学习方略》2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-3课时训练·速提升第2章 第2节 第3节材料科技与人类文明 本文关键词：方略，课时，选修，学年，人类文明
学习方略》2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-3课时训练·速提升第2章 第2节 第3节材料科技与人类文明 本文简介：温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时训练·速提升【基础达标】1.(基础理论辨析题)下列说法正确的是()A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的C.单晶体和多晶体有固定的熔
学习方略》2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-3课时训练·速提升第2章 第2节 第3节材料科技与人类文明 本文内容：
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课时训练·速提升
【基础达标】
1.(基础理论辨析题)下列说法正确的是(
)
A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的
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.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
E.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列
F.晶体在熔化的过程中吸收热量,分子的平均动能一定是增大的
G.晶体内部各微粒之间存在着很弱的相互作用力,微粒可以自由移动
2.发现晶体内部的物质微粒是按一定的规律整齐排列的科学家是(
)
A.劳厄
B.伦琴
C.玻尔
D.富勒
3.下列说法错误的是(
)
A.晶体具有天然规则的几何形状,是因为物质微粒是规则排列的
B.有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构
C.凡各向同性的物质一定是非晶体
D.晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的
4.下列晶体中属于金属晶体的是(
)
A.金刚石和氧化钠
B.锗和锡
C.银和氯化钠
D.镍和金
5.对金刚石和石墨来说,下列说法正确的是(
)
A.具有不同的化学性质
B.前者是绝缘体,后者是导体
C.由同种物质微粒构成
D.具有不同的物理性质
6.材料如果按特性分类,可分为(
)
A.结构材料
B.信息材料
C.复合材料
D.功能材料
7.半导体就是导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,以下关于其导电性能的说法中正确的是(
)
A.半导体导电性能介于导体和绝缘体之间,性能稳定
B.在极低的温度下,纯净的半导体像绝缘体一样不导电
C.在较高温度时,半导体的导电性能会大大增强,甚至接近金属的导电性能
D.半导体中掺入杂质后,其导电性能会减弱
8.利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像,从而可以研究物质的构成规律。图中的照片是一些晶体材料表面的STM图像,通过观察、比较,可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的,具有一定的结构特征,则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是
(1)________________________________________________________________;
(2)________________________________________________________________。
【能力提升】
1.下列认识正确的是(
)
A.纳米是一种尺寸很小的材料,是纳米材料的简称
B.纳米技术就是重新排列原子而制造具有新分子结构的技术
C.纳米是一个长度单位
D.纳米材料的奇特效应使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能
2.在晶体中,原子(或分子、离子)都是按照各自的规律排列的,具有空间上的周期性。晶体的这种微观结构可用来解释(
)
A.单晶体具有规则的几何形状,非晶体没有
B.许多晶体能溶于水,非晶体不能
C.晶体的导电性比非晶体强
D.晶体的机械强度不如非晶体
3.关于记忆合金“镍钛诺”,下列说法正确的是(
)
A.它的材料中含镍、钛
B.在常温下做成某种形状,高温下拉直,然后到常温时又恢复原状
C.在高温下做成某种形状,低温下拉直,然后到高温时又恢复原状
D.它的记忆能力只运用一次
4.如图所示是某种晶体加热熔化时,它的温度T随时间t的变化图线,由图可知
(
)
A.该种晶体的熔点是60℃
B.图线中间平坦的一段,说明这段时间晶体不吸收热量
C.这种晶体熔化过程所用时间是6min
D.A、B点对应的物态分别是固态和液态
5.(能力挑战题)有一块物质薄片,某人为了检验它是不是晶体,做了一个实验。他以薄片的正中央O为坐标原点,建立xOy平面直角坐标系,在两个坐标轴上分别取两点x1和y1,使x1和y1到O点的距离相等。在x1和y1上分别固定一个测温元件,再把一个针状热源放在O点,发现x1和y1点的温度都在缓慢升高。
甲同学说：若两点温度的高低没有差异,则该物质薄片一定是非晶体。
乙同学说：若两点温度的高低有差异,则该物质薄片一定是晶体。
请对两位同学的说法作出评价。
(1)甲同学的说法是
(选填“对”或“错”)的;理由是____________
___________________________________________________。
(2)乙同学的说法是
(选填“对”或“错”)的;理由是____________。
___________________________________________________。
答案解析
【基础达标】
1.【解析】选B、C、E。金刚石、食盐和水晶都有固定的熔点而玻璃没有,因此金刚石、食盐和水晶是晶体,玻璃不是,故A错;晶体有规则的几何外形和各向异性是由于它的微粒的排列是有规律的,故B、E正确;有固定熔点的是晶体,没有固定熔点的是非晶体,故C正确;尽管石墨和金刚石的硬度差别很大,但都是晶体,因此它们的微粒都是按空间点阵分布的,故D错;尽管晶体在熔化的过程中吸收了热量,但它的温度是不变的,因此分子的平均动能不变,故F错;晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力,将微粒约束在一定的平衡位置上做热振动,因此微粒是不能自由移动的,故G错。
2.【解析】选A。1912年,德国物理学家劳厄用X射线来探测固体内部的原子排列,证实了晶体内部的物质微粒是按一定的规律整齐排列的,故选项A正确。B、C、D错误。
3.【解析】选C。晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的,A、B、D正确;各向同性的物质不一定是非晶体,多晶体也具有这样的性质,C错误。
4.【解析】选D。根据晶体的结合类型可知,氯化钠是离子晶体;锗、锡和金刚石是原子晶体;银、镍和金是金属晶体,故选D。
5.【解析】选B、D。由于金刚石和石墨都是碳元素组成的不同晶体,因此具有相同的化学性质,故A错误;石墨是层状结构,层与层之间距离较大,作用力较弱,沿着这个方向容易把石墨一层一层地剥下,石墨的层状结构决定了它质地松软,金刚石中碳原子间的作用力很强。所以,金刚石有很大的硬度,因此具有不同的物理性质,金刚石不导电,石墨能导电,故B正确,C错误,D正确。
6.【解析】选A、D。按照材料的特性,可以把材料分为结构性材料和功能性材料两类。结构性材料主要利用材料的力学特性,功能性材料主要利用材料的声、光、热、电、磁等特性。故答案选A、D。
7.【解析】选B、C。半导体的导电性能受温度、光照及掺入杂质的影响,故A错误。掺入杂质后半导体的导电性能会大大增强,故D错误。
8.【解析】本题通过扫描隧道显微镜研究晶体材料的构成规律,尽管不同材料的原子在空间的排列情况不同,但原子都是按照一定规律排列的,都具有一定的对称性。
答案：(1)在确定方向上原子有规律地排列,在不同方向上原子的排列一般不同
(2)原子的排列具有一定的对称性
【总结提升】固体特征的微观解释方法
(1)几何外形解释：晶体内部物质微粒的排列有一定规律,在宏观上具有规则的几何外形;而非晶体内部物质微粒的排列没有一定规律,表现为杂乱无章,因此在宏观上没有规则的几何外形。
(2)物理性质解释：在单晶体内部,沿不同方向的等长直线上,微粒个数通常是不相等的,这说明单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况是不一样的,故单晶体在物理性质上表现为各向异性;在非晶体内部,物质微粒的排列是杂乱无章的,从统计观点来看,沿不同方向的等长直线上,微粒个数大致相同,非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同,故非晶体在物理性质上表现为各向同性。
【能力提升】
1.【解析】选B、C、D。纳米是一个长度单位,故A错,C对。纳米技术是原子的重新排列,纳米材料的制造是在纳米技术的基础上,故B、D正确。
2.【解析】选A。单晶体内的原子按一定规律排列,因此具有规则的几何外形,在物理性质上有各向异性,A正确;这种微观结构不能解释晶体能溶于水,晶体的导电性、机械强度,B、C、D错误。
【变式备选】单晶体不同于非晶体,它具有规则的几何外形,在不同方向上物理性质不同,而且具有一定的熔点,下列哪些说法可以用来解释单晶体的上述特性
(
)
A.组成单晶体的物质微粒,在空间按一定的规律排列成整齐的行列,构成特定的空间点阵
B.单晶体在不同方向上物理性质不同,是由于不同方向上微粒数目不同,微粒间距离也不相同
C.单晶体在不同方向上物理性质不同,是由于不同方向上的物质微粒的性质不同
D.单晶体在熔化时吸收热量,全部用来瓦解单晶体的空间点阵,转化为分子势能,因此,单晶体在熔化过程中保持一定的温度不变。只有空间点阵完全被瓦解,晶体完全变为液体后,继续加热,温度才会升高
【解析】选A、B、D。单晶体微粒构成的空间点阵是单晶体有规则几何外形的原因,A对。单晶体在物理性质上的各向异性是由于空间点阵中不同方向的微粒数目不同,微粒间距离也不相同,B对,C错。单晶体熔点的存在是由于单晶体在熔化时要吸收热量用来瓦解空间点阵,增加分子势能,熔化过程中分子的热运动的平均动能不变,即温度不变,只有当单晶体全部转变为液体后温度才会继续升高,分子热运动的平均动能才会增加,D对。
3.【解析】选A、C。材料中含有镍和钛,A正确;这种合金是高温下做成某种形状,低温下拉直,到高温时恢复原状,B错误,C正确;研究表明,这种合金的记忆本领可反复若干次使用,D错误。
4.【解析】选A、D。从该种晶体熔化时的变化曲线可知,该晶体从20℃开始加热,随着时间的增长而温度升高,经过2min后达到60℃,此时已经达到晶体熔点,晶体开始熔化,但物体还是处在固态。A、B平坦的一段线段说明晶体吸收了热量,但温度并没有升高,这些热量全部用来破坏晶体的规则结构,增大分子间的势能,此段时间是固态和液态共存。熔化过程共用了4min,图线的B点说明晶体全部熔化,变成液态。所以A、D正确。
5.【解题指南】求解此题应把握以下两点：
(1)根据物质微粒的排列情况分析。
(2)从晶体和非晶体的特性上分析。
【解析】单晶体中,物质微粒的排列顺序及物质结构在不同方向上是不一样的,因此单晶体表现出各向异性。而非晶体中,物质微粒排列顺序及物质结构在不同方向上是一样的,因此非晶体表现出各向同性。对于多晶体,由于其中小晶粒是杂乱无章地排列的,因此也表现出各向同性。由此可知,表现出各向同性的不一定是非晶体,而表现出各向异性的一定是晶体。
答案：(1)错
有些晶体在导热性上也有可能是各向同性的(或两个特定方向上的同性并不能说明各个方向上都是同性)
(2)对
只有晶体才具有各向异性
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