2.4 固体(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理选择性必修第三册同步学习指导(人教版2019)

练案［１２］ 第二章　 气体、固体和液体 ４．固体 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　基础达标练 １．（２０２３·黑龙江哈尔滨第九中学高二下期中）关于晶 体和非晶体，下列说法正确的是 （Ｄ ） Ａ．凡是晶体都是各向异性的 Ｂ．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体 Ｃ．一定条件下晶体可以转化成非晶体；但非晶体不 能转化成晶体 Ｄ．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 ２．（２０２４·江苏南京九中调研）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。关于天 然水晶，下列说法正确的是 （Ａ ） 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 ３．下列关于固体的说法正确的是 （Ａ ） Ａ．晶体熔化时，温度不变 Ｂ．单晶体一定是单质，有规则的几何形状，有确定的 熔点 Ｃ．多晶体没有规则的几何形状，也没有确定的熔点 Ｄ．晶体都具有各向异性，而非晶体都具有各向同性 ４．（２０２３·广东深圳高级中学高二下期中）下列说法不 正确的是 （Ａ ） Ａ．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体 Ｂ．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不 同方向上有不同的光学性质 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，某些晶体可以转变为非晶体，某 些非晶体也可以转化为晶体 ５．（２０２４·山西应县一中高二下月考）某实验小组想测 试两种材料的导电性能，他们将这两种材料加工成 厚度均匀、横截面为正方形的几何体，分别如图甲、 乙所示，经测试发现，材料甲沿ａｂ、ｃｄ两个方向的电 阻相等，材料乙沿ｅｆ方向的电阻大于沿ｇｈ方向的电 阻，关于这两种材料，下列说法中正确的是（Ｃ ） Ａ．材料甲一定是晶体 Ｂ．材料甲一定是非晶体 Ｃ．材料乙一定是单晶体 Ｄ．材料乙一定是多晶体 ６．（２０２４·江苏泰州一模）２０２３年５月，中国科学技术 大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一 种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所 示为某合成云母的微观结构示意图，则该合成云母 （Ｃ ） Ａ．是非晶体 Ｂ．没有规则的外形 Ｃ．有固定的熔点 Ｄ．各向同性 能力提升练 ７．下列关于各向异性的描述正确的是 （Ｄ ） Ａ．各向异性是指非晶体没有规则的几何形状 Ｂ．                                                               各向异性是指非晶体的物理性质与方向的关系 —１５８— Ｃ．各向异性是指多晶体的内部结构与方向有关 Ｄ．各向异性是指单晶体的物理性质与方向的关系 ８．（多选）关于晶体和非晶体，以下说法正确的是 （Ａ ） Ａ．同种物质在不同的条件下可表现为晶体或非晶体 Ｂ．晶体内部的物质微粒排列是有规则的，而非晶体 内部的物质微粒排列是不规则的 Ｃ．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的 物质微粒是在不停地运动着的 Ｄ．具有天然的规则的几何形状的固体是晶体，没有 天然的确定的几何形状的固体是非晶体 ９．某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 为等长的三条线段。下列说法正确的是 （Ｃ ） Ａ． Ａ处的晶体分子可以沿三条线段方向发生定向 移动 Ｂ．三条线段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．三条线段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 １０．（２０２３·黑龙江哈尔滨三中高二下期末）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 １１．如图所示，ＡＣＢＤ是一块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°后电流表示数发生了变化 （两种情况下都接触良好），关于圆板，下列说法正 确的是 （Ｃ ） Ａ．