高中物理 第3章 固体液体与新材料 3_1 研究固体的性质学业分层测评 沪科版选修3-3
2024_2025学年新教材高中物理第2章固体与液体章末测评含解析鲁科版选择性必修3
章末综合测评(二) 固体与液体(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)下列说法正确的是( )A．只要是有确定熔点的物体必定是非晶体B．液体表面存在张力是由于表面层分子间距离小于液体内部分子间距离C．容器中气体压强是由于大量气体分子对容器壁的频繁碰撞造成的D．蔗糖受潮后会粘在一起，因为没有确定的几何形态，所以它是非晶体C[晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，液体表面张力是由于表层分子间距大于液体内部的分子间距，蔗糖是晶体，C选项正确．]2．(4分)关于石墨与金刚石，下列说法正确的是( )A．它们是由不同物质微粒组成的不同晶体B．它们是由相同物质微粒组成的不同非晶体C．金刚石是晶体，石墨是非晶体D．金刚石比石墨原子间作用力大，金刚石有很大的硬度D[物质的性质由物质微粒的微观结构确定，石墨和金刚石都是由碳原子组成，石墨和金刚石都是晶体，但其原子排列结构不同，化学成分是相同的．D选项正确．] 3．(4分)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上的排列比较整齐，但是不稳定C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下能够发光D．全部物质在肯定条件下都能成为液晶B[液晶是一种特别物质的状态，不是晶体，也不是液体和晶体的混合物，A错；液晶在特定方向上排列整齐，但是不稳定，B对；电子手表中的液晶不发光，而是可让光线通过，C错；并不是全部物质在肯定条件下都可成为液晶，D错．]4．(4分)在P、Q两块不同材料的薄片上匀称涂上一层石蜡，然后用灼热的金属针尖点在薄片的另一侧面，结果得到如图所示的两种图样，则( )A．P、Q薄片肯定都是晶体B．P、Q薄片肯定都是非晶体C．P薄片可能是非晶体，Q薄片肯定是晶体D．P薄片肯定是晶体，Q薄片可能是非晶体C[晶体有各向异性，在晶体表面熔化的石蜡是椭圆形。
非晶体和多晶体有各向同性，则在表面熔化的石蜡是圆形．]5．(4分)洗涤剂能除去衣服上的污垢，其缘由是( )A．降低了水的表面张力，使水和洗涤剂简单进入被洗物质的纤维和附着的污垢粒子之间B．增加了水的表面张力，使水和洗涤剂简单进入被洗物质的纤维和附着的污垢粒子之间C．洗涤剂分子的吸引力将污垢粒子吸入水中D．洗涤剂的分子斥力将污垢粒子推离衣服纤维表面C[洗涤剂去污不仅仅发生在水的表面，因此与洗涤剂是否变更水的表面张力无关．] 6．(4分)某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体( )A．肯定是非晶体B．可能具有确定的熔点C．肯定是单晶体，因为它有规则的几何外形D．肯定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质B[导热性能各向相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，因此A选项错误；多晶体具有确定的熔点，因此B选项正确；物体外形是否规则不是推断是否是单晶体的依据，应当说，单晶体具有规则的几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形，当然这只能是“后天”人为加工的，因此C选项错误；单晶体也不肯定各个物理特性都具有各向异性，故D选项错误．]7．(4分)下列说法不正确的是( )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．在建筑房屋时，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简单上升D．农田里假如要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，以削减毛细现象的发生C[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．土壤里有许多毛细管，地下的水分可以沿着它们上升到地面．假如要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管．相反，假如想把地下的水分引上来，就不仅要保持土壤里的毛细管，而且还要使它们变得更细，这时就要用磙子压紧土壤，所以C错，D对．] 8．(4分)下列说法，正确的是( )A．某固体在某物理性质上表现为各向同性，该物体肯定为非晶体B．小船能够浮在水面上不下沉是水的表面张力起了主要作用C．用塑料细管将牛奶吸入口中利用了毛细现象D．鸭子羽毛上有一层脂肪，使羽毛不被浸湿，因为水对脂肪不浸润的原因D[多晶体和非晶体都有各向同性的特点，且某些单晶体在某物理性质上也表现各向同性，A错误；小船浮在水面上不下沉主要是浮力起了作用，B错误；用口吸的力气和大气压的作用将牛奶吸入嘴中，不属毛细现象，C错误；水对鸭子羽毛上的脂肪不浸润，所以羽毛不被浸湿，D正确．]9．