2.4固体 学科素养提升练（word版含答案）

2.4固体 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．关于热平衡，晶体和非晶体下列说法中，不正确的是（　　）
A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值
B．标准状况下冰水混合物与0℃的水未达到热平衡
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
D．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
2．随着科技的发展，国家对晶体材料的研究也越来越深入，尤其是对稀士晶体的研究，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
3．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（　　）
A．凡是晶体，都具有确定的几何外形
B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
C．晶体内部的物质微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的
D．晶体都有各向异性，非晶体是各向同性
4．关于晶体和非晶体，下列说法中错误的是（　　）
A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
B．晶体有天然规则的几何形状，也有确定的熔点
C．不可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体
D．晶体在熔化过程中，分子平均动能不变，内能增加
5．下列说法符合分子动理论观点的是（　　）
A．用气筒打气需外力做功，是因为分子间的斥力作用
B．单晶体的所有物理性质都是各向异性的
C．相距较远的两个分子相互靠近的过程中，分子势能先减小后增加
D．相距较远的两个分子相互靠近的过程中，分子间引力先增大后减小
6．关于固体与液体，下列说法正确的是（　　）
A．若物体表现为各向同性，则该物体一定是非晶体
B．所有物质都具有液晶态
C．液晶中分子排列的有序性介于固体和液体之间
D．晶体在熔化过程中，温度不变，内能不变
7．下列说法正确的是（　　）
A．只有气体与气体之间才能发生扩散现象
B．物体的温度升高时，每个分子的动能一定都增大
C．布朗运动反映了液体分子或气体分子的无规则运动
D．单晶体的所有物理性质都具有各向异性
8．有一块长方形的铜条，有关它的三种说法：①这是一块单晶体，因为它有规则的几何形状；②这是一块多晶体，因为它内部的分子排列是不规则的；③这是一块非晶体，因为它的物理性质表现为各向同性。这三种说法中（　　）
A．①②是错的 B．②③是错的
C．①③是错的 D．都是错的
9．关于石墨和金刚石的区别，下面说法正确的是（　　）
A．石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体
B．金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬，石墨晶体是层状结构，所以质地松软
C．石墨与金刚石是不同的物质微粒组成的不同晶体
D．石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同
10．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
11．下面哪些现象能说明晶体与非晶体的区别（　　）
A．食盐粒透明，橡胶不透明
B．金刚石的密度大，松香的密度小
C．冰熔化时温度保持不变，松香熔化时温度不断升高
D．石墨可导电，沥青不导电
12．2020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，则石英晶体（　　）
A．具有各向异性的压电效应 B．没有确定的熔点
C．有确定的几何形状 D．是多晶体
13．下列说法正确的是（ ）
A．晶体都有固定的熔点和规则的外形
B．分子间距离越大，分子势能越大
C．单晶体的某些物理性质具有各向异性
D．温度越高分子运动越剧烈，分子的平均动能越大
E．布朗运动不是分子的运动，但反映了分子的无规则运动
14．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
15．下列说法中正确的是（ ）
A．在做布朗运动的实验时，得到某个观测记录如图1所示。图中记录的是某个微粒做布朗运动的轨迹
B．图2正确地反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化的关系
C．图3为氧气分子在不同温度下的速率分布图象，由图可知状态①的温度比状态②的温度高
D．图4为甲、乙两种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系图象，可以判断出甲一定为单晶体，乙一定为非晶体
E．如图5所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强逐渐增大
二、解答题
16．内陆盐矿中开采的氯化钠称为岩盐，岩盐的颗粒很大，我们能清楚地看出它的立方体形状。把大颗粒的岩盐敲碎后，小颗粒的岩盐仍然呈立方体形状。如图表示了岩盐晶体的平面结构：粉红点为氯离子，灰点为钠离子，如果把它们用直线连起来，将构成一系列大小相同的正方形，作分界线，使它平行于正方形的对角线，作分界线，使它平行于正方形的一边。在两线的左侧各取一个钠离子和，为了比较这两个钠离子所受分界线另一侧的离子对它作用力的大小，分别以、为圆心，作两个相同的扇形，不考虑扇形以外远处离子的作用。
(1)如果表示两个相邻离子之间引力的大小，问：、所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是的多少倍？为使问题简化，设所有离子都是质点，而且它们之间的相互作用遵从“平方反比”规律；
(2)根据计算结果解释：为什么敲碎的岩盐总是呈立方形状，而不会沿图中分界线断开？
提示：实际晶体中的作用力要复杂得多，但这里的分析对理解自然现象还是有用的。
17．食盐晶体的结构可以用钠离子和氯离子空间分布的示意图表示（如图），图中相邻离子的中心用线连起来了，组成了一个个大小相等的立方体。现在要估算相邻两个钠离子中心的距离，除了知道食盐的密度为外，还要知道哪些数据？请用字母表示这些已知数据，推导出相邻两个钠离子中心距离的表达式。
提示：图中最小立方体的个数与离子数目相等。
试卷第页，共页
参考答案：
1．B
【解析】
A．系统甲与系统乙达到热平衡就是它们的温度达到相同的数值，选项A正确，不符合题意；
B．标准状况下冰水混合物的温度为0℃，与0℃的水能达到热平衡，选项B错误，符合题意；
C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项C正确，不符合题意；
