2.4-2.5 固体 液体（重难点训练）物理人教版选择性必修第三册

2.4-2.5 固体 液体 一、晶体和非晶体 1 二、晶体的微观结构各向同性、各向异性 3 三、液体的表面张力 6 四、浸润和不浸润 9 五、毛细现象 11 六、液晶 14 一、晶体和非晶体 1．下列说法正确的是（　　） A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的 B．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 C．天然石英表现为各向异性，是由于组成该物质的微粒在空间有规则地排列着 D．同种物质在不同条件下所生成的晶体微粒的排列规律相同 【答案】BC 【详解】A．固体分为晶体和非晶体，但某些非晶体在一定条件下可以转化为晶体（如非晶态玻璃经热处理可结晶），因此晶体与非晶体的划分并非绝对，故A错误； B．同种元素的原子通过不同排列方式可形成不同晶体，例如碳元素可形成金刚石（四面体结构）和石墨（层状结构），故B正确； C．天然石英是单晶体，其各向异性（如不同方向导热性、折射率不同）源于内部微粒规则排列，故C正确； D．同种物质在不同条件下可能生成不同晶体结构（如碳可形成石墨或金刚石），晶体微粒排列规律不同，故D错误。 故选BC。 2．随着科技的发展，国家对晶体材料的研究越来越深入，尤其是对稀土晶体的研究，已经走在了世界的前列。关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　） A．晶体都有规则的几何外形，非晶体则没有规则的几何外形 B．具有规则几何外形的物体就是单晶体 C．多晶体是由单晶体组合而成的，但单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性 D．石墨和金刚石都是晶体，但石墨是单晶体，金刚石是多晶体 【答案】C 【详解】A．多晶体没有规则的几何外形，非晶体也没有，故A错误； B．规则几何外形可能是人工加工而成，并非单晶体的特征，故B错误； C．多晶体由许多单晶体杂乱排列组成，单晶体各向异性，多晶体各向同性，故C正确； D．石墨和金刚石都是晶体，它们既可以以单晶体形式存在，也可以以多晶体形式存在，故D错误。 故选C。 3．如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，石墨烯是单层的石墨，可以通过剥离石墨而获得，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（　　） A．单层石墨烯的厚度约在厘米数量级 B．石墨烯可以通过物理方法获得 C．石墨和石墨烯中的碳原子都固定在六边形的顶点不动 D．石墨烯熔化过程中吸热，碳原子的平均动能增加 【答案】B 【详解】A．据查到的资料可知，1毫米厚的石墨大约包含三百万层石墨烯，所以计算可得单层石墨烯的厚度约在纳米数量级以下，故A错误； B．由题可知，可以通过剥离石墨而获得石墨烯，所以石墨烯可以通过物理方法获得，故B正确； C．石墨中的碳原子是运动的，故C错误； D．石墨烯是晶体，熔解过程中吸热，温度不变，碳原子的平均动能不变，故D错误。 故选B。 4．半导体材料与纳米材料 (1)半导体材料 ①概念：电阻率为，介于 和 之间的材料。 ②应用：利用半导体材料的各种特性可以制成不同的半导体器件，如热敏电阻、光敏电阻、光电池、可控硅、高压硅堆、半导体激光器等。这些器件在工业自动控制、医疗、国防军工、通信、计算机以及网络信息技术等领域中有着广泛的应用。 (2)纳米材料 ①概念：三维空间中至少有一维处于 尺度范围的固体材料，称为纳米材料。 ②应用：纳米材料性能独特，在日常用品、新材料等方面，以及工业、医疗、国防军工和科技等领域有着十分广泛、诱人的应用前景，促进了材料科学技术领域的革命。 【答案】(1) 导体 绝缘体 (2)纳米（） 【详解】（1）略 （2）略 5．下列说法正确的是（　　） A．某气体的摩尔质量为M、密度为，用表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量，每个气体分子的体积 B．若某种固体具有各向同性，则该固体为非晶体 C．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力不是由于气体分子间存在斥力的缘故 D．布朗运动直接地反映了液体分子运动的无规则性 【答案】C 【详解】A．每个气体分子的质量 每个气体分子占据的空间体积 不是分子本身的体积，故A错误； B．若某种固体具有各向同性，则该固体为多晶体或者非晶体，故B错误； C．气体抗拒压缩的力源于分子频繁碰撞容器壁产生的压强，而非分子间斥力，故C正确； D．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，由液体分子撞击导致，只能间接反映液体分子的无规则性，而非直接反映，故D错误。 故选C。 二、晶体的微观结构各向同性、各向异性 6．“新材料”是相对于传统材料而言的。新材料的使用对推动社会的进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于“新材料”的描述正确的是（　　） A．“纳米材料”是指材料的几何尺寸达到纳米量级，并且具有特殊性能的材料 B．“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片 C．所有的晶体管和集成电路都是由硅材料制成的 D．低损耗的光导纤维是现代光纤通信的重要材料 【答案】ABD 【详解】A．