2.4 固体 分层作业-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

2.4 固体 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．下列说法正确的是（　　） A．诗人王安石笔下“遥知不是雪，为有暗香来”，“暗香”说明花粉在做布朗运动 B．的冰熔化成的水温度不变，每个水分子的动能都保持不变，一定质量的水结成冰后体积膨胀，分子间距离变大，分子势能随之增大 C．用打气筒快速给自行车轮胎打气，越往后越费劲，说明分子间斥力越来越大 D．用烧热的针尖接触表面涂有蜂蜡层的云母片，蜂蜡层形成了椭圆形的熔化区域，说明云母片的导热性存在各向异性 2．石墨烯中碳原子呈单层六边形结构。南京大学的科学家将多层石墨烯叠加，得到了一种结构规则的新材料，其中层与层间距约为六边形边长的两倍。则（　　） A．新材料属于晶体 B．新材料没有固定的熔点 C．低温下新材料中碳原子停止运动 D．层间相邻碳原子间作用力表现为斥力 3.（多选）下列四幅图中对应的说法正确的是（　　） A．甲图中峰值大的曲线（虚线）对应的气体温度较高，即 B．乙图中点位置对应的分子力最小，分子势能也最小 C．丙图中的实验现象说明薄板在导热性能上具有各向同性 D．丁图中微粒越小，受到液体分子的撞击越不容易平衡，布朗运动越明显 4．（多选）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 5．把熔化了的蜂蜡薄薄地涂在薄玻璃片上。把一支缝衣针烧热，然后用针尖接触蜂蜡层的背面，不要移动，观察蜂蜡熔化区域的形状（如图甲所示）。把玻璃片换成单层云母片，再做以上实验（如图乙所示）。在玻璃片上和云母片上，蜂蜡熔化区域形状的不同说明了什么？    6．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？ B层 7．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　） A．所有的晶体的物理性质都表现为各向异性 B．晶体在合适的条件下可以转变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体 C．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 D．所有的晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点 8．（多选）下列说法正确的是（　　） A．只要是具有各向异性的物体必定是晶体 B．只要是具有固定的熔点的物体必定是晶体 C．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同 D．晶体的内部结构具有规则性 9．关于晶体和非晶体，判断下列说法是否正确，并简述理由。 （1）铜可以制成各种粗细的铜丝，也可以制成各种形状的铜块，所以铜是非晶体。 （2）雪花有规则的几何形状，所以是晶体；冰块没有规则的几何形状，所以是非晶体。 （3）石英玻璃和天然水晶的化学成分都是二氧化硅，所以它们都是晶体。 （4）石墨和金刚石都是由碳原子组成的，虽然结构不同，但都是晶体。 C层 10．用电阻丝加热某种物质，得到如图所示的熔化图像。电阻丝的发热功率为P，放出的热量有60%被该物质吸收，该物质的质量为m，则这种物质比热容的大小为（假设这种物质固态和液体的比热容相同）（　　） A．大于 B．等于 C．小于 D．等于 11．（多选）关于四幅图片中的信息，下列说法正确的是（　　） A．甲图中薄板一定是非晶体 B．乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且 C．丙图说明了微粒分子做无规则运动 D．丁图中分子间距为时，分子力为零 12．单晶体具有规则的几何外形，物理性质方面表现为各向异性，而非晶体没有规则的几何外形，并且物理性质方面表现为各向同性。产生这些不同的根本原因是什么呢？如图为金刚石和石墨的结构图示，金刚石和石墨都是由碳原子组成的，为什么金刚石很坚硬，而石墨却很软呢？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 D A CD ACD D ABD C BD 1．D 【详解】A．“暗香”是梅花香气分子的扩散现象，故A错误； B．温度不变时，分子平均动能不变，但每个分子的动能因热运动而随机变化，并非都保持不变；水结冰时体积膨胀，分子间距离增大，但由于形成了更稳定的晶体结构并释放热量，系统的‌分子势能是减小的‌，故B错误； C．打气筒打气费劲是因轮胎内气体压强增大，需克服更大压力做功，气体分子间距大，斥力作用可忽略，并非分子间斥力增大，故C错误； D．蜂蜡熔化区域呈椭圆形，表明热量沿不同方向传导速率不同，说明云母片（晶体）的导热性存在各向异性，故D正确。 故选D。 2．A 【详解】A．