2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册2.4固体 同步练习 (Word版含答案)

2.4固体 精选练习2（解析版）
一、选择题
1．下列说法正确的是（　　）
A．灌入热水的水杯拧紧杯盖放置一段时间后很难打开，是因为杯内气体压强小于大气压强
B．当温度升高时，气体分子的动能都增大
C．气体的压强是由于气体受重力而产生的
D．晶体一定没有规则的几何外形
2．辨别物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是( )
A．从外形来判断
B．从各向异性或各向同性来判断
C．从导电性能来判断
D．从是否具有确定的熔点来判断
3．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）
A．凡是晶体都是各向异性
B．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体
C．一定条件下晶体可以转化成非晶体；但非晶体不能转化成晶体
D．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
4．以下说法正确的是（ ）
A．若把氢气和氧气看作理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有相等的内能
B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量
C．一滴油酸酒精溶液体积为，在水面上形成的单分子油膜面积为，则油酸分子的直径
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同
5．清华大学研究团队成功制备出世界上最长的、单根长度达半米以上的碳纳米管，并在碳纳米管耐疲劳性能研究方面取得重大突破，碳纳米管有着极高的拉伸强度（大于），单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍，远远超过其他任何材料，其熔点是已知材料中最高的，下列说法正确的是（　　）
A．碳纳米管是非晶体
B．
C．拉伸强度可用公式表示为，其中为材料拉断时所承受的最大力，为材料原始横截面积
D．若在地球与同步卫星之间搭建一座天梯，碳纳米管是最佳材料
6．多晶体与非晶体的区别在于是否具有（　　）
A．确定的熔点 B．各向异性
C．一定的硬度 D．天然规则的几何形状
7．在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由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、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、乙为晶体，丙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
8．下列叙述中错误的是（　　）
A．晶体的各向异性是由于它的微粒是按各自的规则排列着的
B．单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列
C．非晶体的内部微粒是无规则排列的
D．石墨的硬度与金刚石差很多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
9．以下说法正确的是（ ）
A．若把氢气和氧气看作理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有相等的内能
B．气体对器壁的压强就是大量气体分子单位时间作用在器壁上的平均冲量
C．一滴油酸酒精溶液体积为，在水面上形成的单分子油膜面积为，则油酸分子的直径
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同
10．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
11．下列说法正确的是（　　）
A．晶体的物理性质都具有各向异性
B．因为石英是晶体，所以用石英制成的玻璃也是晶体
C．晶体熔化过程中分子平均动能不变，因此其内能不变
D．云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间按一定的规则排列
12．晶体不同于非晶体，它具有规则的几何外形，在不同方向上物理性质不同，而且具有确定的熔点，下列哪些说法可以用来解释晶体的上述特性（　　）
A．组成晶体的物质微粒，在空间按一定的规律排成整齐的行列，构成特定的空间点阵
B．晶体在不同方向上物理性质不同，是因为不同方向上微粒数目不同，微粒间距不同
C．晶体在不同方向上物理性质不同，是由于不同方向上的物质微粒的性质不同
D．晶体在熔化时吸收热量，全部用来瓦解晶体的空间点阵，转化为分子间势能；因此，晶体在熔化过程中保持一定的温度不变；只有空间点阵完全被瓦解，晶体完全变为液体后，继续加热，温度才会升高
13．下列物质是晶体还是非晶体的判断不正确的是（　　）
A．因为石英是晶体，所以由石英制成的玻璃也是晶体
B．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
C．蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，所以它是非晶体
D．用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，说明蜂蜡是晶体
14．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ）
A．晶体有固定熔点
B．晶体和非晶体都有固定熔点
C．所有晶体都表现为各向异性
D．单晶体具有规则的几何形状
二、解答题
15．书法所用的墨条，其传统的制作方法通常是以松枝或油脂等材料不完全燃烧所产生的烟雾颗粒作为主要原料。这些烟雾能在空气中随气流袅袅升起，也会消散在空气中，其颗粒非常细小，直径30 150nm，是人类最早利用的纳米材料。纳米材料在大自然中也有很多的应用，请查阅相关资料，向同学们介绍大自然是如何巧妙应用纳米材料的。
16．为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，我国一些地区使用了“分时电（能）表”。下表是采用分时计费前、后电费价目表：
原电表计费方法 分时电表计费方法
时间范围 全天 高峰期 低谷期
6：00~22：00 22：00~次日6：00
单价(元／度) 0．48 0．50 0．30
小明家每天要用电水壶将质量为3 kg、初温为20℃的水烧开，已知气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)。求：
(1)这些水被烧开需要吸收多少热量
(2)使用分时电表后，小明家把烧水时间安排在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，一个月(以30天计)比原来节省多少元电费
参考答案
1．A
【详解】
A．拧紧盖子的热水杯放置一段时间后温度会降低，内部气体压强会减小而小于外界大气压强，压力差将杯盖压紧而导致杯盖很难打开，故A正确；
B．温度升高时，分子的平均动能增大，但也有分子的动能会不变甚至减小，故B错误；
C．气体的压强是由于气体分子的热运动而频繁碰撞器壁而产生，故C错误﹔
D．单晶体有规则的几何外形，多晶体则没有，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】
A、单晶体有整齐规则的几何外形,多晶体和非晶体一样没有规则的外形,所以不能区分,故A错误.
B、单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体具有各向同性,所以不能区分,故B错误.
C、单晶体中载流子遭受散射的几率小导电性好，多晶体、非晶体导电性都较差,所以不能区分,故C错误.
D、晶体不管是单晶体还是多晶体都有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点，所以能区分，故D正确；
故选D
点睛：常见的固体分为晶体和非晶体,晶体(单晶体和多晶体)和非晶体的区别:(1)单晶体有整齐规则的几何外形;(2)晶体有固定的熔点;(3)单晶体有各向异性的特点.但是:多晶体既没有整齐规则的几何外形也没有各向异性的特点.所以区分时主要看有无固定的熔点来判断晶体与非晶体.
3．D
【详解】
A．单晶体具有各向异性，而多晶体则各向同性，故A错误；
B．黄金的延展性好可以切割加工成任意形状；黄金有固定的熔点，是晶体，故B错误；
C．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，故C错误；
D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．相同质量的氢气与氧气的物质的量不同，所以具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气的内能不相等，A错误；
B．由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强。根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，B错误；
C．一滴油酸溶液的体积为V，则油酸的体积小于V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径小于，C错误；
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同造成的，D正确。
故选D。
5．D
【详解】
A.碳纳米管是采用石墨烯制成的，是晶体，故A错误；
B.由可知，，故B错误；
C.有拉伸强度的单位可知，拉伸强度应该等于力与面积的比值，故C错误；
D.因为碳纳米管单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍，远远超过其他任何材料，故D正确。
故选D。
6．A
【详解】
A．单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故A正确；
B．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体和非晶体一样表现为各向同性，故B错误；
C．有的晶体硬度较小，例如石墨，有的晶体硬度较大，例如金刚石，所以不能用硬度区分晶体和非晶体，故C错误；
D．多晶体和非晶体一样没有规则的外形，故D错误。
故选A。
7．D
【详解】
由图甲、乙、丙可知，甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知，甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