D．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则表现为各向异性，该球一定是单晶体，选项D正确，不符合题意。
故选B。
2．D
【解析】
A．单晶体有规则的几何外形，多晶体和非晶体则没有规则的几何外形，故A错误；
B．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如煤炭与金刚石，故B错误；
C．单晶体和多晶体都具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项C错误；
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，选项D正确。
故选D。
3．B
【解析】
A．多晶体，没有确定的几何外形，所以A错误；
B．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，所以B正确；
C．晶体内部，非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的，所以C错误；
D．单晶体具有各向异性，多晶体与非晶体都具有各向同性，所以D错误；
故选B。
4．B
【解析】
A．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，例如天然水晶与石英玻璃，A正确，不符合题意；
B．单晶体有规则的几何形状，多晶体则没有规则的几何形状，晶体有确定的熔点，B错误，符合题意；
C．多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性，单晶体某些物理性质表现为各向异性，所以不可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体，C正确，不符合题意；
D．晶体在熔化中，晶体的温度不变，分子平均动能不变，可分子的势能增加，内能增加，D正确，不符合题意。
故选B。
5．C
【解析】
A．用气筒打气需外力做功，是因为气体的压强的缘故，不符合分子动理论观点，故A错误；
B．单晶体的部分物理性质都是各向异性的，是由于晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同，不符合分子动理论观点，故B错误；
C．相距较远的两个分子相互靠近的过程中，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，符合分子动理论观点，故C正确；
D．相距较远的两个分子相互靠近的过程中，开始时由于两分子之间的距离大于r0，分子力表现为引力，该力先增大后减小；当分子间距小于r0，分子力为斥力，随二者距离的减小而增大．不符合分子动理论观点，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
A．若物体表现为各向同性，可能是多晶体也可能是非晶体，A错误；
B．人们见的物质状态为气、液、固态，较为生疏的有电浆和液晶，所以并不所有物质都具有液晶态，B错误；
C．液晶一方面像液体具有流动性，另一方面像晶体，分子在特定方向排列比较整齐有序，具有各向异性特点，故液晶中分子排列的有序性介于固体和液体之间，C正确；
D．晶体在熔化过程中，温度保持不变，但吸收热量，内能会增加，D错误。
故选C。
7．C
【解析】
A．扩散现象在固体、液体或者气体中都能发生，选项A错误；
B．物体的温度升高时，平均动能变大，但是并非每个分子的动能一定都增大，选项B错误；
C．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子或气体分子的无规则运动，选项C正确；
D．单晶体具有各向异性，但是并不是单晶体的所有物理性质都具有各向异性，故D错误。
故选C。
8．D
【解析】
铜条虽具有规则的几何形状，但它是多晶体，它的内部分子排列是规则的，但构成多晶体的单晶体颗粒的排列是不规则的，故D正确，ABC错误。
故选D。
9．B
【解析】
石墨和金刚石是碳的同素异形体，其化学性质相同。它们的分子的空间结构不同，石墨中的碳原子排列为层状结构，层与层间距离很大，所以其质地松软；金刚石中的碳原子排列紧密，相互间作用力很强，所以其质地坚硬。
故选B。
10．D
【解析】
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。
11．C
【解析】
晶体与非晶体的区别是晶体有确定熔点。
故选C。
12．AC
【解析】
A．由题意可知，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著，其它方向不明显，因此石英具有各向异性的压电效应，A正确；
BCD．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，有规则的几何形状，BD错误，C正确。
故选AC。
13．CDE
【解析】
A．单晶体都有固定的熔点和规则的外形，但多晶体不一定有规则的外形，A错误。
B．分子间距离如果小于平衡位置，分子力表现为斥力，分子间距离越大，分子势能越小，B错误。
C．单晶体的某些物理性质具有各向异性，C正确。
D．分子的平均动能越大与温度有关，温度越高分子运动越剧烈，分子的平均动能越大，D正确。
E．布朗运动是在水分子撞击下的微粒的运动，反映了水分子的无规则运动，E正确。
故选CDE。
14．ACD
【解析】
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。
15．BCE
【解析】
A．图1中记录的某个微粒做布朗运动时按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线，不是做布朗运动的轨迹，故A错误；
B．分子间作用力f的特点是：当rr0时f表现为引力；分子势能Ep的特点是：当r=r0时EP最小，故B正确；
C．速率大的分子，所占比例大的状态温度高，根据图象知，所以状态①的温度比状态②的温度高，故C正确；
D．晶体具有确定的熔点，甲可能为单晶体，也可能为多晶体，非晶体没有确定的熔点，乙一定为非晶体，故D错误；
E．由图5可得，温度T增大，体积V减小，由理想气体状态方程
可知压强p一定增大，故E正确。
故选BCE。
16．(1)0.91，0.29；(2)见解析
【解析】
设每个正方形的边长为a，相距为r的两个离子作用力为，则相邻离子之间引力为
M受力为
N受力为
(2) 由于，所以在岩盐受到敲击时，在平行于正方形的方向上容易断裂，而不会沿图中分界线断开。
17．还需要知道食盐的摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA，
【解析】
在一个小立方体（固体的立方体分子模型）内有4个，而每个又为8个小立方体共有，所以每个小立方体对应0.5个。设每个小立方体的变长为a，有
解得
则相邻两个钠离子中心距离的表达式为
由上可知，还需要知道食盐的摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA。
试卷第页，共页