人教版高中物理精讲精练-选择性必修32.4 固体 原卷版

2.4固体

【考点归纳】

考点一：晶体和非晶体考点二：晶体的微观结构

考点三：各向异性考点四：固体的综合问题

【知识归纳】

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”)．

(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．

技巧归纳一：单晶体、多晶体及非晶体的异同比较

宏观表现

分类微观结构

外形物理性质

组成晶体的物质微粒

单

(原子、分子、离子)在有天然、规则各向

晶

空间按一定规则排列—的几何形状异性

体

晶体—空间点阵有确定的熔点

多没有天然、规

由无数的晶体微粒(小各向

晶则的几何形

晶粒)无规则排列组成同性

体状

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

技巧归纳二.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．

技巧归纳三：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．

【题型归纳】

题型一：晶体和非晶体

1．（23-24高三上·江苏南通·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

2．（23-24高三上·宁夏中卫）关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（）

A．可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体

B．一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体

C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单晶体

D．一块固体，若其各个方向的导热性相同，则这块固体一定是多晶体

3．（22-23高二下·江苏徐州·期中）关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（）

A．天上飘下的雪花是晶体

B．晶体和非晶体都有固定的熔点

C．金属没有规则外形，所以是非晶体

D．普通的玻璃可以划成正方形，所以玻璃是晶体

题型二：晶体的微观结构

4．（20-21高二下·山东枣庄·期末）随着科技的发展，国家对晶体材料的研究也越来越深入，尤其是对稀土晶体的研

究，已经走在世界的前列。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．同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现

C．单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点

D．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

5．（20-21高三下·江苏徐州·阶段练习）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3×10-9m

C．石墨烯碳原子间只存在分子引力

D．石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变

6．（19-20高二·全国·课时练习）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

墨烯材料方面的卓越研究。他们通过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，最终寻

找到了厚度只有0.34nm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，下列说法正确的是（）

A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体B．石墨是单质，石墨烯是化合物

C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体D．通过物理变化的方法无法获得石墨烯

题型三：各向异性

7．（22-23高二下·上海徐汇·期中）以下哪种现象不能判断该材料为晶体（）

A．这种材料沿不同方向的热胀冷缩的性质不同B．这种材料沿不同方向的热传导快慢不同

C．这种材料沿不同方向的导电性能不同D．这种材料沿不同方向的长度不同

8．（21-22高二下·江苏徐州·期中）江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地，有着“世界水晶之都”的美誉。天然的

水晶具有规则的几何外形，如图所示。关于天然水晶，下列说法正确的是（）

A．具有规则的几何外形，但是没有固定的熔点B．微观粒子的空间排列不规则

C．在熔化过程中分子平均动能不变D．在光学性质上表现为各向同性

9．（2021高三·全国·）甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄

片石蜡涂层的背面，接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图所示形状，对这两种薄片，下列说法中正确的是（）

A．甲的熔点一定高于乙的熔点B．甲一定是晶体

C．乙一定是晶体D．乙一定是非晶体

题型四：固体的综合问题

10．（22-23高二下·重庆渝中·期末）在甲、乙、丙三块固体薄片上涂上蜡，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。而三块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．甲一定是非晶体B．乙可能是金属薄片

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

11．（22-23高二下·江苏南通·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

12．（22-23高二下·贵州黔东南·阶段练习）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”

