2.5晶体
一、单选题
1.下列说法正确的是( )
A.不考虑摩擦的热机可以把吸收的能量全部转化为机械能
B.物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C.晶体在一定条件在可以转变为非晶体,而非晶体不能转变为晶体
D.能量耗散过程违背了热力学第一定律
2.下雪了,晶莹的雪花像轻盈的玉蝴蝶在翩翩起舞,雪花的形状如图所示。下列关于雪花的说法正确的是( )
A.是多晶体 B.是非晶体
C.具有各向异性 D.飞舞时,说明分子在做无规则运动
3.玻璃是人类现代生活中常用的一种物质,它可以做成各种器具、器皿来满足人们的生活需要,有关玻璃下列说法中正确的是( )
A.玻璃熔化时没有固定的熔点,它可能是多晶体
B.玻璃中的气泡看起来比较明亮是由于光的衍射
C.把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,它的尖端就变钝了,这是表面张力的作用
D.细玻璃管中的水面成凹月面型,水银面成凸月面型,是水不浸润玻璃而水银浸润玻璃的缘故
4.大烧杯中装有冰水混合物,在冰水混合物中悬挂一个小试管,试管中装有冰,给大烧杯加热时,以下现象正确的是( )
A.烧杯中的冰和试管内的冰同时熔化
B.试管内的冰先熔化
C.在烧杯内的冰熔化完以前,试管内的冰不会熔化
D.试管内的冰始终不熔化
5.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.制作大规模集成电路也可以用多晶体
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
6.下列说法中正确的有( )
A.晶体一定具有各向异性,非晶体一定具有各向同性
B.单晶体有固定的熔点,多晶体和非晶体没有固定的熔点
C.晶体熔化时吸收热量,分子平均动能一定增大
D.天然存在的液晶并不多,多数液晶是人工合成的
7.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
8.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
二、多选题
9.下列说法正确的是
A.食盐溶化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体
B.液面表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
D.对于一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,那么它一定从外界吸热
E.当液体处于饱和汽状态时,液体会停止蒸发现象
10.下列说法中正确的是( )
A.化学成分相同的物质只能生成同一种晶体
B.虽然石英是晶体,但是由石英制成的玻璃却是非晶体
C.普通玻璃是非晶体
D.一块铁虽然是各向同性的,但它是多晶体
11.下列关于晶体以及非晶体的理解正确的是 。
A.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
B.单晶体具有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点
C.有的物质在不同条件下能够生成不同晶体,是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布
D.固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体、非晶体是绝对的,是不可以相互转化的
E.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
12.下列说法中正确的是( )
A.晶体都具有各向异性
B.理想气体,等压膨胀过程一定吸热
C.封闭在容器内的气体很难被压缩,说明气体分子间存在斥力
D.物体的温度越高,物体中分子的无规则运动就越剧烈
E.第二类永动机不能制成是因为自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性
三、解答题
13.下列物质中,哪些是单晶体?哪些是多晶体?哪些是非晶体?
石英、雪花、铁、沥青、食盐、橡胶、硅、单晶锗、玻璃、明矾、松香、石墨、硫酸铜、金刚石
14.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。
15.如图是萘晶体的熔化曲线,由图可知,萘的熔点是多少℃,熔化时间为多少?若已知萘的质量为m,固态时比热容为c1,液态时比热容为c2,熔化热为λ,试计算在0~τ1,τ1~τ2和τ2~τ3这三个时间间隔中吸收的热量及能量转化情况。
参考答案:
1.B
【详解】由热力学第二定律可知,热机效率不可能达到100%,故A错误;物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功,故B正确;晶体在一定条件在可以转变为非晶体,非晶体也可以转变为晶体,故C错误;能量耗散过程不违背热力学第一定律,故D错误.所以B正确,ACD错误.
2.C
【详解】ABC.单片雪花会呈现六度旋转对称结构体现了雪花凝结时各向异性,是单晶体,故AB错误,C正确
D.雪花飞舞是因为空气流动大气的作用,并不能说明分子在做无规则运动,D错误。
故选C。
3.C
【详解】A.玻璃是非晶体,没有固定的熔点,故A错误;
B. 玻璃中的气泡看起来比较明亮,这是由于光从玻璃进入气泡时,会发生全反射,故B错误;
C.把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,由于表面张力的作用,尖端表面有收缩的趋势,所以变钝, 故C正确;
D.细玻璃管中,水不浸润玻璃管壁,水面成凸月面型,水银浸润玻璃管壁,水银面成凹月面型,故D错误。
故选C。
4.C
【详解】物体间要发生热传递的条件是两者问存在温度差。冰水混合物中的冰熔化完以前,温度仍保持在0℃。试管中的冰为0℃,两者间不传递热量,故开始时试管内的冰不熔化,只有当烧杯中的冰熔化完毕,温度开始上升时,试管中的冰才开始熔化。
故选C。
5.C
【详解】A.金刚石、食盐、水晶是晶体,而玻璃是非晶体,故A错误;
B.制作大规模集成电路也可以用单晶体,故B错误;
C.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,故C正确.
D.单晶体是各向异性,多晶体和非晶体是各向同性,故D错误.
故选C.
6.D
【详解】A.单晶体一定具有各向异性,多晶体和非晶体一定具有各向同性,A错误;
B.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,B错误;
C.晶体熔化时吸收热量,但是温度不变,则分子平均动能一定不变,C错误;
D.天然存在的液晶并不多,多数液晶是人工合成的,D正确。
故选D。
7.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。
8.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。
9.ACD
【详解】晶体的特点是在熔化过程中温度保持不变,有固定的熔点,因食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐是晶体,故A正确;液面表面张力的方向与液面相切,B错误;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性,彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,C正确;对于一定质量的理想气体,如果压强不变,体积增大,气体对外界做功,根据知,气体温度升高,故内能增大,所以气体一定从外界吸热,D正确;当液体处于饱和汽状态时,液体和汽体处于动态平衡,液体不会停止蒸发现象,E错误.
10.BCD
【详解】A.化学成分相同的物质微粒可能形成不同的空间结构,从而可生成多种晶体,如石墨和金刚石,故A错误;
BC.石英是晶体,而石英制成的玻璃却是非晶体,晶体与非晶体之间是可以互相转化的,故BC正确;
D.金属是多晶体,故D正确。
故选BCD。
11.ACE
【详解】A.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性,彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点,故A项正确;
B.单晶体和多晶体都具有固定的熔点,故B项错误;
C.有的物质在不同条件下能够生成不同晶体,是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布,例如石墨和金刚石,故C项正确;
D.固体可以分为晶体和非晶体两类,晶体、非晶体不是绝对的,是可以相互转化的;例如天然石英是晶体,熔融过的石英是非晶体;把晶体硫加热熔化(温度超过300℃)再倒入冷水中,会变成柔软的非晶硫,再过一段时间又会转化为晶体硫,故D项错误;
E.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E项正确。
12.BDE
【详解】A.单晶体具有各向异性,多晶体各向同性,选项A错误;
B.理想气体,等压膨胀过程,温度升高,内能增大,且对外做功,则一定吸热,选项B正确;
C.封闭在容器内的气体很难被压缩,这是大气压的缘故,与气体分子间的斥力无关,选项C错误;
D.物体的温度越高,物体中分子的无规则运动就越剧烈,选项D正确;
E.第二类永动机不能制成是因为自然界中涉及热现象的宏观过程都具有方向性,选项E正确;
故选BDE。
13.属于单晶体的是:石英、雪花、食盐、硅、单晶锗、明矾、硫酸铜、金刚石;属于多晶体的是:铁、石墨;属于非晶体的是:沥青、橡胶、玻璃、松香
【详解】属于单晶体的是:石英、雪花、食盐、硅、单晶锗、明矾、硫酸铜、金刚石
属于多晶体的是:铁、石墨
属于非晶体的是:沥青、橡胶、玻璃、松香
14.(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。
15.萘的熔点是t2,熔化的时间为τ2-τ1,0~τ1,固态,主要用来增加粒子的平均动能,吸收热量Q1=c1m(t2-t1); τ1~τ2,固液共存,吸收热量,完全用于增加粒子的势能Q2=λ·m; τ2~τ3,液态,吸收热量,大部分用来增加粒子的平均动能Q3=c2m(t3-t2)
【详解】晶体有固定的熔点,由图像可知,萘的熔点是t2,熔化的时间为τ2-τ1。
0~τ1时间内,萘处于固态,主要用来增加粒子的平均动能,由公式可得
Q1=c1m(t2-t1)
τ1~τ2时间内,固液共存,温度不变,分子的平均动能不变,完全用于增加粒子的势能,熔化热
Q2=λ·m
τ2~τ3时间内,萘处于液态,大部分用来增加粒子的平均动能,由公式可得
Q3=c2m(t3-t2)
【点睛】晶体熔化时温度不变,从熔化曲线中得到萘的熔点和熔化时间;AB过程和CD过程根据Q=cm t求解吸收热量,BC过程固液共存,根据Q=λm求解吸收热量。