2019—2020学年高中物理沪科版选修3-3：3.1研究固体的性质 课时作业2（解析版）

3.1研究固体的性质
课时作业（解析版)
1．关于晶体和非晶体及分子势能，以下说法错误的是（　　）
A．气体对外做功，其内能可能增加
B．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
C．分子势能可能随分子间距离的增加而增加
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
2．对热现象的认识和应用，下列说法正确的是（　　）
A．晶体的导热性能一定是各向异性
B．空气相对湿度越大时，暴露在空气中的水蒸发的越慢
C．要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，可在高温条件下利用分子的布朗运动来完成
D．“油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是油酸酒精溶液的体积除以油膜的面积
3．下列四幅图的有关说法中不正确的是（　　）
A．分子间距离为r0时，分子间同时存在引力和斥力
B．水面上的单分子油膜，在测量分子直径d大小时可把分子当做球形处理
C．食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性
D．猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，分子间表现为斥力，可看做是绝热
变化
4．关于石墨与金刚石的区别，下列说法中正确的是（　　）
A．它们是由不同物质微粒组成的两种晶体
B．它们是由同种物质微粒组成但微观结构不同的两种晶体
C．金刚石是晶体，石墨是非晶体
D．金刚石和石墨中碳原子间的作用力强弱相近
5．下列固体中全是由晶体组成的是（　　）
A．石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜
B．石英、玻璃、云母、铜
C．食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香
D．云母、铜、橡胶、沥青
6．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(
)．
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相同，则一定是多晶体
7．下列说法中正确的是
．
A．油膜法估测分子大小的实验中，所撒痱子粉太厚会导致测量结果偏大
B．制作晶体管、集成电路只能用单晶体，单晶体是各向同性的
C．一定量的理想气体等压膨胀，气体分子单位时间内与器壁单位面积的碰撞次数减小
D．水凝结成冰后，水分子的热运动停止
8．下列说法正确的是__________
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
C．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
D．在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体
E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
9．以下说法正确的是（　　）
A．当分子间距离增大时，分子势能可能增大
B．已知某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该种物质的分子体积为
C．自然界一切过程能量都是守恒的，符合能量守恒定律的宏观过程都能自然发生
D．将大颗粒的研磨成细盐细盐还是属于晶体
E.一定质量的理想气体，压强不变，体积增大，分子平均动能增加
10．关于晶体、非晶体、液晶，下列说法正确的是
A．所有的晶体都表现为各向异性
B．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
C．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点
D．液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化
11．下列说法中正确的是________．
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当分子间距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大
C．熔化的玻璃表面分子间的作用力表现为引力，此引力使玻璃表面绷紧
D．单晶体和多晶体都有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
E.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢
12．下列说法正确的是
．
A．布朗运动是液体分子的无规则热运动
B．在水面上轻放一枚针，它会浮在水面，这是由于水面存在表面张力的缘故
C．物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志
D．分子势能随分子间距离增大而增大
E.物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的
13．2017年5月，中国首次海域天然气水合物可燃冰试采成功．可燃冰是一种晶体，它是天然气的固体状态因海底高压，学名天然气水化合物，其化学式为。研究表明可燃冰可转化为的天然气和的水已转化为标准状态。
下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是______。
A．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点
B．晶体都有确定的几何形状，非晶体没有确定的几何形状
C．制作晶体管、集成电路多用多晶体
D．云母片导热性能各向异性，说明云母片是晶体
体积的气体可视为理想气体处于状态A时温度，压强，现保持其质量不变让它经过状态B到达状态C，已知状态B时的温度，到达状态C时体积。则此时该气体的压强______。如果该气体从状态A到状态B的过程中吸收热量为，从状态B到状态C的过程中放出热量为，则从状态A到状态C气体内能增加量______填“”、“”或“”。
已知阿伏加德罗常数个，试估算出可燃冰中所含分子的个数。结果保留一位有效数字
____________．
14．为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，我国一些地区使用了“分时电（能）表”。下表是采用分时计费前、后电费价目表：
原电表计费方法
分时电表计费方法
时间范围
全天
高峰期
低谷期
6：00~22：00
22：00~次日6：00
单价(元／度)
0．48
0．50
0．30
小明家每天要用电水壶将质量为3
kg、初温为20℃的水烧开，已知气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)。求：
(1)这些水被烧开需要吸收多少热量?
