高效作业13 4 固体-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册课程探究与巩固教师用书配套word（人教版）

高效作业13 [4　固体](见学生用书P97) [A级　新教材落实与巩固] 1．关于晶体，以下说法中正确的是(　C　) A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同 B．晶体一定有规则的几何形状，但其物理性质不一定都是各向异性的 C．晶体熔化时温度不变，但内能变化 D．由同一种化学成分形成的物质只能以一种晶体结构的形式存在 【解析】 单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不相同，才会出现各向异性，故A错误；单晶体有规则的几何形状且各向异性，而多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性，故B错误；晶体熔化时虽然温度不变，但吸收热量，内能增加，故C正确；由同一种化学成分形成的物质不一定是以一种晶体结构的形式存在，如石墨和金刚石，故D错误。 2．甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄片石蜡涂层的背面，接触点周围熔化了的石蜡分别形成下图所示形状。关于这两种薄片，下列说法中正确的是(　A　) 　 A．甲是晶体 B．甲是非晶体 C．乙是晶体 D．乙是非晶体 【解析】 某些单晶体的导热性是各向异性的，薄片的表面接触点周围熔化了的石蜡是椭圆形的；非晶体和多晶体的导热性是各向同性的，则薄片的表面接触点周围熔化了的石蜡是圆形的。所以甲是单晶体，乙可能是多晶体，也可能是非晶体。 3．(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　CD　) A．可以根据各向异性或各向同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，则该球体一定是单晶体 D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则这块晶体可能是多晶体 【解析】 判断固体是否为晶体的标准是看其是否有固定的熔点，多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则的外形，单晶体具有规则的外形，其在某些物理性质上具有各向异性，C、D正确。 4．在a、b、c三种固体薄片上涂上薄薄的一层石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围如图甲所示，而a、b、c三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图乙所示，已知a、b、c分别属于单晶体、多晶体和非晶体中的一种，则由此可判断出(　A　) 　 A．a为多晶体，b为非晶体，c为单晶体 B．a为多晶体，b为单晶体，c为非晶体 C．a为单晶体，b为非晶体，c为多晶体 D．a为非晶体，b为多晶体，c为单晶体 【解析】 晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，由熔化曲线可知，a与c是晶体，b是非晶体；单晶体具有各向异性，熔化在单晶体表面的石蜡是椭圆形；非晶体和多晶体具有各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，因此c为单晶体，a为多晶体。故A正确，B、C、D错误。 5．石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构，单碳层石墨烯是单层的石墨，厚1毫米的石墨包含大约三百万层石墨烯。石墨烯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(　D　) 　 A．石墨中的碳原子静止不动 B．碳原子的直径大约为3×10-9 m C．石墨烯碳原子间只存在分子引力 D．在石墨烯的熔化过程中，碳原子的平均动能不变 【解析】 石墨中的碳原子是运动的，A错误；由题意可知单层石墨烯占有的空间厚度为d＝ m≈3×10-10 m，且层与层之间有间距，B错误；石墨烯碳原子间不仅存在分子引力，同时也存在分子斥力，C错误；石墨烯是晶体，在熔化过程中，温度不变，故碳原子的平均动能不变，D正确。 6．关于晶体和非晶体，下列说法错误的是(　B　) A．有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质 B．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体 D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体 【解析】 固体分为晶体和非晶体两类，有些单晶体在不同的方向上具有不同的光学性质，A正确，不符合题意。将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，B错误，符合题意。由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，如石墨和金刚石，C正确，不符合题意。在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体，如天然石英是晶体，熔化后再凝固的石英玻璃却是非晶体；把晶体硫加热熔化，再倒入冷水中，晶体硫会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，D正确，不符合题意。 7．下雪了，晶莹的雪花像轻盈的玉蝴蝶在翩翩起舞，雪花的形状如图所示。下列关于雪花的说法正确的是(　C　) A．雪花是多晶体 B．雪花是非晶体 C．具有各向异性 D．雪花飞舞时，可以说明分子在做无规则运动 【解析】 单片雪花会呈现六度旋转对称结构，体现了雪花凝结时的各向异性，是单晶体，故A、B错误，C正确。雪花飞舞是因为受到空气的作用力，并不能说明分子在做无规则运动，D错误。 8．大自然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。比如钻石和雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成。