5.1 晶体的光学各向异性

结晶性检查法标准操作规程
1.目的：
建立药品结晶性检查法的标准操作规程.
2. 依据：
《中华人民共和国药典》2000年版二部.
3. 范围：
适用于药品中的结晶性检查的操作。

4。

职责：
QC检验员对本规程的实施负责。

5. 程序:
5.1。

基本原理：
除等轴晶系外,其它许多晶体都具有光学各向异性，当光线通过这些透明晶体时均会发生双折射现象。

5。

2。

操作方法：
取供试品细颗粒少许，加液体石蜡适量使晶粒浸没，放在偏光显微镜下检视，转动载物台,供试品应呈现双折射和消光位等各品种项下规定的晶体光学性质.
电导仪使用操作规程目的：
建立DDS电导仪使用操作规程.
2。

范围:
适用于本厂所有DDS型电导仪的操作。

3。

职责：
QA检查员、QC检验员、各使用车间对本标准的实施负责。

4. 程序：
4.1.将选择开关置于校正位置，开机预热10~30分钟。

4.2.仪器在全量程范围内测量，只须在任意量程校正一次电极常数，即可换档自
行补偿。

4.3.选择开关置于校正位置，调节常数调节器,使仪器显示所用电极的电极常数
值.
4.4.将电极插头插入插口，再将电极浸入待测溶液中.
4.5.将选择开关置于电导率（电阻率）位置，调节温度补偿器至与校正温度相同
的位置，再选择合适的量程,使仪器尽可能显示多位数字，读取这个数字即为待测溶液的电导率（电阻率）.。

