高中物理 第二章 固体、液体和气体 第一节 晶体和非晶体检测 粤教版选修3-3
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最新精选粤教版高中物理选修3-3第二章固体、液体和气体第01节晶体的宏观特征巩固辅导第一篇第1题【单选题】液体表面具有收缩的趋势,其原因是:( )A、由于液面分子间距离小于液体内部分子间的距离,因此液面分子间表现斥力较强,而形成液体表面收缩的趋势.B、由于液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离,因此液体表面分子间相互作用的引力较强,而形成液体表面收缩的趋势.C、由于与液面接触的容器壁的分子对液体表面的分子的吸引力,造成液体表面收缩的趋势.D、因液体可以流动,因而形成液体表面有收缩的趋势.【答案】:【解析】:第2题【单选题】下列说法正确的是( )A、单晶体和多晶体都有各项异性的物理性质B、夏天荷叶上小水珠呈球状,说明水不浸润荷叶C、能量耗散说明能量在不断减小D、绝对湿度一定的情况下,温度越高相对湿度越大【答案】:【解析】:第3题【单选题】下列说法中正确的是( )A、晶体都具有规则的几何形状B、气体扩散现象表明气体分子间存在斥力C、液晶具有流动性,光学性质各向异性D、0℃的水和0℃的冰,它们的分子平均动能可能不相同【答案】:【解析】:第4题【单选题】下列说法正确的是( )A、在自然过程中熵总是增加的,其原因是因为有序是不可能实现的B、液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质具有各向异性C、气体如果失去了容器的约束就会散开,这是因为气体分子间斥力大于引力的缘故D、已知气体的摩尔质量和密度,可估算气体分子间的平均距离【答案】:【解析】:第5题【单选题】某球形固体物质,其各向导热性能相同,则该物质( )A、一定是非晶体B、可能具有确定的熔点C、一定是单晶体,因为它有规则的几何外形D、一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质【答案】:【解析】:第6题【单选题】一开口向下导热均匀直玻璃管,通过细绳悬挂在天花板上,玻璃管下端浸没在固定水银槽中,管内外水银面高度差为h ,下列情况中能使细绳拉力增大的是( )A、大气压强增加B、环境温度升高C、向水银槽内注入水银D、略微增加细绳长度,使玻璃管位置相对水银槽下移【答案】:【解析】:第7题【单选题】关于晶体和非晶体,下列说法中不正确的是( )A、单晶体有规则的几何外形B、晶体的物理性质上一定是各向异性的C、晶体熔化时具有一定的熔点D、晶体和非晶体在适当的条件下是可能相互转化的【答案】:【解析】:第8题【多选题】下列说法正确的是( )A、物体的内能是物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和B、分子间同时存在着引力和斥力,当分子间距增加时,分子间的引力减小,斥力减小C、液晶具有液体的流动性,同时具有晶体的各向异性特征D、液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动E、密封在容积不变的容器内的理想气体,若气体从外界吸热,则温度一定升高【答案】:【解析】:第9题【多选题】关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )A、金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B、晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的C、单晶体和多晶体有固定的熔点,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【答案】:【解析】:第10题【多选题】下列说法正确的是( )A、把玻璃管的断口放在火焰上烧,它的尖端就会变成球形,这种现象可以用液体的表面张力来解释B、没有规则的几何外形物体可能也是晶体C、自行车打气越打越困难主要是因为分子间相互排斥力作用的结果D、扩散和布朗运动都说明了分子运动的无规则性E、气体的温度越高,每个气体分子的动能越大【答案】:【解析】:第11题【多选题】以下各种说法中正确的有( )A、液体表面层中的分之间距离比液体内部分之间距离大B、在内径小的容器里,如果液体能浸润器壁,液面呈凸形C、浸润液体在细管中下降,不浸润在细管中上升D、液晶具有液体的流动性,具有晶体的各向异性【答案】:【解析】:第12题【多选题】下列关于液体表面张力的说法正确的是( )A、缝衣针能静止于水面上,是因为针的重力可忽略B、缝衣针能静止于水面上,是因为表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对针产生一个向上的支持力C、液体表面张力的产生原因是液体表面层分子较稀疏,分子间引力大于斥力D、液体表面张力的产生原因是液体表面层分子较紧密,分子间斥力大于引力【答案】:【解析】:第13题【多选题】下列说法正确的是( )A、0℃的铁和0℃的冰,它们的分子平均动能相同B、单晶体有固定的熔点和形状,多晶体没有固定的熔点和形状C、空气相对湿度越大,空气中水蒸气压强越接近包和汽压,水蒸发越慢D、因为液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在张力E、用油膜法估测分子大小时,用油酸酒精溶液体积除以单分子油膜面积,可得油酸分子的直径【答案】:【解析】:第14题【多选题】关于晶体和非晶体的几种说法中,正确的是( )A、不具有规则几何形状的物体一定不是晶体B、晶体的物理性质与方向有关,这种特性叫做各向异性C、若物体表现为各向同性,它就一定是非晶体D、晶体有一定的熔化温度,非晶体没有一定的熔化温度【答案】:【解析】:第15题【多选题】下列说法正确的是( )A、一定温度下的饱和汽压,随饱和汽的体积增大而增大B、布朗运动不是液体分子的运动,但是可以反映液体分子永不停息地做无规则的热运动C、水杯里的水面超出杯口但不溢出,是由于水的表面张力作用D、分子距离增大时,分子合力可能先增大后减小,同时分子势能增大E、浸润液体在毛细管里下降,不浸润液体在毛细管里上升【答案】:【解析】:。
