内容正文:
第二章 固体、液体和气体
1 固体和固体材料
基础过关练
题组一 晶体和非晶体
1.(2024四川攀枝花期末)下列物质不属于晶体的是( )
A.金刚石 B.玻璃 C.明矾 D.雪花
2.(多选题)(2024山东枣庄期末)下列关于晶体和非晶体的说法正确的是( )
A.具有规则几何形状的固体都是晶体
B.具有确定熔点的固体都是晶体
C.晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化
D.某固体在导热方面具有各向同性,一定是非晶体
3.(2024江苏扬州中学期中)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,其分子以一定的规则有序排列。下列说法中正确的是( )
A.黑磷是非晶体材料
B.黑磷熔化过程中温度保持不变
C.黑磷中每个分子都是固定不动的
D.黑磷的各种物理性质均为各向同性
4.(2024河南驻马店期末)有的物质在不同方向上的性能不同,如热传导性、导电性、透光率、弹性强度等,这种特点广泛应用于太阳能电池、半导体元件、电力传输、航空航天等。那么,具有这种在不同方向上性能不同特性的物质( )
A.可能是多晶体 B.一定是多晶体
C.一定是单晶体 D.可能是非晶体
5.(经典题)(多选题)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡,用烧热的针接触其上一点,蜡熔化的范围如图所示,而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示,以下说法正确的是( )
甲 乙
丙 丁
A.甲、乙为非晶体,丙是晶体
B.甲、乙为晶体,丙是非晶体
C.甲可能为多晶体,乙为非晶体,丙为单晶体
D.甲、丙有确定的熔点,乙无确定的熔点
题组二 晶体的微观结构
6.(多选题)关于晶体和非晶体,下列说法中正确的是 ( )
A.同种物质不可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态
B.晶体中原子(或分子、离子)都按照一定规则排列,具有空间上的周期性
C.单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质
D.有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体
7.(2025河南开学考试)“嫦娥六号”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,其受压时不同表面会产生不同的压电效应(即由压力产生电荷的现象)。如图所示,则下列说法正确的是( )
A.石英是非晶体
B.石英没有确定的熔点
C.石英内部分子按照一定的规律排列,具有空间上的周期性
D.其导热性在不同表面也一定不同
8.(2024江苏南通期中)如图所示,烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面某点,熔化的蜂蜡呈椭圆形。则下列说法正确的是( )
A.针尖接触的是云母片背面的P点
B.云母片沿OP、OQ两个方向的导热性能相同
C.云母片内部沿x、y方向单位长度内的分子数相同
D.云母片内部沿任一方向单位长度内的分子数不同
9.(经典题)(多选题)(2025陕西西安一中学科素养诊断)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( )
甲 乙
丙 丁
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.图乙为金刚石中碳原子形成的一种紧密结构,相互之间的作用力很强,所以金刚石十分坚硬,可制造玻璃刀和钻头
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,当雪融化成水后,水也是晶体
题组三 液晶
10.(2024江苏宿迁期中)液晶在现代生活中扮演着重要角色,广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中。下列四幅图是液晶态分子排列图的是( )
A B
C D
11.关于液晶,下列说法中正确的是( )
A.液晶是液体和晶体的混合物
B.电子手表中的液晶在外加电压的影响下,能够发光
C.所有物质都具有液晶态
D.笔记本电脑的彩色显示器,是因为在液晶中掺入了少量多色性染料,液晶中电场强度不同时,它对不同色光的吸收强度不一样,所以显示出各种颜色
题组四 半导体材料与纳米材料
12.(多选题)关于半导体材料和纳米材料,下列相关说法正确的是( )
A.制作手机中央处理器的材料是半导体材料
B.所有的晶体管和集成电路都是由硅材料制成的
C.石墨烯是一种纳米材料,它的物质组成只有碳这一种元素
D.同种物质,当它以纳米材料的形态出现时,其物理性质可能会有很大的不同
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B
2.BC
3.B
4.C
5.CD
6.BD
7.C
8.B
9.BD
10.B
11.D
12.ACD