各向异性材料的物理性质各向异性材料是指在其内部结构或分子构成上存在着明显的方向性差异，从而导致其物理性质在不同方向上表现出差异性的材料。

相较于各向同性材料，各向异性材料在很多方面具有独特的性质和应用潜力。

本文将围绕各向异性材料的物理性质展开论述，并介绍其在材料科学领域中的重要性。

一、光学性质各向异性材料在光学性质方面表现出明显差异。

例如，晶体材料具有光学各向异性，这意味着光线传播在不同晶向上的速度不同，产生折射和偏振现象。

这使得晶体材料在光学设备领域中有着广泛的应用，并且成为许多光电器件的基础。

二、磁性性质各向异性材料的磁性性质也具有显著的差异。

磁性材料中存在着磁畴的形成和磁畴壁的运动，而各向异性则会影响磁畴的排列方向和磁畴壁的稳定性。

这使得各向异性材料在磁存储、传感器和磁性材料制备等领域具有重要应用。

三、电子性质在电子性质方面，各向异性材料的电导率、电子迁移率和载流子输运性质等均会受到方向性的影响。

例如，某些有机半导体材料因其分子排列的各向异性特性而表现出不同的电子传导行为。

这使得各向异性材料在有机电子学领域中有着广泛的应用前景。

四、力学性质各向异性材料的力学性质通常会因材料内部的各向异性结构而产生方向性差异。

例如，纤维增强复合材料中的纤维方向和矩阵材料之间的界面结合强度具有方向性差异。

这使得各向异性材料在结构工程、航空航天等领域中广泛应用，能够提供更高的强度和刚度。

五、热学性质各向异性材料的热学性质也会受到方向性的影响。

例如，晶体材料的热导率在不同晶向上会有所不同。

此外，各向异性材料在热膨胀和热收缩等方面也表现出不同的特性。

这使得各向异性材料在热管理和热传导领域有着广泛的应用。

各向异性材料的物理性质不仅在基础科学研究中具有重要作用，而且在工程应用中也具有广泛的潜力。

通过深入研究各向异性材料的物理性质，可以更好地理解材料行为和性能，并为创新材料设计和应用提供有益的指导。

因此，持续深入研究各向异性材料的物理性质对于材料科学和工程领域的发展至关重要。

非晶体（noncrystal)非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。

它没有一定规则的外形，如玻璃、松香、石蜡等。

它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。

它没有固定的熔点。

所以有人把非晶体叫做“过冷液体”或“流动性很小的液体”。

非晶态固体包括非晶态电介质、非晶态半导体、非晶态金属。

它们有特殊的物理、化学性质。

例如金属玻璃（非晶态金属）比一般（晶态）金属的强度高、弹性好、硬度和韧性高、抗腐蚀性好、导磁性强、电阻率高等。

这使非晶态固体有多方面的应用。

它是一个正在发展中的新的研究领域，近年来得到迅速的发展。

晶体与非晶体区别晶体和非晶体所以含有不同的物理性质，主要是由于它的微观结构不同。

组成晶体的微粒——原子是对称排列的，形成很规则的几何空间点阵。

空间点阵排列成不同的形状，就在宏观上呈现为晶体不同的独特几何形状。

组成点阵的各个原子之间，都相互作用着，它们的作用主要是静电力。

对每一个原子来说，其他原子对它作用的总效果，使它们都处在势能最低的状态，因此很稳定，宏观上就表现为形状固定，且不易改变。

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、拉力而仍满足虎克定律。

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。

石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精等就是常见的晶体非晶体的内部组成是原子无规则的均匀排列，没有一个方向比另一个方向特殊，如同液体内的分子排列一样，形不成空间点阵，故表现为各向同性。