【2019最新】高中物理第二章 1、2、3 晶体和非晶体晶体的微观结构固体新材料同步训练粤教版选修3-3训练2 晶体的微观结构训练3 固体新材料[概念规律题组]1.(单选)下列固态物质不属于晶体的是( ) A.雪花B.黄金C.玻璃D.食盐2.(单选)以下说法中错误的是( ) A.材料科学是研究材料的制造、结构与性能三者之间关系的科学B.材料对人类文明进程有着重要的影响C.纳米是长度单位,1 nm=10-10 mD.半导体是具有优异特性的微电子材料3.(单选)判断物质是晶体还是非晶体,比较可靠的方法是( ) A.根据外形判断B.根据导电性能判断C.根据各向异性或各向同性判断D.根据有无确定的熔点来判断4.(双选)下列关于金刚石与石墨的说法正确的是( ) A.它们是同一种物质,只是内部微粒的排列不同B.它们的物理性质有很大的差异C.由于它们内部微粒排列规则不同,所以金刚石为晶体,石墨是非晶体D.金刚石是单晶体,石墨是多晶体5.(双选)下列说法中正确的是( ) A.化学成分相同的物质只能生成同一种晶体B.因为石英是晶体,所以由石英制成的玻璃也是晶体C.普通玻璃是非晶体D.一块铁虽然是各向同性的,但它是晶体6.(单选)如图1所示,一块密度、厚度均匀的长方体被测样品,长AB为宽BC的2倍,若用多用电表沿两对称轴测其电阻,所得阻值均为R,则这块样品是( )图1A.金属B.多晶体C.单晶体D.非晶体[方法技巧题组]7.(单选)某球形固体物质,其导热性能各向相同,则该物体( ) A.一定是非晶体B.可能具有确定的熔点C.一定是单晶体,因为它有规则的几何外形D.一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质8.(单选)晶体在熔化过程中所吸收的热量,主要用于( ) A.破坏空间点阵结构,增加分子动能B.破坏空间点阵结构,增加分子势能C.破坏空间点阵结构,增加分子势能,同时增加分子动能D.破坏空间点阵结构,但不增加分子势能和分子动能9.(双选)晶体具有各向异性的特点是由于( ) A.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同B.晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同C.晶体内部结构的无规则性D.晶体内部结构的有规则性10.(双选)如图2所示,ACBD是一厚度均匀的由同一种材料构成的圆板.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,下列说法正确的是( )图2A.圆板是非晶体B.圆板是多晶体C.圆板是单晶体D.圆板沿各个方向导电性能不同11.(双选)由同一种化学成分形成的物质( )A.既可能是晶体,也可能是非晶体B.是晶体就不可能是非晶体C.可能生成几种不同的晶体D.只可能以一种晶体结构的形式存在[创新应用题组]12.(双选)下列关于探索晶体结构的几个结论中正确的是( ) A.1912年,德国物理学家劳埃用X射线来探测固体内部的原子排列,才证实了晶体内部的物质微粒的确是按一定的规律整齐地排列起来的B.组成晶体的物质微粒,没有一定的规则在空间杂乱无章地排列着,并且晶体的微观结构没有周期性特点C.晶体内部各微粒之间还存在着很强的相互作用力,这些作用力就像可以伸缩的弹簧一样,将微粒约束在一定的平衡位置上D.热运动时,晶体内部的微粒可以像气体分子那样在任意空间里做剧烈运动答案1.C 2.C 3.D 4.AB 5.CD 6.C 7.B 8.B 9.AD 10.CD 11.AC 12.AC。
第二章液体、固体、气体性质全章概述物质是由分子组成的。
分子在不停地做无规则运动,它们之间存在着相互作用力。
这两种作用相反的因素决定了分子的三种不同的聚集状态:固态、液态和气态。
物态处于不同状态时具有不同的物理性质。
固体、液体和气体是物质的三种形态,有很多需要广泛和深入研究的内容,随着越来越多的研究成果的出现,有关物质三态的知识,在科学技术和日常生活等方面发挥着越来越重要的作用。
本章简单地介绍了晶体的结构和性质、固体新材料,液体的性质、液晶,液体的表面张力,气体的状态参量和实验定律、饱和汽与饱和汽压、空气的湿度等知识。
人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。
应该说,人们对新材料或传统材料新功能的开发和研制从来没有停止过。
从远古的石器时代,到后来的青铜器时代、铁器时代……新材料在人类文明进程中都扮演了重要的角色。
新课标要求1)了解固体的微观结构。
会区别晶体和非晶体,列举生活中常见的晶体和非晶体。
2)了解材料科学技术的有关知识及应用,体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响。
3)了解液晶的微观结构。
