第九章 固体、液体和物态变化
1 固体
教学建议
在教学过程中,教师可以通过图片展示、实物观察和演示实验等各种教学手段,让学生知道晶体和非晶体的区别,了解晶体和非晶体在微观结构上的不同,体会晶体和非晶体在外形、物理性质上的差异与物质结构的关系,了解固体材料在生活、生产等方面的应用。
参考资料
晶体的种类和应用
晶体的性能通常分为固有物性和功能物性。晶体常按功能物性进行分类,主要有以下9种:
(1)压电晶体:在外力作用下发生形变时,其表面产生电荷效应的晶体。可制成换能器、拾音器、振子以及传感器。最初采用酒石酸钾钠一类水溶性晶体,现已被性能优良的人工水晶、四硼酸锂(Li2B4O7)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)等取代。
(2)激光晶体:已获得有激光输出的晶体有数百种以上,但真正成为激光工作物质的主要是红宝石(Al2O3∶Cr,激光波长为0.6943μm)、钇铝石榴石(Y3Al5O12∶Nd,1.065 μm)。对激光晶体的研究主要是向波长可调谐(如BeAlO4∶Cr,Al2O3∶Ti)、高效率和大功率(钇镓石榴石系列)、多功能(LiNbO3∶Mg、Fe等)的方向发展。
(3)电光晶体:在外加电场作用下折射率发生变化,从而使通过晶体的一束激光分解为两束偏振方向相互垂直的偏振光,并产生一相位差效应的晶体。适用于激光的调制和偏振。常用的电光晶体有铌酸锂、钽酸锂以及磷酸二氢钾(KDP)类晶体。
(4)声光晶体:具有声光效应的晶体。主要有二氧化碲(TeO2)和钼酸铅(PbMoO4)。适用于激光的偏振和调制。
(5)非线性光学晶体:组成晶体的原子因外层电子在光作用下偏离其平衡位置而发生极化。常用的有磷酸二氢钾类晶体、铌酸锂、铌酸钾以及偏硼酸钡(BaB2O4)、三硼酸锂(LiB3O5)晶体。
(6)光折变晶体:在光的作用下可引起折射率变化的晶体。主要有钛酸钡(BaTiO3)、硅酸铋(Bi12SiO20)、铌酸锂、铌酸钡钠(Ba2NaNb5O15)等。
(7)热释电晶体:在外界温度变化时由其自发极化引起表面电荷效应的晶体。可用于制备热释电探测器。主要有铌酸锂、钽酸锂等。
(8)闪烁晶体:具有闪烁效应的晶体。广泛用于测量核辐射能量。20世纪80年代中期,用坩埚下降法生长的大尺寸锗酸铋(Bi4Ge3O12)晶体,取代掺铊的碘化钠(NaI∶Tl)晶体,成为性能最佳的闪烁晶体。其他如氟化钡(BaF2)、氟化铈(CeF3)、氟化铅(PbF2)等正在研制中。
(9)磁光晶体:具有较大的纯法拉第效应,对使用波长的吸收系数低,磁化强度和磁导率高。用于制作光隔离器、光非互易元件、磁光存储器及磁光调制器等。
在此,晶体材料按来源又分为天然晶体和人工晶体,后者应用较多。广泛使用的晶体材料主要有人工水晶、磷酸钛氧钾晶体、铌酸锂晶体、锗酸铋晶体、四硼酸锂晶体、磷酸二氢钾晶体、钇铝石榴石、合成云母和氟化钡等。晶体材料广泛用于激光技术、电子技术、生物医学、高能物理及家用电器等方面。
课件22张PPT。第九章 固体、液体和物态变化1 固体一二一二一二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 5第九章 固体、液体和物态变化
1 固体
一、非标准
1.国家游泳中心——水立方,像一个透明的水蓝色的“冰块”,透过它,游泳中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫作ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的膜材料,这种膜材料属于非晶体,那么它具有的特性是( )
A.在物理性质上具有各向同性
B.在物理性质上具有各向异性
C.具有一定的熔点
D.没有一定的熔点
解析:非晶体没有一定的熔点,在物理性质上表现为各向同性。
答案:AD
2.下列说法中,正确的是( )
A.只要是具有各向异性的物体必定是晶体
B.只要是不显示各向异性的物体必定是非晶体
C.只要是具有确定的熔点的物体必定是晶体
D.只要是不具有确定的熔点的物体必定是非晶体
解析:多晶体和非晶体都具有各向同性,只有单晶体是各向异性,故A对,B错;晶体一定有确定的熔点,而非晶体无确定的熔点,故C、D均正确。