(6分)如图所示，一根竖直滴管的出口处附着一个小液滴，许久也不掉落，似乎它被一个看不见的“弹性橡皮袋”兜住了，我们知道液体是没有固定形态的，液体的形态就是盛液体的容器的形态，但这小液滴没有容器却似乎有着固定的形态．缘由是________．[解析]小液滴的表面存在表面张力，像张紧的橡皮膜，将内部液体兜住，流不下来；同时表面张力有使液面收缩到最小表面积的趋势，因而液滴呈球形．[答案]液体表面存在表面张力10．(12分)新棉布落水时要收缩，这是因为________；黑布伞的纱线间虽有间隙却不漏水，这是因为______________．当液体与固体接触时，液体与固体的接触面有收缩的趋势，称为________现象；若液体与固体接触面有扩大趋势，称为________现象．毛细管插入浸润液体时，管中液面将________；若液体不浸润毛细管时，管中液面将________．[解析]新棉布汲取了水分，而水具有表面张力；布伞的纱线间因雨水的表面张力而使伞面显得致密而不漏水；液体与固体接触面的收缩现象，是两者不浸润造成的，反之则是浸润；当毛细管插入浸润液体时，跟固体接触的液面有扩展的趋势，管中液面将上升，反之液面将下降．[答案]表面张力表面张力不浸润浸润上升下降11．(4分)(多选)用干净的玻璃毛细管做毛细现象的试验时，可以看到( )A．毛细管插入水中，管越细，管内水面越高，管越粗，管内水面越低B．毛细管插入水银中，管越细，管内水银面越高C．毛细管插入水银中，管越细，管内水银面越低D．毛细管插入跟它浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它不浸润的液体中时，管内液面降低ACD[水浸润玻璃，附着层内分子之间表现为斥力，附着层扩张，液面上升，且管越细，液面上升得越高，水银不浸润玻璃，附着层内分子之间表现为引力，附着层收缩，毛细管中液面下降，故A、C、D正确．]12．(4分)(多选)关于液晶，下列说法正确的是( )A．全部物质都有液晶态，自然存在的液晶并不多B．液晶可以从动植物体内用化学方法提取，也可以进行人工合成C．从某个方向看，液晶的分子排列比较整齐，有特别的取向，这是其物理性质各向异性的主要缘由D．外界条件的微小变更，就会引起液晶分子排列的变更，从而变更液晶的某些性质，因此，液晶有着广泛的应用BCD[不是全部的物质都有液晶态，自然存在的液晶并不多，故A错误；液晶可以从动植物体内用化学方法提取，也可以进行人工合成，故B正确；从某一方向看液晶分子排列有序，所以表现出各向异性，故C正确；外界条件变更会引起液晶分子排列变更，从而变更液晶的某些性质，因此液晶应用广泛，故D正确．]13．(4分)(多选)关于液体的特点，下列描述正确的是( )A．每一个液体分子都没有固定的位置，液体分子的平衡位置时刻变动B．液体蒸发，是因为某些动能较大的分子克服其他分子的作用力的原因C．液体变成固体(凝固)时体积肯定减小D．液体跟其他固体一样，也是热胀冷缩的AB[液体易流淌，是因为液体分子没有固定的平衡位置；液体蒸发，是由于那些动能较大的分子摆脱其他分子的作用力而成为自由分子，故A、B正确；以水和液晶为反例可以说明C、D不正确．]14．(4分)(多选)以下各种说法正确的有( )A．因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以水银是一种不浸润液体B．因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以水银是一种浸润液体C．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确定的D．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，必需用盖子盖紧，否则容器中的液体肯定会沿器壁流散CD[水银对玻璃板不浸润，但水银浸润锌，液体对固体是否浸润是由液体和固体两者的性质共同确定的；在处于完全失重状态的卫星上，假如液体浸润其器壁，液体和器壁的附着层就会扩张，沿着容器壁流散，故必需盖紧盖子，C、D选项正确．]15．(4分)(多选)人类对物质属性的相识是从宏观到微观不断深化的过程．以下说法正确的是( )A．液体的分子势能与体积有关B．晶体的物理性质都是各向异性的C．温度上升，每个分子的动能都增大D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用AD[液体体积与分子间相对位置相联系，从宏观上看，分子势能与体积有关，A正确；多晶体表现各向同性，B错误；温度上升，分子平均速率增大，遵循统计规律，C错误；露珠表面张力使其表面积收缩到最小，呈球状，D正确．]16．(4分)(多选)下列关于晶体熔化过程的微观说法正确的是( )A．固态下物质分子受到四周其他分子的作用B．固态下的分子是不动的，熔化过程是使分子运动起来的过程C．晶体的温度达到熔点时，有一部分分子能够摆脱其他分子的束缚D．熔化过程就是分子由只在平衡位置振动变成能在其他分子之间移动的过程ACD[固态下的分子总在各自的固定的平衡位置旁边振动，熔化过程使分子能克服分子间作用力不断运动到其他地方去振动．所以B错误，A、C、D正确．]17．(12分)0 ℃的冰和100 ℃的水蒸气混合后．(1)若冰刚好全部熔化，冰和水蒸气的质量比是多少？(2)若得到50 ℃的水，冰和水蒸气的质量比是多少？