【课堂过关精练】

一、单选题

13．（22-23高二下·山东聊城）如图所示，折线abcd是某种固体物质在一定压强下的熔化过程特征图，其中纵坐标

表示热力学温度T，横坐标表示时间t，则下列说法正确的是（）

A．ab段表示液态，bc段表示固液共存状态，cd段表示固态

B．该固体物质一定是单晶体

C．a到b过程中，物质中每个分子的速率都增大

D．b到c过程中，物质分子的平均动能不变，分子势能增大

14．（22-23高二下·山东菏泽·阶段练习）关于晶体和非晶体的说法，正确的是（）

A．所有的晶体都表现为各向异性

B．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

C．晶体和非晶体在任何条件下都不可以相互转化

D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点

15．（22-23高二下·湖北·阶段练习）关于下列各图，说法正确的是（）

A．图甲中，布朗运动是液体分子的无规则运动

B．图乙中，当分子间距离为r0时，分子势能最小

C．图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图

D．图丁中，实验现象说明薄板材料一定是非晶体

16．（22-23高二下·河南洛阳·阶段练习）关于晶体，下列说法正确的是（）

A．晶体熔化过程中，分子平均动能不变

B．大颗粒的盐是单晶体，磨成了细盐后是多晶体

C．所有晶体都有固定的熔点，其光学性质具有各向同性

D．因为石英是晶体，所以用石英制成的玻璃也一定是晶体

17．（22-23高二下·辽宁·期中）如图所示为铝－锂－锰合金的显微图样，从图中可以看到，金属是有很多细小的晶

粒组成。下列关于金属的说法正确的有（）

A．没有固定的熔点B．天然具有规则的几何形状

C．小晶粒的取向杂乱无章D．沿不同方向的导热性能不同

18．（22-23高二下·陕西咸阳·期中）在图甲、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

围如图甲、乙、丙所示，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．甲为单晶体B．乙为非晶体

C．丙为多晶体D．甲、丙为非晶体，乙为晶体

19．（22-23高二下·上海宝山·期中）下列关于晶体和非晶体的说法正确的是（）

A．晶体一定表现出各向异性，非晶体一定表现出各向同性

B．液晶的光学性质具有各向同性

C．非晶体内部的原子排列具有规律性

D．非晶体无固定的熔点

20．（22-23高三上·江苏·期末）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

【高分突破精练】

一、单选题

21．（21-22高二下·全国·课时练习）对下列几种固体物质的认识，不正确的有（）

A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体

C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不相同

22．（20-21高二下·广东深圳·期中）下列说法正确的是（）

A．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点

B．一切晶体的光学和力学性质都是各向异性的

C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性

D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体

二、多选题

23．（22-23高二下·全国·课时练习）固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示

温度T。下列判断正确的有（）

A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体

B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形

C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性

D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同

24．（22-23高二下·全国·课时练习）2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们

在石墨烯材料方面的卓越研究。他们通过透明胶带对石墨进行反复地粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终

寻找到了厚度只有0.34nm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，下列说法中正确的是（）

A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体

B．石墨是单质，石墨烯是化合物

C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体

D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的

25．（22-23高二下·新疆·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

26．（22-23高二下·湖北·阶段练习）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

27．（22-23高二下·重庆渝中·期中）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，形状不规则的固体一定是非晶体

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

28．（21-22高二下·全国·课时练习）大自然之中存在许多绚丽夺目的晶体，这些晶体不仅美丽，而且由于化学成分

和结构各不相同而呈现出千姿百态；高贵如钻石，平凡如雪花，都是由无数原子严谨而有序地组成的；关于晶体与

非晶体，正确的说法是（）

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．多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状

C．晶体沿不同的方向的导热或导电性能相同，沿不同方向的光学性质也一定相同

D．单晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点

29．（21-22高二下·内蒙古通辽·期末）关于晶体和非晶体的说法，正确的是（）

A．所有的晶体都表现为各向异性

B．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

C．晶体和非晶体在适当条件下可相互转化

D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点

三、填空题

30．（2021·河北·一模）将蜂蜡分别薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上，用加热到相同温度的相同缝衣针针尖分别

接触未涂抹面，不移动，玻璃片和云母片上的蜂蜡熔化区的形状（填“相同”或“不相同”），将云母片碾

成粉末，则云母片与云母粉末的晶体结构（填“相同”或“不相同”）。

31．（2021高三·江苏·专题练习）根据固体不同的性质将它们分为晶体与非晶体，如果某固体对某个物理量呈现各

向异性，则它一定是；谚语“水缸穿裙子，老天要下雨”指的是盛水的水缸外表面，水面所在的位置往下出现

了一层小水珠。形成小水珠时，水液化的速度（选填“大于”“等于”或“小于”)水蒸发的速度。

32．（19-20高二下·山东枣庄·期中）在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范

围如图（a）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（b）所示，则乙是，

丙是（填“多晶体”单晶体“非晶体”）。

33．（2020·全国·一模）物质的气态、液态和固态在一定条件下可以相互转变。在相互转变的过程中会发生能量交换。

晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来破坏空间点阵，分子势能(填“增加”“减少”或“保持不变”)，分子平均

动能(填“增加”“减少”或“保持不变”)。所以，晶体有固定的熔点。非晶体