2.5晶体 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修三 2.5 晶体
一、单选题
1．关于固体和液体，下列说法中正确的是（　　）
A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B．单晶体和多晶体的物理性质没有区别，都有固定的熔点和沸点
C．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
D．液体的浸润与不浸润不是分子力作用的表现
2．下列说法中错误的是（　　）
A．金刚石具有确定的熔点
B．0℃时冰分子平均动能为零
C．水黾可以停在水面上，是因为液体有表面张力
D．液晶具有流动性和光学的各向异性
3．下列说法正确的是（　　）
A．液体表面层分子之间只有引力而无斥力
B．水中的空气泡看上去比较亮是因为气泡对光线有发散作用
C．先后用两种不同的单色光在同一装置同样条件下做双缝干涉实验，在屏上产生的相邻亮纹间距大的单色光，在玻璃中传播速度较大
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，说明蜂蜡是晶体
4．关于晶体与非晶体，下列说法正确的是（　　）
A．晶体能溶于水，而非晶体不能溶于水
B．晶体内部的物质微粒是有规则地排列，而非晶体内部的物质微粒是不规则地排列
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在不停地运动着
D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，不相等的是非晶体
5．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
6．下列说法中正确的有（　　）
A．扩散现象只能发生在气体和液体中
B．制作半导体的硅是高纯度的单晶体
C．质量和温度相同的冰和水，内能是相同的
D．布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子不停地做无规则热运动
7．人们在夏季喜欢佩戴水晶饰品，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．是单晶体 B．没有固定的熔点
C．微观粒子的空间排列不规则 D．在光学性质上表现为各向同性
8．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
9．下列说法中正确的是（　　）
①液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
②单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
③单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性
④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
⑤液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
A．①③ B．②④ C．①② D．③⑤
10．下列说法不正确的是（　　）
A．气球充气后会膨胀，是由于所充气体分子斥力造成的
B．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
C．若两个分子在相互靠近的过程中分子力逐渐增大，分子势能也可能逐渐增大
D．气体体积不变时，温度越高，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多
11．下列说法正确的是（　　）
A．在一定温度下，当人们感到潮湿时，水蒸发慢，空气的绝对湿度一定较大
B．脱脂棉脱脂的目的在于使它从可以被水浸润变为不被水浸润，以便吸取药液
C．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
D．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用
12．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。关于晶体与非晶体，正确的说法是（　　）
A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体
B．多晶体是许多单晶体杂乱无章的组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状
C．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
D．天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体
13．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．所有的晶体都有固定的熔点，而非晶体没有固定的熔点
C．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
D．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
14．下列说法正确的是（ ）
A．将细玻璃管竖直插入它的不浸润液体中，静止时，管内液面为凹面且低于管外液面
B．冬季室内的人向窗户玻璃哈气，玻璃内外表面均会出现雾状小水珠
C．非晶体其实是粘稠度极高的液体
D．若规定两分子相距（为平衡距离）时分子势能为零，则当时，分子势能为负
15．下列说法中，正确的是（　　）
A．液体的分子势能与液体的体积有关
B．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能不一定相等
C．所有晶体的物理性质都具有各向同性
D．所有晶体的物理性质都具有各向异性
二、填空题
16．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围如图（1）、（2）、（3）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（4）所示. 则由此可判断出甲为__________，乙为__________，丙为__________ （填“单晶体”、“多晶体”、“非晶体”）.
