人教高中物理同步讲义练习选择性必修三2.4固体（解析版）

2.4固体知识点一、晶体和非晶体1．固体可以分为晶体和非晶体两类．晶体又可以分为单晶体与多晶体．2．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体．3．非晶体(1)没有(填“有”或“没有”)规则的外形．(2)物理性质：a.没有(填“有”或“没有”)确定的熔化温度；b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”)．4．晶体(1)单晶体：①有(填“有”或“没有”)天然的规则的几何形状②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点；b．导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性(填“异性”或“同性”)．玻璃（各向同性）云母（各向异性）(2)多晶体：①没有(填“有”或“没有”)规则的几何形状②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点；b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”)知识点二、晶体的微观结构1．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性．2．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如碳原子按不同的空间分布排列可形成石墨和金刚石．3．同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体．单晶体、多晶体及非晶体的异同比较分类微观结构宏观表现外形物理性质晶体单晶体组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵有天然、规则的几何形状各向异性有确定的熔点多晶体由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成没有天然、规则的几何形状各向同性非晶体内部物质微粒是无规则排列的没有确定的熔化温度对单晶体的各向异性的理解(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能时，测试结果不同．通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．(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，举例如下：①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．②方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．对晶体的微观解释(1)对单晶体各向异性的解释图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况．在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同．线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少．因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同．(2)对晶体具有确定熔点的解释晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化．（2023秋•南通期中）2023年10月3日，我国发现的“铌包头矿”获得国际矿物协会新矿物命名。铌包头矿是一种富含Ba、Nb、Ti、Fe、Cl的硅酸盐矿物，微观结构如图。则“铌包头矿”颗粒（）A．是非晶体 B．有固定的熔点 C．没有规则的外形 D．各向性质均相同【解答】解：由图可知，该颗粒属于晶体，其有规则的外形，且有固定的熔点，表现为各向异性。故ACD错误，B正确。故选：B。（2023•盐城一模）如图所示，方解石形成的双折射现象实验的照片，下列关于方解石的说法正确的是（）A．是非晶体 B．具有固定的熔点 C．所有的物理性质都是各向异性 D．是由许多单晶体杂乱无章排列组成的【解答】解：AB．双折射现象是光学各向异性的表现，依题意，说明方解石是晶体，具有固定的熔点，故A错误，B正确；CD．单晶体具有规则的几何形状、各向异性和一定的熔点等性质；而多晶体是由许多小的晶体杂乱无章地排列在一起组成的，使得多晶体不再具有规则的几何外形，而且也看不出各向异性的特点，故CD错误。故选：B。（2023秋•黄浦区校级月考）一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品，长AB是宽AD的2倍，如图所示。如果用多用电表的欧姆挡沿O1O1′和O2O2′两个方向测量，阻值均为R，则这块样品可能是（）A．单晶体 B．多晶体 C．非晶体 D．普通金属【解答】解：沿O1O1'和O2O2'两对称轴测长方体所得阻值相等，根据电阻定律R=ρlS可知该物质沿O1O1'和O2O2'方向电阻率不同，即表现出各向异性的物理性质，所以为单晶体，故A故选：A。（2023•凉州区开学）关于材料和技术的应用，下列说法中不正确的是（）A．汽车轮胎利用了橡胶材料弹性好的特点 B．制作集成电路芯片所使用的晶圆属于半导体材料 C．用密度小、强度高的铝合金材料制作飞机蒙皮 D．岩棉保温板利用了岩棉导热性好的特点【解答】解：A、汽车轮胎利用了橡胶材料弹性好的特点，故A正确；B、制作集成电路芯片所使用的晶圆属于半导体材料，故B正确；C、用密度小、强度高的铝合金材料制作飞机蒙皮，故C正确；D、岩棉保温板利用了岩棉绝热性好的特点，故D错误。本题选择说法中不正确的故选：D。（2023春•河池期末）固体是物质的一种聚集状态，与液体和气体相比固体有比较固定的体积和形状，质地比较坚硬。关于固体，下列说法正确的是（）A．食盐、玻璃和水晶都是晶体，非晶体和单晶体都没有确定的几何形状 B．固体可以分为单晶体和多晶体，多晶体没有确定的几何形状 C．布朗运动是固体分子无规则热运动的反映 D．晶体具有各向异性，组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵”【解答】解：A.食盐和水晶都是晶体，玻璃是非晶体，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状，单晶体具有确定的几何形状，故A错误；B.固体可以分为单晶体和多晶体，多晶体没有确定的几何形状，单晶体具有确定的几何形状故B正确；C.布朗运动是悬浮在液体中的颗粒受到液体分子撞击受力不平衡而做的无规则运动，是液体分子无规则运动的反映，故C错误；D.单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，组成晶体的物质微粒在空间整齐排列成“空间点阵”，故D错误。故选：B。（2023春•宿迁期末）碳纳米管是管状的纳米级石墨。关于碳纳米管，下列说法正确的是（）A．碳原子之间的化学键属于强相互作用 B．碳纳米管具有固定的熔点 C．碳纳米管的所有物理性质都是各向异性 D．碳纳米管上所有的碳原子都是静止不动的【解答】解：A．碳原子之间的化学键属于电磁相互作用，故A错误；B．碳纳米管是管状的纳米级石墨是晶体，有固定的熔点，故B正确；C．碳纳米管的部分物理性质具有各向异性，并非所有物理性质都是各向异性，故C错误；D．碳纳米管上所有的碳原子并不是静止不动的，由分子动理论可知它们在不停地振动，故D错误。