第二章第四节 固体——高二物理人教版（2019）选择性必修第三册课后习题（含解析）.docxVIP

第二章第四节固体——高二物理人教版（2019）选择性必修第三册课后习题

【教材课后习题】

1.某人为了检验一块薄片物质是否为晶体，做了一个实验。他以薄片的正中央O为坐标原点，建立Oxy平面直角坐标系，在两个坐标轴上分别取两点和使和到O点的距离相等。在和上分别固定一个测温元件，再把一个针状热源放在O点，发现点和点的温度在缓慢升高，但两点温度的高低没有差异。于是得出结论：这块薄片是非晶体。

请说明：以上结论科学吗？为什么？

2.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ρ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。

3.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。

图表示了岩盐晶体的平面结构：黑点为氯离子，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M和N，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M、N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F表示两个相邻离子之间引力的大小，问：M、N所受扇形范围内的正负离子对它作用力的合力是F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。

【定点变式训练】

4.下列物质不属于晶体的是()

A.金刚石 B.玻璃 C.明矾 D.雪花

5.石墨烯是从石墨中分离出的新材料，其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构，如图所示，则正确的是()

A.石墨是非晶体 B.单层石墨烯的厚度约2μm

C.石墨研磨成的细粉末就是石墨烯 D.碳原子在六边形顶点附近不停地振动

6.2010年诺贝尔物理学奖授予在石墨烯材料研究方面取得卓越成就的科学家，他们通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二维结构，可看作单层石墨烯，单层石墨烯属于单晶体。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构。下列说法中正确的是()

A.石墨是非晶体，石墨烯是晶体

B.石墨不具有固定熔点，而石墨烯熔点固定

C.单层石墨烯的物理性质表现为各向异性

D.石墨烯微观分子结构稳定，所以石墨烯的碳原子都是静止不动的

7.复旦大学物理系张远波教授课题组发现了一种新型二维半导体材料——黑磷，并成功制备了半导体测试材料。已知黑磷是有黑色金属光泽的半导体，是白磷在很高压强和较高温度下转化形成的。图为黑磷的微观结构，下列说法正确的是()

A.黑磷是晶体材料

B.黑磷和白磷是同位素

C.黑磷没有固定的熔点

D.黑磷的微观各层结构都不同，每层内部结构松散

8.对下列几种固体物质的认识，正确的是()

A.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同

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.天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则

D.玻璃是晶体，它有固定的熔点

答案以及解析

1.答案：见解析

解析：不科学。犯了“以偏概全”的错误，并不是所有的晶体在导热方面都是各向异性，另外对于所有的多晶体并不存在导热方面的各向异性。

2.答案：

解析：还需知道食盐的摩尔质量M和阿伏伽德罗常数。在每一个小立方体内有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个NaCl。设每个小立方体的边长为a，有，

则，

相邻两个之间的距离为。

3.答案：见解析

解析：（1）设晶体内相邻两离子（间距为a）间的吸引力为F，则：

据“平方反比”规律知，立方体内对角线两端的同种离子间的吸引力为。

可知，M离子受力

N离子受力

即M、N所受合力分别为F的0.91和0.29。

（2）由于，所以岩盐敲击时，沿离子间作用力弱的侧面断裂。

4.答案：B

解析：分子整齐规则排列的固体叫作晶体。常见的晶体有金属、海波、冰（雪花）、石英、水晶、金刚石、食盐、明矾等。分子杂乱无章排列的固体叫作非晶体。非晶体在熔化吸热时，温度不断地升高。常见的非晶体有石蜡、玻璃、沥青、松香、橡胶、塑料等。

故选B。

5.答案：D

解析：A.石墨是晶体，A错误；B.单层石墨烯的厚度约为