通过实例了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用。
4)通过实验,观察液体的表面张力现象,解释表面张力产生的原因,交流讨论日常生活中表面张力现象的实例。
5)通过实验,了解气体实验定律,知道理想气体模型。
用分子动理论和统计观点解释气体压强和气体实验定律。
6)知道饱和汽、未饱和汽和饱和气压。
了解相对湿度。
举例说明空气的相对湿度对人的生活和植物生长的影响。
学法导析物质处于不同状态时具有不同的物理性质,本章所讲的物质三态的物理性质,是在学习了物质三态的基本性质的基础上,伴随着科技的发展对物质在不同状态下相关性质的新发现。
在学习的过程中,既要注意联系生活中的具体事例,展开积极的思考和探究,又要注意新的科研动态和市场上的高端产品,如液晶电视的出现、新材料的研究与应用。
第1节晶体和非晶体一、选择题:在每小题给出的四个选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~10题有多项符合题目要求.1.(2018年伊春名校期末)关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )A.可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体B.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C.一个固体球,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D.一个固体球,若其各个方向的导热性相同,则一定是多晶体【答案】C [各向同性可以是多晶体,也可以是非晶体,故不能根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体,故A错误;沿各个方向对一块均匀薄片施加拉力,发现其强度一样,表现出各向同性,可能是非晶体,也可能是多晶体,故B错误;一个固体球,如果沿其各条直径方向的导电性不同,即各向异性,则该球体一定是单晶体,故C正确;一个固体球,若其各个方向的导热性相同,可能是多晶体,故D错误.故选C.]2.一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品,长AB是宽AC的两倍,如图所示.若用多用电表沿两对称轴O1O1′和O2O2′测其电阻阻值均为R,则这块样品可能是( )A.单晶体B.多晶体C.非晶体D.金属【答案】A [O1O1′和O2O2′两对称轴测该长方体所得电阻值相同,正说明该物质沿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,故选项A正确.]3.在云母片a、薄玻璃片b、薄铁片c上各涂上一层石蜡,然后用烧热的钢针去接触它们的反面,则熔化了的石蜡分别成圆形或椭圆形,其中( )A.呈圆形的有a、b,是晶体的有a、bB.呈圆形的有b、c,是晶体的有aC.呈圆形的有b、c,是晶体的有a、cD.呈圆形的有b,是晶体的有a【答案】C [云母片和薄铁片是晶体,但薄铁片为多晶体,而薄玻璃片为非晶体,故b、c表现为各向同性.]4.(2017年番禺名校期中)一个导体球,沿任何直径方向测量它的电阻都相等,由此可知这个导体球( )A.一定是非晶体B.一定是单晶体C.可能是多晶体D.可能是单晶体【答案】C [导体球沿任何直径方向测量它的电阻都相等,说明其具有各向同性的特征,而具有各向同性的可能是多晶体,也可能是非晶体,但不可能是单晶体,因为单晶体具有各向异性,故C正确,A、B、D错误.故选C.]5.(2018年南京模拟)晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子),图中AB、AC、AD为等长的三条直线.下列说法中错误的是( )A.A处的晶体分子可以沿三条直线发生定向移动B.三条直线上晶体分子的数目相同,表明晶体的物理性质是各向同性的C.三条直线上晶体分子的数目不同,表明晶体的物理性质是各向异性的D.以上说法均不正确【答案】ABD [晶体中的分子只在平衡位置附近振动,不会沿三条直线发生定向移动.故A错误;三条直线上晶体分子的数目不同,表明晶体的物理性质是各向异性的,故B错误,C正确,D错误.故选ABD.]6.(2018年防城港模拟)质量一定的某种物质,在压强不变的条件下,由液态Ⅰ到气态Ⅲ变化过程中温度T随加热时间t变化的关系如图所示,单位时间所吸收的热量可看做不变,气态Ⅲ可看成理想气体.下列说法正确的是( )A.该物质是晶体B.该物质分子平均动能随着时间的增加而增大C.在t1~t2时间内,该物质分子势能随着时间的增加而增大D.在t2~t3时间内,该物质的内能随着时间的增加而增大【答案】ACD [该物质有固定的熔点,所以是晶体,故A正确;因为温度是分子平均动能的标志,所以物质分子的平均动能也随着时间先增加,然后不变,之后又增加,故B错误;物质的内能是分子总动能与分子总势能之和,在t1~t2时间内,温度不变,分子的平均动能不变,吸收的热量用来增加分子间的势能,所以分子势能随时间的增加而增大,故C正确;在时间t2~t3内,气体膨胀对外做功,但不考虑理想气体的分子势能,温度升高,分子的平均动能增大,所以内能增加,D正确.]7.(2018年重庆一模)通电雾化玻璃是将液晶膜固化在两片玻璃之间,经过特殊工艺胶合一体成型的新型光电玻璃产品,被广泛应用于高档办公室、计算机机房、医疗机构、商业展示等领域,能够实现玻璃的通透性和保护隐私的双重要求.