第三章 固体、液体与新材料专项测试（Word版含答案）

第三章、固体、液体与新材料
一、单选题
1．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
2．液晶能够显示数码和图像，其原因是（ ）
A．液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，改变了液晶的光学性质
B．有的液晶在电压的作用下能由透明状态变浑浊，可用来显示文字和数码
C．有的液晶可以随温度的变化而改变颜色
D．有的液晶既可以探测温度又可以显示数码
3．下列说法正确的是（　　）
A．液晶是一种晶体
B．所有的晶体都表现为各向异性
C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离小于r0
D．毛细管越细，产生的毛细现象就越显著
4．下列说法不正确的是（ ）
A．物体内分子热运动的平均动能越大，则物体的温度越高
B．液体表面层中分子间的相距作用表现为引力
C．用显微镜观察液体中的布朗运动，观察到的是液体分子的无规则热运动
D．一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，则单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多
5．下列说法正确的是（　　）
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．空气的绝对湿度越大，人们感觉越潮湿
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D．在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，就可以增大饱和汽的压强
6．下列说法错误的是（　　）
A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
B．分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
C．用油膜法估测分子大小，如果油膜没有充分展开，测出来的分子大小将偏大
D．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果
7．下列说法正确的是（　　）
A．单晶体有确定的熔点，多晶体和非晶体都没有确定的熔点
B．一杯热水慢慢变冷，在这个过程中所有水分子的运动速率都会变小
C．毛细现象中，有的液体在细管中上升，有的会下降，这个只跟液体的种类有关
D．同一种物质会形成不同的晶体，是因为组成晶体的微粒按照不同的规则在空间排列
8．下列说法正确的是（　　）
A．所有的晶体都表现为各向异性
B．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
C．晶体在合适的条件下可以转变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体
D．布雨伞能够遮雨，其原因之一是液体表面存在表面张力
9．的水蒸气和等质量的冰混合后达到热平衡时为（已知水的汽化热L＝2.26×106J/kg，冰的熔化热λ＝3.34×105J/kg，水的比热容为c=4.2×103J/kg（　　）
A．的水、汽混合物
B．的冰水混合
C．高于而低于的水
D．的水
10．下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（　　）
A．图甲说明晶体都有确定熔点，且熔化过程分子平均动能变大
B．图乙水黾可以在水面自由活动，说明它所受的浮力大于重力
C．图丙液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的
D．图丁中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润
11．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ）
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．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体
D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点
12．下列说法正确的是:（ ）
A．露珠呈球形是由于表面张力所致
B．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力
C．在一定温度下当气体容纳某种液体分子的个数达到极值时，这种气体就成为饱和汽，此时液体就不再蒸发
D．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由分子斥力造成的
13．护肤乳液在一定条件下能形成层状液晶，则（　　）
A．所有物质都能形成层状液晶
B．层状液晶的光学性质具有各向异性
C．层状液晶是液体与晶体的混合物
D．层状液晶不会随温度升高发生变化
二、多选题
14．下列关于热学问题的说法正确的是( )
A．空气相对湿度越大时，暴露在空气中的水蒸发的越慢
B．晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大
C．由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
D．草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中水分子间的引力、斥力都会增大
15．关于液体，下列说法正确的是（　　）
A．水银滴放到打磨干净的铅板上，水银就附着在铅板上，很难擦去，是因为附着层内分子之间的作用表现为斥力
B．液晶显示器是液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性的特点
C．毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，现象是否明显与液体种类和毛细管的材料有关
D．液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离小
16．下列说法正确的是( )
A．由于液体表面分子间距离小于平衡位置间距r0，故液体表面存在表面张力
B．布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果