各向异性的名词解释在科学和工程领域中，我们经常会遇到一个词汇——各向异性。

各向异性是指某一物质或系统在不同方向上具有不同性质或特性的特征。

这种特性的存在给予了物质或系统多种多样的应用和功能。

本文将从不同角度对各向异性进行解释。

材料学上的各向异性是指固体材料在其不同晶体方向上具有不同的物理和化学性质。

晶体是由原子或分子有序排列而成的，在固态材料中具有明确的晶体结构。

一些晶体在各个晶向上的物理性质如密度、导热性、电导率等是相同或非常相似的，这种材料被称为等各向异性材料。

然而，还有一些晶体在不同的晶向上具有截然不同的物理与化学性质，这种材料则被称为各向异性材料。

一种常见的各向异性现象是石英的双折射性质，它使得光在石英晶体中传播时会发生折射和偏振。

除了在材料科学中的应用，各向异性在地球科学中也有重要的地位。

地球内部的岩石和矿物可以被视为一种天然的各向异质材料，其物理性质在地球内部的不同方向上表现出明显差别。

地震波在不同介质中的传播速度与传播路径有密切关系。

由于地球内部存在各向异质性，地震波传播路径和速度也会发生变化，通过分析地震波速度的各向异性可以帮助地质学家揭示地壳和地幔的结构。

生物学中也存在各向异性现象。

生物体中的细胞、组织和器官在结构上具有多种形状和特性。

细胞与细胞之间的膜在不同方向上的渗透性、挠性和稳定性可能不同，这给细胞内物质的交换和传递带来一定的限制和可塑性。

此外，细胞内的细胞骨架和细胞器的空间排列也可能导致各向异性的特性。

这样的各向异性使得生物体可以在特定方向上进行不同的功能和反应，如肌肉在不同方向上的收缩和骨骼在不同区域的加固。

此外，各向异性还体现在人们日常生活的方方面面。

例如，电视和计算机显示屏上常见的“观察角度各向异性”现象。

在特定方向上，用户所观看到的图像可能相对明亮和清晰，而在其他角度上则可能显得模糊和暗淡。

这是因为显示屏背后的光源和像素排列导致在不同角度上图像的呈现效果不同。

各向异性这一概念贯穿于我们的生活和科学研究中。

第2讲固体、液体和气体目标要求 1.了解固体的微观结构，知道晶体和非晶体的特点，了解液晶的主要性质.2.了解表面张力现象和毛细现象，知道它们的产生原因.3.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释.4.能用气体实验定律解决实际问题，并会分析气体图像问题．考点一固体和液体性质的理解1．固体(1)分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体又分为单晶体和多晶体．(2)晶体和非晶体的比较分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形有规则的几何形状无确定的几何形状无确定的几何外形熔点确定确定不确定物理性质各向异性各向同性各向同性典型物质石英、云母、明矾、食盐各种金属玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青转化晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化2.液体(1)液体的表面张力①作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小．②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．③形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为引力．(2)浸润和不浸润①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固定．反之，液体不浸润固体．②毛细现象：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降．3．液晶(1)液晶的物理性质①具有液体的流动性．②具有晶体的光学各向异性．(2)液晶的微观结构从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．1．晶体的所有物理性质都是各向异性的．(×)2．液晶是液体和晶体的混合物．(×)3．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．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用．(√)考向1晶体和非晶体例1在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示．甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是()A．甲一定是单晶体B．乙可能是金属薄片C．丙在一定条件下可能转化成乙D．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的答案 C考向2液体例2关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是()A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果B ．乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果C ．丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的D ．丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润 答案 B解析 因为液体表面张力的存在，水黾才能在水面上行走自如，故A 错误；将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B 正确；液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故C 错误；从题图丁中可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润(不浸润液滴会因为表面张力呈球形)，故D 错误．