2.1固体的类型及微观结构同步练习（含解析）2023——2024学年高物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

2.1 固体的类型及微观结构 同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法不正确的是（　　）
A．做变速运动的电荷会在空间产生电磁波
B．分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大
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，说明云母具有各向异性
D．胡椒粒在沸水中剧烈翻滚的现象说明温度越高布朗运动越剧烈
2．2023年5月，中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，则该合成云母（　　）
A．是非晶体 B．没有规则的外形
C．有固定的熔点 D．各向性质均相同
3．关于下列三幅图的说法正确的是（　　）
A．图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，布朗运动越明显
B．图乙中峰值大的曲线对应的气体温度较高
C．图丙中实验现象说明蜂蜡是非晶体
D．图丙中实验现象说明薄板材料各向同性，一定是非晶体
4．如图所示，是一块厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板，和是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转后电流表示数发生了变化（两种情况下都接触良好），关于圆板，下列说法正确的是（　　）
A．圆板是非晶体
B．圆板是多晶体
C．圆板是单晶体
D．不知有无固定熔点，无法判定是晶体还是非晶体
5．白磷在高温、高压环境下可以转化为一种新型二维半导体材料—黑磷，图为黑磷微观结构，其原子以一定的规则有序排列。下列说法正确的是（ ）
A．黑磷是晶体材料 B．黑磷熔化过程中温度升高
C．黑磷中每个分子都是固定不动的 D．同质量的白磷和黑磷分子数目不同
6．2023年10月3日，我国发现的“铌包头矿”获得国际矿物协会新矿物命名。铌包头矿是一种富含Ba、Nb、Ti、Fe、Cl的硅酸盐矿物，微观结构如图，则“铌包头矿”颗粒（　　）
A．是非晶体 B．有固定的熔点
C．没有规则的外形 D．各向性质均相同
7．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
8．关于下列各图，说法正确的是（　　）

A．图甲中，实验现象说明薄板材料具有各向异性，是单晶体
B．图乙中，当分子间距离为r0时，分子合力为零
C．图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D．图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
二、多选题
9．下列说法正确的是（　　）
A．图甲所示实验中，AB两小球位置可互换
B．图乙所示装置中，该容器在水从下方弯曲喷口流出时会发生旋转，这是反冲现象
C．图丙所示电路中，若在线圈中放入铁芯，稳定状态下灯泡会比没有铁芯时更暗
D．图丁所示实验中，b图为玻璃片上石蜡受热融化区域的形状
10．质量一定的某种物质，在压强不变的条件下，由固态I到气态III变化过程中温度T随加热时间t变化关系如图所示，单位时间所吸收的热量可看作不变，气态III可看成理想气体。下列说法正确的是（　　）
A．该物质是晶体
B．该物质分子平均动能随着时间的增大而增大
C．在时间内，该物质分子势能随着时间的增大而增大
D．在时间内，该物质的内能随着时间的增加而增大
11．如图甲所示为一款新型水杯，将沸水倒入杯中，轻摇几下后，水温便可降至55℃左右，并能保温3小时。图乙为其内部结构图，杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料，其在常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是（　　）
A．该晶体材料的熔点为55℃
B．在BC段，该晶体材料的内能保持不变
C．在AB段，该晶体材料的分子热运动变剧烈
D．该晶体材料的比热容为
12．固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。下列判断正确的有（　　）

A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体
B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形
C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性
D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
三、实验题
13．图甲是某小组“探究海波熔化时温度变化规律”的实验装置，每隔1min记录一次温度值。实验数据记录如下表：
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
海波的温度/℃ 40 44 46 48 48 48 48 48 48 50 53
（1）实验中需要的测量工具是温度计和 ；
（2）在1min时，温度计的示数如图乙所示，此时的温度为 ℃；
（3）由记录的实验数据可知海波是 （选填“晶体”或“非晶体”）；
（4）由实验知，海波熔化需要的条件是： ；继续吸收热量；
（5）另一小组在利用相同的器材进行这一实验时，观察到海波熔化过程中温度计示数缓慢上升。产生这一现象的原因可能是 （填字母）。
A．烧杯中的水少 B．对试管内的海波不断搅拌
C．温度计的玻璃泡碰到了试管壁 D．海波熔化过程中吸热，温度升高
14．（1）下列说法正确的是
A．分子间距离减小时，分子力可能减小
B．具有各向同性的物体一定是非晶体
C．布朗运动就是分子的热运动
D．实际气体的分子之间的平均距离足够大（大于）时都可以看做是理想气体
（2）在用“油膜法估测分子大小”的实验中，配制的油酸溶液中纯油酸与溶液体积之比为1︰500，1mL该溶液可滴250滴，那么一滴溶液的体积是 mL，所以一滴溶液中纯油酸的体积V = cm3．若实验中测得的结果如下表所示，则请根据所给数据通过计算填写出表中空白处③ 、④ 的数值（结果保留二位有效数字）．
次数 1.滴油酸溶液形成的油膜面积S/cm2 油酸分子直径d/cm d的平均值/m
1 533 1.5×10-8 ④
2 493 1.6×10-8
3 563 ③
四、解答题
15．某同学为了检验一块薄片是不是晶体，做了如下的实验。如下图所示，他以薄片中央O为原点，建立平面直角坐标系，分别取两点，且。在A、B两点各固定一个相同的温度传感器，将一个针状热源放在O点，观察并记录A、B两点的温度变化情况。通过实验，他发现A、B两点的温度变化情况完全相同，由此他得出结论：该薄片是非晶体。是否可以由这样的过程得出上述结论？简述理由。
16．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。
17．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。
18．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。
19．一电炉的功率P＝200W，将质量m＝240g的固体样品放在炉内，通电后的电炉内的温度变化如图所示。设全部电能转化为热能并全部被样品吸收，问：该固体样品的熔化热是多大？
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【详解】A．根据电磁场理论，做变速运动的电荷会在空间产生电磁波，故A正确，不符合题意；
B．在分子间的距离从平衡位置逐渐增大的开始的一小范围内，分子势能和分子间作用力有可能同时随分子间的距离增大而增大，故B正确，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，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母具有各向异性，故C正确，不符合题意；
D．在一锅水中撒一些胡椒粉，加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚，但这并不是布朗运动，而是由水的对流引起的，故D错误，符合题意。
故选D。
2．C
【详解】由图可知，该合成云母中所含分子在三维空间中呈规则、周期性排列，是晶体，具有一定的几何外形，具有固定的熔点、具有各向异性的特点。
故选C。
3．A
【详解】A．图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，则微粒越趋于不平衡，则布朗运动越明显，选项A正确；
B．图乙中峰值大的曲线“腰细”，中等分子占据的比例较小，则对应的气体温度较低，选项B错误；
CD．图丙中，实验现象表明材料具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，故CD错误。
故选A。
4．C
【详解】电流表示数发生变化，说明圆板沿和两个方向的导电性能不同，即各向异性，所以圆板是单晶体。
故选C。
5．A
【详解】AB．根据图示可知，黑磷的微观结构呈现空间上规则排列，具有空间上的周期性，属于晶体材料，因而黑磷具有固定的熔点，熔化过程中温度不变，故A正确，B错误；
C．组成物质的分子总是在做无规则热运动，故C错误；
D．组成白磷和黑磷的分子是同一种分子，所以同质量的白磷和黑磷分子数目相同，故D错误。
故选A。
6．B
【详解】由图可知，该颗粒属于晶体，其有规则的外形，且有固定的熔点，表现为各向异性。
故选B。
7．B
【详解】单晶体是各向异性，在其表面熔化的蜡是椭圆形。非晶体和多晶体是各向同性，则在其表面熔化的蜡的圆形，因此丙为单晶体，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可知，甲、丙为晶体，乙是非晶体。
故选B。
8．B
【详解】A．甲图中蜂蜡熔化形成圆形区域说明薄板各个方向上导热速度是一样的，说明该薄板材料具有各向同性，不是单晶体，A错误；
B．图乙图像中的实线表示分子力的合力变化图像，从图中可以看出当分子间距离为r0时，分子合力为零，B正确；
C．气体温度越高，分子平均动能越大，分子平均速率也越大，图像整体越靠右，即T2对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图，C错误；
D．微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，微粒受力就越均衡，布朗运动越不明显，D错误。
故选B。
9．BC
【详解】
A．图甲所示实验中，为防止入射小球反弹，入射小球质量应大于被撞小球，则AB两小球位置不可互换，故A错误；
B．图乙所示装置中，该容器在水从下方弯曲喷口流出时会发生旋转，这是反冲现象，故B正确；
C．图丙所示电路中，若在线圈中放入铁芯，线圈的感抗变大，则稳定状态下灯泡会比没有铁芯时更暗，故C正确；
D．图丁所示实验中，由于玻璃是非晶体，表现为各向同性，因此各个方向上导热均匀，石蜡熔化区域形状为圆形（a图），故D错误。
故选BC。
10．ACD
【详解】A．该物质有固定的熔点，所以是晶体，故A正确；
BC．物质的内能是分子总动能与分子总势能之和，温度是分子平均动能的标志，在时间内，温度不变，分子的平均动能不变，吸收的热量用来增加分子间的势能，所以分子势能随时间的增加而增大，B错误，C正确；
D．在 时间内，物质处于气态，分子势能为零则随着物质的吸热，该物质的内能随着时间的增加而增大，D正确。
故选ACD。
11．CD
【详解】A． 该晶体常温下是固态，会随着温度的变化发生可逆的固液转换，熔化过程温度不变，不变的温度即是熔点，由图丙可知，在 BC段温度保持不变，则该晶体熔点为50℃，故A 错误；
B．由图丙可知，BC段是晶体的熔化过程，晶体熔化过程吸收热量，温度保持不变，物体吸收了热量，内能一定增加，则该晶体材料的内能增大， 故 B 错误；
C． 分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈；在 AB段温度升高，所以该晶体材料的分子热运动变剧烈，故 C 正确；
D．由图丙可知，当0.3kg晶体材料，由30℃加热到 50℃，其吸收的热量为，根据 可得，其比热容为
故 D 正确。
故选CD。
12．ABD
【详解】A．晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；
B．固体甲若是多晶体，则没有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；
C．在热传导方面固体甲若是多晶体，表现出各向同性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；
D．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D正确。
故选ABD。
13． 停表 42 晶体 温度达到熔点 C
【详解】（1）[1]由表中数据可知，实验需要测量温度和时间，实验中需要的测量工具是温度计和停表。
（2）[2]如题图乙，温度计的分度值为1℃，读数为42℃。
（3）[3]由记录的实验数据可知，海波在固定的温度开始熔化，熔化时温度不变，因此海波是晶体。
（4）[4]通过实验可知，海波熔化需要达到48℃，熔化过程中，需要继续加热，由此可知海波熔化需要的条件是：温度达到熔点；继续吸收热量。
（5）[5]A.海波在固定的温度开始熔化，熔化时温度不变，进行这一实验时，观察到海波熔化过程中温度计示数缓慢上升；该物质是晶体，熔化过程中温度是不变的，烧杯中的水少，不会影响温度计的示数，故A错误；
B.对试管内的海波不断搅拌，试管中海波受热更加均匀，不可能出现以上情况，故B错误；
C.温度计的玻璃泡碰到了试管壁，因为烧杯中水的温度高于海波的温度，温度计示数缓慢上升，故C正确；
D.海波是晶体，熔化过程中吸热，但温度保持不变，故D错误。
故选C。
14． AD
【详解】(1)[1]A．当分子间距离从大于r0的位置开始减小时，分子力随分子间距离的减小先增大后减小。故A正确；
B．具有各向同性的物体不一定是非晶体，多晶体也具有各向同性。故B错误；
C．布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动。故C错误；
D．分子力是短程力，实际气体的分子之间的平均距离足够大（大于）时都可以看做是理想气体。故D正确。
故选AD。
(2)[2]根据题意可知，1mL该溶液可滴250滴，设一滴溶液的体积为V1，则有
[3]一滴溶液中纯油酸的体积为
[4]油酸分子的直径
[5]则油酸分子三次的平均值
15．见解析
【详解】不能够的得到上述结论。通过实验， A、B两点的温度变化情况完全相同，说明薄片具有各向同性。而根据晶体与非晶体的特性规律，单晶体具有各向异性，非晶体与多晶体具有各向同性，因此，薄片既有可能为非晶体，也有可能为多晶体。
16．（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。
17．(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。
18．还需要知道食盐的摩尔质量M和阿伏加德罗常数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和阿伏加德罗常数NA。
19．
【详解】熔化时温度不变，从图像直接得到熔点为 ；从图像得到熔化时间约为2min=120s，根据能量守恒定律，有
解得
答案第1页，共2页
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