“纳米材料”是指材料的几何尺寸达到纳米量级，并且具有特殊性能的材料，故A正确； B．手机、电视机、电脑的元件及芯片都应用了“半导体材料”，B正确； C．制做晶体管和集成电路的主要材料是硅和砷化镓，故C错误； D．光导纤维的能耗很低，低损耗的光导纤维是现代光纤通信的重要材料，故D正确。 故选ABD。 7．如图所示为某氮化镓（GaN）单晶体的空间结构。该单晶体在某一晶面方向的热导率显著高于其他方向。由此可推断该单晶体（　　） A．内部原子排列无周期性 B．有导热的各向同性 C．几何外形无规则 D．有固定的熔点 【答案】D 【详解】A．由题图可知，该单晶体部原子排列有周期性，故A错误； B．该单晶体在某一晶面方向的热导率显著高于其他方向，所以该单晶体有导热的各向异性，故B错误； CD．单晶体具有规则的几何外形，有固定的熔点，故C错误，D正确。 故选D。 8．关于下列四幅图中所涉及晶体微观结构及其解释的论述中，不正确的是（　　） A．图甲中，晶体中沿不同的方向上微粒排列的情况不同，故晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质 B．图乙为石墨中碳原子形成的一种层状结构，相互之间作用力很弱，所以石墨质地松软，可制造润滑剂 C．图丙为食盐晶体的点阵结构，晶体的许多特性都与点阵结构有关 D．图丁为雪花的微观结构，雪花是晶体，当雪化成水后，水也是晶体 【答案】D 【详解】A．图甲晶体中沿不同的方向上微粒排列的情况不同，故晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质，A正确，不符合题意； B．图乙为石墨中碳原子形成的一种层状结构，相互之间作用力很弱，所以石墨质地松软，可制造润滑剂，B正确，不符合题意； C．图丙为食盐晶体的点阵结构，晶体的许多特性都与点阵结构有关，C正确，不符合题意； D．图丁为雪花的微观结构，雪花有规则的几何形状，所以是晶体，当雪化成水后，具有流动性，是液体不再是固体，水不是晶体，D错误，符合题意。 故选D。 9．观察对比图中金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯的微观结构，回答下列问题。 (1)它们的物理性质是否有很大差异，为什么？ (2)单晶体和多晶体的微观结构有什么区别？图中金刚石和富勒烯分别是单晶体还是多晶体？ (3)组成各种物质的微粒都在图中的位置是否不动？为什么？ (4)图中小球所在的位置表示什么？ 【答案】(1)它们的物理性质有很大差异。原因是它们的结构不同。 (2)单晶体和多晶体微观结构区别：单晶体的原子排列具有长程有序性，原子在三维空间按一定规则周期性重复排列；多晶体是由许多小的单晶体（晶粒）组成，晶粒内部原子排列有序，但晶粒之间排列无序。金刚石、富勒烯均是单晶体。 (3)组成各种物质的微粒不是在图中的位置不动。因为根据分子动理论，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，固体中的原子或分子也在其平衡位置附近做热振动 ，温度越高，振动越剧烈，并非固定不动。 (4)图中小球所在的位置表示原子的中心位置（或原子的平衡位置 ），用来示意碳原子在这些物质微观结构中的空间位置分布情况。 【详解】（1）它们的物理性质有很大差异。原因是物质的结构决定性质，金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯中碳原子的排列方式不同 。金刚石中碳原子呈正四面体空间网状结构，原子间作用力强，硬度大、熔点高；石墨中碳原子呈层状排列，层间作用力弱，质软、能导电；富勒烯中碳原子组成类似足球的笼状结构；石墨烯是单层碳原子组成的二维蜂窝状晶格结构，这些不同结构导致它们物理性质差异显著。 （2）单晶体和多晶体微观结构区别：单晶体的原子排列具有长程有序性，原子在三维空间按一定规则周期性重复排列；多晶体是由许多小的单晶体（晶粒）组成，晶粒内部原子排列有序，但晶粒之间排列无序。金刚石原子排列具有长程有序性，是单晶体；富勒烯中分子结构固定且规则，每个富勒烯分子中原子排列有序，从整体看富勒烯也是单晶体。 （3）组成各种物质的微粒不是在图中的位置不动。因为根据分子动理论，一切物质的分子都在不停地做无规则运动，固体中的原子或分子也在其平衡位置附近做热振动 ，温度越高，振动越剧烈，并非固定不动。 （4）图中小球所在的位置表示原子的中心位置（或原子的平衡位置 ），用来示意碳原子在这些物质微观结构中的空间位置分布情况。 10．同一种原子可以形成不同空间结构的晶体，比如在常压下铁具有体心立方结构（图甲），而铁则具有面心立方结构（图乙），这称为铁的同素异形体。关于铁的两种同素异形体，下列说法正确的是（   ） A．由甲图可知，由铁组成的物体一定具有各向异性 B．由乙图可知，由铁组成的物体没有固定的熔点 C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时体积会缩小 D．由甲、乙两图可知，由铁和铁组成的物体硬度相同 【答案】C 【详解】A．由甲图可知，由铁组成的物体为多晶体，一定具有各向同性。故A错误； B．由乙图可知，由铁组成的物体为多晶体，有固定的熔点。故B错误； C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时铁原子之间的距离减小，体积会缩小。故C正确； D．由甲、乙两图可知，由铁和铁的空间结构不同，组成的物体硬度不相同。故D错误。 故选C。 三、液体的表面张力 16．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毫米的石墨大概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。则（　　） 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．石墨烯的物理性质沿各个方向一定不同 D．石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变 【答案】D 【详解】A．石墨中的碳原子并不是静止不动，而是在其平衡位置振动，故A错误； B．由于厚1毫米的石墨大概包含大约三百万层石墨烯，则碳原子的直径大约为 故B错误； C．石墨烯是一种单晶体，具有各向异性，但不能够认为其所有物理性质均具有各向异性，即不能够认为石墨烯的物理性质沿各个方向一定不同，故C错误； D．石墨烯是单晶体物资，在熔解过程中，温度不变，故碳原子的平均动能不变，故D正确。 故选D。 17．(1)把一条细棉线的两端分别系在铁丝环的两侧，要使棉线处于略为松弛的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里，再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线仍是松弛的（图甲）。用烧热的针刺破棉线一侧的薄膜（图乙），观察薄膜和棉线发生的变化。 (2)把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时膜上的棉线圈仍是松弛的（图丙）。用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化（图丁）。 【答案】(1)见解析 (2)见解析 【详解】（1）在表面张力的作用下，棉线所受合力为零，当用烧热的针刺破左侧，左侧的表面张力减小，由于右侧的肥皂膜和棉线间表面张力的作用，故将棉线拉向右侧，棉线被拉紧了。 （2）在表面张力的作用下，棉线所受合力为零，当用烧热的针刺破棉线圈内的肥皂膜，棉线圈内的表面张力减小，由于棉线圈外的肥皂膜和棉线间表面张力的作用，故将棉线拉向棉线圈外，棉线被拉紧了。观察结果表明，用烧热的针刺破棉线某一侧的薄膜后，另一半肥皂膜就会立即收缩把松弛的棉线绷紧，并且始终向着肥皂膜一侧收缩，液体的表面具有收缩趋势。 18．如图甲所示，叶面上的露珠呈椭球形；如图乙所示，水滴附着在玻璃上。关于这两种现象，下列说法正确的是（　　） A．露珠呈球形是由于水对叶面浸润 B．露珠呈球形是由于水的表面张力作用 C．水滴附着在玻璃上是由于水对玻璃不浸润 D．水滴附着在玻璃上是由于水的表面张力作用 【答案】B 【详解】AB．露珠呈球形，这是液体表面张力的结果，故A错误，B正确； CD．水滴附着在玻璃上，这是水对玻璃浸润的结果，故CD错误。 故选B。 19．夏天的清晨，植物叶片上挂满了圆滚滚的水珠，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为引力 B．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为引力 C．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 D．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 【答案】A 【详解】A．液体表面层分子间距比内部大，分布更稀疏。当分子间距大于平衡位置时，分子间作用力表现为引力，形成表面张力，故A正确； B．表面层分子更密集不符合实际，故B错误； C．表面层分子间距大时作用力应为引力而非斥力，故C错误； D．表面层分子不可能更密集且斥力主导，故D错误。 故选A。 20．将两端开口的玻璃管竖直插在水中，现象如图所示，则（　　） A．水不浸润玻璃 B．换成直径更小的玻璃管，管内外液面的高度差将变大 C．水分子与玻璃分子间的相互作用比水分子之间的相互作用弱 D．产生这种现象，是由于大气压力作用使液柱上升 【答案】B 【详解】A．毛细作用是液体表面对固体表面的吸引力，当毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外，可知水浸润玻璃，故A错误； B．换成直径更小的玻璃管，毛细作用更明显，管内外液面的高度差将变大，故B正确； C．水能浸润玻璃，是因为水分子之间的相互作用弱于玻璃与水分子之间的相互作用，故C错误； D．水可以浸润玻璃，现象与液体的表面张力有关，故D错误。 故选B。 四、浸润和不浸润 21．下图中所涉及物理知识的论述中正确的是（　　） A．图甲中烧熔后玻璃管的裂口的尖端变钝，是因为表面张力的缘故 B．图乙中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 C．图丙中液体和管壁表现为不浸润 D．图丁中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 【答案】A 【详解】A．玻璃管道裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故，故A正确； B．水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故B错误； C．图丙中液体和管壁表现为浸润，故C错误； D．图丁中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D错误。 故选A。 22．毛细现象 （1）概念：浸润液体在细管中 ，不浸润液体在细管中 的现象。 （2）特点：管的内径越 ，毛细现象越明显。 （3）毛细现象的形成原因 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，浸润液体在细管中的液面是凹形的，边缘处的液体分子受到管壁分子的作用力方向如图所示，它们的合力使管中液体向上运动。当管中液体上升到一定高度，液柱所受重力与这个合力相等时，管内的液体停止上升，达到平衡。同样的分析也可以解释不浸润液体在细管内下降的现象。 项目 浸润 不浸润 现象 液体在毛细管中上升 液体在毛细管中下降 举例 浸润液体液面在 毛细管里上升 不浸润液体液面在 毛细管里下降 特点 对于一定的液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细管内外液面差越大 产生 原因 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如图甲所示，当毛细管插入浸润液体中，附着层里的排斥力使附着层沿管壁上升，这部分液体上升引起液面弯曲，呈凹形弯月面使液体表面变大，与此同时由于表面层的表面张力的收缩作用，管内液体也随之上升。直到表面张力向上的力与管内升高的液体的重力相等时，达到平衡，液体停止上升，稳定在一定的高度。利用类似的分析，也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象（如图乙所示） 【答案】 上升 下降 小 23．浸润和不浸润 （1）液体 润湿固体并 在固体表面的现象叫作浸润。 （2）不浸润：液体 润湿固体，也 在固体表面的现象叫作不浸润。 （3）液体放在玻璃容器中，液面与器壁接触的位置是弯曲的，浸润液体向 弯，不浸润液体向 弯。 （4）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，液体能够浸润固体；反之，则不浸润固体。 【答案】 能够 附着 不能 不会附着 器壁 背离器壁 五、毛细现象 24．关于下列4幅图片，图甲是将水银装入玻璃管中；图乙是食盐晶体；图丙是农民用拖拉机耕地；图丁是将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开，形成一个保护罩。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，表面张力对管中的液体形成的拉力如图所示 B．图乙中，食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 C．图丙中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水能更好地上升到地面 D．图丁中，蒲公英绒毛还能保持干燥，说明水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 【答案】D 【详解】A．图甲中，表面张力对管中的液体形成的拉力，拉力方向与液面相切，即沿管壁切线方向的分力向下，故A错误； B．图乙中，食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，故B错误； C．图丙中，农民用拖拉机耕地是为了破坏毛细管，防止地下水分因毛细现象上升到地面蒸发，故C错误； D．图丁中，蒲公英绒毛还能保持干燥，说明水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用，故D正确。 故选D。 25．水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，水和水银在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管分别插入水和水银中，如图所示，正确的现象应是（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】AB．水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小（小于r0）分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上升的高度越大，故A正确，B错误； CD．水银对玻璃是不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小，液体分子间距较大（大于r0）此时附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故C错误，D正确。 故选AD。 26．随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是（　　） A．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液 B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉 C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水主要是因为液体存在表面张力的作用 D．在毛细现象中，毛细管中液面有的升高，有的降低，这只与液体的种类有关，与毛细管的材料无关 【答案】ABC 【详解】A．脱脂棉经过脱脂处理，目的是去除棉花纤维表面原有的疏水性油脂。未脱脂时，棉花因油脂的存在具有疏水性，难以被水浸润，无法有效吸收药液。