高中物理：选择性必修三 2.5晶体（含答案）

晶体
基础练
1．下列说法中正确的是(　　)
A．常见的金属材料都是多晶体
B．只有非晶体才显示各向同性
C．凡是具有规则几何形状的固体一定是晶体
D．多晶体一定显示各向异性
2．下列说法中正确的是(　　)
A．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D．玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状
3．利用扫描隧道显微镜可以得到晶体表面原子排列的图像，从而可以研究晶体的构成规律，下面的照片是三种晶体材料表面的原子排列图像，通过观察、比较，可以得出的结论是(　　)
A．三种晶体的原子排列都具有规律性
B．三种晶体的原子排列都没有规律性
C．三种晶体的原子都是静止不动的
D．三种晶体的原子都是无间隙地挨在一起的
4．(2021·珠海高三检测)一块金属整体表现为各向同性是因为(　　)
A．金属是单晶体
B．金属是多晶体
C．金属晶粒的排列是有序的
D．金属是非晶体
5．(多选)关于液晶，下列说法中正确的有(　　)
A．液晶是一种液态的晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
6．下列属于液晶分子示意图的是(　　)
7.(多选)岩盐的颗粒很大，我们能清楚地看出它的立方体形状。将大颗粒的岩盐敲碎后，小的岩盐仍然呈立方体形。如图所示是岩盐的平面结构，实心点为氯离子，空心点为钠离子，如果将它们用直线连起来，将构成一系列大小相同的正方形。则(　　)
A．岩盐是晶体
B．岩盐是非晶体
C．固体岩盐中氯离子是静止的
D．固体岩盐中钠离子是运动的
8．(多选)甲、乙、丙三种固体物质，质量相等，加热过程中，相同时间内吸收的热量相等，如图所示为其温度随时间变化的图像，由图可以判断(　　)
A．甲、丙是晶体，乙是非晶体
B．乙是晶体，甲、丙是非晶体
C．乙是非晶体，甲的熔点比丙低
D．乙是非晶体，甲的熔点比丙高
9．(多选)有关晶体的排列结构，下列说法正确的是(　　)
A．同种元素原子按不同的结构排列有相同的物理性质
B．同种元素原子按不同的结构排列有不同的物理性质
C．同种元素形成晶体只能有一种排列规律
D．同种元素形成晶体可能有不同的排列规律
10．某球形固体物质，其导热性能各向相同，则该物体(　　)
A．一定是非晶体
B．可能具有确定的熔点
C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形
D．一定不是单晶体，因为其具有各向同性的物理性质
提升练
11．(2021·安徽太湖中学高二下质量调研)关于下列四幅图中所涉及晶体微观结构及其解释的论述中，不正确的是(　　)
A．甲图中，晶体中沿不同的方向上微粒排列的情况不同，故晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质
B．乙图为石墨中碳原子形成的层状结构，与金刚石的结构不同，但物理性质相同
C．丙图为食盐晶体的点阵结构，晶体的许多特征都与点阵结构有关
D．丁图为金刚石中碳原子形成的一种紧密结构，相互之间作用力很强，所以金刚石十分坚硬，可制造玻璃刀和钻头
12.(2021·山东临沂一中高二下月考)一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，长AB是宽AC的两倍，如图所示。若用多用电表沿两对称轴O1O1′和O2O2′测其电阻，阻值关系为R1＝2R2，则这块样品是(　　)
A．单晶体　　　　　　　 B．多晶体
C．非晶体 D．以上说法全错
13.如图所示为食盐晶体结构示意图，食盐的晶体是由钠离子(图中○)和氯离子(图中●)组成的，这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的。已知食盐的摩尔质量是58.5 g/mol，食盐的密度是2.2 g/cm3，阿伏伽德罗常数为6.0×1023 mol－1，试估算食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离。
参考答案：
基础练
1．下列说法中正确的是(　　)
A．常见的金属材料都是多晶体
B．只有非晶体才显示各向同性
C．凡是具有规则几何形状的固体一定是晶体
D．多晶体一定显示各向异性
解析：选A　常见金属材料都是多晶体，故选项A正确；具有规则几何形状的固体不一定是晶体，如有规则形状的蜡烛不是晶体，故选项C错误；多晶体和非晶体均显示各向同性，故选项B、D错误。
2．下列说法中正确的是(　　)
A．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体
B．同一种物质只能形成一种晶体
C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的
D．玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状
解析：选D　固态金属都是晶体，因而黄金也是晶体。只是因为黄金晶体内部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有天然规则的几何形状，A错误；同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨，B错误；单晶体的各向异性是指某些物理性质是各向异性的，C错误；玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和天然规则的几何形状，D正确。
3．利用扫描隧道显微镜可以得到晶体表面原子排列的图像，从而可以研究晶体的构成规律，下面的照片是三种晶体材料表面的原子排列图像，通过观察、比较，可以得出的结论是(　　)
A．三种晶体的原子排列都具有规律性
B．三种晶体的原子排列都没有规律性
C．三种晶体的原子都是静止不动的
D．三种晶体的原子都是无间隙地挨在一起的
解析：选A　三种晶体的原子排列不相同，但是对于每一种晶体的原子排列具有各自的规律性，故选项A正确，B错误；晶体的原子在永不停息地做热运动，故选项C错误；原子之间存在间隙，故选项D错误。
4．(2021·珠海高三检测)一块金属整体表现为各向同性是因为(　　)
A．金属是单晶体
B．金属是多晶体
C．金属晶粒的排列是有序的
D．金属是非晶体
解析：选B　金属晶体有许多小金属晶粒组成，大量的金属晶粒无序地组成了多晶体，因为多晶体整体表现为各向同性，金属整体也表现为各向同性，故B正确。
5．(多选)关于液晶，下列说法中正确的有(　　)
A．液晶是一种液态的晶体
B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
C．液晶的光学性质随温度的变化而变化
D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
解析：选CD　液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，A、B错误；外界条件的微小 变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，C、D正确。
6．下列属于液晶分子示意图的是(　　)
解析：选B　液晶是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，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，液晶可以流动，所以和固态分子排列不相同，但液晶不可以像液体一样任意流动，所以和液态分子排列也不相同，综上分析可知B正确，A、C、D错误。
7.(多选)岩盐的颗粒很大，我们能清楚地看出它的立方体形状。将大颗粒的岩盐敲碎后，小的岩盐仍然呈立方体形。如图所示是岩盐的平面结构，实心点为氯离子，空心点为钠离子，如果将它们用直线连起来，将构成一系列大小相同的正方形。则(　　)
A．岩盐是晶体
B．岩盐是非晶体
C．固体岩盐中氯离子是静止的
D．固体岩盐中钠离子是运动的
解析：选AD　岩盐分子按一定规律排列，则岩盐是晶体，故A正确，B错误；根据分子永不停息地做无规则运动，可知固体岩盐中氯离子和钠离子都是运动的，故C错误，D正确。
8．(多选)甲、乙、丙三种固体物质，质量相等，加热过程中，相同时间内吸收的热量相等，如图所示为其温度随时间变化的图像，由图可以判断(　　)
A．甲、丙是晶体，乙是非晶体
B．乙是晶体，甲、丙是非晶体
C．乙是非晶体，甲的熔点比丙低
D．乙是非晶体，甲的熔点比丙高
解析：选AD　甲在升温至t2 ℃时开始熔化，一段时间内温度保持不变；丙在升温至t1 ℃时开始熔化，一段时间内温度保持不变，因此，甲、丙为晶体，且甲的熔点高。乙没有确定的熔点，为非晶体，故选项A、D正确。
9．(多选)有关晶体的排列结构，下列说法正确的是(　　)
A．同种元素原子按不同的结构排列有相同的物理性质
B．同种元素原子按不同的结构排列有不同的物理性质
C．同种元素形成晶体只能有一种排列规律
D．同种元素形成晶体可能有不同的排列规律
解析：选BD　晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质。同种元素原子也会有很多排列结构，例如：碳原子按层状结构排列形成石墨，按网状结构排列形成金刚石，故选项B、D正确。
10．某球形固体物质，其导热性能各向相同，则该物体(　　)
A．一定是非晶体
B．可能具有确定的熔点
C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形
D．一定不是单晶体，因为其具有各向同性的物理性质
解析：选B　导热性能各向相同的物质可能是非晶体，也可能是晶体，故A选项错误；晶体具有确定的熔点，故B选项正确；物质外形是否规则不是判断物质是否为单晶体的依据，应该说，单晶体具有规则的几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以具有规则的几何外形，当然，这只能是“后天”加工的，故C选项错误；单晶体具有各向异性的特征，仅是指某些物理性质，并不是所有的物理性质都是各向异性的，故当物质某一物理性质显示各向同性，并不意味着该物质一定不是单晶体，故D选项错误。
提升练
11．(2021·安徽太湖中学高二下质量调研)关于下列四幅图中所涉及晶体微观结构及其解释的论述中，不正确的是(　　)
A．甲图中，晶体中沿不同的方向上微粒排列的情况不同，故晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质
B．乙图为石墨中碳原子形成的层状结构，与金刚石的结构不同，但物理性质相同
C．丙图为食盐晶体的点阵结构，晶体的许多特征都与点阵结构有关
D．丁图为金刚石中碳原子形成的一种紧密结构，相互之间作用力很强，所以金刚石十分坚硬，可制造玻璃刀和钻头
解析：选B　晶体中沿不同的方向上微粒排列的情况不同，故晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质，A正确；金刚石和石墨都是由碳原子直接构成的，因为碳原子的排列方式不同，故其物理性质差异很大，石墨质地松软，可以用来制作铅笔芯，金刚石很硬，可以用于制造玻璃刀和钻头，B错误，D正确；晶体的许多特性都与点阵结构有关，C正确。
12.(2021·山东临沂一中高二下月考)一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，长AB是宽AC的两倍，如图所示。若用多用电表沿两对称轴O1O1′和O2O2′测其电阻，阻值关系为R1＝2R2，则这块样品是(　　)
A．单晶体　　　　　　　 B．多晶体
C．非晶体 D．以上说法全错
解析：选A　假设这块样品沿各个方向的电阻率相同为ρ，根据R＝ρ可知，R1＝4R2，而测得R1＝2R2，说明沿O1O1′和O2O2′方向的电阻率(导电性能)不同，即表现出各向异性的物理性质，所以为单晶体，所以A正确。
13.如图所示为食盐晶体结构示意图，食盐的晶体是由钠离子(图中○)和氯离子(图中●)组成的，这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距离地交错排列的。已知食盐的摩尔质量是58.5 g/mol，食盐的密度是2.2 g/cm3，阿伏伽德罗常数为6.0×1023 mol－1，试估算食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离。
解析：1 mol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、物质密度ρ的关系为V＝，
所以一个离子所占的体积为V0＝＝。
由题图可知V0就是图中八个离子所夹的立方体的体积，此立方体的边长d＝＝，
而最近的两个钠离子中心的距离
r＝d＝×
＝1.41× m
≈4×10－10 m。
答案：4×10－10 m
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