考点二 气体压强的计算1．气体压强的计算 (1)活塞模型如图所示是最常见的封闭气体的两种方式．求气体压强的基本方法：先对活塞进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程． 图甲中活塞的质量为m ，活塞横截面积为S ，外界大气压强为p 0.由于活塞处于平衡状态，所以p 0S ＋mg ＝pS ，则气体的压强为p ＝p 0＋mg S.图乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱处于平衡状态，所以pS ＋mg ＝p 0S ， 则气体压强为p ＝p 0－mgS ＝p 0－ρ液gh .(2)连通器模型如图所示，U 形管竖直放置．同一液体中的相同高度处压强一定相等，所以气体B 和A 的压强关系可由图中虚线联系起来．则有p B ＋ρgh 2＝p A ，而p A ＝p 0＋ρgh 1， 所以气体B 的压强为p B ＝p 0＋ρg (h 1－h 2)． 2．气体分子运动的速率分布图像当气体分子间距离大约是分子直径的10倍时，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示．3．气体压强的微观解释(1)产生原因：由于气体分子无规则的热运动，大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力．(2)决定因素(一定质量的某种理想气体) ①宏观上：决定于气体的温度和体积．②微观上：决定于分子的平均动能和分子的数密度．例3 (2022·江苏卷·6)自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是( )A ．体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变B ．压强增大是因为氢气分子之间斥力增大C ．因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体D ．温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化 答案 D解析 密闭容器中的氢气质量不变，分子个数N 0不变，根据n ＝N 0V 可知，当体积增大时，单位体积的分子个数n 变少，氢气分子的密集程度变小，故A 错误；气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁进行持续的、无规则的撞击，压强增大并不是因为分子间斥力增大，故B 错误；普通气体在温度不太低、压强不太大的情况下才能看作理想气体，故C 错误；温度是气体分子平均动能的标志，大量气体分子的速率呈现“中间多，两头少”的规律，温度变化时，大量分子的平均速率会变化，即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，故D 正确．例4 求气缸中气体的压强．(大气压强为p 0，重力加速度为g ，活塞的质量为m ，横截面积为S ，气缸、物块的质量均为M ，活塞与气缸间均无摩擦，均处于平衡状态)甲________ 乙________ 丙________ 答案 p 0＋mg S p 0－MgS p 0＋(M ＋m )g S解析 题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图(a)所示，由平衡条件知p A S ＝p 0S ＋mg ，得p A ＝p 0＋mgS；题图乙中选气缸为研究对象，受力分析如图(b)所示，由平衡条件知p 0S ＝p B S ＋Mg ，得p B ＝p 0－Mg S；题图丙中选活塞为研究对象，受力分析如图(c)所示，p C S 下sin α＝p 0S 上＋F N ＋mg ，F N ＝Mg ，S 下sin α＝S 上，S 上＝S ，由以上可得p C ＝p 0＋(M ＋m )gS.例5 若已知大气压强为p 0，液体密度均为ρ，重力加速度为g ，图中各装置均处于静止状态，求各装置中被封闭气体的压强．答案 甲：p 0－ρgh 乙：p 0－ρgh 丙：p 0－32ρgh 丁：p 0＋ρgh 1 戊：p a ＝p 0＋ρg (h 2－h 1－h 3) p b ＝p 0＋ρg (h 2－h 1)解析题图甲中，以高为h的液柱为研究对象，由平衡条件有p甲S＋ρghS＝p0S所以p甲＝p0－ρgh题图乙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有p乙S＋ρghS＝p0Sp乙＝p0－ρgh题图丙中，以B液面为研究对象，由平衡条件有p丙S＋ρgh sin 60°·S＝p0S所以p丙＝p0－32ρgh题图丁中，以A液面为研究对象，由平衡条件有p丁S＝p0S＋ρgh1S所以p丁＝p0＋ρgh1题图戊中，从开口端开始计算，右端大气压强为p0，同种液体同一水平面上的压强相同，所以b气柱的压强为p b＝p0＋ρg(h2－h1)，故a气柱的压强为p a＝p b－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3)．考点三气体实验定律及应用1．气体实验定律玻意耳定律查理定律盖—吕萨克定律内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比表达式p1V1＝p2V2p1T1＝p2T2拓展：Δp＝p1T1ΔTV1T1＝V2T2拓展：ΔV＝V1T1ΔT微观解释一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动分子的平均动能不变．体积减小时，分子的数密度增大，气体的压强增大密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强增大能增大．只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变图像2．理想气体状态方程(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体． ①在压强不太大、温度不太低时，实际气体可以看作理想气体．