(2)使用分时电表后，小明家把烧水时间安排在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，一个月(以30天计)比原来节省多少元电费?
15．说说石墨与金刚石的相同点和不同点．
参考答案
1．B
【解析】
A．内能改变两种方式，做功和热传递，由于未说明传热情况，故内能可能增加，A选项不合题意，故A错误；
B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，说明云母片导热各向异性，所以云母片是晶体，而非蜂蜡，B选项符合题意，故B正确；
C．当时，间距增大，分子力做负功，分子势能增大，C选项不合题意，故C错误；
D．晶体和非晶体可以相互转变，比如天然的水晶是晶体，而熔融后的玻璃是非晶体，D选项不合题意，故D错误。
故选B。
2．B
【解析】
A．单晶体各向异性，多晶体各向同性，故A错误；
B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，暴露在空气中的水蒸发得越慢，故B正确；
C．固体也能扩散，生产半导体器件时，需要在纯净的半导体材料中掺人其他元素，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C错误；
D.
“油膜法估测分子大小”的实验中，估算油酸分子直径用的是纯油酸的体积除以油膜的面积，故D错误。
故选B。
3．D
【解析】
A．分子间引力和斥力总是同时存在，A选项不合题意，故A错误；
B．由上图可知，水面上的单分子油膜，在测量油膜直径d大小时可把他们当做球形处理，B选项不合题意，故B错误；
C．由上图可知，食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，C选项不合题意，故C项错误；
D．的数量级为，气体分子间距大于的10倍，分子间作用力十分微弱，可以忽略，D选项符合题意，故D正确。
故选D。
4．B
【解析】
A
B
C.金刚石、石墨都是由碳原子组成的，只是排列方式不同，导致两种物质物理性质差异很大，但它们都是晶体，故AC错误，B正确；
D.
金刚石结构比较紧密，原子间作用力比石墨原子间作用力大，故D错误；
故选：B。
5．A
【解析】
石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜都是晶体；玻璃、松香、沥青和橡胶都是非晶体；
故选A。
6．C
【解析】
A．各向同性可以是多晶体，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不同，即各向异性，则该球体一定是单晶体，故C正确；
D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，可能是多晶体，故D错误．
故选C。
7．AC
【解析】
A．油膜法估测分子大小的实验中，所撒痱子粉太厚会导致薄层的面积偏小，根据可知测量结果偏大，故A正确；
B．制作晶体管、集成电路只能用单晶体，因为单晶体具有各向异性，故B错误；
C．一定量的理想气体等压膨胀，体积变大，单位体积的分子数减小，气体分子单位时间内与器壁单位面积的碰撞次数减小，故C正确；
D．分子是永不停息地做无规则运动，所以水凝结成冰后，水分子的热运动不会停止，故D错误；
故选AC．
【点睛】
油膜法估测分子大小的实验中，所撒痱子粉太厚会导致薄层的面积小；制作晶体管、集成电路只能用单晶体；分子是永不停息地做无规则运动；
8．BCD
【解析】
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体；选项A错误．
B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质；选项B正确．
C．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；选项C正确．
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，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体.把晶体硫加热熔化（温度超过300℃）再倒进冷水中，会变成柔软的非晶硫，再过一段时间又会转化为晶体硫；选项D正确．
E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，虽然温度保持不变，但是内能要增加；选项E错误．
9．ADE
【解析】
A．当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，A正确；
B．如果分子紧密排列，用这个方法算得分子体积为，而如果是气体，分了距离较大，用这种方法算出的体积应是分子连同它周围空间的体积，B错误；
C．如果仅满足能量守恒定律，而不满足热力学第二定律的过程也不能自然发生，C错误；
D．将大颗粒的盐磨成细盐，没有改变分子结构，因此细盐还是属于晶体，D正确；
E．一定质量的理想气体，压强不变，体积增大，根据
可知，温度一定升高，因此分子平均动能增加，E正确。
故选ADE。
10．CD
【解析】
单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，选项A错误；单晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属是多晶体，选项B错误；所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，选项C正确；液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质会随电压的变化而变化，选项D正确；故选CD.
