选择性必修三2.5晶体 练习 （word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修三 2.5 晶体
一、单选题
1．诺贝尔物理学奖获得者安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫在石墨烯材料方面有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、石墨烯都是晶体
D．他们是通过化学变化的方法获得石墨烯的
2．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
3．下列说法不正确的是（　　）
A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
B．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力
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，是由于液体表面张力的作用
4．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）
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能不同，则该球一定是单晶体
D．一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，则一定是单晶体
5．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
6．甲、乙、丙三种固体薄片涂上蜡，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，下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
C．甲、丙为非晶体，丙是晶体
D．甲、乙、丙都是晶体
7．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
8．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
9．下列说法不正确的是（　　）
A．多晶体有确定的熔点
B．晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的
C．气体向真空的自由膨胀过程是不可逆过程
D．常见的金属都是非晶体
10．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示。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，则下列说法中正确的是（　　）
A．甲一定是单晶体
B．乙可能是金属薄片
C．丙在一定条件下可能转化成乙
D．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的
11．在云母片a、薄玻璃片b、薄铁片c上各涂上一层石蜡，然后用烧热的钢针去接触它们的反面，则熔化了的石蜡分别成圆形或椭圆形，其中（　　）
A．呈圆形的有a、b，是晶体的有a、b
B．呈圆形的有b、c，是晶体的有a
C．呈圆形的有b、c，是晶体的有a、c
D．呈圆形的有b，是晶体的有a
12．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）
A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B．晶体的分子（或原子、离子）排列是无规则的
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．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
13．固体、液体和气体是自然界中的物质常见的三种状态，下列关于固体和液体的说法正确的是（　　）
A．天然水晶是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）也是晶体
B．金刚石可以制成各种不同造型的首饰，说明它没有规则的几何形状，是非晶体
C．液体相比固体具有流动性，是因为液体分子间的引力更大
D．玻璃管裂口放在火上烧熔，使尖端变圆，是利用了熔化的玻璃在表面张力作用下收缩的性质
14．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
15．关于晶体，以下说法中正确的是（　　）
A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同
B．晶体一定有规则的几何形状，但其物理性质不一定都是各向异性的
C．晶体熔化时温度不变，但内能变化
D．由同一种化学成分形成的物质只能以一种晶体结构的形式存在
二、填空题
16．下表所示的是一些晶体的熔点，则在零下时汞是________（选填“固态”、“液态”或“气态”）．南极的气温最低可达零下91.2℃，则在制作测定气温的液体温度计时，应选择表中的______为测温物质．
晶体 固态水 固态酒精 固态汞
熔点/°C 0 ﹣117 ﹣39
17．同一种物质也可能以______和______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______．
18．固体可以分为______和______两类．晶体又可以分为______晶体与______晶体．
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．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。
21．请列举出液晶显示器相对于其他显示器的优缺点。除教科书介绍的内容外，你还知道液晶有哪些应用？根据液晶的特点，设计一项“应用液晶”的小发明或写一篇关于液晶的小论文。
22．如图所示是常见的灯饰水晶球。通过其外形，你能判断出其是晶体，还是非晶体？有什么方法可以进一步验证你的判断？
23．地矿工作者在野外考察时发现了一种矿石，该矿石具有某种规则的外形，当沿某一方向敲击时，比较容易将其一层层剥离，而沿其他方向敲击则不然，你对该矿石可做出怎样的判断？
24．晶体具有哪些宏观特征？试从微观结构上对这些特征进行解释。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
晶体、非晶体都是对固体而言的，晶体有固定熔点，规则结构，非晶体没有；石墨、石墨烯与金刚石都是晶体；石墨与金刚石、碳60、碳纳米管、石墨烯等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体，他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．D
【详解】
A．石墨中的碳原子是运动的，A错误；
B．由意义可知单层的距离为
且层与层之间有间距，B错误；
C．石墨烯碳原子间不仅存在分子引力，同时也存在分子斥力，C错误；
D．石墨烯是晶体，在熔解过程中，温度不变，故碳原子的平均动能不变，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．因为不同物质间的分子间作用力的性质不同，可能表现为引力也可能表现为斥力，所以毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，A不符合题意；
B．针浮在水面，是水表面存在表面张力的缘故，B不符合题意；
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，C符合题意；
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，D不符合题意。
故选C。
4．C
【详解】
A．物理性质表现为各向同性的可以是多晶体，也可以是非晶体，故不能根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体，故A错误；
B．沿各个方向对一块均匀薄片施加拉力，发现其强度一样，表现出各向同性，可能是非晶体，也可能是多晶体，故B错误；
C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，即具有各向异性，则该球一定是单晶体，故C正确；
D．一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，表现出各向同性，可能是多晶体，故D错误。
故选C。
5．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。
6．B
【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。
故选B。
7．B
【详解】
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。
8．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。
9．D
【详解】
A．单晶体和多晶体都有确定的熔点，故A正确，不符合题意；
B．在适当的条件下晶体可以转变为非晶体，非晶体也可以转变为晶体，故B正确，不符合题意；
C．热现象具有方向性，气体向真空的自由膨胀过程就是一种不可逆过程，没有外界的参与气体是不可能自动收缩回去的，故C正确，不符合题意；
D．常见的金属虽然显示各向同性，并不意味着是非晶体，也可能是多晶体，故D错误，符合题意。
故选D。
10．C
【详解】
AB．由单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡应该是椭圆形，而非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，因此丙是单晶体，根据温度随加热时间变化关系可知，甲是多晶体，乙是非晶体,金属是属于晶体，故乙不可能是金属薄片，故AB错误；
C．一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，故C正确；
D．甲和丙都是晶体，所以其内部的微粒排列都是规则的，故D错误。
故选C。
11．C
【详解】
云母片和薄铁片是晶体，但薄铁片为多晶体，而薄玻璃片为非晶体，故b、c表现为各向同性，云母片各向异性。
故选C。
12．C
【详解】
A．金刚石、食盐、水晶为晶体，玻璃是非晶体，A错误；
BC．晶体分子的排列是有规则的，且有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B错误，C正确；
D．多晶体和非晶体一样具有各向同性，D错误。
故选C。
13．D
【详解】
A．天然水晶是晶体，熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）是非晶体，故A错误；
B．金刚石可以制成各种不同造型的首饰，但天然的金刚石有规则的几何形状，是晶体，故B错误；
C．液体相比固体具有流动性，是因为液体分子间的距离较大，分子间的引力更小，故C错误；
D．玻璃管裂口放在火上烧熔，使尖端变圆，是因为熔化的玻璃，在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故，故D正确。
故选D。
14．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。
15．C
【详解】
A．单晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不相同，因此才会出现名向异性，A错误；
B．单晶体有规则的几何形状，和各向异性，而多晶体没有规则的几何形状，也不具备各向异性，B错误；
C．根据热力学第一定律，晶体熔化时吸收热量，虽然温度不变，但内能增加，C正确；
D．由同一种化学成分形成的物质也可能是以混合物的形式存在，D错误。
故选C。
16． 固态 酒精
【详解】
(1)有图表可以知道:当晶体汞的温度是零下C时,因为其温度低于熔点,所以此晶体为固态.