我们将其工作原理简化为如图所示的模型,在自然条件下,液晶层中的液晶分子无规则排列,玻璃呈乳白色,即不透明,像一块毛玻璃;通电以后,弥散分布的液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列,整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃.结合以上内容和你所学知识,关于通电雾化玻璃,你认为下列叙述中不合理的是( )A.不通电时,入射光在液晶层发生了全反射,导致光线无法通过B.不通电时,入射光在液晶层发生了干涉,导致光线无法通过C.通电时,入射光在通过液晶层后方向发生了改变D.通电时,入射光在通过液晶层后按原有方向传播【答案】ABC [由题意,在自然条件下,液晶层中的液晶分子无规则排列,像一块毛玻璃,可知入射光在液晶层发生漫反射,光线可以通过,但通过量较少,而且没有规律,故A 错误,B错误;由题意,通电以后,弥散分布的液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列,整个液晶层相当于一块普通的透明玻璃,可知通电时,入射光在通过液晶层后按原有方向传播,故C错误,D正确.故选ABC.]8.云母薄片和玻璃片分别涂一层很薄的石蜡,然后用烧热的钢针去接触云母薄片和玻璃片的反面,石蜡熔化,如图所示,那么( )A.熔化的石蜡呈椭圆形的是玻璃片B.熔化的石蜡呈椭圆形的是云母薄片C.实验说明玻璃片各向同性,是晶体D.实验说明云母薄片各向异性,是晶体【答案】BD [石蜡熔化反映云母薄片和玻璃片的导热性能,如果熔化的石蜡呈圆形,则导热性能各向同性;如果熔化的石蜡呈椭圆形,则导热性能各向异性.玻璃片是非晶体,各向同性,各个方向的导热性能相同,因此熔化的石蜡呈圆形;云母薄片是晶体,各向异性,各个方向的导热性能不相同,因此熔化的石蜡呈椭圆形,故B、D正确.]9.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )A.可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体B.铜块具有规则的外形,铜一定是单晶体C.一个固体球,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D.铜块具有确定的熔点,铜一定是晶体【答案】CD [根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体,无法用来鉴别晶体和非晶体,A错误.铜块具有规则的外形,是在铸造过程中人为的,不是自然形成的,不能说明铜块是单晶体,B错误.固体球在导电性质上表现为各向异性,则一定是单晶体,C正确.只有晶体才具有固定的熔点,因此具有固定熔点的铜是晶体,D正确.判定某种固体是否为晶体的依据是看是否有一定的熔点.只有单晶体在物理物质上表现为各向异性.] 10.安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在石墨烯材料方面有卓越的研究.他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小,最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯,是碳的二维结构.如图所示为石墨、石墨烯的微观结构,根据以上信息和已学知识判断,下列说法中正确的是( )石墨的微观结构石墨烯的微观结构A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体B.石墨是单质,石墨烯是化合物C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的【答案】CD [石墨、石墨烯、金刚石都是晶体且都为单质,A、B错误,C正确.两位科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的,D正确.]二、非选择题11.(2018年长沙三模)以下说法正确的是________.A.只要是具有确定熔点的物体必定是晶体B.多晶体没有规则的几何形状,物理性质表现各向异性C.制作晶体管、集成电路只能用单晶体D.在北方严寒的冬天,房间的窗户玻璃上会出现雾珠,雾珠出现在玻璃外面E.晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来增加晶体的分子势能【答案】ACE [晶体有确定的熔点,故A正确;多晶体表现为各向同性,故B错误;制作晶体管、集成电路只能用单晶体,故C正确;在北方严寒的冬天,室内水蒸气遇冷变雾珠,所以是屋里的玻璃表面有雾珠,故D错误;在晶体熔化过程中,吸收的热量全部用来增加晶体的分子势能,E正确.]12.在下列物质中,________是晶体;________是非晶体;其中________属于单晶体,而________属于多晶体.①塑料②明矾③松香④玻璃⑤CuSO4·10H2O ⑥冰糖⑦糖果⑧单晶硅⑨铝块⑩橡胶【答案】②⑤⑥⑧⑨①③④⑦⑩②⑤⑧⑥⑨解析:明矾是AlK(SO4)2·5H2O,CuSO4·10H2O是硫酸铜的水合物,又称为绿矾(胆矾),冰糖、单晶硅、铝块是晶体.塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶是非晶体.在晶体中明矾、胆矾、单晶硅是单晶体.冰糖、铝块是多晶体.。