[已知水在100 ℃的汽化热是L＝2.25×106 J/kg，冰的熔化热是λ＝3.34×105 J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)][解析]冰熔化和熔化后升温须要的热量由水蒸气液化和液化后降温放出的热量供应，同时要留意L为100 ℃时的汽化热．(1)设冰的质量为m1，水蒸气的质量为m2，则有m1·λ＝m2·L＋c·m2·Δt，得m1m2＝L＋c·Δtλ＝2.25×106＋4.2×103×1003.34×105≈81．(2)同(1)可得方程式如下：m1·λ＋m1·c·Δt1＝m2·L＋c·m2·Δt2，即m1m2＝L＋c·Δt2λ＋c·Δt1＝2.25×106＋4.2×103×503.34×105＋4.2×103×50≈92．[答案](1)8∶1(2)9∶218．(14分)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 ＝20 cm，框上分布着液膜．使液膜表面积增加ΔS＝200 cm2，须要做多少功？(液体表面在单位长度上的表面张力α＝7.2×10－4 N/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，必需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·ΔS 2＝α·ΔS ＝1.44×10－5 J ． [答案] 1.44×10－5J。
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(5)非晶体的结构是不稳定的，在适当条件下要向晶体转化，如 把晶体硫加热熔化，并使其温度超过 300 ℃，然后倒人冷水中 急剧冷却，硫就会变成柔软的非晶体，但经过一段时间后，非 晶体的硫又变成晶体了．
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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
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液体表面张力及其作用 1．表面张力是液体表面层各个部分之间相互作用的吸引力．它 是由于表面层内分子之间的引力产生的，表面张力使液体表面 具有收缩的趋势． 2．浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系，是由附着层的 分子分布性质决定的． 3．毛细现象是表面张力、浸润和不浸润共同作用的结果．若 液体浸润毛细管管壁，则附着层有扩张的趋势，毛细管中液面 上升，反之下降．
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内容(nèiróng)总结
本章(běn zhānɡ)优化总结
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各向同性
熔点
有一定熔化温度
有一定熔化温度
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2.晶体、非晶体的几点注意 (1)利用有无固定熔点判断晶体、非晶体，利用各向同性或各向 异性判断出多晶体或单晶体． (2)从能量转化的观点理解晶体的熔化热和凝固热． (3)晶体具有各向异性的特性，仅是指某些物理性质，并不是所 有物理性质都是各向异性的．例如，立方体铜晶体的弹性是各 向异性，但它的导热性和导电性却是各向同性的． (4)同一物质既可以是晶体，又可以是非晶体，如天然的石英是 晶体，熔融过的石英(石英玻璃)是非晶体．
【 精品同步】高中物理 第3章3.1研究固体的性质知能优化训练 沪科版选修33
【精品同步】高中物理第3章3.1研究固体的性质知能优化训练沪科版选修331．下列说法中正确的是( )A．显示各向异性的物体必定是晶体B．不显示各向异性的物体必定是非晶体C．具有确定熔点的物体必定是晶体D．不具有确定熔点的物体必定是非晶体解析：选ACD.非晶体和多晶体都显示各向同性，所以A对B错；晶体不论是单晶体还是多晶体都具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点，所以C、D都对．2．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做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：选AD.非晶体没有一定的熔点，在物理性质上表现为各向同性．3．下列说法中正确的是( )A．黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体B．同一种物质只能形成一种晶体C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的D．玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状解析：选D.所有的金属都是晶体．