(2)酒精的凝固点为-117℃,南极地区的最低气温零下91.2℃,不会低于酒精的凝固点,故测量南极地区的气温时用酒精温度计;
因此，本题正确答案是:固态;酒精.
【点睛】
(1)要解决此题需要搞清温度低于熔点则晶体处于固态;若温度高于熔点则晶体处于液态;若温度等于熔点,则晶体可能处于液态、固态或固液共存态
17． 晶体 非晶体 晶体
【详解】
略
18． 晶体 非晶体 单 多
【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．(1)0.91，0.29；(2)见解析
【详解】
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。
21．见解析
【详解】
优点：液晶显示器与传统CRT相比最大的优点在于耗电量和体积，液晶在节能方面可谓优势明显。与传统CRT相比液晶在环保方面也表现优异，这是因为液晶显示器内部不存在像CRT那样的高压元器件，所以其不至于出现由于高压导致的射线超标的情况，所以其辐射指标普遍比CRT要低一些。
缺点：可视偏转角度过小。容易产生影像拖尾现象。
应用：制作电子手表、电子计算机、微型电脑等。
小论文：某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。定义放宽，囊括了在某一温度范围可以是显液晶相，在较低温度为正常结晶的物质。例如，液晶可以像液体一样流动（流动性），但它的分子却是像道路一样取向有序的（各向异性）。有许多不同类型的液晶相，这可以通过其不同的光学性质（如双折射现象）来区分。当使用偏振光光源，在显微镜下观察时，不同的液晶相将出现具有不同的纹理。在纹理对比区域不同的纹理对应于不同的液晶分子。然而，所述分子是具有较好的取向有序的。而液晶材料可能不总是在液晶相（正如水可变成冰或水蒸汽）。
液晶可分为热致液晶、溶致液晶。热致液晶是指由单一化合物或由少数化合物的均匀混合物形成的液晶。通常在一定温度范围内才显现液晶相的物质。典型的长棒形热致液晶的分子量一般在200~500g/mol左右。溶致液晶：是一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。是在溶液中溶质分子浓度处于一定范围内时出现液晶相。它的溶剂主要是水或其它极性分子液剂。这种液晶中引起分子排列长程有序的主要原因是溶质与溶剂分子之间的相互作用，而溶质分子之间的相互作用是次要的。溶致液晶是一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。
22．简单观察灯饰水晶发现其外观规则，故可初步判断为晶体，可以进一步验证，加热水晶球使其熔化并记录温度，看是否有确定的熔点，有则为晶体
【详解】
简单观察灯饰水晶发现其外观规则，故可初步判断为晶体，可以进一步验证，加热水晶球使其熔化并记录温度，看是否有确定的熔点，有则为晶体。
23．由于该矿石具有规则外形，且不同方向具有不同的力学性质，可知该矿石为单晶体．
【详解】
由于该矿石具有规则外形，且不同方向具有不同的力学性质，可知该矿石为单晶体．
24．晶体都有自己独特的、呈对称性的形状，见解析
【详解】
从宏观上看：晶体都有自己独特的、呈对称性的形状。
晶体在不同的方向上有不同的物理性质。
晶体内部原子有规则的排列，引起了晶体各向不同的物理性质。例如原子的规则排列可以使晶体内部出现若干个晶面，立方体的食盐就有三组与其边面平行的平面。如果外力沿平行晶面的方向作用，则晶体就很容易滑动（变形），这种变形还不易恢复，称为晶体的范性。
从这里可以看出沿晶面的方向，其弹性限度小，只要稍加力，就超出了其弹性限度，使其不能复原；
而沿其他方向则弹性限度很大，能承受较大的压力、拉力而仍满足胡克定律。
当晶体吸收热量时，由于不同方向原子排列疏密不同，间距不同，吸收的热量多少也不同，于是表现为有不同的传热系数和膨胀系数。
当晶体从外界吸收热量时，其内部分子、原子的平均动能增大，温度也开始升高，但并不破坏其空间点阵，仍保持有规则排列。
继续吸热达到一定的温度--熔点时，其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列，空间点阵也开始解体，于是晶体开始变成液体。
在晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵，所以固液混合物的温度并不升高。
当晶体完全熔化后，随着从外界吸收热量，温度又开始升高。
答案第1页，共2页
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