C．一定量的0℃的水结成0℃的冰，内能一定减小
D．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性
三、填空题
17．在加热条件完全相同的情况下，A、B、C、D四种物质的熔化图象如图所示，由图可知：
(1)这四种物质中，______是非晶体；
(2)这四种物质中，______可能是同种物质；
(3)这四种物质中，______的质量一定比______的质量大。
18．把熔化的蜂蜡薄薄地涂在两种材料所做的薄片上，用一根缝衣针烧热后用针尖接触蜂蜡层的背面，熔化区域的形状如甲、乙两图所示，___________图中（填“甲”或“乙”）的薄片一定是晶体；液晶的分子排布与液体和固体都有区别，这种排布使液晶既像液体一样具有流动性，又具有各向异性，下面___________图（填“丙”或“丁”）是液晶分子示意图。
19．某球形固体物质，其各向导热性能不相同，则该物体一定是________。
20．2021年11月8日，航天员王亚平等人圆满完成出舱活动全部既定任务。王亚平曾在多年前在太空进行授课，图甲为授课场景，水滴呈现球形，这是由于水的表面张力作用的结果，分子间作用力F与分子间距离r的关系如乙所示，水滴表面层中水分子之间的距离___________（填“大于”“小于”或“等于”）。若空间中两个水分子间距从无限远逐渐变小，直到小于，则分子势能变化的趋势是___________。
四、解答题
21．在玻璃的蒸发皿中，较小的水银滴接近球形，较大的水银滴呈扁平形（图）。那么，在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈什么形状？
22．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。
五、作图题
23．在航天飞机中原来有两个圆柱形洁净玻璃容器，其中分别封装有水和水银（如图a、b）。当航天飞机处于失重状态时，试把水和水银的表面的形状分别画在图c、d两空框内。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
晶体与非晶体的区别是晶体有确定熔点。
故选C。
2．B
【解析】
【分析】
【详解】
B．液晶能够显示数码和图像，主要原因是在电压的作用下能由透明状态变浑浊，B正确；
ACD．液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下，其分子排列发生变化，液晶的光学性质发生变化，有的液晶可以随温度的变化而改变颜色，可以用来探测温度又可以显示数码，但这些不是液晶显示数码和图像的原因，ACD错误。
故选B。
3．D
【解析】
【详解】
A．液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，液晶分子的空间排列是不稳定的，但具有各向异性，故A错误；
B．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，故B错误；
C．在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离r＞r0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势。故C错误；
D．毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润的液体在细管中下降的现象，内径越细现象越明显，故D正确。
故选D。
4．C
【解析】
【详解】
A. 温度是分子平均动能的标志，物体内分子热运动的平均动能越大，则物体的温度越高，选项A正确；
B. 液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，从而有分子引力不均衡，产生沿表面作用于任一界线上的张力，表现为引力，故B正确．
C.布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动，故C错误．
D.一定质量的理想气体保持体积不变，温度升高，则分子运动的激烈程度增大，所以单位时间内撞击器壁单位面积上的分子数增多，故D正确．
此题选择不正确的选项，故选C.
5．C
【解析】
【详解】
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍然是晶体，选项A错误；
B．空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，选项B错误；
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如石墨和金刚石，故C正确。
D．液体的饱和蒸气压与温度有关，与体积无关，在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，不能增大饱和汽的压强；故D错误；
故选C。
6．A
【解析】
【详解】
悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子的热运动，选项A错误；分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，选项B正确；用油膜法估测分子大小，如果油膜没有充分展开，则测得的油膜的面积S偏小，由可知测出来的分子大小d将偏大，选项C正确；空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选A.
7．D
【解析】
【详解】
A．单晶体和多晶体都有确定的熔点， A错误；
B．一杯热水慢慢变冷，在这个过程中水分子的平均动能会变小，而不是所有水分子速率变小，B错误；
C．毛细现象跟液体的种类和固体的材质都有关系，C错误；
D．同一种物质的微粒按照不同的规则在空间排列，可以生成不同的晶体。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体。D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．只有单晶体才表现为各向异性，选项A错误；
B．液体表面张力的方向与液面平行，选项B错误；
C．晶体在合适的条件下可以转变为非晶体，非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体，选项C错误；
D．布雨伞能够遮雨，其原因之一是液体表面存在表面张力，选项D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【分析】