答案:ACD
3.如图所示,曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程,图中横轴表示时间t,纵轴表示温度T。从图中可以确定的是( )
A.晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B.曲线M的bc段表示固液共存状态
C.曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D.曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
解析:晶体有固定的熔点,而非晶体没有固定的熔点,选项A错误;曲线M的bc段的温度不变,晶体正在熔化,处于固液共存状态,选项B正确;曲线M的ab段表示固态,曲线N的ef段的状态不能确定,选项C错误;曲线M的ab段表示液态,曲线N的fg段的状态不能确定,选项D错误。
答案:B
4.(2013·济宁高二检测)如图所示的一块密度、厚度均匀的矩形被测样品,其长度AB为宽度CD的2倍,若用多用电表沿两对称轴测得其电阻均为R,则该块样品可能是( )
A.多晶体 B.单晶体
C.非晶体 D.金属
解析:AB和CD方向的长度以及与这两个方向垂直的横截面积都不相等,而电阻相等,根据电阻定律可知,AB和CD方向的电阻率不相等。可见,被测样品的导电性能具有各向异性,故B正确。
答案:B
5.晶体在熔化过程中所吸收的热量,主要用于( )
A.破坏空间点阵结构,增加分子动能
B.破坏空间点阵结构,增加分子势能
C.破坏空间点阵结构,增加分子势能,同时增加分子动能
D.破坏空间点阵结构,但不增加分子势能和分子动能
解析:晶体熔化时温度保持不变,分子的平均动能不变,晶体熔化过程中吸收的热量使分子间的距离增大,全部用来增加分子的势能,因为物体的内能是所有分子动能和分子势能的总和,所以晶体熔化时的内能增大。因而,只有选项B正确。
答案:B
6.有一块长方形的铜条,有关它的三种说法:
①这是一块单晶体,因为它有规则的几何形状
②这是一块多晶体,因为它内部的分子排列是不规则的
③这是一块非晶体,因为它的物理性质是各向同性的
这三种说法中( )
A.①②是错的 B.②③是错的
C.①③是错的 D.都是错的
解析:铜条虽具有规则的几何形状,但它是多晶体,其分子排列是规则的,但构成多晶体的晶粒的排列是不规则的,所以选D。
答案:D
7.某球形固体物质,其各向导热性能相同,则该物质( )
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形状
D.一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质
解析:导热性能各向相同的物体可能是非晶体,也可能是多晶体,还可能是单晶体,所以A、D错误;晶体都有确定的熔点,B正确;单晶体所具有的规则的几何形状是天然的,该球形物体的规则的几何形状可能是人为加工的,C错误。
答案:B
8.下列叙述中错误的是( )
A.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
B.单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列
C.非晶体有规则的几何形状和确定的熔点
D.石墨的硬度比金刚石差很多,是由于它的微粒没有按空间点阵分布
解析:晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质是否相同;也正是由于微粒按一定规律排列,使单晶体具有规则的几何形状。石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同,石墨的层状结构决定了它的质地柔软,而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强,所以金刚石有很大的硬度。
答案:CD
9.用沥青铺成的路面,冬天变硬,夏天变软,说明沥青是晶体材料还是非晶体材料?列举生活中的晶体和非晶体的例子。
解析:沥青冬天变硬,夏天变软,说明它没有一定的熔点,所以沥青是非晶体。食盐、味精、冰糖为晶体,玻璃为非晶体。
答案:见解析
2 液体
一、非标准
1.下列说法正确的是( )
A.浸润液体在细管里能上升
B.不浸润液体在细管里能下降
C.建筑房屋时,在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸,这是为了增加毛细现象使地下水容易上升
D.农田里如果要保存地下的水分,就要把地表的土壤锄松,可以减少毛细现象的发生
解析:毛细现象和液体的浸润、不浸润相联系,浸润液体在细管中能上升,不浸润液体在细管中下降,故A、B正确;建筑房屋的时候,在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸,防止地下的水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升,以使房屋保持干燥,C错误;土壤里有很多毛细管,地下的水分可以沿着它们上升到地面。如果要保持地下的水分,就要把地表的土壤锄松,破坏这些土壤里的毛细管,D正确。
答案:ABD
2.如图所示,液体浸润固体的是( )
解析:由题图可以看出:B、C中附着层有扩张的趋势,而A、D中附着层具有面积减小的趋势,故B、C浸润固体。
答案:BC
3.下列有关表面张力的说法中,正确的是( )
A.表面张力的作用是使液体表面伸张
B.表面张力的作用是使液体表面收缩
C.有些小昆虫能在水面上自由行走,这是由于有表面张力的缘故
D.用滴管滴液滴,液滴总是呈球形,这是由于表面张力的缘故
解析:表面张力的作用效果是使液体表面收缩,由于表面张力,被压弯的液面收缩,使小昆虫浮在液面上;由于表面张力使液滴收缩成球形。
答案:BCD
4.(2014·塔城高二检测)关于液晶,下列说法正确的是( )
A.液晶是液体和晶体的混合物
B.液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定
C.液晶是一种特殊的物质,具有光学的各向同性
D.所有物质在一定条件下都能成为液晶
解析:液晶是一种既具有晶体的某些性质,又具有液体的某些性质的特殊物质,但不是液体和晶体的混合物, A错误;液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定,外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化,B正确;液晶的光学性质具有各向异性,C错误;有些物质在特定的温度范围内或在特定的溶剂中溶解可成为液晶态,D错误。
答案:B
5.对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象,如图所示,对此有下列几种解释:
①甲图中表面层分子的分布比液体内部疏 ②乙图中表面层分子的分布比液体内部密 ③甲图中附着层分子的分布比液体内部密 ④乙图中附着层分子的分布比液体内部疏
其中正确的是( )
A.只有①对 B.只有①③④对
C.只有③④对 D.全对
解析:浸润的情况下,液体会沿着管壁上升,这是由于附着层内分子相互排斥,同时表面层内分子相互吸引的结果;不浸润的情况下,液体会沿着管壁下降,这是由于附着层内分子和表面层内分子均相互吸引的结果;液体内部分子力约为零,所以表面层分子比内部疏,分子力表现为引力,表面层分子比内部密,分子力表现为斥力。B正确。
答案:B
6.关于浸润与不浸润现象,下面几种说法中正确的是( )
A.水是浸润液体
B.水是不浸润液体
C.同一种液体对不同的固体,可能是浸润的,也可能是不浸润的
D.只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
解析:浸润或不浸润是指一种液体对某一种固体来说的。孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义。同一种液体对不同的固体,可能浸润,也可能不浸润,例如水对玻璃浸润,而对荷叶就不浸润。浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降,都属于毛细现象。只有选项C正确。
答案:C
7.在水中浸入两个同样细的毛细管,一个是直的,另一个是弯的,如图所示,水在直管中上升的高度比在弯管中的最高点还要高,那么弯管中的水将( )
A.不断地流出
B.不会流出
C.不一定会流出
D.无法判断会不会流出
解析:因为水滴从弯管口N处落下之前,弯管口的水面在重力作用下要向下凸出,这时表面张力的合力竖直向上,使水不能流出,选项B正确。
答案:B
8.由于海水表面有表面张力的作用,水珠之间相互吸引着,这样使得风很难把水珠刮起,只能够形成海浪,所以海洋上的风中只带有少量的水沫;而沙漠中的沙子却不一样,沙粒之间几乎没有作用力,所以风很容易刮起大量的沙子……根据以上规律联系所学知识请你设想,如果玻璃杯中盛有少量水银,在太空轨道上运行的宇宙飞船内,水银在杯子中将呈现下图所示的怎样的形状( )
解析:在宇宙飞船内完全失重的情况下,由于重力的存在而产生的一切现象随之消失;因为液体的表面张力不受失重的影响,水银不浸润玻璃,水银的形状只由表面张力来决定。在液体表面张力的作用下,水银的表面有收缩到最小的趋势,而体积一定时,球形的表面积最小。所以最终水银会呈现球形,D正确。
答案:D
9.如图所示,在培养皿内注入清水。让两根细木杆相互平行地浮在水面上,再在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精,细木杆会“自动”散开。请你解释这一现象。
答案:漂浮在水面上的细木杆,原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态。滴入酒精后,细木杆之间液体的表面张力减小,使得内侧的表面张力比外侧的小,细木杆就散开了。
2 液体
教学建议
教师在实施教学时,利用生活中的现象、图片和演示实验,引导学生观察液体表面的收缩现象,启发学生从液体的微观结构的角度来理解表面张力产生的原因。从固液接触的薄层中分子的分布和作用情况认识浸润、不浸润现象与毛细现象。通过学生阅读课文,总结出液晶的特点,了解液晶在生活中的应用。
参考资料
毛细管内外液面的高度差
将毛细管插入能浸润管壁的液体,管内的液面会升高(如图所示)。设管内的弯月面是球面的一部分,曲率半径为R,则曲面下A点的压强为
p=p0-,①
式中的p0为大气压强,α为液体的表面张力系数。这时,管内与管外水平面同高度的B点的压强为p+ρgh。其中ρ为液体密度,h为管内外液柱高度差,
g为重力加速度。根据流体静力学的原理,B点的压强应与管外水平面上的压强相等,所以有
p0=p+ρgh,②
由①②得
h=。③
由图可知
Rcosθ=r,
式中的r为毛细管的内径,θ为接触角(在液体与固体接触处,作液体表面的切线与固体表面的切线,这两条切线通过液体内部所成的角度,叫接触角)。把这个式子变形得R=,代入③式得
h=④
如果将毛细管插入不浸润管壁的液体,管内液面会下降。用同样的方法可以证明,公式④对于液面下降的高度也是适用的。
课件24张PPT。2 液体一二三四五一二三四五一二三四五一二三四五一二三四五一二三四五探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 53 饱和汽与饱和汽压
4 物态变化中的能量交换
教学建议
对饱和汽和饱和汽压一节的教学,通过对初中物态变化知识的回顾和扩展,结合生产、生活实际,借助动画模拟等手段,让学生理解动态平衡的微观实质,知道什么是饱和汽和饱和汽压。通过阅读课文和演示实验,让学生理解相对湿度和绝对湿度的含义,了解湿度计的原理和测量方法。
对物态变化中的能量交换一节,在教学中引导学生从分子动理论的角度分析物态变化中的能量交换。
参考资料
空气湿度
表示空气中水汽多寡亦即干湿程度的物理量,称为空气湿度。湿度的大小常用水汽压、绝对湿度、相对湿度和露点温度等表示。公众天气预报中最常用的是相对湿度。它只是一相对数字,并不表示空气中湿度的绝对大小。
在一定的气温条件下,一定体积的空气只能容纳一定量的水汽。如果水汽量达到了空气能够容纳水汽的限度,这时的空气就达到了饱和状态,相对湿度为100%。在饱和状态下,水分不再蒸发。高热的夏季遇到这种天气,人体分泌的汗水难以蒸发,感到闷热难以忍受。反之,秋天有时也会遇到高温这只“秋老虎”,但由于湿度明显降低,人们浑身淌汗却很少会有“闷”的感觉。如果冬天遇到低温高湿天气,人们又会感到阴湿寒冷。空气中湿度太小,同样会使人感到不舒服。南方人初到北方,沿海人乍去大西北,常会感到唇干口燥,甚至鼻出血。当然,这是属于人的适应性问题了。
一般而言,相对湿度的日变化与气温的日变化相反,最大值出现在日出前后,最小值出现在下午2时左右。当然,当某地的天气发生突变时,湿度的这种变化规律就会被破坏。如高温低湿的午后,突然乌云翻滚,湿空气汹涌而至,当地的湿度就会迅速猛升。相对湿度的年变化比较复杂,通常是多雨的季节湿度高,晴朗的天气湿度低,但各地的地理条件气温条件和雨季情况差异很大,难以概括出一个具有普遍性的规律。
3 饱和汽与饱和汽压
4 物态变化中的能量交换
一、非标准
1.关于饱和汽,正确的说法是( )
A.在稳定情况下,密闭容器中如有某种液体存在,其中该液体的蒸汽一定是饱和的
B.密闭容器中有未饱和的水蒸气,向容器内注入足够量的空气,加大气压可使水汽饱和
C.随着液体的不断蒸发,当液化和汽化速率相等时液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡
D.对于某种液体来说,在温度升高时,由于单位时间内从液面汽化的分子数增多,所以其蒸汽饱和所需要的压强增大
解析:在饱和状态下,液化和汽化达到动态平衡,即达到稳定状态,所以A、C项正确;液体的饱和汽压与其温度有关,即温度升高饱和汽压增大,所以D项正确;饱和汽压和外界气压没有关系,与温度有关。所以B项错误。
答案:ACD
2.在如图所示的四个图象中,属于晶体凝固图象的是( )
解析:首先分清晶体与非晶体的图象。晶体凝固时有确定的凝固温度,非晶体没有确定的凝固温度,故A、D图象是非晶体的图象;再次分清熔化是固体→液体,达到熔化是吸收热量,温度升高的,而凝固过程则恰好相反,故C对。
答案:C
3.(2011·海南单科)关于空气湿度,下列说法正确的是( )
A.当人们感到潮湿时,空气的绝对湿度一定较大
B.当人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小
C.空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D.空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
解析:用空气中所含水蒸气的压强表示的湿度叫作空气的绝对湿度,选项C正确。影响人们对干爽与潮湿感受的因素并不是绝对湿度的大小,而是相对湿度,即空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。人们感到干燥时,空气的相对湿度一定较小;感到潮湿时,空气的相对湿度一定较大。选项A、D错误,B正确。
答案:BC
4.关于汽化热的概念,下列描述中准确的是( )
A.某种液体汽化成一定温度的气体时所吸收的热量和其质量之比
B.某种液体沸腾时,所吸收的能量和其质量之比
C.某种液体在一定的温度下汽化时所吸收的能量与其质量的比值
D.某种液体汽化成同温度的气体时所需的能量与其质量之比
解析:解答此题时要着重掌握汽化热的概念,区分其与熔化热的不同之处,汽化在任何温度下都可以发生,故提到汽化热时一定要注意是在什么温度下的汽化热。
答案:D
5.(2012·山东高考)以下说法正确的是( )
A.水的饱和汽压随温度的升高而增大
B.扩散现象表明,分子在永不停息地运动
C.当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小
D.一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能减小
解析:分子间距离增大时,分子间引力和斥力同时减小,选项C错误;由于气体压强不变,根据=C可知,当气体膨胀时气体温度升高,分子平均动能增加,选项D错误。
答案:AB
6.下列说法中正确的是( )
A.1g 0 ℃的冰和1g 0 ℃的水分子动能、分子势能和内能均相同
B.1g 0 ℃的冰比1g 0 ℃的水分子动能、分子势能和内能都要小
C.1g 100 ℃的水和1g 100 ℃的水蒸气分子平均动能和分子总动能都相同
D.1g 100 ℃的水的内能比1g 100 ℃水蒸气的内能小
解析:0℃的冰熔化成0℃的水,温度不变,分子的平均动能不变,分子总数不变,总动能不变,而冰在熔化过程中吸收的热量用来增大分子势能,内能增大,A、B项错误;对水的汽化过程同理可知C、D项正确。
答案:CD
7.如图所示,在一个带活塞的容器底部有一定量的水,现保持温度不变,上提活塞,平衡后底部仍有部分水,则( )
A.液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和
B.液面上方水蒸气的质量增加,密度减小
C.液面上方水蒸气的密度减小,压强减小
D.液面上方水蒸气的密度和压强都不变
解析:活塞上提前,密闭容器中水面上方水蒸气为饱和汽,水蒸气密度一定,其饱和汽压一定。当活塞上提时,密闭容器中水面会有水分子飞出,使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡,达到饱和状态。在温度保持不变的条件下,水蒸气密度不变,饱和汽压也保持不变。故A、B、C错,D对。
答案:D
8.某食堂的厨房内,温度是30℃,绝对湿度是p1=2.1×103Pa,而这时室外温度是19 ℃,绝对湿度是p2=1.3×103Pa。那么,厨房内外空气的相对湿度相差多少?在厨房内感觉潮湿,还是在厨房外感觉潮湿?
(30℃时水的饱和汽压为p3=4.2×103Pa,19℃时水的饱和汽压为p4=2.2×103Pa)
解析:厨房内的相对湿度
B1=×100%=×100%=50%
厨房外的相对湿度
B2=×100%=×100%=59%
厨房内外空气的相对湿度相差
ΔB=B2-B1=59%-50%=9%
厨房外的相对湿度较大,即厨房外感觉潮湿。
答案:9%,厨房外感觉潮湿。
9.小明和小红都想帮妈妈煮粥。小明认为锅里的粥烧开后,可继续将火烧得很旺,煮得满锅沸腾,这样会很快将粥煮好;小红则认为,沸腾后应改用小火,盖上锅盖,让锅内微微沸腾,将粥煮好。你认为谁的想法更为合理?说出理由。
解析:沸腾的条件是吸热,特点是温度保持不变,锅里的粥烧开后,只要维持加热沸腾即可,无需大火。相反,从实际情况看,大火煮粥并不好,回答可从以上两方面展开。
答案:小红的想法更好。粥沸腾后,不论用大火还是小火给粥加热,粥的温度都不会改变。火太大,粥就会因沸腾太剧烈而溢出锅外,同时粥中的水分汽化太快,使粥很快蒸干。所以锅内粥开后使用小火更好。
课件31张PPT。3 饱和汽与饱和汽压 4 物态变化中的能量交换一二三四一二三四一二三四一二三四一二三四一二三四一二三四探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 5第九章 固体、液体和物态变化
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)
1.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.有规则的几何外形的固体一定是晶体
B.晶体在物理性质上一定是各向异性的
C.晶体熔化时具有确定的熔点
D.非晶体在适当的条件下可以转化为晶体
解析:单晶体有规则的几何外形,多晶体与非晶体都没有规则的几何外形,但如果固体有规则的几何外形但不是天然的,而是人为加工的,则其不一定是晶体,A错误;单晶体只在某些物理性质上表现为各向异性,并非所有的物理性质都表现为各向异性,多晶体在物理性质上表现为各向同性,B错误;晶体有确定的熔点,C正确;理论和实验都证明非晶体是不稳定状态,在适当条件下会变成晶体,D正确。
答案:CD
2.有关晶体的排列结构,下列说法正确的有( )
A.同种元素原子按不同结构排列时具有相同的物理性质
B.同种元素原子按不同结构排列时具有不同的物理性质
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:同种元素原子在不同情况下可能按不同的方式排列,并导致物理性质有明显的差异,故A、C错误,B、D正确。
答案:BD
3.(2012·江苏单科)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有( )
A.水黾可以停在水面上
B.叶面上的露珠呈球形
C.滴入水中的红墨水很快散开
D.悬浮在水中的花粉做无规则运动
解析:由于液体表面层分子引力,使得液体表面具有收缩的趋势,露珠表面张力使表面面积收缩到最小,水面的张力给水黾向上的弹力,选项A、B正确;红墨水散开是扩散现象,选项C错误;悬浮在水中的花粉做无规则运动,是水分子对花粉颗粒碰撞不均衡造成的,选项D错误。
答案:AB
4.如图所示,ABCD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板,AB和CD是互相垂直的两条直径,把圆板从图示位置转90°角后电流表读数发生了变化(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
解析:电流表读数发生变化,说明圆板沿AB和CD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A、B、D错,C对。
答案:C
5.有甲、乙、丙三支相同的温度计,其中一支不准确,将甲放在空气中,乙放在密闭的酒精瓶中,将丙放在开口的酒精瓶中,过一段时间,三支温度计的示数都是22℃,则( )
A.甲不准确
B.乙不准确
C.丙不准确
D.不能判定哪支不准确
解析:蒸发需要吸热,液体本身的温度要降低,甲温度计上无液体,不存在蒸发现象;乙放在密闭的酒精瓶中,蒸发受阻,不能进行,故温度计的示数与周围环境的温度相同,应准确;丙在开口的酒精瓶中,酒精蒸发吸热,酒精温度应降低,所以应低于22℃,故丙不准确。
答案:C
6.以下各种说法中正确的有( )
A.因为水银滴在玻璃板上呈现椭球状,所以说水银是一种不浸润液体
B.液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共同决定的
C.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必须用盖子盖紧,否则容器中的液体一定会沿器壁流散
D.当A液体和B固体接触时,是发生浸润现象还是发生不浸润现象,关键在于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力,是比液体内的分子对附着层分子吸引力大些还是小些
解析:水银不浸润玻璃,但可能浸润其他固体,所以A项错误,B项正确。在处于完全失重状态的人造卫星上,如果液体浸润其器壁,液体和器壁的附着层就会扩张,沿着器壁流散,故必须盖紧,C项正确。D选项正确,说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理。
答案:BCD
7.下列说法中正确的是( )
A.鸭子从池塘中出来,羽毛并不湿——毛细现象
B.细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形——表面张力
C.粉笔能吸干纸上的墨水——浸润现象
D.布做的雨伞,虽然纱线间有空隙,却不漏雨水——毛细现象
解析:A是不浸润现象,B是表面张力,C是毛细现象,D是表面张力。
答案:B
8.如图所示,一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水,则可能发生的现象是( )
A.温度保持不变,慢慢地推进活塞,由=C可知容器内饱和汽压强会增大
B.温度保持不变,慢慢地推进活塞,容器内压强不变
C.温度保持不变,慢慢地推进活塞,容器内饱和水汽分子数不变少
D.不移动活塞而将容器放在沸水中,容器内压强不变
解析:慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞,密闭容器内体积发生变化,而温度保持不变。饱和汽的压强只和温度有关,与体积无关,故A错,B正确;虽然饱和汽压不变,饱和汽密度不变,但由于体积减小,饱和汽分子数减少,C错;不移动活塞而将容器放入沸水中,容器内饱和汽温度升高,故压强应发生变化,D错误。故选B。
答案:B
9.(2014·临沂高二检测)水对玻璃是浸润液体,而水银对玻璃是不浸润液体。它们在毛细管中将发生上升或下降的现象。现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中,如图所示。其中正确的现象应是( )
解析:浸润液体在毛细管内上升,管越细,上升越高;不浸润液体在毛细管内下降,管越细,下降越多,故A、D对,B、C错。
答案:AD
10.甲、乙、丙、丁四位同学组成合作学习小组,对晶体和液晶的特点展开了讨论。下面讨论中,他们的说法正确的是( )
A.甲说,晶体有单晶体和多晶体,单晶体有天然规则的几何外形
B.乙说,多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,所以多晶体没有固定的熔点
C.丙说,液晶就是液态的晶体,其光学性质与多晶体相似,具有各向异性
D.丁说,液晶是一种在分子结构上介于固体和液体之间的中间态,它具有液体的流动性,又像晶体那样具有光学各向异性
解析:单晶体具有确定的几何形状,而多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的,无论是多晶体还是单晶体都有固定的熔点,故A项正确,B项错误。液晶像液体一样具有流动性,但不能说它是液态的晶体,它的光学性质具有各向异性,故C项错误,D项正确。
答案:AD
二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)
11.(8分)图中甲、乙、丙、丁四个图是表示水中气泡在上升时候的变化情况,则:在水沸腾前,气泡上升情况是 图。在水沸腾时,气泡上升情况是 图。?
解析:在水还没有达到沸点之前,气泡浮起后由于上层水温较低,使气泡内压强降低,从而使气泡的体积缩小,到达液面时变得几乎看不见。当温度升高到水的沸点时,上下温度一致,水蒸气不断向气泡内冲气,使得泡内气压大于外界压强,气泡上升时越来越大,最后浮到液面而破裂。
答案:甲 乙
12.(8分)两个完全相同的空心玻璃球壳,其中一个盛有一半体积的水,另一个盛有一半体积的水银;将它们封闭起来,用航天飞机送到绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中去,在如图所示的四个图中(图中箭头指向地球中心,黑色部分代表所盛液体):
(1)水在玻璃球壳中分布的情况,可能是 。?
(2)水银在玻璃球壳中分布的情况,可能是 。?
解析:在绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中,球壳和其中的水、水银均处于完全失重状态;水浸润玻璃,附着层有扩大的趋势,最终水的表面积尽可能伸展到球壳上,故(1)题填C;水银不浸润玻璃,附着层有收缩的趋势,只有当它成为一个球形时表面积最小,(2)题填B。
答案:(1)C (2)B
三、解答题(本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)(2013·上海模拟)在“匚”形铁丝框架上有一可以自由滑动的细铁丝ab,如图所示,铁丝长l=40cm,框上布着液膜。使液膜表面积增加ΔS=400cm2,需要做多少功(液体表面在单位长度上的表面张力α=7.2×10-4N/m,摩擦可以不计)?
解析:液膜形成表面张力,使液膜有收缩趋势,要使液膜增大,必须是外力克服表面张力做功。由于液膜是两个液面,所以作用在ab杆上的表面张力F=α·l·2=2αl,克服表面张力做功W=Fs'=2αls'=2α·=α·ΔS=2.88×10-5J。
答案:2.88×10-5J
14.(12分)在某温度时,水蒸气的绝对气压为p=200mmHg,此时的相对湿度为50%,则此时的绝对湿度为多大?饱和汽压为多大?
解析:(1)根据绝对湿度的定义可知此时的绝对湿度为200mmHg。
(2)由相对湿度B=×100%,
可得:
ps=×100%=×100%=400mmHg。
答案:(1)200mmHg (2)400mmHg
15.(12分)如果一位体重为70kg的运动员某次训练的排汗量是0.3kg,而且这些汗水都从运动员身上蒸发掉而没有流掉,这将导致运动员的体温降低多少?已知常温下水的汽化热是2.4×106J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。人体的主要成分是水,可以认为人体的比热容与水的比热容相等。
解析:由能量的转化:LΔm=c(m-Δm)Δt
解得
Δt=℃
=2.46℃
答案:2.46℃
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