17．如图所示是萘晶体的熔化曲线，由图可知，萘的熔点是________，熔化时间为________。若已知萘的质量为m，熔化热为λ，萘熔化过程吸收的热量为________。
18．某球形固体物质，其各向导热性能不相同，则该物体一定是________。
19．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”）。
三、解答题
20．A．[选修3–3]（12分）
（1）（4分）关于热现象，下列说法中正确的是_______．
A．不同温度下，水的绝对湿度不同，而相对湿度相同
B．增大气体的压强，可以使气体分子之间的斥力大于引力，使得分子力表现为斥力
C．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
D．若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压缩活塞时，水汽的质量减少，压强不变
（2）（4分）如图所示，食盐的晶体（NaCl）是由钠离子（图中○）和氯离子（图中●）组成的，相邻离子的中心用线连接起来组成一个个大小相等的立方体，立方体的个数与两种离子的总数目相等．若已知食盐的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则食盐的分子质量为_____，相邻离子间的距离为_______．
（3）（4分）如图所示，一定质量的某种理想气体在状态A时的体积为V0，从状态A到状态B，外界对该气体做的功为W，从状态A到状态C，该气体从外界吸收的热量为Q，在p—T图象中图线AC反向延长线通过坐标原点O．求：
①气体在状态C时的压强和在状态B时的体积；
②从状态A到状态B，气体与外界热交换的热量．
B．[选修3–4]（12分）
（1）（4分）下列说法正确的是_______．
A．真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
B．质点做简谐运动时，若位移为负值，加速度一定为正值，速度一定也为正值
C．不同色光通过三棱镜，频率越大，折射率越小，偏折角度就越小
D．医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点
（2）（4分）如图所示，截面ABCD为矩形的透明设备放置在真空环境中AB=2AD=2a，频率为f的光L1入射到上表面与AD的夹角为θ=30°，折射到AB面上时恰好发生全反射，则该设备材料的折射率为n=_______；若真空中的光速为c，则光从射入到第一次射出需要的时间为t=_______；若有另一束光L2能和L1发生干涉，则L2的频率_______f（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
（3）（4分）坐标原点处的波源在t1=0时开始沿y轴负向振动，t2=1.5 s时它正好第二次到达波谷，如图所示为t2=1.5 s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图．求：
①这列波的传播速度；
②写出波源振动的位移表达式．
21．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。
22．如图表示一个氯化钠（NaCl）晶体的晶胞，其形状是一个立方体，其空间结构是每个立方体的8个角上分别排有一个离子，钠离子和氯离子是交错排列的．图中以●表示钠离子，以○表示氯离子．若已知氯化钠的摩尔质量为M=5.85×10–2 kg/mol，密度为ρ=2.22×103 kg/m3，试估算相邻最近的两个钠离子间的距离．
23．观察对比图中金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯的微观结构，判断下列几种说法的正误，并说明原因。
（1）它们的物理性质有很大的差异。
（2）金刚石是单晶体，富勒烯是多晶体。
（3）它们是同一物质，只是内部微粒的排列不同。
24．如图所示是对某种合金连续不断地加热过程中，温度随时间变化的曲线，据图回答：
(1)这种合金在固态时是不是晶体；
(2)这种合金的熔点是多少；
(3)熔化过程用了多少时间；
(4)图中BC段表示这种合金处于什么状态。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．玻璃为非晶体，故A错误；
B．单晶体各向异性，多晶体各向同性，故B错误；
C．小露珠呈球形是液体表面张力的作用结果，故C正确；
D．液体的浸润与不浸润均是分子力作用的表现，故D错误。
故选C。
2．B
【详解】
A．金刚石的分子排列有规则，它是晶体，故它具有确定的熔点，A不符合题意；
B．0°C时冰分子仍是运动的，故它的分子平均动能不为零，B符合题意；
C．水黾可以停在水面上，是因为液体有表面张力，C不符合题意；
D．液晶具有流动性和光学的各向同性，D不符合题意。
故选B。
3．C
【详解】
A．液体表面层分子之间同时存在引力和斥力，只是由于分子间平均距离略大于平衡距离，所以分子间的作用力表现为引力，故A错误；
B．水中的空气泡看上去比较亮，是因为水中的光线射向气泡时在气泡界面发生了全反射现象的缘故，故B错误；
C．根据双缝干涉条件间距公式可知，先后用两种不同的单色光在同一装置同样条件下做双缝干涉实验，在屏上产生的相邻亮纹间距大的单色光，其波长较大，频率较小，玻璃对其的折射率较小，根据可知其传播速度较大，故C正确；
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，说明云母片的导热性具有各向异性，即云母片是晶体，故D错误。