因而黄金也是晶体，只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有规则的几何形状，故A错．同一种物质可以形成多种晶体，如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体，故B错．单晶体的物理性质的各向异性是指某些物理性质各向异性，但有些物理性质各向同性，故C错．玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和规则的几何形状，D对．故本题正确答案为D.4．在下列物质中，属于晶体的是__________，属于非晶体的是__________；属于单晶体的是__________，属于多晶体的是__________．(填物质代号)A．玻璃B．雪花C．橡胶D．铁块E．单晶硅F．沥青答案：BDE ACF BE D一、选择题1．区别晶体和非晶体的方法是( )A．可以只看有无规则外形B．可以只看有无确定的熔点C．可以只看物理性质是否各向异性D．可以只看物理性质是否各向同性解析：选B.由于多晶体也呈现各向同性，故不能从是否各向异性和各向同性来判断是晶体还是非晶体，只能从有无固定熔点上确定．2．关于单晶体和多晶体，下列说法正确的是( )A．单晶体内物质微粒是有序排列的B．多晶体内物质微粒是无序排列的C．多晶体内每个晶粒内的物质微粒排列是有序的D．以上说法都不对解析：选AC.正是由于内部物质微粒按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何形状．多晶体内每个晶粒内的物质微粒排列是有序的．3．关于晶体和非晶体，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．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点解析：选D.只有单晶体才表现为各向异性，故A错；单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错；大块塑料是非晶体，粉碎成形状规则的颗粒，依然是非晶体，C错；晶体和非晶体的一个重要区别，就是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故D对．4．石墨和金刚石，性质有很大差异，是由于( )A．石墨是各向异性的，而金刚石是各向同性的B．它们的化学成分不同C．它们都是各向同性的D．组成它们的物质微粒按不同的规则排列解析：选D.物质的物理性质由物质微粒的微观结构决定，故D选项正确．5．下列说法正确的是( )A．一种物质可以形成晶体，也可以形成非晶体B．一种物质已形成晶体，还可转化为非晶体C．一种物质已形成非晶体，还可以转化为晶体D．晶体和非晶体是不可能转化的解析：选ABC.晶体和非晶体在一定的条件下可以相互转化，如石英是晶体，加热后制成玻璃就是非晶体，同一种物质可以形成晶体，也可以形成非晶体．6．如图3－1－5所示，甲、乙、丙三种固体物质，质量相等，加热过程中，相同时间内吸收的热量相等，从其温度随时间变化的图像可以判断( )图3－1－5A．甲、丙是晶体，乙是非晶体B．乙是晶体，甲、丙是非晶体C．乙是非晶体，甲的熔点比丙低D．乙是非晶体，甲的熔点比丙高解析：选A D.晶体在熔化过程中吸热，但是温度不发生变化，这是晶体的重要特征，由图知甲、丙为晶体，故A正确，从熔点上看甲到t2时才熔化，故D正确．二、非选择题7．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，如图3－1－6所示．从而可以研究物质的构成规律．下面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：图3－1－6(1)_______________________________________________________________________ _；(2)________________________________________________________________________．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8．把熔化的蜂蜡薄薄地涂在玻璃片上，把一根缝衣针烧热，然后用针尖接触蜂蜡层，不要移动，观察蜂蜡熔化区域的形状(图3－1－7甲)，把玻璃片换成云母片，再做以上实验，观察蜂蜡熔化区域的形状(图3－1－7乙)．在玻璃片上和云母片上，蜂蜡熔化区域形状的不同说明了什么？蜂蜡熔化区域的形状图3－1－7解析：玻璃是非晶体，表现为各向同性，因此各个地方导热均匀，蜂蜡熔化区域形状为圆形，但云母为单晶体，表现为各向异性，因此不同部分导热性能不一样，最终蜂蜡熔化区域形成椭圆形．答案：见解析9.一电炉的功率P ＝200 W ，将质量m ＝240 g 的固体样品放在炉内，通电后的电炉内的温度变化如图3－1－8所示．设全部电能转化为内能并全部被样品吸收，试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？图3－1－8解析：由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点．