脱脂后，纤维表面变得亲水，能够被水浸润，从而增强其吸液能力，满足医疗或实验中吸取药液的需求，故A正确； B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉，故B正确； C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为液体存在表面张力的作用，故C正确； D．在毛细现象中，毛细管中液面的升降不仅与液体种类有关，还与毛细管的材质相关，故D错误。 故选ABC。 27．如图所示，将两根材质不同、粗细也不同的细管插入水中。一根细管中水面明显高于水槽水面，形成凹液面；另一根细管中水面略低于水槽水面，形成凸液面。则（　　） A．两根细管中的液面不同是因为粗细差异导致的 B．细管越细毛细现象越明显 C．水浸润粗管 D．出现凹液面是因为水的表面张力，与毛细现象和浸润、不浸润无关 【答案】B 【详解】A．两根细管液面不同是因为浸润和不浸润以及表面张力导致的，不是粗细差异导致的，故A错误； B．细管越细，毛细现象（液面上升或下降）越明显，故B正确； C．形成凹液面的管是水浸润的，凸液面的管是水不浸润的，故水不浸润粗管，故C错误； D．凹液面与毛细现象、浸润有关，是表面张力等共同作用，故D错误。 故选B。 六、液晶 28．液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户。液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶电视的液晶层工作原理的说法正确的是（　　） A．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性 B．液晶的光学性质随温度的变化而变化 C．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 D．液晶对光具有各向异性 【答案】CD 【详解】A．液晶分子的空间排列并不完全稳定，易受外界条件（如电压、温度）影响，A错误； B．虽然温度变化会影响液晶的光学性质，但液晶电视的工作原理是通过外加电压控制光学性质，B错误； C．液晶电视通过外加电压改变液晶分子排列，从而改变其光学性质（如透光性），这是其核心工作原理，C正确； D．液晶对光的折射率、透射率等光学性质随方向不同而变化（即各向异性）—— 这是其能被用于显示的基础特性，D正确。 故选CD。 29．关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是（　　） A．晶体和液晶的性质是完全相同的 B．液晶就是液体，具有液体的所有性质 C．液晶是介于晶体与液体之间的一种物质状态 D．液晶具有液体的流动性，具有非晶体的各向同性 【答案】C 【详解】A．晶体是固体，分子排列高度有序，而液晶的分子排列介于晶体和液体之间，具有流动性和各向异性，性质不完全相同，故A错误。 B．液晶虽具有流动性，但其物理性质（如光学性质）呈现各向异性，而液体是各向同性的，故B错误。 C．液晶的分子排列和性质介于晶体的有序性与液体的无序性之间，属于一种独立的物质状态，故C正确。 D．液晶具有液体的流动性，但其物理性质（如光学性质）为各向异性（类似晶体），而非各向同性（非晶体的性质），故D错误。 故选C。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.4-2.5 固体 液体 一、晶体和非晶体 1 二、晶体的微观结构各向同性、各向异性 2 三、液体的表面张力 4 四、浸润和不浸润 6 五、毛细现象 8 六、液晶 9 一、晶体和非晶体 1．下列说法正确的是（　　） A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的 B．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 C．天然石英表现为各向异性，是由于组成该物质的微粒在空间有规则地排列着 D．同种物质在不同条件下所生成的晶体微粒的排列规律相同 2．随着科技的发展，国家对晶体材料的研究越来越深入，尤其是对稀土晶体的研究，已经走在了世界的前列。关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　） A．晶体都有规则的几何外形，非晶体则没有规则的几何外形 B．具有规则几何外形的物体就是单晶体 C．多晶体是由单晶体组合而成的，但单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性 D．石墨和金刚石都是晶体，但石墨是单晶体，金刚石是多晶体 3．如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，石墨烯是单层的石墨，可以通过剥离石墨而获得，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（　　） A．单层石墨烯的厚度约在厘米数量级 B．石墨烯可以通过物理方法获得 C．石墨和石墨烯中的碳原子都固定在六边形的顶点不动 D．石墨烯熔化过程中吸热，碳原子的平均动能增加 4．半导体材料与纳米材料 (1)半导体材料 ①概念：电阻率为，介于 和 之间的材料。 ②应用：利用半导体材料的各种特性可以制成不同的半导体器件，如热敏电阻、光敏电阻、光电池、可控硅、高压硅堆、半导体激光器等。这些器件在工业自动控制、医疗、国防军工、通信、计算机以及网络信息技术等领域中有着广泛的应用。 (2)纳米材料 ①概念：三维空间中至少有一维处于 尺度范围的固体材料，称为纳米材料。 ②应用：纳米材料性能独特，在日常用品、新材料等方面，以及工业、医疗、国防军工和科技等领域有着十分广泛、诱人的应用前景，促进了材料科学技术领域的革命。 5．下列说法正确的是（　　） A．某气体的摩尔质量为M、密度为，用表示阿伏加德罗常数，每个气体分子的质量，每个气体分子的体积 B．若某种固体具有各向同性，则该固体为非晶体 C．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力不是由于气体分子间存在斥力的缘故 D．布朗运动直接地反映了液体分子运动的无规则性 二、晶体的微观结构各向同性、各向异性 6．“新材料”是相对于传统材料而言的。新材料的使用对推动社会的进步正在发挥着越来越大的作用。下列关于“新材料”的描述正确的是（　　） A．“纳米材料”是指材料的几何尺寸达到纳米量级，并且具有特殊性能的材料 B．“半导体材料”广泛应用于手机、电视机、电脑的元件及芯片 C．所有的晶体管和集成电路都是由硅材料制成的 D．低损耗的光导纤维是现代光纤通信的重要材料 7．如图所示为某氮化镓（GaN）单晶体的空间结构。该单晶体在某一晶面方向的热导率显著高于其他方向。由此可推断该单晶体（　　） A．内部原子排列无周期性 B．有导热的各向同性 C．几何外形无规则 D．有固定的熔点 8．关于下列四幅图中所涉及晶体微观结构及其解释的论述中，不正确的是（　　） A．图甲中，晶体中沿不同的方向上微粒排列的情况不同，故晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质 B．图乙为石墨中碳原子形成的一种层状结构，相互之间作用力很弱，所以石墨质地松软，可制造润滑剂 C．图丙为食盐晶体的点阵结构，晶体的许多特性都与点阵结构有关 D．图丁为雪花的微观结构，雪花是晶体，当雪化成水后，水也是晶体 9．观察对比图中金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯的微观结构，回答下列问题。 (1)它们的物理性质是否有很大差异，为什么？ (2)单晶体和多晶体的微观结构有什么区别？图中金刚石和富勒烯分别是单晶体还是多晶体？ (3)组成各种物质的微粒都在图中的位置是否不动？为什么？ (4)图中小球所在的位置表示什么？ 10．同一种原子可以形成不同空间结构的晶体，比如在常压下铁具有体心立方结构（图甲），而铁则具有面心立方结构（图乙），这称为铁的同素异形体。关于铁的两种同素异形体，下列说法正确的是（   ） A．由甲图可知，由铁组成的物体一定具有各向异性 B．由乙图可知，由铁组成的物体没有固定的熔点 C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时体积会缩小 D．由甲、乙两图可知，由铁和铁组成的物体硬度相同 三、液体的表面张力 16．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毫米的石墨大概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。则（　　） 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．石墨烯的物理性质沿各个方向一定不同 D．石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变 17．(1)把一条细棉线的两端分别系在铁丝环的两侧，要使棉线处于略为松弛的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里，再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线仍是松弛的（图甲）。用烧热的针刺破棉线一侧的薄膜（图乙），观察薄膜和棉线发生的变化。 (2)把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时膜上的棉线圈仍是松弛的（图丙）。用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化（图丁）。 18．如图甲所示，叶面上的露珠呈椭球形；如图乙所示，水滴附着在玻璃上。关于这两种现象，下列说法正确的是（　　） A．露珠呈球形是由于水对叶面浸润 B．露珠呈球形是由于水的表面张力作用 C．水滴附着在玻璃上是由于水对玻璃不浸润 D．水滴附着在玻璃上是由于水的表面张力作用 19．夏天的清晨，植物叶片上挂满了圆滚滚的水珠，关于这一现象，下列说法正确的是（　　） A．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为引力 B．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为引力 C．水分子在水珠表面层比内部分布更稀疏，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 D．水分子在水珠表面层比内部分布更密集，表面层分子之间相互作用力表现为斥力 20．将两端开口的玻璃管竖直插在水中，现象如图所示，则（　　） A．水不浸润玻璃 B．换成直径更小的玻璃管，管内外液面的高度差将变大 C．水分子与玻璃分子间的相互作用比水分子之间的相互作用弱 D．产生这种现象，是由于大气压力作用使液柱上升 四、浸润和不浸润 21．下图中所涉及物理知识的论述中正确的是（　　） A．图甲中烧熔后玻璃管的裂口的尖端变钝，是因为表面张力的缘故 B．