AB．晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质不同，也正是由于它的微粒按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何外形，选项AB正确；
C．非晶体的内部微粒是无规则排列的，选项C正确；
D．石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它的质地松软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度，选项D错误。本题选择不正确的。
故选D。
9． D
【详解】
A．相同质量的氢气与氧气的物质的量不同，所以具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气的内能不相等，A错误；
B．由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动，与器壁频繁碰撞，使器壁受到一个平均持续的冲力，致使气体对器壁产生一定的压强。根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，B错误；
C．一滴油酸溶液的体积为V，则油酸的体积小于V，在水面上形成的单分子油膜面积为S，则油酸分子的直径小于，C错误；
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同造成的，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．食盐熔化过程中，温度保持不变，即熔点一定，说明食盐是晶体．选项A正确；
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，各向异性，说明云母片是晶体，选项B正确；
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规则，选项C错误；
D．石墨和金刚石组成它们的化学元素是相同的，都是碳原子，它们的物理性质不同，是由于碳原子排列结构不同造成的，选项D正确。
本题选不正确的，故选C。
11．D
【详解】
A．晶体包括单晶体和多晶体，其中多晶体没有各向异性，故A错误；
B．玻璃为非晶体，故B错误；
C．晶体熔化过程中温度保持不变，因此分子平均动能不变，但仍在吸热，所以其内能在增大，故C错误；
D．由于云母片的微粒在空间按照一定的规则排列，故其导热性能各向异性，故D正确。
故选D。
12．ABD
【详解】
ABC.很多晶体都是由相同的物质微粒组成的，例如，金刚石和石墨都是由碳原子组成的，不同方向上物质微粒完全一样，可见其各向异性不是因为不同方向上的粒子性质不同引起的，而是粒子的数目和粒子间距不相同造成的，故AB正确，C错误；
D.晶体在熔化时吸收热量，全部用来瓦解晶体的空间点阵，转化为分子间势能；晶体在熔化过程中保持一定的温度不变；只有空间点阵完全被瓦解，晶体完全变为液体后，继续加热，温度才会升高,故D正确。
故选ABD。
13．ACD
【详解】
A．因石英有规则的几何外形，且各向异性是晶体，而玻璃没有确定的熔点，为非晶体，故A错误，符合题意；
B．晶体的特点是在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体，故B正确，不符合题意；
C．蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，但是用放大镜看，仍可发现组成糖块的一个个晶粒，所以它是晶体中的多晶体，故C错误，符合题意；
D．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，故D错误，符合题意。
故选ACD。
14．AD
【详解】
晶体分为单晶体和多晶体，其中单晶体具有各向异性和规则的几何外形，多晶体和非晶体一样具有各向同性。晶体都具有固定的熔点，而非晶体无固定熔点。故选项AD正确。
15．见解析
【详解】
几种不同种类的甲虫和蝴蝶的颜色是由一组精心排列的纳米柱形成的。而其材料是由糖(如壳聚糖)或蛋白质(如角蛋白)组成的，柱子之间的缝隙宽度被设计成操纵光线以达到特定的颜色或效果，如彩虹色。
除了简单地以一定角度偏转光以实现颜色外观之外，一些超薄的狭缝面板层完全反转了光线传播的方向。 这种光的偏转和阻挡可以共同创造出令人惊叹的光学效果。比如，具有半英里能见度的单个蝴蝶翅膀，以及具有5微米大小的明亮白色鳞片甲虫。 事实上，这些结构令我们印象十分深刻，以至于它们可以胜过厚度增加25倍的人工设计结构。
壁虎足部的活性黏附层是一种叫做“刮刀”的纳米级刚毛，长度约为200nm。而且在微米大小的“刮刀”上有数以千计的匙突附着。其中，它们材质都是由柔韧性非常好的角蛋白构成的。尽管对于刮刀附着和分离机制的细节研究仍在进行中，但事实上，刮刀在没有粘性化学物质的情况下工作是一项令人印象深刻的设计壮举。
16．(1)1.008×10 6 J；(2)1.512元
【详解】
(1)水被烧开需要吸收的热量为：
Q 吸 =cm（t-t 0 ）=4.2×10 3×3×（100-20）J =1.008×10 6 J．
(2)若不计热量损失，消耗的电能为：
W=Q 吸 =1.008×10 6 J=0.28kW h，
则一个月节约的电费为：
0.28×（0.48-0.30）×30=1.512元．