根据熔化时间和电炉功率可知电流做功的多少，这些功全部转化为热并全部用于样品的熔化．样品的熔点为60 ℃.熔化时间t ＝2 min ，电流做功W ＝Pt .设样品的熔化热为λ，样品熔化过程中共吸收热量Q ＝λm .由W ＝Q ，即Pt ＝λm 知，λ＝Pt m ＝200×2×60240×10－3J/kg ＝1×105 J/kg 答案：60 ℃ 1×105J/kg10.食盐晶体由钠离子和氯离子组成，这两种离子在空间中三个互相垂直方向上都是等距离交错排列着的，如图3－1－9所示，已知氯化钠晶体的密度ρ＝2.16×103 kg/m 3.钠原子的摩尔质量为2.3×10－2 kg/mol ，氯原子的摩尔质量为3.55×10－2 kg/mol ，求晶体点阵中相邻原子间距．图3－1－9解析：晶体点阵中相邻原子间距，就是由四个氯离子和四个钠离子所组成的小立方体的边长如图所示．由钠和氯的摩尔质量及阿伏伽德罗常量即可找出钠原子和氯原子的质量分别为m Na ＝2.3×10－26.02×1023kg ＝3.82×10－26 kg ， m Cl ＝3.55×10－26.02×1023kg ＝5.89×10－26 kg. 设单位体积中钠原子和氯原子数均为n .由其密度ρ＝n (m Na ＋m Cl )得n ＝ρm Na ＋m Cl ＝ 2.16×1033.82＋5.89×10－26m －3 ＝2.22×1028m －3. 单位体积中的原子数为N ＝2n ，因此每一个原子所占的体积为V 0＝V N ＝1Nm 3. 把每一原子所占体积看成一个小立方体，其边长设为d ，这也就是点阵中相邻原子的间距，即d ＝3V 0＝13N ＝132n＝132×2.22×1028 m＝2.82×10－10 m.答案：2.82×10－10 m。
高中物理第3章固体液体与新材料3.2研究液体的表面性质教师用书沪科版选修3_3
3．2 研究液体的表面性质[先填空]1．表面层(1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个薄层．(2)特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏．2．表面张力(1)定义：使液体表面具有收缩趋势的力叫做表面张力．(2)作用效果：液体的表面就像紧绷着的橡皮膜，它有着一种收缩的趋势．(3)方向：表面张力的方向总是沿着与液面相切的方向，作用在液面一条分界线上的表面张力，总是跟这条分界线垂直．[再判断]1．液体表面张力具有使液体表面收缩的趋势．(√)2．木块浮在水面上是液体表面张力的原因．(×)3．液体分子间的相互作用力比固体分子间作用力弱．(√)[后思考]我们看到的小草上的露珠为什么都是球形的？【提示】这是由于液体表面张力的作用．表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．所以露珠呈球形．1．表面张力的形成(1)表面特性及表面张力．图321如图321所示，在液体内部，液体分子所受的分子力是平衡的，而在表面层里，液体分子所受的分子力是不平衡的，来自液体内部分子的引力要大于来自更接近表面的分子的引力，因此它们有着进入液体内部的趋势，致使液体表面像一张绷紧的膜，这就是液体表面有收缩趋势的微观本质，这种液体表面相互吸引的力，叫做表面张力．图322如果在液面上画一条分界线MN，把液面分为A和B两个部分(如图322)，那么，由于表面层中分子间的引力，液面A对液面B有引力F1，液面B对液面A有引力F2，由于MN处于静止状态，所以F1和F2大小相等，方向相反，它们就是表面张力．(2)表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线．2．表面张力及其作用(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形．但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形．(2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关．3．液体表面分子的分布液体表面附近的分子由平衡位置向外运动时，因为外部空气和蒸汽分子对它的斥力很小，不起显著作用，它只受到内部分子的吸引力，因此使它恢复到平衡位置的作用力就没有在液体内部时大，使得表面层里的分子振动的振幅要比液体内部分子的振幅大，一些动能大的分子就有可能冲出吸力范围，成为蒸汽分子，结果形成表面层里的分子分布比液体内部的分子分布稀疏，分子间的距离就比较大(r＞r0)．1．下列现象中，哪些是液体的表面张力造成的( )A．两滴水银相接触，立即会合并到一起B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿D．水珠在荷叶上呈球形E．木船漂浮在水面上【解析】用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的，E项是浮力等于重力的结果，故本题选A、B、D.【答案】ABD2．关于液体表面张力产生的原因：液体表面层分子比较 (填“稀疏”或“紧密”)，分子间引力斥力(填“大于”或“小于”)．【解析】在液体的表面层，时刻进行的蒸发现象，使得其内的分子比较稀疏，分子间距离比较大，分子间的引力和斥力都较小，但斥力小得更多一些，因此，分子间引力大于斥力．