故选：B。（2023春•南通期末）小华为了检验一块薄片是否为晶体，他以薄片中央O点为圆心，画出一个圆，A、B为圆上两点，将一个针状热源放在O点，如图所示。（）A．若A、B两点的温度变化不同，则薄片一定为晶体 B．若A、B两点的温度变化不同，则薄片一定为非晶体 C．若A、B两点的温度变化相同，则薄片一定为晶体 D．若A、B两点的温度变化相同，则薄片一定为非晶体【解答】解：单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各项同性的特点。若A、B两点的温度变化相同，则薄片可能是非晶体，也可能是多晶体，若A、B两点的温度变化不同，则薄片一定是单晶体，故A正确，BCD错误。故选：A。（2023春•江宁区期末）随着科技的发展，国家对物质的研究也越来越深入。关于物质结构和组成，下列说法正确的是（）A．扩散现象只在气体或液体中出现，不能在固体中出现 B．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 C．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 D．摔碎的陶瓷片不能拼在一起，是由于分子间的斥力大于引力【解答】解：A、扩散现象在固体、液体、气体中均能发生，故A错误；B、晶体具有固定的熔点，晶体在熔化过程中，温度保持不变，但是晶体要继续吸收热量，因此晶体的内能要增大，故B错误；C、晶体与非晶体的主要区别是晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故C正确；D、摔碎的陶瓷片不能拼在一切，因为分子间距大，分子力很小，几乎为零的缘故，故D错误。故选：C。（2023春•新乐市校级月考）2020年，“嫦娥五号”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，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷“压电效应”。如图所示，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著。石英晶体（）A．没有确定的熔点 B．没有确定的几何形状 C．具有各向同性的压电效应 D．具有各向异性的压电效应【解答】解：AB、晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，石英是单晶体，有确定的熔点，有确定的几何形状，故AB错误；CD、由题意知，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著，其他方向不明显，故具有各向异性的压电效应，故C错误，D正确。故选：D。（多选）（2023春•孝感期末）“千树万树梨花开”，晶莹剔透的雪花是种晶体，下列关于晶体的说法正确的是（）A．多晶体都有天然的、规则的几何形状 B．晶体都有确定的熔点 C．单晶体都显示各向异性 D．非晶体都可以转化为晶体【解答】解AC．单晶体具有各向异性，具有规则的几何形状，但是多晶体和非晶体具有各向同性，不具有规则的几何形状，故A错误，C正确；B．晶体和非晶体的区别就是晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B正确；D．在一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，但是并不是所有的非晶体都能转化为晶体，故D错误。故选：BC。（多选）（2023春•鞍山期末）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（）A．物理性质表现为各向同性的固体可能是晶体也有可能是非晶体 B．晶体一般都具有规则的几何形状，形状不规则的固定一定是非晶体 C．液晶材料会呈现光学各向异性，因此液晶也是一种晶体 D．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化【解答】解：A、物理性质表现为各向同性的固体既有可能是非晶体，也有可能是多晶体，故A正确；B、多晶体一般形状不规则，但仍然是晶体，故B错误；C、液晶材料会呈现光学各向异性，但是液晶既不属于晶体也不属于非晶体，故C错误；D、天然石英是晶体，熔化后形成的玻璃是非晶体，说明晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，故D正确。故选：AD。（多选）（2023春•浦东新区校级期末）在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其背面一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示。而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，则下列说法中正确的是（）A．甲是非晶体 B．乙不可能是金属薄片 C．丙在一定条件下可能转化成乙 D．丙熔化过程中，温度不变，则内能不变【解答】解：A．甲丙具有确定的熔点，且丙表现出导热的各向异性，则丙一定是单晶体，甲可能是多晶体或者在导热性上不具各向异性的单晶体，故A错误；B．乙不具备确定的熔点，故乙为非晶体，而金属块是多晶体，故B正确；C．物质是晶体还是非晶体不是绝对的，晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，故C正确；D．晶体在熔化过程中，温度不变，分子平均动能不变，但是要吸收热量，所以分子势能增加，内能增大，故D错误。故选：BC。（2022春•南充期末）2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料研究方面取得的卓越成就。他们利用透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，得到了厚度只有0.34mm的石墨烯，是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，石墨烯属于（）A．离子晶体 B．原子晶体 C．金属晶体 D．分子晶体【解答】解：由分子构成的物质为分子晶体，分子之间以范德华力（分子间作用力）结合；原子通过共价键结合成的晶体叫原子晶体；离子晶体是离子通过静电作用形成的晶体叫离子晶体；金属原子释放出自由电子，然后共用，形成的晶体叫金属晶体；则石墨烯属于原子晶体。故ACD错误，B正确。故选：B。（2022春•宿城区校级月考）下列说法错误的是（）A．晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的 B．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构 C．凡各向同性的物质一定是非晶体 D．某些晶体在一定条件下是可以转化为非晶体【解答】解：A、单晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的，故A正确；B、有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构，故B正确；C、多晶体也具有各向同性，各向异性的物质可能是非晶体，也可能是多晶体，故C错误；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变为晶体，例如天然石英是晶体，熔化后再冷却的石英却是非晶体；把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故D正确。本题选错误的