【详解】
设水蒸气和冰的质量均为kg，混合后若水蒸气完全液化成的水，放出的热量
冰完全熔化成的水需吸收的热量
的水温度上升至需要吸收的热量
因为
可见水蒸气并未完全液化，所以两者混合后达到热平衡时为的水、汽混合物。
故选A。
【点睛】
此题考查了有关热平衡问题，解决此题的关键是掌握水的汽化热及冰的熔解热，计算出水蒸气液化放出的热与冰熔化所需的热比较，得出结论。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．晶体都有固定的熔点，晶体熔化时吸收热量但温度不变，所以其分子平均动能不变,故A错误；
B．水黾可以在水面自由活动，是因为液体表面张力，故B错误；
C．液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性制成的，故C正确；
D．由图可看出与左边材料浸润，与右边材料不浸润，不浸润液滴会因为表面张力呈球形，故D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．只有单晶体才表现为各向异性，A错误；
B．单晶体有天然规则的几何形状，而多晶体无天然规则的几何形状，金属属于多晶体，B错误；
C．大块塑料是非晶体，粉碎后仍然是非晶体，C错误；
D．晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【详解】
A．露珠表面分子比较稀疏，分子间相互作用力表现为引力，在露珠表面产生表面张力而使露水呈球形，A正确；
B．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，B错误；
C．在一定温度下当气体容纳某种液体分子的个数达到极值时，这种气体就成为饱和汽，此时液体蒸发和落下的分子数相互平衡；不是不再蒸发，C错误；
D．给自行车打气时气筒压下后反弹，是由气体压强大于大气压造成的，D错误。
故选A。
13．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．并不是所有物质都能成为层状液晶；只有少数物质在特定条件下才能成为液晶，故A错误；
B．层状液晶的光学性质具有各向异性，故B正确；
C．层状液晶并不是指液体和晶体的混合物，是一种特殊的物质，液晶像液体一样可以流动，又具有晶体各向异性的特性，故C错误；
D．层状液晶是不稳定的，外界影响的微小变化，例如温度、电场等，都会引起液晶分子排列变化，改变它的光学性质，故D错误。
故选B。
14．ACD
【解析】
【详解】
空气相对湿度越大时，暴露在空气中的水蒸发的越慢，选项A正确；晶体熔化时吸收热量，但是由于温度不变，则分子平均动能不变，选项B错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，选项C正确；草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中水分子间的距离减小，则分子间的引力、斥力都会增大，选项D正确．
15．ABC
【解析】
【分析】
【详解】
A．水银滴放到打磨干净的铅板上，水银就附着在铅板上，很难擦去，是因为附着层内分子之间的作用表现为斥力，水银对铅板表现为浸润，A正确；
B．液晶显示器是液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性的特点， B正确；
C．毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象，现象是否明显与液体种类和毛细管的材料有关，C正确；
D．液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，D错误。
故选ABC 。
16．CD
【解析】
【详解】
A、由于液体表面分子间距离大于平衡位置间距r0，故液体表面存在表面张力，故A错误；B、布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子的撞击力不平衡造成的，故B错误．C、一定量的0℃的水结成0℃的冰，放出热量，分子势能减小，分子动能不变，内能一定减小．故C正确．D、液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性的特点．故D正确．故选CD．
【点睛】本题是选修模块3-3部分，分子动理论和热力学第一定律是重点，也是考试的热点，要加强理解和记忆．
17． B AC C A
【解析】
【详解】
(1)[1]由题图可知：A、C、D三种物质都是晶体，因为它们都有固定的熔点，B是非晶体，因为它没有固定的熔点；
(2)[2]A、C的熔点相同，都高于D的熔点．由于熔点是物质的特性之一，不同的物质的熔点一般不相同，同种物质的熔点相同，由此可知：A、C可能是同种物质；
(3)[3][4]在加热条件相同的情况下，随着时间的延长，C升温较慢且熔化所需时间较长，由此可知：C的质量大于A的质量。
18． 乙 丙
【解析】
【分析】
【详解】
[1]甲图传热各项同性，乙图传热各项异性，故乙图一定是单晶体，甲图可能是非晶体；
[2]丁图分子排列杂乱无章，不是液晶，而丙图分子排列有规则，是液晶。
19．单晶体
【解析】
【分析】
【详解】
略
20． 大于 先减小再增大
【解析】
【详解】
[1]在水滴表面层中，水分子之间的相互作用力表现为引力，所以距离大于；
[2]若空间中两个水分子间距从无限远逐渐变小，直到等于过程中，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距等于后再继续减小，分子力做负功，分子势能增加，故分子势能变化的趋势是先减小再增大。
21．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球形。
【解析】
【详解】
处于失重状态的宇宙飞船中，重力的作用减弱，液体表面张力的作用会增强，在表面张力作用下，液体表面积减小，在相同的体积下，球的表面积最小，所以在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球形。
22．见解析
【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。
23．
【解析】
【分析】
【详解】
球形的位置，画在容器内任何地方均可。如图所示
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