【答案】稀疏大于表面张力的特点1．表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现．2．表面张力的方向与液面相切，垂直于分界线．3．表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定．4．表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势．[先填空]1．定义(1)浸润：液体附着在固体表面上的现象．(2)不浸润：液体不附着在固体表面上的现象．2．产生的原因(1)三个相关概念①附着层：当液体跟固体接触时，在接触处形成的液体薄层．②内聚力：附着层中的液体分子受到的液体内部分子的吸引力．③附着力：附着层中的液体分子受到的固体分子的吸引力．(2)产生原因分析：由于内聚力与附着力的大小不同①当内聚力大于附着力时，液体不浸润固体．②当内聚力小于附着力时，液体浸润固体．[再判断]1．水是浸润液体，水银是不浸润液体．(×)2．在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面呈凸形．(×)3．如果固体分子对液体分子间的引力比较弱，就会形成不浸润现象．(√)[后思考]液体是否浸润固体，取决于什么？【提示】液体能否浸润固体，取决于两者的性质，而不单纯由液体或固体单方面性质决定．例如：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润锌．1．附着层液体跟固体接触处形成的液体薄层，叫附着层．附着层中的液体分子同时受到液体内部分子的吸引力(内聚力)和固体分子的吸引力(附着力)．2．浸润和不浸润的原因分析如果受到的固体分子的吸引比较弱，附着层里的分子就比液体内部稀疏，在附着层里就出现跟表面张力相似的收缩力，这时跟固体接触的液体表面(即附着层)有缩小的趋势，形成不浸润现象．相反，如果受到的固体分子的吸引相当强，附着层里的分子就比液体内部密，在附着层里就出现液体相互排斥的力，这时跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，产生浸润现象．3．玻璃上不附着水银，发生这种不浸润现象的原因是( )【导学号：35500033】A．水银具有流动性B．玻璃表面光滑C．水银与玻璃接触时，附着层里水银分子受到玻璃分子的引力较弱D．水银与玻璃接触时，附着层里的分子比水银内部稀疏E．附着层中分子之间表现为引力，具有收缩趋势【解析】发生不浸润现象的原因是附着层里的分子受固体分子的引力较小，使附着层里的液体分子比液体内部稀疏，附着层里的液体分子间表现为引力．附着层在引力作用下收缩，从而出现不浸润现象．故A、B错，C、D、E正确．【答案】CDE4．以下各种说法中正确的是( )A．因为水银滴在玻璃板上成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体B．水滴在玻璃板上不能形成水珠，而是成一片，故水是一种浸润液体C．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D．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E．当A液体和B固体接触时，发生浸润现象还是发生不浸润现象，关键取决于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力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错，B错，C对；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，故必须用盖子盖紧，D正确；E选项正确，说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理．【答案】CDE分析浸润与不浸润问题的要点归纳(1)同一种固体，对有些液体浸润，对有些液体不浸润；同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的．(2)液体浸润固体，附着层面积要扩张；不浸润固体，附着层面积要收缩．(3)发生浸润还是不浸润是看固体分子和液体内部分子对附着层分子的吸引力的强弱．[先填空]1．定义浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象．2．毛细管能够发生毛细现象的管．3．特点水在玻璃管中会出现凹形弯月面；水银在玻璃管中则会出现凸形弯月面．且管的内径越小，前者水面越高，后者水银面越低．[再判断]1．毛细现象只指浸润液体在细管里上升的现象．(×)2．管内径越小，毛细现象越明显．(√)3．建筑房屋时地基上铺一层油毡是防止毛细现象．(√)[后思考]要想把凝在衣料上的蜡去掉，可以把两层棉纸分别放在蜡迹的上面和下面，然后用热熨斗在棉纸上来回熨烫．为什么这样做可以去掉衣料上的蜡呢？【提示】放在衣料上、下面的棉纸内有许多细小的孔起着毛细管的作用，当蜡受热熔化成液体后，由于毛细现象，它们就会被棉纸吸掉．1．