第2章 第4节固体-高二物理课后习题精准解析（新教材人教版选择性必修第三册）

人教版新教科书 选择性必修第三册 第二章 气体、固体和液体 第4节 固体 练习与应用（原卷版） 1. 某人为了检验一块薄片物质是否为晶体， 做了一个实验。他以薄片的正中央O为坐标原点，建立Oxy平面直角坐标系，在两个坐标轴上分别取两点x1和y1，使x1和y1到O点的距离相等。在x1和y1上分别固定一个测温元件，再把一个针状热源放在O点，发现x1点和y1点的温度在缓慢升高，但两点温度的高低没有差异。 于是得出结论：这块薄片是非晶体。 请说明：以上结论科学吗？为什么？ 2. 食盐晶体的结构可以用钠离子和氯离子空间分布的示意图表示（图2.4-8），图中相邻离 子的中心用线连起来了，组成了一个个大小相等的立方体。现在要估算相邻两个钠离子中心的距离，除了知道食盐的密度ρ为2.17×103 kg/m3外， 还要知道哪些数据？请用字母表示这些已知数据，推导出相邻两个钠离子中心距离的表达式。 提示：图中最小立方体的个数与离子数目相等。 3. 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。 图2.4-13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AA1，使它平行于正方形的对角线， 作分界线BB1，使它平行于正方形的一边。在两线的左侧各取一个钠离子M和N，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M、N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F表示两个相邻离子之间引力的大小，问：M、N所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是F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AA1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。 $$人教版新教科书 选择性必修第三册 第二章 气体、固体和液体 第4节 固体 练习与应用（解析版） 1. 某人为了检验一块薄片物质是否为晶体， 做了一个实验。他以薄片的正中央O为坐标原点，建立Oxy平面直角坐标系，在两个坐标轴上分别取两点x1和y1，使x1和y1到O点的距离相等。在x1和y1上分别固定一个测温元件，再把一个针状热源放在O点，发现x1点和y1点的温度在缓慢升高，但两点温度的高低没有差异。 于是得出结论：这块薄片是非晶体。 请说明：以上结论科学吗？为什么？ 【答案】不科学。该物质薄片不一定是非晶体，也可能是多晶体。此外，两个特定方向上的同性，并不能说明各个方向都同性。 【解析】晶体有一定的熔点，在熔化过程中吸热，但温度保持不变，晶体有各向异性的特点。非晶体没有固定的熔点，在熔化过程中吸热，温度不断升高，它的物理性质在各个方向上都是相同的。 2. 食盐晶体的结构可以用钠离子和氯离子空间分布的示意图表示（图2.4-8），图中相邻离 子的中心用线连起来了，组成了一个个大小相等的立方体。现在要估算相邻两个钠离子中心的距离，除了知道食盐的密度ρ为2.17×103 kg/m3外， 还要知道哪些数据？请用字母表示这些已知数据，推导出相邻两个钠离子中心距离的表达式。 提示：图中最小立方体的个数与离子数目相等。 【答案】还需要知道食盐的摩尔质量M和阿伏加德罗常数NA: 1.41 【解析】在一个小立方体(固体的立方体分子模型)内有4个Na，而每个Na又为8个小立方体共有，所以每个小立方体对应0.5个Na。 设每个小立方体的边长为a.有, 即a=. 相邻两个Nat之间的距离d =a=1.41,. 3. 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。 图2.4-13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AA1，使它平行于正方形的对角线， 作分界线BB1，使它平行于正方形的一边。在两线的左侧各取一个钠离子M和N，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M、N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F表示两个相邻离子之间引力的大小，问：M、N所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是F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AA1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。 【