故选C。
4．B
【详解】
A．并非所用的晶体都能溶于水，例如各种金属晶体，故A错误；
B．晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，呈“空间点阵”结构排列，而非晶体内部物质微粒的排列是不规则的，故B正确；
C．晶体、非晶体内部的物质微粒都是在不停地运动着，故C错误；
D．判断是晶体还是非晶体，是看是否有固定的熔点，而不是看结构，多晶体在各平面上的微粒数也不是相等的，但仍然是晶体，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
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。
6．B
【详解】
A．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故A错误；
B．晶体管、集成电路的工作性能与材料的微观结构有关，材料内原子的排列不能是杂乱无章的，所以制作半导体的硅是高纯度的单晶体，故B正确；
C．由于0℃的冰熔化成0℃的水需要吸热，所以质量和温度相同的冰和水内能不同，后者内能比前者多，故C错误；
D．布朗运动不是液体分子的运动，而是液体分子做无规则运动的反映，故D错误。
故选B。
7．A
【详解】
A．天然的水晶具有规则的几何外形，所以是单晶体，故A正确；
B．晶体具有固定的熔点，故B错误；
C．单晶体微观粒子的空间排列规则，故C错误；
D．单晶体在光学性质上表现为各向异性，故D错误。
故选A。
8．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。
9．D
【详解】
①．表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂直，①错误；
②．晶体分为单晶体和多晶体，都有固定的熔点，②错误；
③．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性，③正确；
④．通常金属在各个方向的物理性质都相同，但具有固定的熔点，为晶体，④错误；
⑤．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征，⑤正确。
ABC错误，D正确。
故选D。
10．A
【详解】
A．气球充气后会膨胀，这是气体压强作用的缘故，与分子斥力无关，A错误，符合题意；
B．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，B正确，不符合题意；
C．当时，分子力表现为斥力，两个分子在相互靠近的过程中分子力逐渐增大，分子力做负功，分子势能增大，C正确，不符合题意；
D．气体体积不变时，温度越高，分子平均动能越大，单位时间内容器壁单位面积受到气体分子撞击的次数越多，导致压强越大，D正确，不符合题意。
故选A。
11．D
【详解】
A．在一定温度下，空气的相对湿度越大，水蒸发越慢，人们会感到潮湿，但此时空气的绝对湿度不一定较大，选项A错误；
B．未脱脂的棉花对水不浸润因而不吸水，脱脂后可以被水浸润，方便吸取药液，选项B错误；
C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，由于云母片导热的各向异性，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，选项C错误；
D．在完全失重的环境下，由于表面张力的作用水滴会收缩成标准的球形，选项D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A．多晶体不具有规则几何形状，是晶体，故A错误；
B．多晶体是许多单晶体杂乱无章的组合而成的，所以多晶体没有确定的几何形状，故B正确；
C．单晶体的物理性质是各向异性的，多晶体和非晶体是各向同性的，故C错误；
D．天然水晶是晶体，熔化后再凝固的水晶（即石英玻璃）是非晶体，故D错误。
故选B。
13．B
【详解】
A．只有单晶体才表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，A错误；
B．晶体有固定的熔点，晶体在熔化过程中吸收热量，温度保持不变；非晶体没有固定的熔点，非晶体在熔化过程中不断吸收热量，温度逐渐升高，B正确；
C．单晶体一定有规则的几何形状，而多晶体和非晶体没有天然规则的几何形状，形状不规则的金属也是晶体，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，D错误。
故选B。
14．C
【详解】
A．不浸润液体呈凸液面，故A错误；
B．冬季室内的人向窗户玻璃哈气，玻璃内表面会出现雾状小水珠，外表面不会出现水珠，故B错误；
C．非晶体的结构与液体类似，可以看作是粘稠度极高的液体，故C正确；
D．当分子间距离等于平衡距离r0时，分子间作用力为零，分子势能最小，故当r>r0时，分子势能为正，故D错误。
故选Ｃ。
15．A
【详解】
A．液体的分子势能与液体的体积有关，选项A正确；
B．温度相同的氢气和氧气，它们分子的平均动能一定相等，但是分子平均速率不相等，选项B错误；
CD．单晶体的物理性质表现为各向异性，多晶体的物理性质表现为各向同性，选项CD错误。
故选A。
16． 多晶体 非晶体 单晶体
【详解】
第一空第二空.非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形 ，甲、乙可能是多晶体与非晶体；根据温度随加热时间变化的关系晶体在熔化的过程中温度保持不变，可知甲为多晶体，乙是非晶体．