②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用，一定质量的某种理想气体的内能仅由温度决定．(2)理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pVT＝c .(质量一定的理想气体)1．压强极大的实际气体不遵从气体实验定律．( √ )2．一定质量的理想气体，当温度升高时，压强一定增大．( × ) 3．一定质量的理想气体，温度升高，气体的内能一定增大．( √ )1．解题基本思路2．分析气体状态变化的问题要抓住三点 (1)弄清一个物理过程分为哪几个阶段．(2)找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的． (3)明确哪个阶段应遵循什么实验定律．例6 (2023·广东广州市越秀区月考)为了更方便监控高温锅炉外壁的温度变化，在锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的气缸，气缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等．气缸开口向上，用质量为m ＝1 kg 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞横截面积为S ＝1 cm 2.当气缸内温度为300 K 时，活塞与气缸底相距H ＝6 cm ，活塞上部距活塞h ＝4 cm 处有一用轻质绳悬挂的重物．当绳上拉力为零时，警报器报警．已知缸外气体压强p 0＝1.0×105 Pa ，重力加速度大小g ＝10 m/s 2，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦．求：(1)当活塞刚刚碰到重物时，锅炉外壁温度为多少？(2)若锅炉外壁的安全温度为800 K ，那么重物的质量应是多少？ 答案 (1)500 K (2)1.2 kg解析 (1)活塞上升过程缸内气体发生等压变化． V 1＝HS V 2＝(H ＋h )S则根据盖－吕萨克定律得V 1T 1＝V 2T 2解得T 2＝500 K.(2)活塞碰到重物后到绳的拉力为零，缸内气体发生等容变化，设重物质量为M ，则 p 2S ＝p 0S ＋mg p 3S ＝p 0S ＋(m ＋M )g 根据查理定律得p 2T 2＝p 3T 3解得M ＝1.2 kg.例7 (2023·广东佛山市模拟一)如图所示，一粗细均匀的U 形管竖直放置，A 侧上端封闭，B 侧上端与大气相通，下端开口处开关K 关闭，A 侧空气柱的长度为L ＝12.0 cm ，温度为300 K ；B 侧水银面比A 侧的高h ＝4.0 cm.已知大气压强p ＝76.0 cmHg.为了使A 、B 两侧的水银面等高，可以用以下两种方法：(1)开关关闭的情况下，改变A 侧气体的温度，使A 、B 两侧的水银面等高，求此时A 侧气体温度；(2)在温度不变的条件下，将开关K 打开，从U 形管中放出部分水银，使A 、B 两侧的水银面等高，再闭合开关K.求U 形管中放出水银的长度．(结果保留一位小数) 答案 (1)237.5 K (2)5.2 cm解析 (1)气体压强为p 1＝p 0＋4 cmHg ＝80 cmHg ，p 2＝76 cmHg 依题意空气柱长度L ＝12.0 cm ，L 2＝10.0 cm ，根据理想气体状态方程有 p 1LS T 1＝p 2L 2ST 2代入数据解得T 2＝237.5 K(2)温度不变，由玻意耳定律得p 1V 1＝p 3V 3 即p 1LS ＝p 0L 3S 得L 3≈12.6 cm所以流出水银长度为ΔL ＝4 cm ＋0.6 cm ＋0.6 cm ＝5.2 cm.考点四 气体状态变化的图像问题1．四种图像的比较类别 特点(其中c 为常量)举例p －VpV ＝cT ，即pV 之积越大的等温线温度越高，线离原点越远p －1Vp ＝cT 1V，斜率k ＝cT ，即斜率越大，温度越高p －Tp ＝c V T ，斜率k ＝cV，即斜率越大，体积越小V －T V ＝c p T ，斜率k ＝cp，即斜率越大，压强越小2.处理气体状态变化的图像问题的技巧(1)首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程．看此过程属于等温、等容还是等压变化，然后用相应规律求解．(2)在V －T 图像(或p －T 图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大． 例8 一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p －1V 图像如图所示，变化顺序为A →B →C →D →A ，图中AB 线段延长线过坐标原点，CD 线段与p 轴垂直，DA 线段与 1V 轴垂直．气体在此状态变化过程中( )A ．A →B 过程，压强减小，温度不变，体积增大 B ．B →C 过程，压强增大，温度降低，体积减小 C ．C →D 过程，压强不变，温度升高，体积减小 D ．D →A 过程，压强减小，温度升高，体积不变 答案 A解析 由题图可知，A →B 过程，气体发生等温变化，气体压强减小，体积增大，故A 正确；由理想气体状态方程pV T ＝c 可知p ＝cT 1V ，斜率k ＝cT ，连接O 、B 的直线比连接O 、C 的直线的斜率小，所以B 的温度低，B →C 过程，温度升高，压强增大，且体积也增大，故B 错误；C →D 过程，气体压强不变，体积变小，由理想气体状态方程pVT ＝c 可知，气体温度降低，故C 错误；D →A 过程，气体体积不变，压强变小，由理想气体状态方程pVT ＝C 可知，气体温度降低，故D 错误．例9 (2021·全国甲卷·33(1))如图，一定量的理想气体经历的两个不同过程，分别由体积－温度(V －t )图上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示，V 1和V 2分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；t 0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t 0＝－273.15 ℃；a 为直线Ⅰ上的一点．