关于晶体与非晶体，下列说法正确的是(　B　) 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地组合而成的，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，非晶体的物理性质是各向同性的 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 【解析】 多晶体是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，故A错误，B正确；单晶体的物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体的物理性质是各向同性的，故C错误；天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶(即石英玻璃)是非晶体，故D错误。 9．(多选)下列说法中正确的是(　AC　) A．晶体和非晶体的主要区别在于晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点 B．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点 C．若某种固体的物理性质具有各向异性，则它一定是单晶体 D．同一种物质只能形成一种晶体 【解析】 晶体和非晶体的主要区别在于晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，选项A正确；单晶体和多晶体都有确定的熔点，选项B错误；若某种固体物理性质具有各向异性，则它一定是单晶体，选项C正确；同一种物质可能形成不止一种晶体，比如金刚石和石墨，故D错误。 10．某物体表现出各向异性是由于组成物体的物质微粒(　B　) A．在空间的排列不规则 B．在空间按一定的规则排列 C．数目较多 D．数目较少 【解析】 某物体表现出各向异性是由于组成物体的物质微粒在空间排列的规则性导致的，与分子数目无关，故B正确，A、C、D错误。 [B级　素养养成与评价] 11．晶体在熔化过程中所吸收的热量，主要用于(　B　) 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 【解析】 晶体有确定的熔点，晶体熔化过程吸收的热量用于破坏空间点阵结构，因温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量用于增加分子势能，所以B正确，A、C、D错误。 12．“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，石英是单晶体，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷。下列说法正确的是(　D　) A．石英晶体没有确定的熔点 B．石英晶体具有各向同性的性质 C．石英晶体没有确定的几何形状 D．石英晶体能够把力学量转换为电学量 【解析】 晶体有确定的熔点，所以A错误；单晶体具有各向异性，所以B错误；单晶体有确定的几何形状，所以C错误；石英晶体能够把力学量转换为电学量，所以D正确。 13．一块厚度和质量都均匀分布的长方体被测样品，长AB是宽AD的两倍，如图所示。如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O′1和O2O′2方向测量，结果阻值均为R，则这块样品可能是(　A　) A．单晶体 B．多晶体 C．非晶体 D．普通金属 【解析】 沿O1O′1和O2O′2两对称轴测长方体电阻时，所得阻值相等，说明该物质沿O1O′1和O2O′2方向电阻率(即导电性能)不同，即物理性质表现出各向异性，所以这块样品可能是单晶体，故A正确，B、C、D错误。 14．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　B　) A．凡是晶体，都具有确定的几何外形 B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 C．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的 D．晶体都有各向异性，非晶体是各向同性 【解析】 多晶体没有确定的几何外形，所以A错误；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，所以B正确；晶体内部和非晶体内部的物质微粒都是不停地运动着的，所以C错误；单晶体具有各向异性，多晶体与非晶体都具有各向同性，所以D错误。 15．关于下列四幅图的说法中，不正确的是(　D　) 　 　 A．图甲：分子间距离为r0时，分子间同时存在引力和斥力 B．图乙为水面上的单分子油膜，在测量油酸分子直径d的大小时，可把分子当作球形处理 C．图丙：食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性 D．图丁为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图可知状态②的温度比状态①的温度高 【解析】 分子间的引力和斥力总是同时存在的，A正确，不符合题意；图乙为水面上的单分子油膜，在测量油酸分子直径d的大小时，可把分子当作球形处理，B正确，不符合题意；由图丙可知，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，C正确，不符合题意；温度越高，速率大的分子数越多，由图丁可知，状态①的温度比状态②的温度高，D错误，符合题意。 16．石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示。下列说法正确的是(　D　) A．石墨是非晶体 B．石墨研磨成的细粉末就是石墨烯 C．单层石墨烯的厚度约3 μm D．碳原子在六边形顶点附近不停地振动 【解析】 石墨是晶体，故A错误；石墨烯是从石墨中提取出来的新材料，碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，而不是粉末，故B错误；单层石墨烯厚度约等于原子直径10-10 m，故C错误；根据分子动理论可知，固体分子在平衡点附近不停地振动，故D正确。 17．(多选)2010年的诺贝尔物理学奖授予了安德烈·盖姆与康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。他们通过透明胶带对石墨进行反复地粘贴与撕开，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。石墨、石墨烯的微观结构如图所示。根据以上信息和已学知识判断，下列说法正确的是(　CD　) 　 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 【解析】 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。 学科网（北京）股份有限公司 $$