晶体具有规则的空间结构，题目明确新材料“结构规则”，因此属于晶体，故A正确。 B．新材料为晶体，有固定的熔点，故B错误。 C．根据分子动理论，原子永不停息做无规则运动，低温时动能减小但不会停止，故C错误。 D．分子间作用力在间距较大时（超过平衡距离）表现为引力，层间距为六边形边长的两倍（较大），故作用力为引力，故D错误。 故选A。 3．CD 【详解】A．在气体分子速率分布图像中，温度越高，分子的平均速率越大，速率大的分子所占比例越高，图像的峰值越向右移动且越矮。甲图中实线对应的气体温度较高，即，故A错误； B．乙图中点位置对应的分子力表现为引力最大，分子势能不是最小，图中C点位置对应分子力最小为零，分子势能最小，故B错误； C．丙图中用高温针尖加热薄板上的蜂蜡熔化成圆形，这表明薄板在导热性能上具有各向同性，说明薄板是非晶体或者多晶体，故C正确 D．丁图中布朗运动是由于液体分子对微粒的撞击不平衡引起的，微粒越小，受到液体分子的撞击越不容易平衡，布朗运动越明显，故D正确。 故选CD。 4．ACD 【详解】A.制作手机中央处理器的材料是半导体材料，A正确； B.制作晶体管和集成电路的主要材料是硅和砷化镓，B错误； C.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； 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，D正确。 故选：ACD。 5．见解析 【详解】玻璃是非晶体，表现为各向同性，因此各个方向上导热均匀，蜂蜡熔化区域形状为圆形；云母片为单晶体，表现为各向异性，因此不同方向上导热性能不一样，最终蜂蜡熔化区域为椭圆形。 6．(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。 7．D 【详解】A．单晶体物理性质各向异性，而多晶体（如金属）表现为各向同性，故A错误； B．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化（如非晶态金属退火形成晶体），故B错误； C．多晶体（如金属）外形不规则，但内部结构仍为晶体，故C错误； D．所有晶体均有固定熔点，非晶体无固定熔点，故D正确。 故选D。 8．ABD 【详解】A．多晶体和非晶体都具有各向同性，只有单晶体具有各向异性，故A正确； B．晶体一定有固定的熔点，而非晶体无固定的熔点，故B正确； CD．组成晶体的物质微粒是有规则排列的，由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，故晶体在不同方向上的物理性质不同，故C错误，D正确。 故选ABD。 9．见解析 【详解】（1）该说法错误。晶体是指粒子排列有一定规则的固体，有明确的熔点，铜的天然几何外形是规则的，所以铜是晶体。 （2）该说法错误。雪花有规则的几何形状，所以是晶体；晶体和非晶体不是以有没有规则外形做区分，冰块是多晶体，多晶体没有规则的外形。 （3）该说法错误。天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶（石英玻璃）其内部是杂乱无章的，是非晶态的二氧化硅。 （4）该说法正确。石墨和金刚石都是由碳原子组成的，虽然结构不同，但根据石墨和金刚石的结构的特点与是否具有固定的熔点可知他们都是晶体。 10．C 【详解】根据功率公式可知，电阻丝从时刻加热到时刻的过程中，电阻丝放出的热量为 在这一段时间内，该物质温度由上升到，由于假设这种物质固态和液态的比热容相同，根据吸放热公式可知，该物质用来完成升温所吸收的热量为 观察图像可知，该物质（可判断为晶体）在熔化过程中虽然吸热，但温度不变，即它在熔化过程中还吸收了一部分热量，设为，所以该物质在这段时间内吸收的总热量为 由题意可知，电阻丝放出的热量有60%被该物质吸收，即有 将前面的公式均代入此式，可得该物质比热容为 故选C。 11．BD 【详解】A．甲图说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，A错误； B．温度越高，分子的平均速率越大，由乙图可知，温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可得，B正确； C．丙图反映了固体微粒的无规则运动，间接说明了液体分子在做无规则的热运动，不能反映微粒分子的无规则运动，C错误； D．丁图中分子间距为时分子势能最小，可知该位置为平衡位置，分子力为零，D正确。 故选BD。 12．根本原因是它们的微观结构不同。 金刚石是网状结构，原子间的作用力强，所以金刚石的硬度大。石墨是层状结构，层与层间距离较大，原子间的作用力较弱，所以石墨的硬度小。 【详解】产生这些不同的根本原因是它们的微观结构不同。 金刚石是网状结构，原子间的作用力强，所以金刚石的硬度大。石墨是层状结构，层与层间距离较大，原子间的作用力较弱，所以石墨的硬度小。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $