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

**基本信息** 分层清晰，从基础概念到综合应用再到定量分析，构建“物理观念→科学思维→科学探究”的巩固路径，适配新授课差异化教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|晶体与非晶体的区别、导电性、折射率等基础概念|以选择为主，结合生活实例（如宝石折光仪、石墨导电性），强化物质观念| |B层|熔化图像分析、布朗运动、同素异形体结构差异|多选与图像题结合（如熔化图像判断内能），培养科学推理能力| |C层|比热容计算、微观结构与性质关系|含计算题（能量吸收与比热容）和论述题（晶体性质根本原因），深化科学探究与论证|

2.4 固体 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．如图甲所示，宝石折光仪是用来测量宝石折射率的仪器。折光仪的基本原理如图乙，把待测宝石紧密贴放在半球棱镜上，标准光源发出黄光，射向半球棱镜球心。通过棱镜射向被测宝石的光，当入射角小于全反射临界角的光线会折射进宝石，观测目镜上表现为暗域；当入射角大于临界角的光线全反射回棱镜，观测目镜上表现为亮域。亮暗域的分界线相当于该临界角的位置，目镜下安装有一个标尺，刻有与此临界角相对应的折射率值。下列说法正确的是（　　） A．宝石对黄光的折射率大于棱镜对黄光的折射率 B．换用白光光源，测量宝石折射率的准确度会更高 C．换用紫光光源，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的下方 D．把宝石的另一个侧面与棱镜接触，测得宝石的折射率与之前不同，说明宝石是多晶体 2．某固体材料表现出显著的导电性，但沿不同方向电阻率差异较大。该材料可能是（　　） A．石墨 B．金属 C．玻璃 D．塑料 3．（多选）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（　　） 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 4．（多选）下列相关说法正确的是（　　） A．制作LED灯的核心材料是半导体材料 B．制作手机中央处理器的材料是半导体材料 C．石墨烯是一种纳米材料，可由多种元素组成 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．为什么晶体有规则的几何外形？ 6．金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这是为什么？ B层 7．甲、乙两种固体熔化过程中温度随时间变化的图像如图，下列说法，正确的是（　　） A．甲、乙都是单晶体 B．过程中甲的内能不变 C．过程中乙的内能不变 D．时刻甲、乙两种物质分子的平均动能相同 8．（多选）下列说法正确的是（　　） A．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子撞击微粒而引起的 B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 C．温度高的物体一定比温度低的物体内能大 D．物体的温度越高，其分子的平均动能一定越大 9．观察对比图中金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯的微观结构，判断下列几种说法的正误，并说明原因。 （1）它们的物理性质有很大的差异。 （2）金刚石是单晶体，富勒烯是多晶体。 （3）它们是同一元素构成，只是内部微粒的排列不同。 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）下列说法正确的是（　　） A．味精是晶体，一定有固定熔点 B．一块固体，若是各个方向导热性能相同，则这个固体一定是非晶体 C．一块固体，若有确定的熔点，则该固体必定为晶体 D．一块铁虽然是各向同性的，但它是晶体 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？ 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 C A CD ABD D AD C ACD 1．C 【详解】A．根据题意可知，黄光从半球棱镜射入宝石能够发生全反射，即半球棱镜相对于宝石是光密介质，可知，棱镜对黄光的折射率大于宝石对黄光的折射率，故A错误； B．换用白光光源，由于白光是由多种单色光复合而成，不同种单色光的折射率不相同，当入射角一定时，有些能够发生全反射，有些不能够发生全反射，则观测目镜上各种单色光显现的亮暗区域不相同，测量宝石折射率的准确度会更低，故B错误； C．紫光的折射率大于黄光的折射率，则紫光对应的临界角小于黄光的临界角。可知，换用紫光光源，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的下方，故C正确； D．把宝石的另一个侧面与棱镜接触，测得宝石的折射率与之前不同，即宝石具有各向异性，说明宝石是单晶体，故D错误。 故选C。 2．A 【详解】A．石墨为层状结构，层内导电性强，层间导电性弱，电阻率呈现显著各向异性，故A符合题意； B．金属导电性良好，但晶体结构各向同性，电阻率差异小，故B不符合题意； C．玻璃常温下为绝缘体，导电性差，故C不符合题意； D．塑料为绝缘体，几乎不导电，故D不符合题意。 故选A。 3．CD 【详解】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。 故选CD。 4．ABD 【详解】A．LED灯是发光二极管，核心材料是半导体材料，故A正确； B．制作手机中央处理器的材料是半导体材料，故B正确； 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，故C错误； 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，故D正确。 故选ABD。 5．见解析 【详解】由于晶体中的物质微粒在空间是按一定规则排列的，微粒只在一定平衡位置做微小振动，所以晶体有规则的几何外形。 6．见解析 【详解】是由于它的微粒按照不同规则在空间排列分布。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，原子间的作用力弱，所以石墨的硬度小。 7．D 【详解】A．晶体（单晶体、多晶体）有固定熔点，非晶体没有固定熔点。由图可知，甲没有固定熔点，是非晶体，乙有固定熔点是晶体，A错误； B．0~t₂过程中甲持续吸热，温度升高，内能增大，B错误； C．t₁~t₂过程中乙虽然温度不变，但持续吸热，内能不断增大，C错误； D．温度是分子平均动能的标志，t₂时刻甲、乙温度相同，因此二者分子平均动能相同，D正确。 故选 D。 8．AD 【详解】A．液体中悬浮微粒的布朗运动是无规则运动的液体分子撞击微粒而引起的。故A正确； B．单晶体有固定的熔点，多晶体也有固定的熔点。故B错误； C．内能是指所有分子的动能与势能之和，温度高的物体不一定比温度低的物体内能大。故C错误； D．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，故分子的平均动能越大。故D正确。 故选AD。 9．（1）正确，见解析；（2）错误，见解析；（3）正确，见解析 【详解】（1）它们是同素异形体，由于结构不同，彼此间物理性质有差异，故正确； （2）由金刚石和富勒烯的排列规则知它们都是单晶体，故错误； （3）金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯它们是同素异形体，即由相同元素碳C组成，不同形态的单质，它们是同一元素构成，只是内部微粒的排列不同，故正确。 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．ACD 【详解】A．味精（谷氨酸钠）是晶体，晶体有固定熔点，故A正确； B．多晶体和非晶体均有各向同性，故B错误； C．有确定熔点的固体必定是晶体，因为非晶体无固定熔点，故C正确； D．铁是多晶体，表现为各向同性，故D正确。 故选ACD。 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 $