11．CDE
【解析】
A．布朗运动是固体小颗粒的无规则的运动，它反映了液体分子的无规则运动．故A错误；
B．当两分子间距离的增大时，分子引力减小，分子斥力减小．故B错误；
C．由于液体表面层里的分子比较稀疏，分子力表现为引力，从而使液体表面绷紧；产生表面张力，故C正确．
D．晶体都具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，则D正确；
E．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，则E正确．
故选CDE.
【点睛】
该题考查的知识点比较多，掌握热力学第一定律的应用，知道分子力与分子间距的关系等．
12．BCE
【解析】
布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则热运动的表现，选项A错误；
在水面上轻放一枚针，它会浮在水面，这是由于水面存在表面张力的缘故，选项B正确；物质的温度是它的分子热运动的平均动能的标志，选项C正确；当分子距离小于平衡距离r0时，分子势能随分子间距离增大而减小；当分子距离大于平衡距离r0时，分子势能随分子间距离增大而增大，选项D错误；物质是晶体还是非晶体，不是绝对的，在一定条件下可以相互转化，故E正确；
13．AD
4
>
【解析】
(1)单晶体具有规则的几何形状，而多晶体和非晶态没有规则的几何形状；单晶体具有各向异性，而多晶体具有各向同性；无论是单晶体还是多晶体都具有固定的熔点；无论是单晶体还是多晶体晶体内部的分子按一定的规律排布即具有一定的规律性；
(2)由题根据理想气体的状态方程即可求出；
(3)摩尔质量和阿伏伽德罗常数的比值等于每个分子的质量；摩尔体积与阿伏伽德罗常数的比值为每个分子所占的体积；根据质量和摩尔质量的比值求出物质的量，结合阿伏伽德罗常数求出分子个数。
【详解】
(1)[1]A．晶体有确定的熔点、非晶体没有确定的熔点，故A正确；
B．单晶体具有规则的几何形状，而多晶体和非晶态没有规则的几何形状，故B错误；
C．制作晶体管、集成电路多用半导体．故C错误；
D．多晶体与非晶体具有各向同性，单晶体具有各向异性，云母片导热性能各向异性，说明云母片是晶体．故D正确；
故选AD。
(2)[2][3]已知：
理想气体的状态方程可得：
代入数据可得：
A→B过程为等容变化．B→C过程为等温压缩过程，根据热力学第一定律可知，整个的过程中内能的增加量大于吸收的热量；
(3)[4]由题意可知，1m3可燃冰可转化为164m3的标准状态下的天然气（CH4），标准状态下气体的摩尔体积为22.4L=0.0224m3，所以1m3可燃冰含有的气体的物质的量：
所含CH4分子的个数：
代入数据可得：
个。
【点睛】
由图线判断出三点各物理量间的关系，A→B过程为等容变化．B→C过程为等温变化，熟练应用理想气体状态方程即可正确解题。
14．(1)1.008×10
6
J；(2)1.512元
【解析】
(1)水被烧开需要吸收的热量为：
Q
吸
=cm（t-t
0
）=4.2×10
3×3×（100-20）J
=1.008×10
6
J．
(2)若不计热量损失，消耗的电能为：
W=Q
吸
=1.008×10
6
J=0.28kW?h，
则一个月节约的电费为：
0.28×（0.48-0.30）×30=1.512元．
15．石墨与金刚石都是由碳原子构成的晶体，但它们的物理性质有很大差异，石墨有良好的导电性，金刚石几乎不导电．金刚石硬度高，而石墨是松软的．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．
【解析】
石墨与金刚石都是由碳原子构成的晶体，但它们的物理性质有很大差异，石墨有良好的导电性，金刚石几乎不导电．金刚石硬度高，而石墨是松软的．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．