由图可知，气体在状态a 和b 的压强之比p a p b ＝______；气体在状态b 和c 的压强之比p b p c＝________.答案 1 V 2V 1解析 由体积－温度(V －t )图像可知，直线Ⅰ为等压线，则a 、b 两点压强相等，则有p a p b＝1； t ＝0 ℃时，当气体体积为V 1时，设其压强为p 1，当气体体积为V 2时，设其压强为p 2，温度相等，由玻意耳定律有p 1V 1＝p 2V 2由于直线Ⅰ和Ⅱ为两条等压线，则有p 1＝p b ，p 2＝p c联立解得p b p c ＝p 1p 2＝V 2V 1. 课时精练1．(2023·山西省榆次一中模拟)中国最早的农学论文《吕氏春秋·任地》论述到：“人耨必以旱，使地肥而土缓”．农谚“锄板底下有水”、“锄头自有三寸泽”，这都是对松土保墒功能的生动总结．关于农业生产中的松土保墒环节蕴含的科学原理，下列说法正确的是( )A ．松土是把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，保存水分B ．松土是为了让土壤里的毛细管变得更细，保护土壤里的水分C ．松土保墒利用了浸润液体在细管中下降，不浸润液体在细管中上升的科学原理D ．松土除了保墒、刈草外，还可促进蒸发、降低地温，“多锄地发暖”这句农谚没有科学道理答案 A解析 松土是把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，防止发生浸润现象，可有效减少水分蒸发，保存水分，A 正确，B 错误；水对土壤是浸润液体，松土保墒是利用了浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降的原理，C 错误；松土除了保墒、刈草外，还减少土壤下水分蒸发，提高地温，D 错误．2．下列说法中正确的是( )A．液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，这是因为液体内分子间有相互吸引力C．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大D．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力答案 A解析液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的改变，A正确；在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是表面张力原因，B错误；水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而在干净的玻璃板上不能形成水珠，这是浸润的结果，C错误；玻璃板很难被拉开是由于分子引力和大气压的作用，D错误．3．(多选)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体，下列关于玻璃的说法正确的是()A．没有固定的熔点B．天然具有规则的几何形状C．沿不同方向的导热性能相同D．分子在空间上周期性排列答案AC解析玻璃是非晶体，根据非晶体的特点可知，非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)在空间上不呈周期性排列的固体，它没有一定规则的外形，它的物理性质在各个方向上都是相同的，叫各向同性，它没有固定的熔点，故A、C正确，B、D错误．4．(多选)对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是()A．气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定B．若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变C．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加D．若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变答案AC解析气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，故A正确；单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故B错误；若气体的压强不变而温度降低，则气体的体积减小，则单位体积内分子个数一定增加，故C正确，D错误．5．(2023·福建省名校联盟测试)负压病房是收治传染性极强的呼吸道疾病病人所用的医疗设施，可以大大减少医务人员被感染的概率，病房中气压小于外界环境的大气压．若负压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体和外界环境中气体都可以看成理想气体，则以下说法正确的是()A．负压病房内气体分子的平均动能小于外界环境中气体分子的平均动能B．负压病房内每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率C．负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数D．相同面积负压病房内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力答案 C解析因为负压病房的温度和外界温度相同，而温度是分子平均动能的标志，则负压病房内气体分子的平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，负压病房内每个气体分子的运动速率不一定都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，A、B错误；负压病房内的压强较小，温度与外界相同，则分子的数密度较小，即负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数，C正确；负压病房内的压强较小，根据F＝pS可知，相同面积负压病房内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，D错误．6.