图乙中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 C．图丙中液体和管壁表现为不浸润 D．图丁中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 22．毛细现象 （1）概念：浸润液体在细管中 ，不浸润液体在细管中 的现象。 （2）特点：管的内径越 ，毛细现象越明显。 （3）毛细现象的形成原因 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系，浸润液体在细管中的液面是凹形的，边缘处的液体分子受到管壁分子的作用力方向如图所示，它们的合力使管中液体向上运动。当管中液体上升到一定高度，液柱所受重力与这个合力相等时，管内的液体停止上升，达到平衡。同样的分析也可以解释不浸润液体在细管内下降的现象。 项目 浸润 不浸润 现象 液体在毛细管中上升 液体在毛细管中下降 举例 浸润液体液面在 毛细管里上升 不浸润液体液面在 毛细管里下降 特点 对于一定的液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细管内外液面差越大 产生 原因 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如图甲所示，当毛细管插入浸润液体中，附着层里的排斥力使附着层沿管壁上升，这部分液体上升引起液面弯曲，呈凹形弯月面使液体表面变大，与此同时由于表面层的表面张力的收缩作用，管内液体也随之上升。直到表面张力向上的力与管内升高的液体的重力相等时，达到平衡，液体停止上升，稳定在一定的高度。利用类似的分析，也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象（如图乙所示） 23．浸润和不浸润 （1）液体 润湿固体并 在固体表面的现象叫作浸润。 （2）不浸润：液体 润湿固体，也 在固体表面的现象叫作不浸润。 （3）液体放在玻璃容器中，液面与器壁接触的位置是弯曲的，浸润液体向 弯，不浸润液体向 弯。 （4）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，液体能够浸润固体；反之，则不浸润固体。 五、毛细现象 24．关于下列4幅图片，图甲是将水银装入玻璃管中；图乙是食盐晶体；图丙是农民用拖拉机耕地；图丁是将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开，形成一个保护罩。下列说法中正确的是（　　） A．图甲中，表面张力对管中的液体形成的拉力如图所示 B．图乙中，食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 C．图丙中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水能更好地上升到地面 D．图丁中，蒲公英绒毛还能保持干燥，说明水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 25．水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，水和水银在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管分别插入水和水银中，如图所示，正确的现象应是（　　） A． B． C． D． 26．随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是（　　） A．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液 B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉 C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水主要是因为液体存在表面张力的作用 D．在毛细现象中，毛细管中液面有的升高，有的降低，这只与液体的种类有关，与毛细管的材料无关 27．如图所示，将两根材质不同、粗细也不同的细管插入水中。一根细管中水面明显高于水槽水面，形成凹液面；另一根细管中水面略低于水槽水面，形成凸液面。则（　　） A．两根细管中的液面不同是因为粗细差异导致的 B．细管越细毛细现象越明显 C．水浸润粗管 D．出现凹液面是因为水的表面张力，与毛细现象和浸润、不浸润无关 六、液晶 28．液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户。液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶电视的液晶层工作原理的说法正确的是（　　） A．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性 B．液晶的光学性质随温度的变化而变化 C．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 D．液晶对光具有各向异性 29．关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是（　　） A．晶体和液晶的性质是完全相同的 B．液晶就是液体，具有液体的所有性质 C．液晶是介于晶体与液体之间的一种物质状态 D．液晶具有液体的流动性，具有非晶体的各向同性 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $