实验数据如下表所示。请根据表中的实验数据回答下列问题。

（1）在海波和石蜡这两种物质中，属于晶体的是______；

（2）该晶体的熔点是______℃；

（3）当该晶体在第7min时，它处于______态。（选填“固”、“液”“固液共存”）

三、综合题（共4题）

20．石墨烯特有的物理学特性使其有望被广泛应用于晶体管、触摸屏、复合材料等众多领域，同时有望帮助物理学家在量子物理学研究领域取得新突破。英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因从事石墨烯的研究并揭示其性质而获得2010年的诺贝尔物理学奖。请查阅相关资料，了解石墨烯除了具有高强韧性的物理性质外，还有哪些特性，在哪些方面具有开发的潜能。

21．内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐，岩盐的颗粒很大，我们能清楚地看出它的立方体形状。把大颗粒的岩盐敲碎后，小颗粒的岩盐仍然呈立方体形状。如图表示了岩盐晶体的平面结构：粉红点为氯离子，灰点为钠离子，如果把它们用直线连起来，将构成一系列大小相同的正方形，作分界线，使它平行于正方形的对角线，作分界线，使它平行于正方形的一边。在两线的左侧各取一个钠离子和，为了比较这两个钠离子所受分界线另一侧的离子对它作用力的大小，分别以、为圆心，作两个相同的扇形，不考虑扇形以外远处离子的作用。

(1)如果表示两个相邻离子之间引力的大小，问：、所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是的多少倍？为使问题简化，设所有离子都是质点，而且它们之间的相互作用遵从“平方反比”规律；

(2)根据计算结果解释：为什么敲碎的岩盐总是呈立方形状，而不会沿图中分界线断开？

提示：实际晶体中的作用力要复杂得多，但这里的分析对理解自然现象还是有用的。

22．晶体具有哪些宏观特征？试从微观结构上对这些特征进行解释。

23．下列哪个是是食盐晶体的微观结构、哪个是金刚石的微观结构，说一说它们的联系和区别。

参考答案：

1．B

2．B

3．C

4．D

5．B

6．D

7．B

8．A

9．D

10．B

11．C

12．A

13．C

14．C

15．B

16．     （1）减小；     （2）不变；     （3）C；

17．     各向异性     引力

18．     AD     4     ＞     4×1027

19．     海波     48     固液共存

20．

石墨烯是一种杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

21．(1)0.91，0.29；

(2) 由于，所以在岩盐受到敲击时，在平行于正方形的方向上容易断裂，而不会沿图中分界线断开。

22．晶体都有自己独特的、呈对称性的形状，

从宏观上看：晶体都有自己独特的、呈对称性的形状。

晶体在不同的方向上有不同的物理性质。

晶体内部原子有规则的排列，引起了晶体各向不同的物理性质。例如原子的规则排列可以使晶体内部出现若干个晶面，立方体的食盐就有三组与其边面平行的平面。如果外力沿平行晶面的方向作用，则晶体就很容易滑动（变形），这种变形还不易恢复，称为晶体的范性。

从这里可以看出沿晶面的方向，其弹性限度小，只要稍加力，就超出了其弹性限度，使其不能复原；

而沿其他方向则弹性限度很大，能承受较大的压力、拉力而仍满足胡克定律。

当晶体吸收热量时，由于不同方向原子排列疏密不同，间距不同，吸收的热量多少也不同，于是表现为有不同的传热系数和膨胀系数。

当晶体从外界吸收热量时，其内部分子、原子的平均动能增大，温度也开始升高，但并不破坏其空间点阵，仍保持有规则排列。

继续吸热达到一定的温度--熔点时，其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列，空间点阵也开始解体，于是晶体开始变成液体。

在晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵，所以固液混合物的温度并不升高。

当晶体完全熔化后，随着从外界吸收热量，温度又开始升高。

23．

如图所示

这是食盐晶体的微观结构

如图

是金刚石的微观结构

食盐的结构是按照一定的规则排列的，具有空间的周期性，点阵结构；金刚石的结构是组成金刚石的微粒按照不同规则在空间分布，原子之间的作用力较强。