圆板是非晶体 Ｂ．圆板是多晶体 Ｃ．圆板是单晶体 Ｄ．不知有无固定熔点，无法判定是晶体还是非晶体 １２．（２０２４·江苏高三上阶段练习）白磷在高温、高压环 境下可以转化为一种新型二维半导体材料—黑磷， 图为黑磷微观结构，其原子以一定的规则有序排 列。下列说法正确的是 （Ａ ） Ａ．黑磷是晶体材料 Ｂ．黑磷熔化过程中温度升高 Ｃ．黑磷中每个分子都是固定不动的 Ｄ．                                                             同质量的白磷和黑磷分子数目不同 —１５９— 练案［１２］ 基础达标练 １． Ｄ　 单晶体的物理性质有些是各向异性的，而多晶体则具有各 向同性，Ａ错误；黄金的延展性好，可以切割加工成任意形状， 但黄金有固定的熔点，所以是晶体，Ｂ错误；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， Ｃ错误；晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，Ｄ正确。 ２． Ａ　 天然的水晶具有规则的几何外形，是单晶体，故Ａ正确； 晶体具有固定的熔点，故Ｂ错误；组成单晶体的微观粒子的空 间排列规则，故Ｃ错误；天然水晶在光学性质上表现为各向异 性，故Ｄ错误。 ３． Ａ　 晶体具有一定的熔点，在熔化时温度保持不变，故Ａ正 确；单晶体具有规则的几何形状，有确定的熔点，单晶体可以 是单质，也可以是化合物，比如食盐、雪花等，故Ｂ错误；多晶 体没有规则的几何形状，但有确定的熔点，故Ｃ错误；多晶体 具有各向同性，单晶体具有各向异性，故Ｄ错误。 ４． Ａ　 将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，Ａ说法错误， 符合题意；固体可以分为晶体和非晶体两类，单晶体在不同方 向上显示各向异性，有些晶体在不同方向上有不同的光学性 质，Ｂ说法正确，不符合题意；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，例如石墨和金 刚石，Ｃ说法正确，不符合题意；在合适的条件下，某些晶体可 以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石 英是晶体，熔化以后再凝固的石英玻璃却是非晶体；把晶体硫 加热熔化，倒入冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再经一段时 间又会转变为晶体硫，Ｄ说法正确，不符合题意。 ５． Ｃ　 测试发现，材料甲沿ａｂ、ｃｄ两个方向的电阻相等，材料乙 沿ｅｆ方向的电阻大于沿ｇｈ方向的电阻，说明了甲具有各向同 性，而乙具有各向异性。单晶体的物理性质是各向异性，所以 乙一定是单晶体，而多晶体不显示各向异性，材料甲可能是多 晶体，也可能是非晶体，故只有选项Ｃ正确。 ６． Ｃ　 由图可知，该合成云母中所含分子在三维空间中呈规则、 周期性排列，是晶体，具有一定的几何外形，具有固定的熔点、 具有各向异性的特点，故Ｃ正确。 能力提升练 ７． Ｄ　 各向异性是单晶体的物理性质与方向有关的特性，故Ｄ 正确。 ８． ＡＢ　 同种物质在不同条件下可以以晶体或非晶体两种不同 形式出现，Ａ正确；晶体内部的物质微粒排列是规则的，而非 晶体内部的物质微粒排列不规则，Ｂ正确；不管是晶体还是非 晶体，其内部的物质微粒都在不停地运动着，Ｃ错误；多晶体 没有天然的规则的几何形状，Ｄ错误。 ９． Ｃ　 晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线段方 向发生定向移动，故Ａ错误；三条线段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、Ｄ错误，Ｃ正确。 １０． Ｃ　 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只能以一种 晶体结构的形式存在，如石墨和金刚石，故Ｄ错误。 １１． Ｃ　 电流表示数发生变化，说明圆板沿ＡＢ和ＣＤ两个方向的 导电性能不同，即各向异性，所以圆板是单晶体，故Ｃ正确。 １２． Ａ　 根据图示可知，黑磷的微观结构呈现空间上规则排列，具 有空间上的周期性，属于晶体材料，因而黑磷具有固定的熔 点，熔化过程中温度不变，故Ａ正确，Ｂ错误；组成物质的分 子总是在做无规则热运动，故Ｃ错误；组成白磷和黑磷的分 子是同一种分子，所以同质量的白磷和黑磷分子数目相同， 故Ｄ错误。 练案［１３］ 基础达标练 １． ＢＤ　 液体存在表面张力，液体表面张力的方向始终与液面相 切，故Ａ错误，Ｄ正确；液晶的名称由来就是由于它具有流动 性和各向异性。