毛细现象的特点(1)浸润液体在毛细管里上升后，形成凹月面，不浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面的现象．(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，内径越小，高度差越大．2．毛细现象产生的原因浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲，呈凹形．液体表面就像一张张紧了的凹形的弹性薄膜，表面张力的收缩作用总是力图使凹形表面的面积缩小，对表面下的液体产生向上的提拉作用(如图323所示)，图323于是管内液体上升，直到表面张力向上的提拉作用与管内升高的液柱所受的重力达到平衡时，管内液体才停止上升，稳定在一定的高度．不浸润液体在毛细管里下降则是由于表面张力的收缩作用总是力图使凸形表面的面积减小，对表面下的液体产生向下的作用导致的(如图324所示)．图324【说明】毛细现象是浸润和不浸润与表面张力共同作用的结果，仍是分子间存在相互作用的体现．5．下列现象中与毛细现象有关的是( )A．砖块吸水B．毛巾的一只角浸入水中，水会沿毛巾上升，使毛巾湿润C．洗净的衣服在太阳下被晒干D．自来水笔从墨水瓶里把墨水吸入笔中E．植物体能通过根、茎输送水分【解析】砖块、毛巾、棉花、木材、植物根和茎等物体内部有许多细小的孔道，可起到毛细管的作用，水会在这些细小的管道中上升，A、B、E正确；洗净的衣服在太阳下被晒干，这是蒸发现象，C错；自来水笔是靠大气压强把墨水吸入笔中的，故D错．【答案】ABE6．对毛细管的有关说法，错误的是 ( )A．毛细管越细，产生的毛细现象就越显著B．毛细管必须用玻璃材料制作C．毛细管的形状必须是直的，不能有弯曲D．如果毛细管足够细，则管内液面一定升得更高E．如果毛细管足够细，则管内液面可能降得更低【解析】毛细管越细，毛细现象越明显，但管内液面有的升、有的降，A、E正确，D 错；对毛细管的要求是细到明显发生毛细现象，跟毛细管的材料与曲直无关，B、C错．因选错误的，故选B、C、D.【答案】BCD毛细现象问题的分析1．成因：由于液体对毛细管材料表现出浸润或不浸润现象，导致液体在毛细管中上升或下降．2．现象：浸润时液面上升，不浸润时液面下降．3．影响因素：液面在毛细管中上升或下降的高度与液体和固体的材料有关，也和毛细管的粗细有关．。
高中物理 第3章 固体 液体与新材料 综合检测 沪科版选修3-3
第3章固体、液体与新材料综合检测(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．关于晶体，以下说法中正确的是( )A．晶体一定具有规则的几何外形B．晶体一定具有各向异性C．晶体熔化时具有一定的熔点D．晶体熔化时吸收热量，主要用于破坏晶体结构，增加分子势能解析：选CD.多晶体没有规则的几何外形，也不具有各向异性．但单晶体和多晶体熔化时具有一定的熔点，吸收的热量主要用于破坏晶体结构，增加分子势能，分子动能不变．因此本题C、D选项正确．2．(2011年高考山东理综卷)人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是( )A．液体的分子势能与体积有关B．晶体的物理性质都是各向异性的C．温度升高，每个分子的动能都增大D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用解析：选AD.分子势能与分子间距有关，选项A正确；晶体分子分为单晶体和多晶体，单晶体的某个性质具有各向异性，而多晶体具有各向同性，选项B错误；温度升高，分子平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，选项C错误；露珠呈球状就是因为液体表面张力的作用，选项D正确．3．同一种液体，滴在固体A的表面时，表现如图3－1甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现图乙的情况．若A固体和B毛细管都很干净，则( )图3－1A．A固体和B管可能是同种材料B．A固体和B管一定不是同种材料C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些D．液体对毛细管B浸润解析：选BCD.由所给现象可知该液体对固体A不浸润，对毛细管B浸润；毛细现象是浸润和不浸润及表面张力共同作用的结果．4．关于液体的表面张力，下面说法中正确的是( )A．表面张力是液体各部分的相互作用B．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力C．表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部的D．表面张力的方向总是沿液面分布的解析：选BD.表面张力是液体表面之间的相互吸力，而不是液体内部各部分之间的作用，所以选项A错误．从分子解释，选项B是正确的．表面张力方向总是沿液面分布的，如果液面是平面，表面张力就在平面上；如果液面是曲面，表面张力就在液面切面上．选项C错误，D正确．5.一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，长AB是宽BC的两倍，如图3－2所示，若用多用电表沿两对称轴O1O1′和O2O2′，测其电阻，阻值均为R，则这块样品可能是( )图3－2A．