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2019-2020年高中物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)五固體的微觀結(jié)構(gòu)材料科技與人類文明魯科版 一、選擇題 1.在晶體中，原子(或分子、離子)都是按照各自的規(guī)律排列的，具有空間上的周期性。晶體的這種微觀結(jié)構(gòu)可用來(lái)解釋(　　) A．單晶體具有規(guī)則的幾何形狀，非晶體沒(méi)有 B．許多晶體能溶于水，非晶體不能 C．晶體的導(dǎo)電性比非晶體強(qiáng) D．晶體的機(jī)械強(qiáng)度不如非晶體 2．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．化學(xué)成分相同的物質(zhì)只能生成同一種晶體 B．因?yàn)槭⑹蔷w，所以由石英制成的玻璃也是晶體 C．普通玻璃是非晶體 D．一塊鐵具有各向同性，它是非晶體 3．日本一位材料研究所的科學(xué)家發(fā)明了一種“碳納米管溫度計(jì)”，這種溫度計(jì)被認(rèn)定是世界上最小的溫度計(jì)。研究人員在長(zhǎng)約10－6 m，直徑為10－7 m的碳納米管中充入液態(tài)的金屬鎵。當(dāng)溫度升高時(shí)，管中的鎵就會(huì)膨脹，通過(guò)電子顯微鏡就能讀取溫度值。這種溫度計(jì)測(cè)量的范圍可以從18 ℃到490 ℃，精確度較高，可用于檢查電子線路是否異常、測(cè)定毛細(xì)血管的溫度等許多方面，由以上信息判斷下列推測(cè)中不正確的是(　　) A．碳納米管的體積在10 ℃至500 ℃之間隨溫度變化很小，可忽略不計(jì) B．金屬鎵的體積在10 ℃至500 ℃之間隨溫度變化很小，可忽略不計(jì) C．金屬鎵的體積在10℃至500℃之間隨溫度變化比較均勻 D．金屬鎵的熔點(diǎn)很低，沸點(diǎn)很高 4．(多選)半導(dǎo)體就是導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)，以下關(guān)于其導(dǎo)電性能的說(shuō)法中正確的是(　　) A．半導(dǎo)體導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，性能穩(wěn)定 B．在極低的溫度下，純凈的半導(dǎo)體像絕緣體一樣不導(dǎo)電 C．在較高溫度時(shí)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能會(huì)大大增強(qiáng)，甚至接近金屬的導(dǎo)電性能 D．半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)后，其導(dǎo)電性能會(huì)減弱 5．(多選)關(guān)于石墨與金剛石的區(qū)別，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．它們是由不同物質(zhì)微粒組成的不同晶體 B．它們是由相同物質(zhì)微粒組成的不同晶體 C．金剛石是晶體，石墨是非晶體 D．金剛石比石墨原子間作用力大，金剛石有很大的硬度 6．(多選)如圖1所示是某種晶體加熱熔化時(shí)，它的溫度T隨時(shí)間t的變化圖線，由圖可知(　　) 圖1 A．該種晶體的熔點(diǎn)是60 ℃ B．圖線中間平坦的一段，說(shuō)明這段時(shí)間晶體不吸收熱量 C．這種晶體熔化過(guò)程所用時(shí)間是6 min D．A、B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物態(tài)分別是固態(tài)和液態(tài) 二、非選擇題 7．利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質(zhì)表面原子排列的圖像(如圖2所示)，從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律，下面的照片是一些晶體材料表面的STM圖像，通過(guò)觀察、比較，可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構(gòu)成的，具有一定的結(jié)構(gòu)特征，則構(gòu)成這些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點(diǎn)是： 圖2 (1)_______________________________________________________________________； (2)_______________________________________________________________________； (3)_______________________________________________________________________。 8.如圖3所示為食鹽晶體結(jié)構(gòu)示意圖，食鹽的晶體是由鈉離子(圖中)和氯離子(圖中)組成的，這兩種離子在空間中三個(gè)互相垂直的方向上，都是等距離地交錯(cuò)排列的。已知食鹽的摩爾質(zhì)量是58.5 g/mol，食鹽的密度是2.2 g/cm3，阿伏伽德羅常數(shù)為6.01023 mol－1，試估算食鹽晶體中兩個(gè)最近的鈉離子中心間的距離。 圖3 答案 1．選A　單晶體內(nèi)的原子按一定規(guī)律排列，因此具有規(guī)則的幾何外形，在物理性質(zhì)上有各向異性，A正確；這種微觀結(jié)構(gòu)不能解釋晶體能溶于水，晶體的導(dǎo)電性、機(jī)械強(qiáng)度，B、C、D錯(cuò)誤。 2．選C　同一種物質(zhì)，如果它們的內(nèi)部微粒的排列不同，也能生成不同晶體，故A錯(cuò)誤。石英是晶體，但由石英制成的玻璃具有各向同性且沒(méi)有一定的熔點(diǎn)，故玻璃是非晶體，B錯(cuò)誤，C正確。鐵雖具有各向同性，但它是多晶體，故D錯(cuò)誤。 3．選B　由題意知這種溫度計(jì)測(cè)溫范圍為18～490 ℃，精確度高，可以推斷，在測(cè)溫范圍內(nèi)，碳納米管體積變化很小，可忽略不計(jì)，而金屬鎵的體積隨溫度均勻變化(18～490 ℃)，變化不可忽略，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，A、C、D正確。 4．選BC　半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能受溫度、光照及摻入雜質(zhì)的影響，故A錯(cuò)誤。摻入雜質(zhì)后半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能會(huì)大大增強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。 5．選BD　金剛石與石墨是同一種物質(zhì)微粒(碳原子)在不同條件下生成的不同晶體，它們有著不同的微觀結(jié)構(gòu)，故表現(xiàn)在宏觀上的物理性質(zhì)不一樣，但它們二者都屬于晶體，因此B、D正確。 6．選AD　從該種晶體熔化時(shí)的變化曲線可知，該晶體從20 ℃開(kāi)始加熱，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而溫度升高，經(jīng)過(guò)2 min后達(dá)到60 ℃，此時(shí)已經(jīng)達(dá)到晶體熔點(diǎn)，晶體開(kāi)始熔化，但物體還是處在固態(tài)。A、B平坦的一段線段說(shuō)明晶體吸收了熱量，但溫度并沒(méi)有升高，這些熱量全部用來(lái)破壞晶體的規(guī)則結(jié)構(gòu)，增大分子間的勢(shì)能，此段時(shí)間是固態(tài)和液態(tài)共存。熔化過(guò)程共用了4 min，圖線的B點(diǎn)說(shuō)明晶體全部熔化，變成液態(tài)。所以A、D正確。 7．答案：(1)在確定方向上原子有規(guī)律地排列 (2)在不同方向上原子的排列規(guī)律一般不同 (3)原子排列具有一定對(duì)稱性 8．解析：1 mol食鹽中有NA個(gè)氯離子和NA個(gè)鈉離子，離子總數(shù)為2NA，因而摩爾體積V與摩爾質(zhì)量M和物質(zhì)密度ρ的關(guān)系為V＝， 所以一個(gè)離子所占的體積為 V0＝＝ 由題圖可知V0就是圖中每四個(gè)離子所夾的正方體的體積，此正方體的邊長(zhǎng) d＝ ＝ 而最近的兩個(gè)鈉離子中心間的距離 r＝d＝ ＝1.41 m ≈410－10 m。 答案：410－10 m