第三空.单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形，丙为单晶体
17． T2 t2－t1 λm
【详解】
[1]晶体熔化时，温度达到熔点后保持不变，持续吸热，由图线可知，BC段温度不变，则萘的熔点为T2。
[2]从图象可知，t1时刻开始熔化，t2时刻熔化结束，故熔化时间为t2－t1。
[3]萘熔化过程吸收的热量为
Q吸=λm
18．单晶体
【详解】
略
19． 非晶体 单晶体
【详解】
[1]根据温度随加热时间变化的关系可知，甲、丙为晶体，乙是非晶体。
[2]单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形。非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在其表面的石蜡是圆形，因此丙为单晶体。
20．A．（1）CD（4分） （2）（2分） （2分） （3）①2p0（1分） （1分） ②Q–W（2分）
B．（1）AD（4分） （2）（2分） （1分） 等于（1分） （3） ①0.5 m/s ②cm（或cm也正确）．
【详解】
A．（1）不同温度下，水的绝对湿度不同，而相对湿度也不一定相同，故A错误；气体分子之间的距离相当于，所以即便增大压强，气体分子之间的作用力仍然可以忽略不计．故B错误；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．故C正确；同一种液体的饱和蒸汽压仅仅与温度有关，所以若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压缩活塞时，由于饱和蒸汽压不变，所以水汽的质量减少．故D正确；
（2）由题意知，1 mol 食盐质量为M，分子数为NA，则食盐的分子质量为．食盐中有NA个氯离子和NA个钠离子，离子总数为2NA，因而摩尔体积V与摩尔质量M与物质密度ρ的关系为：，所以一个离子所占的体积为，由图可知V0就是图中每四个离子所夹的正立方体的体积，相邻离子间的距离为此正方体的边长
．
（3）①从状态A到状态C气体发生等容变化，
由查理定律得，
解得pC =2p0． （1分）
从状态 C到状态B气体发生等温变化，
由玻意耳定律得，解得VB =； （1分）
②从状态A到状态C过程，气体发生等容变化，该气体对外界做的功为0，
根据热力学第一定律，有． （1分）
从状态C到状态B过程，温度不变，该气体的内能不变，则从状态A到状态B过程内能变化，
根据热力学第一定律，有，
联立解得=Q–W． （1分）
B．（1）根据光速不变原理，在狭义相对论中，无论在何种惯性系（惯性参照系）中观察，光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变，故A正确；质点做简谐运动，位移为负值时，根据加速度公式，加速度一定为正值，速度可能为负值也可能为正值，故B错误；根据折射定律知，不同色光通过三棱镜，光的频率越大，折射率越大，偏折角度就越大，C错误；激光的亮度高、能量大，医学上常用激光做“光刀”来进行手术，D正确．
（2）该设备材料的折射率为n，在表面AD发生折射，设折射角为r，则根据折射定律；折射到AB面上时恰好发生全反射，有，联立解得；根据几何知识和光的可逆性，光L1入射到BC表面第一次射出，故光从射入到第一次射出的路程为，需要的时间为t =；发生干涉时，两束光的频率相等，所以光L2的频率应等于光L1的频率f．
（3）①由图象可知，波长0.6 m， （1分）
且，解得周期T=1.2 s， （1分）
所以，这列波的传播速度m/s． （1分）
②波源振动的位移表达式为cm （1分）
（或cm也正确）．
21．还需要知道食盐的摩尔质量M和阿伏伽德罗常数NA，
【详解】
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。
22．4.0×10–10 m
【详解】
每个离子分属于8个小立方体，所以图中的每个离子对图中画出的这一个立方体的贡献是个离子，即平均每个立方体含有一个离子，如图所示．因此，可以想象每个离子占有一个如题图所示的小立方体空间，或者说，一个氯化钠分子占有两个小立方体的空间．设小立方体的边长为a，则相邻最近的两个钠离子间的距离d=a.可见，只要能设法求出a，就能完成本题所求．
以1 mol氯化钠为研究对象，其摩尔体积V=，每个分子的体积V0=（NA为阿伏加德罗常数）．
每个小立方体的体积
小立方体的边长
两相邻的钠离子的最近距离为d=a，代入数据：
d=a=×2.8×10–10m≈4.0×10–10m．
23．（1）正确，见解析；（2）错误，见解析；（3）正确，见解析
【详解】
（1）它们是同素异形体，由于结构不同，彼此间物理性质有差异，故正确；
（2）由金刚石和富勒烯的排列规则知它们都是单晶体，故错误；
（3）金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯它们是同素异形体，即由相同元素组成，不同形态的单质，它们是同一物质，只是内部微粒的排列不同，故正确。
24．(1)是；(2)210 ℃；(3)8 min； (4)固液共存
【详解】
（1）题图中BC阶段表示该合金的熔化过程，说明有一定的熔点，所以这种合金在固态时是晶体；
（2）熔点为；
（3）熔化过程用了
（4）BC段就是这种合金的熔化过程，合金处于固、液共存状态。
答案第1页，共2页
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