一定质量的理想气体经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在()A．ab过程中不断减小B．bc过程中保持不变C．cd过程中不断增大D．da过程中保持不变答案 B解析因为bc的延长线通过原点，所以bc是等容线，即气体体积在bc过程中保持不变，B 正确；ab是等温线，压强减小则体积增大，A错误；cd是等压线，温度降低则体积减小，C 错误；连接aO交cd于e，则ae是等容线，即V a＝V e，因为V d<V e，所以V d<V a，所以da过程中气体体积发生变化，D错误．7.(2023·江苏省如皋中学高三模拟)如图所示，两个内壁光滑的导热气缸通过一个质量不能忽略的“工”字形活塞封闭了A 、B 两部分理想气体．下面气缸的横截面积大于上面气缸的横截面积，现使环境温度降低10 ℃，外界大气压保持不变，下列说法正确的是( )A ．活塞下降B ．活塞上升C ．活塞静止不动D ．不能确定 答案 A解析 初态时，对“工”字形活塞整体受力分析，有p A S A ＋M 工g ＋p 0S B ＝p B S B ＋p 0S A ，对上面气缸受力分析，有p A S A ＝p 0S A ＋M 上缸g ，末态时，对“工”字形活塞整体受力分析，有p A ′S A ＋M 工g ＋p 0S B ＝p B ′S B ＋p 0S A ，对上面气缸受力分析，有p A ′S A ＝p 0S A ＋M 上缸g ，联立方程解得p A ′＝p A ，p B ′＝p B ，对A 、B 两部分气体，根据理想气体状态方程可得p A V A T ＝p A ′V A ′T ′，p B V B T ＝p B ′V B ′T ′，因温度降低，p A ′＝p A ，p B ′＝p B ，则V A ′＜V A 、V B ′＜V B ，则活塞下降，上面气缸下降，才能使A 、B 气体体积均变小，故选A.8.(2023·广东广州市越秀区模拟)如图所示，在湖水里固定一个导热性较好的长圆管，管内横截面积为S ＝2 cm 2，管内有一活塞封闭着一定质量的理想气体，当白天外界温度为27℃时，活塞的下端距湖面的高度为h 1＝70 cm ，圆管内、外水面高度差为h 2＝50 cm ，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，且保持不变，湖水的密度为ρ＝1.0×103 kg/m 3，取重力加速度g ＝10 m/s 2，求：(1)活塞的质量；(2)当夜晚外界温度为7℃时，活塞的下端距湖面的高度．答案 (1)0.1 kg (2)62 cm解析 (1)设活塞的质量为m ，由平衡条件有p0S＋mg＝p0S＋ρgh2S解得m＝0.1 kg；(2)设外界温度为7℃时，由于被封气体压强不变，发生等压变化，设活塞的下端距湖面的高度为h3V1＝(h1＋h2)ST1＝(27＋273)K＝300 KV2＝(h3＋h2)ST2＝(7＋273)K＝280 KV1 T1＝V2 T2解得h3＝62 cm.9．(2021·广东卷·15(2))为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9 mL，内装有0.5 mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105 Pa，护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强．答案 1.3×105 Pa解析以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V1，有V1＝0.9 mL－0.5 mL＝0.4 mL＝0.4 cm3注射器内气体体积为V2，有V2＝0.3×0.4 cm3＝0.12 cm3根据玻意耳定律有p0(V1＋V2)＝p1V1代入数据解得p1＝1.3×105 Pa.10．(2021·全国乙卷·33(2))如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管的上端封闭，C管上端开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通．A、B 两管的长度分别为l1＝13.5 cm，l2＝32 cm.将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差h＝5 cm.已知外界大气压为p0＝75 cmHg.求A、B两管内水银柱的高度差．答案 1 cm解析设A、B两管的横截面积分别为S1、S2，注入水银后如图所示，A、B气柱分别减少了h1和h2，压强分别为p1和p2则有：p0l1S1＝p1(l1－h1)S1p0l2S2＝p2(l2－h2)S2压强：p2＝p0＋ρghp1＝p2＋ρg(h2－h1)代入数据解得Δh＝h2－h1＝1 cm.11.(2023·广东深圳市调研)“手掌提杯”实验可反映大气压的存在．先将热水加入不计壁厚的玻璃杯中，杯子升温后将水倒掉，再迅速用手盖住杯口，待杯中密封气体缓慢冷却至室温，手掌竖直向上提起，杯子跟着手掌被提起而不脱落(杯内气体各处温度相等)．(1)杯口横截面积为S ，手掌刚盖上时，杯内气体温度为T 1，冷却后温度为T 2，大气压强为p 0，忽略杯内气体体积变化，则能提起的杯子最大重力G 为多少？(2)若杯口横截面积S ＝40 cm 2，p 0＝1.00×105 Pa ，冷却后杯内气体温度为17 ℃，杯内气体体积减为原来的2930，将杯子固定，需要用F ＝25 N 竖直向上的力才能将手掌和杯子分开(不计拉开过程中杯内气体体积变化的影响)，则刚封闭时杯内气体温度约为多少摄氏度？答案 (1)T 1－T 2T 1p 0S (2)47 ℃ 解析 (1)气体的体积不变，根据查理定律有p 0T 1＝p 2T 2，得降温后杯内气体压强为p 2＝T 2T 1p 0 由杯子受力平衡可知杯子重力最大值为G ＝(p 0－p 2)S ＝T 1－T 2T 1p 0S . (2)根据手受力平衡可知降温后杯内气体压强为p 3＝p 0－F S＝9.375×104 Pa 根据理想气体状态方程有p 0V 0T 0＝p 3V 3T 3其中T 3＝(273＋17) K ＝290 K ，V 3＝2930V 0 解得T 0＝320 K ，则t 0＝47 ℃.。