1.B 分子整齐规则排列的固体叫作晶体,常见的晶体有雪花、石英、云母、金刚石、食盐、明矾等;分子杂乱无章排列的固体叫作非晶体,非晶体在熔化吸热时,温度不断地升高,常见的非晶体有石蜡、玻璃、沥青、松香、橡胶等。故选B。
2.BC 具有天然的规则几何形状的固体才一定是晶体,A错误;具有确定熔点的固体都是晶体,B正确;晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化,例如天然石英是晶体,熔化后形成的玻璃是非晶体,C正确;某固体在导热方面具有各向同性,可能是非晶体,也可能是晶体,D错误。故选B、C。
导师点睛
(1)晶体与非晶体的性质需记牢,熔点是区分二者的重要标志;
(2)理解单晶体的各向异性,注意并不是单晶体的所有物理性质都是各向异性,只是个别物理性质具有各向异性,比如云母的导电性、液晶的光学特性等。
3.B 由题图可知,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错误,B正确;组成物质的分子总是在做无规则热运动,故C错误;黑磷为单晶体,它的某些物理性质表现为各向异性,故D错误。
4.C 单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性,具有这种在不同方向上性能不同特性的物质一定是单晶体。故选C。
导师点睛
正确理解单晶体的各向异性
(1)在物理性质上,单晶体具有各向异性,而非晶体则是各向同性的。
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导热性能、导电性能、光学性质等。
(2)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。
5.CD 由题图可知,在导热性上甲、乙表现为各向同性,丙表现为各向异性,由题图丁可知,甲、丙有确定的熔点,乙无确定的熔点,所以甲、丙为晶体,乙为非晶体,其中甲可能为多晶体,丙为单晶体,故C、D正确。
6.BD 同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些非晶体在适当的条件下可以转化为晶体,选项A错误,D正确;各种晶体中原子(或分子、离子)的排列有规则,在空间上有周期性,选项B正确;单晶体具有各向异性,多晶体具有各向同性,选项C错误。
易混易错
多晶体是由许多单晶体(晶粒)杂乱无章地组合而成的,单晶体具有各向异性的物理性质和确定、规则的几何形状,多晶体没有确定、规则的几何形状,也不显示各向异性。
7.C 晶体有确定的熔点,石英是单晶体,有确定的熔点,故A、B错误;组成晶体的微粒,按照一定的规律排列,具有空间上的周期性,故C正确;由题意知,石英晶体的压电效应具有各向异性,但导热性不一定具有各向异性,故D错误。故选C。
8.B 用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面某点,熔化的蜂蜡呈椭圆形,是由于云母片的导热性具有各向异性,说明云母片是晶体。针尖接触的是云母片背面的O点,A错误;云母片沿OP、OQ两个方向的导热性能相同,B正确;云母片内部沿x、y方向单位长度内的分子数不同,C错误;云母片内部沿某一方向单位长度内的分子数可能相同,D错误。故选B。
9.BD 题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,A正确,不符合题意;题图乙为石墨的微观结构,B错误,符合题意;题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;题图丁为雪花的微观结构,雪花有规则的几何形状,是晶体,当雪融化成水后,具有流动性,是液体而不是固体,D错误,符合题意。
10.B 液晶在某个方向上看,其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无章的,选项A、D中分子排列非常有序,不符合液晶分子的排列规律,故A、D错误;选项B中分子排列比较整齐,但从另外一个角度看具有无序性,符合液晶分子的排列规律,故B正确;选项C中,分子排列是完全无序的,不符合液晶分子的排列规律,故C错误。
11.D 液晶是介于固态和液态之间的状态,并不是液体和晶体的混合物,A错误;当液晶加上电压时,液晶分子排列变得有序,使光线容易通过,没有外加电压时排列混乱,阻止光线通过,所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,并不是因为液晶在一定条件下发光,B错误;人们熟悉的物质状态为气态、液态、固态,较为陌生的是电浆(等离子体)和液晶,并不是所有物质都具有液晶态,C错误;笔记本电脑的彩色显示器,是因为在液晶中掺入了少量多色性染料,当液晶中电场强度不同时,对不同色光的吸收强度不一样,所以电脑的显示器显示出各种颜色,D正确。
12.ACD 制作手机中央处理器的材料是半导体材料,A正确;制作晶体管和集成电路的主要材料是硅和砷化镓,B错误;石墨烯是一种纳米材料,它是由碳这一种元素组成的,C正确;同种物质,当它以纳米材料的形态出现时,其物理性质可能会有很大的不同,D正确。
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