2.1 晶体的宏观特征一、晶体和非晶体1.晶体和非晶体的区别(1)在外形上,晶体具有规则的几何形状,而非晶体则没有.食盐晶体、明矾晶体、石英晶体的形状虽然各不相同,但都有规则的几何形状.有些晶体可以具有多种不同的几何形状,例如雪花可以有多种不同的几何形状,非晶体则没有规则的几何形状.(2)在物理性质上,晶体具有各向异性,而非晶体则是各向同性的.物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等.晶体的各向异性是指晶体在不同方向上的物理性质不同.例如晶体在不同的方向上可以有不同的硬度、弹性、导热性能、导电性能等.(3)晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点.晶体在熔化过程中,加热但温度保持不变,直到晶体全部熔化成液体后温度才继续升高.非晶体在熔化过程中,加热时其温度不断升高,非晶体慢慢变软,直到熔化成液态.2.单晶体与多晶体(1)区别:单晶体是一个完整的晶体,如雪花、食盐小颗粒;多晶体是由很多小晶体(称为晶粒)杂乱无章地排列组成的,如常见金属材料铝锂锰合金.单晶体在物理性质上表现为各向异性,而多晶体在物理性质上则表现为各向同性.(2)相同点:多晶体与单晶体都有一定的熔点.3.多晶体与非晶体(1)相同点:都没有规则的几何形状,并且在物理性质上都是各向同性的.(2)区别:多晶体有固定的熔点,而非晶体则没有固定的熔点.4.晶体和非晶体的相对性同种物质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.例如,天然水晶是晶体,而熔化以后再凝固的水晶(即石英琉璃)就是非晶体.有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体.特别提醒:晶体的规则几何外形是天然形成的,将一单晶体颗粒弄碎成很多小的颗粒,每个小颗粒仍然具有规则的几何外形.。
第一节晶体和非晶体第二节晶体的微观结构第三节固体新材料学习目标重点难点1.了解固体的微观结构,会区别晶体和非晶体,列举生活中常见的晶体和非晶体.2.了解材料科学技术的有关知识及应用,体会它们的发展对人类生活和社会发展的影响. 1.区别晶体和非晶体.(重点)2.固体的微观结构.(难点)一、晶体和非晶体1.基本知识(1)固体的分类固体可分为晶体、非晶体两类.(2)各向异性与各向同性晶体在不同的方向上不仅机械强度、导热性能不同,而且导电性能和对光的折射率等其他物理性质也不一样.这类现象称为各向异性.非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的,这叫做各向同性.(3)单晶体:具有规则外形、各向异性、有确定熔点的单个晶体.(4)多晶体:由许多无规则排列晶粒构成的晶体.(5)非晶体:外形不规则,各向同性,没有一定熔点的固体物质.(6)同种物质的不同状态某种物质是晶体还是非晶体并不是截然划分的.通过人工的方法可以使晶体转变为非晶体.2.思考判断(1)常见的金属材料都是多晶体.(√)(2)凡是具有规则的天然几何形状的物体必定是单晶体.(√)(3)多晶体和非晶体熔化时都没有确定的熔点.(×)3.探究交流某固体没有确定的形状,怎样判断它是非晶体,还是多晶体?【提示】看有无确定的熔点,有确定的熔点的是多晶体,没有确定熔点的是非晶体.二、晶体的微观结构1.基本知识(1)晶体的微观结构假说的内容:晶体内部的微粒是有规则地排列着的.(2)假说提出的依据:晶体外形的规则性和物理性质的各向异性.(3)实验验证:人们用X射线对晶体的内部结构进行研究后证实了晶体的内部粒子有规则排列的假说是正确的.(4)微观结构理论的内容:①组成晶体的物质微粒(原子、分子或离子)按一定的规律在空间整齐排列.②晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用,微粒只能在一定的平衡位置附近做微小振动.2.思考判断(1)晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列.(√)(2)单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列.(√)(3)石墨的硬度比金刚石的差得多,是由于它的微粒没有按空间点阵分布.3.探究交流晶体为什么有规则的几何外形?【提示】由于晶体中的物质微粒在空间是按一定规律排列的,微粒只在一定平衡位置做微小振动,所以晶体有规则的几何外形.三、固体新材料1.基本知识新材料的基本特征(1)新材料有优异的性能和广阔的应用前景.(2)新材料的发展与新工艺、新技术密切相关.(3)新材料往往具有特殊性能,如超高强度、超高硬度、超塑性.(4)新材料的研发和应用推动了人类文明和社会的进步.(5)硅是当前用途最广的半导体材料.2.思考判断(1)在力学性能方面,纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性.(√)(2)在极低的温度下,纯净的半导体像绝缘体一样不导电.(√)(3)在化学性能方面,纳米材料化学活性低,因此化学稳定性强.(×)晶体和非晶体【问题导思】1.是不是只要有规则几何形状的固体就是晶体,无规则几何形状的固体就是非晶体呢?2.我们可以从哪些方向正确区分单晶体、多晶体和非晶体呢?1.晶体、非晶体的区别与联系(1)单晶体、多晶体及非晶体的区别①晶体与非晶体:具有一定形状、体积、不易压缩.②单晶体与多晶体:有固定的熔点.③多晶体与非晶体:没有规则外形,各向同性.2.晶体和非晶体的判断(1)根据几何形状判断:单晶体具有天然规则的几何形状,非晶体没有规则的几何形状,但应注意由于多晶体是由多个单晶体黏合在一起所组成的晶体,从宏观形状上看,它也没有规则的几何形状,所以不要误以为多晶体是非晶体.(2)依据固体所表现出来的物理性质:单晶体在导热、导电等物理性质上表现为各向异性,而非晶体则表现为各向同性,但注意多晶体也表现为各向同性.(3)依据固体是否具有固定的熔点:晶体具有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点.3.正确理解单晶体的各向异性(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.(3)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,举例如下:①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同.②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同.③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同.④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同.(双选)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )A.有规则的几何外形的固体一定是晶体B.晶体在物理性质上一定是各向异性的C.晶体熔化时具有一定的熔点D.晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的【审题指导】解答本题应把握以下两点:(1)晶体与非晶体各自的宏观特征.(2)晶体和非晶体可以相互转化.【解析】由于外形是否规则可以用人工的方法处理,所以选项A错误.因为晶体可以分为单晶体和多晶体,而多晶体在物理性质上是各向同性的,所以选项B错误.因为晶体在物理性质上的重要特征之一是具有一定的熔点,所以选项C正确.理论和实验都证明非晶体是不稳定状态,在适当的条件下会变成晶体,因此D正确.【答案】CD晶体与非晶体的区别主要表现在有无确定的熔点上,而不能靠是否有规则的几何外形来辨别.因为虽然单晶体有规则的几何外形,但多晶体与非晶体一样都没有规则的几何外形.1.(双选)如图所示的是两种不同物质的熔化曲线,根据曲线,下列说法正确的是( )A.甲是晶体B.乙是晶体C.甲是非晶体D.乙是非晶体【解析】晶体在熔化过程中不断吸热,但温度保持不变(熔点对应的温度);而非晶体没有确定的熔点,不断加热,非晶体先变软,然后熔化,温度不断上升.因此,甲对应的是晶体,乙对应的是非晶体.【答案】AD晶体的微观结构【问题导思】1.从微观结构上分析,单晶体为什么呈现出各向异性,而多晶体和非晶体为什么呈现出各向同性?2.如何理解晶体具有固定的熔点?3.同一种化学成分的物质,为什么有时会表现出不同的物理性质?1.对各向异性的微观解释如图所示,这是在一个平面上晶体物质微粒的排列情况.从图中可以看出,在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同.线段AB 上物质微粒较多,线段AD上较少,线段AC上最少.正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同,才引起晶体在不同方向上物质性质的不同.2.对熔点的解释晶体加热到一定温度时,一部分微粒有足够的动能,克服微粒间的作用力,离开平衡位置,使规则的排列被破坏,晶体开始熔化,熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列,温度不发生变化.3.有的物质有几种晶体,如何解释这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构,例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石,二者在物理性质上有很大不同.白磷和红磷的化学成分相同,但白磷具有立方体结构,而红磷具有与石墨一样的层状结构.(双选)下列说法正确的是( )A.晶体的各向异性是由于它的微粒在空间按一定的规律排列B.单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列C.非晶体有规则的几何形状和确定的熔点D.石墨的硬度与金刚石差得太多,是由于它的微粒没有按一定的规律排列【审题指导】解答本题应注意以下两点:(1)晶体的微观结构决定着晶体的性质.(2)同种物质由于微粒的空间结构不同,从而有不同的物理性质.【解析】晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质;也正是由于它的微粒按一定规律排列,使单晶体具有规则的几何形状.石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同,石墨的层状结构决定了它的质地柔软,而金刚石的网状结构决定了其碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很大的硬度.【答案】AB同种物质可以生成不同的晶体,而且它们具有不同的微粒排列的空间结构,因而也就具有不同的物理性质.除石墨和金刚石外,还有红磷和白磷,白磷原子排列具有立方体结构,红磷原子排列具有层状结构.2.(双选)关于各向异性的说法正确的是( )A.不是所有晶体都具有各向异性的特点B.单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质C.晶体具有各向异性是由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同D.晶体的物理性质都是各向异性的【解析】单晶体具有各向异性,而多晶体具有各向同性,故A正确;多晶体具有各向同性的物理性质,故B错误;由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同,即为各向异性,则为单晶体,故C正确;只有单晶体具有各向异性,而多晶体和非晶体是各向同性的,故D错误.故选A、C.【答案】AC新材料及其应用【问题导思】1.日常生活中常见的高分子材料,属于天然高分子材料的有哪些?属于人工合成高分子材料的有哪些?2.试举例说明纳米材料的特点及应用?3.新材料对现代文明有哪些作用或影响?1.研究材料的意义材料是人类生存和发展的物质基础,是人类社会现代文明的重要支柱,材料的变化直接影响着社会的变化,材料是技术进步的关键要素之一.能源、信息和材料被称为现代文明的三大支柱.2.新材料新材料主要包括新型金属材料、高分子合成材料、新型无机非金属材料、复合材料、光电子材料等.(1)新型金属材料有铝合金、镁合金、钛合金以及稀有金属.它们在导电、航空航天、原子能方面有广泛用途.(2)高分子合成材料有合成橡胶、塑料和化学纤维等.它们在火箭、建筑、医疗、交通、服装、农业、国防上有广泛用途.(3)新型无机非金属材料有工业陶瓷、光导纤维、半导体材料.它们在燃气机制造、磁流体、发电机、通信、工业、科学研究等方面有广泛用途.(4)复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料.它们在航空航天、电子工业、生活用品、新能源技术、信息技术、海洋工程等方面有广泛用途.(5)光电子材料有光电子半导体材料、光纤、薄膜材料、液晶显示材料.它们在光电子器件、光通信、光计算、激光技术等方面有广泛用途.3.纳米材料(1)纳米是长度单位,1 nm=10-9 m.(2)纳米技术:在纳米尺度(1~100 nm)上制造材料和器件的技术.即重新排列原子而制造具有新分子结构的技术.(3)纳米材料有纳米金属材料、纳米磁场材料、纳米陶瓷材料、有机—无机纳米复合物、纳米传感材料、纳米医用材料等.(4)纳米材料应用领域:能源、环保、通信、航空航天、医疗、日常生活等.纳米晶体材料在现代科技和国防中具有重要的应用.下列关于晶体的说法正确的是( ) A.晶体内的微观粒子在永不停息地做无规则热运动B.晶体内的微观粒子间的相互作用很强,使各粒子紧紧地靠在一起C.晶体的微观粒子在不同方向上排列情况不同D.晶体的微观粒子在空间排列上没有顺序,无法预测【审题指导】解答本题时应注意纳米材料的良好性能主要表现在:(1)力学性能:高强、高硬和良好塑性.(2)热学性能:熔点较低.(3)电学性能:低温时会呈现出电绝缘性.(4)化学性能:具有相当高的化学活性.【解析】【答案】 C3.纳米材料具有许多奇特效应,如( )A.电光效应B.量子尺寸效应C.高硬度D.表面和界面效应【解析】由纳米材料的良好性能表现知C项正确.【答案】 C1.下列各组物质中,全部是晶体的是( )A.石英、雪花、沥青B.食盐、橡胶、沥青C.雪花、明矾、蔗糖D.味精、云母、橡胶【解析】沥青、橡胶是非晶体.【答案】 C2.(双选)关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是( )A.晶体和非晶体都有固定的熔点B.晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点C.所有晶体都是各向异性的D.多晶体没有确定的几何形状【解析】晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点,所以选项A错,选项B对.晶体中的单晶体是各向异性的,多晶体是各向同性的,所以选项C错.单晶体有确定的几何形状,多晶体、非晶体没有确定的几何形状,所以选项D对.【答案】BD3.(双选)某球形固体物质,其各向导热性能相同,则该物体( )A.一定是非晶体B.可能具有确定的熔点C.一定是单晶体,因为它有规则的几何外形D.一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质【解析】该固体物质各向导热性能相同,说明物理性质具有各向同性,因此可能是多晶体,也可以是非晶体,但一定不是单晶体,所以A、C错.多晶体有一定的熔点,而非晶体则没有一定的熔点,所以B、D对.【答案】BD4.下列说法正确的是( )A.新材料特殊的性能,不仅包括特殊的物理性能,也包括一些特殊的化学性能B.制作集成电路时,尽管对硅单晶片的完整性有很高的要求,但是可以允许单晶片内原子的规则排列出现微小的缺陷C.纳米是长度单位,1 nm=10-10 mD.金属薄膜可以配合读写磁头设计的改进,增大磁记录的密度【解析】新材料的特殊性能是指物理性能,A错;制作集成电路的硅单晶片是不允许硅单晶片内原子的规则排列出现微小的缺陷的,B错;1 nm=10-9m,C错;由于金属薄膜的晶粒尺寸小、晶粒各向异性大,晶粒间的相互交换作用弱,是可以配合读写磁头的改进增大磁记录的密度的,D对.【答案】 D。
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第二章 固体、液体和气体
第一节 晶体和非晶体
A级 抓基础
1.(多选)如图所示,四块固体中,属于晶体的是( )
解析:明矾、石英为晶体,魔方(木)、塑料管为非晶体.
答案:AB
2.有一固体,外形呈规则的六面体,则它( )
A.一定是晶体
B.一定是多晶体
C.一定是非晶体
D.可能是晶体,也可能是非晶体
解析:固体有规则外形,如果是天然的,则它一定是单晶体,如果是人为造成的,则它
也可能是非晶体,D对.
答案:D
3.某种材料制成的厚度均匀的长方形透明体,测得某单色光沿AB和CD方向穿过透明
体时,折射率不相同,如图所示,则说明该材料( )
A.一定是单晶体 B.一定是多晶体
C.一定是非晶体 D.可能是多晶体
解析:透明体在不同方向上表现为各向异性,故一定是单晶体,选A.
答案:A
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4.对金属的以下说法正确的是( )
A.同一种金属,可能是晶体,也可能是非晶体
B.金属是单晶体,故物理性质表现各向同性
C.金属是由许多杂乱无章排列着的小晶体构成的多晶体但总体表现仍各向同性
D.金属是非晶体,总体表现出各向同性
解析:金属是由许多杂乱无章排列着的小晶体构成的多晶体,没有规则的外形,虽然
每个小晶体各向异性,但它们在空间的无规则排列使金属总体上表现出各向同性.故C正
确.
答案:C
5.现代建筑出现一种新设计:在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,球内充入
一种非晶体材料.当温度升高时,球内材料熔化吸热.当温度降低时,球内材料凝固放热,
使建筑内温度基本保持不变.下面四个图象中,表示球内材料熔化图象的是( )
解析:由于该球内充入的是一种非晶体材料,非晶体熔化过程中吸热,温度不断升高,
但没有一定的熔点.根据这些特点可以判断应该选C.
答案:C
B级 提能力
6.(多选)下列哪些现象能说明晶体与非晶体的区别( )
A.食盐是正方体,而蜂蜡无规则形状
B.石墨可导电,沥青不能导电
C.冰熔化时,温度保持不变,松香受热熔化时温度持续升高
D.金刚石密度大,石墨密度小
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解析:晶体有天然规则的几何外形,具有一定的熔点,而非晶体则没有,故A、C正确.
答案:AC
7.(多选)下列说法中正确的是( )
A.常见的金属材料都是多晶体
B.只有非晶体才显示各向同性
C.凡是具有规则的天然几何形状的物体必定是单晶体
D.多晶体不显示各向异性
解析:常见的金属:金、银、铜、铁等都是多晶体,选项A正确;因为非晶体和多晶
体的物理性质都表现为各向同性,所以选项B错误,选项D正确;有天然规则的几何形状
的物体一定是单晶体,选项C正确.
答案:ACD
8.如图所示,曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程,图中横轴
表示时间t,纵轴表示温度T,从图中可以确定的是( )
A.晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B.曲线M的bc段表示固液共存状态
C.曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D.曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
解析:由题图可知曲线M表示晶体,曲线N表示非晶体,晶体有固定的熔点,非晶体
没有固定的熔点,A错误;曲线M上的bc段表示晶体熔化过程,处于固液共存状态,B正
确;曲线M的ab段表示固态,非晶体没有固定的熔点,是逐步熔化的,故ef段不一定全
部是固态,C错误;曲线M的cd段表示液态,非晶体在熔化过程中随着温度的升高先是
变软,然后逐渐由稠变稀最终完全变为液体,故曲线N的fg段不一定全部是液态,D错误.
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答案:B
9.(多选)国家游泳中心——水立方,像一个透明的天蓝色的“冰块”,透过它,游泳
池中心内部设施尽收眼底.这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫作ETFE(四氟乙
烯和乙烯的共聚物)的膜材料.这种膜材料属于非晶体,那么它具有的特性是( )
A.在物理性质上具有各向同性
B.在物理性质上具有各向异性
C.具有一定的熔点
D.没有一定的熔点
解析:非晶体没有一定的熔点,在物理性质上表现为各向同性,选项A、D正确.
答案:AD
10.如图所示是萘晶体的熔化曲线,由图可知,萘的熔点是________,熔化时间为
________.
若已知萘的质量为m,固态时比热容为c1,液态时比热容为c2,熔化热为λ,试完成
下列表格.
过程 状态 吸热后能的转换 吸热计算式
A→B
B→C
C→D
解析:晶体温度升高时,吸收的热量由Q=cmΔT计算,吸收的热量主要增加分子的
平均动能.晶体熔化过程中温度不变,分子的平均动能不变,吸收的热量完全用于增加分子
势能,吸收的热量由Q=λm计算.
答案:T2 t2-t1
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状态 吸热后能的转换 吸热计算式
固态 主要增加分子的平均动能 Q1=c1m(T2-T1)
固液共存 完全用于增加分子的势能 Q2=λ·m
液态 大部分增加分子的平均动能 Q3=c2m(T3-T2)