高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册固体课时作业

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一、晶体和非晶体
1．单晶体的特征
(1)具有天然的规则外形，这种规则的外形不是人工造成的。
(2)物理性质各向异性，这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性，是判断单晶体最主要的依据。
(3)具有确定的熔点，单晶体在这一点上和多晶体没有区别。从宏观上区分晶体和非晶体的重要依据是看有无确定的熔点。
2．多晶体和非晶体
(1)多晶体虽无天然规则的几何形状，物理性质各向同性，但组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质，这是多晶体和非晶体在内部结构上的区别。
(2)多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有确定的熔点，非晶体则没有，例如很多同学认为玻璃应是多晶体，但实验证明玻璃没有确定的熔点，故应是非晶体。
3．正确理解单晶体的各向异性
(1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的。
①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性质时，测试结果不同。
②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等。
单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性。
【例1】下列说法中正确的是（ ）
A．一定质量的晶体在熔化过程中，其温度不变，内能也一定保持不变
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，说明蜂蜡是单晶体
C．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体
D．一个均匀固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体
【针对训练1】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
二、晶体的微观结构
1．晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的，具有空间上的周期性
2．同种元素的微粒能够按照不同规则在空间分布形成不同的物质。
3．说明
(1)原子(或者分子、离子)并不是像结构图上所画的那些点一样静止不动，它们时刻都在不停地振动，结构图中所画的那些点，是它们振动的平衡位置。
(2)同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说，物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的。
【例2】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
【针对训练2】如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，石墨烯是单层的石墨，可以通过剥离石墨而获得，是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。下列说法正确的是（ ）
A．单层石墨烯的厚度约在纳米数量级
B．石墨烯可以通过物理方法获得
C．石墨和石墨烯中的碳原子都固定在六边形的顶点不动
D．石墨烯熔解过程中吸热，碳原子的平均动能增加
【巩固提升】
1．人们在夏季喜欢佩戴水晶饰品，天然的水晶具有规则的几何外形，如图所示。关于天然水晶，下列说法正确的是（ ）
A．是单晶体B．没有固定的熔点
C．微观粒子的空间排列不规则D．在光学性质上表现为各向同性
2．北京冬奥会主火炬由小雪花和橄榄枝组成。关于自然界中的雪花，下列说法正确的是（ ）
A．雪花是水蒸气在空气中凝华形成的晶体
B．雪花沿各个方向的物理性质都相同
C．雪花融化成水的过程中分子平均动能增大
D．因为自然界中雪花的形状超过2万种，所以雪花是非晶体
3．食盐是我们生活中不可缺少的调味品，中国人大约在神农氏与黄帝的时期就开始煮盐。通过研究，我们知道了食盐的微观结构如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．食盐晶体是正六面体形
B．食盐所有的物理性质都具有各向异性
C．食盐颗粒受潮粘连成食盐块时，形状不规则，是非晶体
D．食盐在熔化时，要吸收热量，温度保持不变，所以内能也不变
4．江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地，有着“世界水晶之都”的美誉。天然的水晶具有规则的几何外形，如图所示。关于天然水晶，下列说法正确的是（ ）
A．具有规则的几何外形，但是没有固定的熔点
B．微观粒子的空间排列不规则
C．在熔化过程中分子平均动能不变
D．在光学性质上表现为各向同性
5．随着科技的发展，国家对晶体材料的研究也越来越深入，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（ ）
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．单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
D．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
6．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的。关于晶体与非晶体，正确的说法是（ ）
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的
B．多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状
C．晶体沿不同的方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同
D．单晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
7．大自然中存在许多绚丽夺目的晶体，由于化学成分和结构各不相同，这些晶体呈现出千姿百态；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的。关于晶体与非晶体，下列说法正确的是（ ）
A．晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的
C．有的物质在不同条件下能够生成不同晶体，是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布
D．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
8．固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T.下列判断正确的有
A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性
D．图线甲中ab段温度不变，所以甲的内能不变
9．2020年，“嫦娥五号”探测器胜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，则石英晶体（ ）
A．具有各向异性的压电效应B．没有确定的熔点
C．有确定的几何形状D．是多晶体
10．如图所示，ACBD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板，AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化（两种情况下都接触良好），关于圆板，下列说法不正确的是（ ）
A．圆板的导电性能具有各向异性
B．圆板是非晶体
C．圆板是多晶体
D．圆板是单晶体
E．不知有无固定熔点，无法判定是晶体还是非晶体