晶体各向异性和各向同性名词解释一、各向异性(isotropicity)在晶体中，当光线穿过该晶体时，传播方向发生改变的现象。

这种因晶体对光线的折射率与入射角度之间的关系不同而导致的光路方向改变称为光的双折射现象，用光的偏振方向作标记，将其定义为：入射光和偏振光沿传播方向垂直相交时，则产生光的双折射现象。

晶体各向异性：①晶体的光学性质(crystal optical properties)是由其对不同波长的光的折射率不同决定的。

如果晶体具有各向异性，则光在通过该晶体时将发生两次折射，从而使光路的前进方向不断改变，即出现了双折射现象。

②晶体的各向异性是由于晶体对光的折射率不同引起的。

③通常情况下，晶体的折射率比空气的折射率大。

④人造多晶体的组成单元只能是各向异性的，但晶体的取向不必完全与某一个特定方向平行。

⑤在非均质体系中，由于相界面的各向异性，光线经过这些界面时也会发生反射和折射。

⑥当晶体的厚度远小于光波波长时，可近似地看作一个具有各向同性的光学介质。

1。

晶体的各向异性6。

位错(dislocation)位错是晶体材料中的一类缺陷，是原子、离子或分子在三维空间中呈周期性重复排列时，受到外力(切应力)作用，晶体中的一部分原子或离子的运动受到限制而产生的局部应力场，位错不仅限于单晶材料，而且在多晶体材料中也存在。

金属材料中的位错一般称为位错线或位错胞。

在单晶材料中，位错是按一定规律排列的，这种规律称为位错的胞状结构或位错环。

位错的特征是：它是一段受限制的高阶有序结构，在形状上为细长的线状，或为球状、片状等;在数量上为单态或群态;在能量上表现出饱和性和各向异性。

7。

孪晶(twinning)金属晶体中，若晶体微小变形后，产生一个不协调的两相变形，该两相变形互相抵消，使晶体变形处又恢复到不产生变形的原始状态。

这种现象称为孪生。

金属材料中的孪晶按形成原因可分为：滑移孪晶，有错位相和同晶孪晶两种;回复孪晶，有滑移孪晶转变为回复孪晶和回复孪晶转变为滑移孪晶两种;孪生，有滑移孪晶转变为孪生和孪生转变为滑移孪晶两种。

晶体的光学各向异性及其描述回顾¾晶体的光学各向异性x xx xy xz x D E εεε⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎥00x x x D E ε⎡⎤⎡⎤⎡⎤坐标旋转y yx yy yz y D E D E εεεεεε⎢⎥⎢⎥⎢=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥0000y y y D E D E εε⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎦⎦z zx zy zz z ⎣⎦⎣⎦⎣⎦z z z ⎣⎣⎦⎣===,,x x x y y y z z zD E D E D E εεε此时的坐标系x , y , z 称为主轴坐标系εεε称为主介电常数。

x ，y ，z 介常晶体的光学各向异性及其描述¾晶体的光学各向异性¾虽然在每个主轴坐标方向上，D 分量与E 分量之间的关系均同于各向同性媒质的关系¾由于晶体的εx ，ε，εz 一般互不相等所以晶体内光y 般互不相等，所以晶体内光波的D 、E 关系与E 的方向有关¾晶体一般是非铁磁性的，晶体中磁场矢量情况与各向同性媒质相同0B H Hμμ==折射率椭球回顾¾折射率椭球：描述n 与D 的方向关系的几何曲面ˆrr nD=方向的单位矢量ˆD是D 方向的单位矢量。

r 是球坐标系中空间位置矢量，D 取不同方向r 矢端描出一个曲时，端描个面，曲面上任一点的矢径长度为n 。

222x y z=++1折射率椭球回顾¾折射率椭球的作用利用折射率椭球确定晶体中沿方向传播的光波的¾kD方向和对应的折射率第步在y标系中向第一步：在xyz坐标系中画出k方向。

第二步：过原点O，作一平面与k垂直，该平面与椭球相截，得到个椭圆形该平面与椭球相截，得到一个椭圆形交迹，称为k交迹椭圆。

K交迹椭圆的长、短轴即是两第三步：交迹椭圆的长短轴即是两个可能的D矢量方向。

相应的半长轴和即个半短轴长度即确定了晶体对两个D矢量（D1和D2）的折射率n1和n2。