悬浮在水中的花粉做的无规则运动是布朗运 动，是液体分子无规则热运动的反映，故Ｂ正确，Ｃ错误。 ２． Ｄ　 在完全失重的情况下，熔化的金属由于表面张力作用能够 收缩成标准的球形，故Ａ正确；温度、压力、电磁作用等可以改 变液晶的光学性质，故Ｂ正确；液晶既具有液体的流动性，又 具有晶体的光学各向异性特点，故Ｃ正确；饱和汽压随温度的 升高而增大，故Ｄ错误。 ３． Ｄ　 肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平 衡，棉线可以有任意形状。当把ａ部分肥皂膜刺破后，在ｂ部 分肥皂膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧。因液体表面有 收缩到面积最小的趋势，所以棉线被拉成凹的圆弧形状。正 确选项为Ｄ。 ４． ＡＣ　 因为水能浸润玻璃，所以水在细玻璃管中上升，且液面 与管壁接触的位置向上弯，故Ａ正确，Ｂ错误；因为水银不浸 润玻璃，所以水银在细玻璃管中下降，且液面与管壁接触位置 向下弯，故Ｃ正确，Ｄ错误。 ５． Ａ　 液体分子在振动，由于流动性，无确定的平衡位置，故Ａ 正确，Ｄ错误；液体分子间的距离较小，相互作用力比固体弱， 液体很难被压缩，故Ｂ错误；液体分子在永不停息地做无规则 运动，单个分子运动无规律，但大量分子运动表现出统计规律， 故Ｃ错误。 ６． Ｂ　 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质，液晶分子在 特定方向排列比较整齐，但不稳定，液晶的光学性质随外加电 压的变化而变化，但液晶本身不发光，并不是所有物质都能成 为液晶，故选Ｂ。 ７． Ａ　 液体表面张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮 塌”，故Ａ正确；分子势能Ｅｐ和分子间距离ｒ的关系图像如图 ｃ所示，水表面层中水分子间距离大于内部水分子的距离ｒ０， 能总体上反映水表面层中水分子势能Ｅｐ的是图中“Ｃ”位置， 故Ｂ错误；农民使用“松土保墒”进行耕作，通过松土阻断了 土壤毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，故Ｃ 错误；毛笔书写过程中，在毛细现象作用下，墨汁与可以被浸 润的毛笔材料发生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛 笔材料中，并牢牢“困”在毛笔内部。而当毛笔尖与纸张接触 时，留在毛笔表面的墨汁，同样在毛细作用下，被吸附到纸上， 其间根本无须重力作用，故Ｄ错误。 ８．表面张力和不浸润现象　 Ｃ 解析：露珠由于液体表面张力的作用总要收缩成球体，当液体 与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面收缩，即小露珠基 本上都呈现为近似的球形是表面张力和不浸润现象共同作用 的结果。露珠液体表面层的分子分布比液体内部稀疏，液体 表面层分子的间距大，相互作用力表现为引力，即为题图中的 Ｃ点。 能力提升练 ９． Ａ　 硬币能浮在水面上是表面张力的作用结果，而不是浮力作 用的结果，故Ａ正确；水黾能静止在水面上，是液体对其的弹 力与重力平衡的结果，表面张力的研究对象是液体，故Ｂ错 误；液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张 力也使表面收缩，故Ｃ错误；毛细现象可以发生在浸润的固体 和液体之间，也可以发生在不浸润的固体和液体之间，故Ｄ 错误。 １０． Ｄ　 在完全失重的状态下，因为水具有表面张力从而使得水 球形成球形，故Ａ正确；水球被粘在球拍上是因为拍子表面 对于水是浸润的，故Ｂ正确；毛巾的表面布满了疏水的微线 毛，所以其对于水是不浸润的，故Ｃ正确；根据牛顿第三定律 可知，用毛巾加工成的球拍打水球的力等于水球对球拍的 力，故Ｄ错误。 １１． ＢＤ　 甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力作用的结果，Ａ 错误；乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间 的距离，分子间作用力表现为引力，从而产生表面张力，Ｂ正 确；丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用， Ｃ错误；表面张力产生在液体表面层，它的方向与液面相切， 且与分界面垂直，Ｄ正确。 １２． ＢＤ　 浸润即液体在与固体表面接触时能够弥散进入固体表 面的现象，而照片中的玻璃和水不浸润，故Ａ错误；                                                                       由于液体 —２２６—