单晶体B．多晶体C．非晶体D．金属解析：选A.沿O1O1′和O2O2′阻值相同，都是R，说明该样品在导电性能上表现出各向异性，所以样品可能是单晶体．多晶体、非晶体都表现为各向同性．6．某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体( )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外形D．一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质解析：选BD.导热性能各向同性的物体可能是非晶体也可能是多晶体，因此A选项不正确；多晶体具有确定的熔点，因此B选项正确；物体的外形是否规则不是判断是否是单晶体的依据，应该说，单晶体具有规则的几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形，当然，这只能是“后天”人为加工的，因此C选项错误；因为单晶体区别于多晶体和非晶体在于其物理性质上的各向异性，因此，D选项正确．故答案选B、D. 7．在完全失重状态下的宇宙飞船中，液体表面的形状将是( )A．椭球形表面B．球形表面C．和容器形状有关D．不能确定解析：选B.液体表面张力的作用效果，是使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势．在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小．在地球上，液滴因所受重力的影响不能忽略而呈扁平形状，表面近似于椭球形，如图所示，若在完全失重状态下的宇宙飞船中，无论液体多大，在表面张力的作用下都将呈球形，故正确选项为B.8．关于半导体的导电性，下列说法中正确的是( )A．半导体的导电性不会因外界条件的变化而改变B．在极低的温度下，纯净的半导体仍能很好地导电C．在有光照射时，有的半导体可以导电D．掺入一定杂质后，半导体的导电性能一定会变差解析：选C.半导体的导电特性对外界条件非常敏感，故A错；在极低温度下，纯净的半导体不导电，故B错；掺入杂质会极大地改变半导体的导电性，使之接近导体，故D错；在有光照射，且温度不太低时，半导体导电，故C对．二、非选择题(本题共5小题，共60分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)9．(10分)荷叶上的两个小水珠，接触后立即能汇成一个水珠，这是因为____________；黑布伞的纱线间虽有间隙却不漏水，这是因为________________；用钢笔在纸上写字是利用________现象完成的，鸭子在羽毛上涂油脂可防止羽毛被水弄湿是利用了__________现象．农民松土是为了______________．答案：表面张力的缘故水的表面张力的缘故浸润不浸润破坏毛细管防止水分流失10．(10分)(1)实验：将方铅矿石晶体、灵敏电流计、干电池、开关连接成简单的串联电路(如图3－3所示)，先让矿石A端和干电池正极相连接，然后把矿石掉个头，B端跟干电池正极相连接，依次连接C端、D端，观察每次通电时电流计的读数．经过观察发现：方铅矿石各个方向的导电性能________(填“相同”或“不相同”)．图3－3(2)如图3－4所示的光敏特性实验中，通过减弱照射在光敏电阻上的光强来改变其阻值．观察欧姆表的示数变化表明，随着光强的减弱，光敏电阻的阻值会________(填“增大”或“减小”)．图3－4解析：(1)晶体具有各向异性，故方铅矿晶体各个方向的导电性能不相同．(2)半导体材料制成的光敏电阻阻值随光照的增强而减小，随光照的减弱而增大．故应填增大答案：(1)不相同(2)增大11．(12分)如图3－5所示，把橄榄油滴入水和酒精的混合液里，当混合液的密度与橄榄油密度相同时，滴入的橄榄油呈球状悬浮在液体中，为什么？图3－5解析：根据油滴的受力情况和表面层的特点即可解释．滴入混合液中的油滴，受到竖直向下的重力和液体对它竖直向上的浮力作用．由于油的密度与液体密度相同，使得油滴好像处于失重状态．油滴在表面张力的作用下，收缩液面有使液面尽量减小的趋势．因为在同体积的几何体中，球的表面积最小，所以油滴在表面张力作用下收缩成球状悬浮在混合液内．答案：见解析12．(14分)如图3－6所示，把一根金属丝水平地悬挂在灵敏弹簧测力计的下端，然后将盛着液体的容器放在金属丝下面，使金属丝垂直地浸入液体中，这时如果把灵敏弹簧测力计慢慢地向上移动，让金属丝水平的从液体里露出来，就可以看到金属丝和液面之间出现了一层液体的薄膜，同时金属丝本身也被薄膜包围着，由于表面张力的作用，薄膜向下拉引金属丝，而使测力计的弹簧伸长，继续移动测力计，直到金属丝和液面之间的薄膜刚要断开为止．设此时测力计的读数为F，金属丝的重量为mg，求薄膜每一面上平行于金属丝的分界线上的表面张力的大小．图3－6解析：设液体表面张力为F1，由平衡条件mg ＋2F 1－F ＝0.解得F 1＝12(F －mg )．答案：12(F －mg ) 13．(14分)NaCl 形成立方点阵晶体，Na ＋和Cl －交替排列在立方体的角上，如图3－7所示，X 射线的测量表明相邻的Na ＋和Cl －中心间的距离是2.82×10－10m ，钠和氯原子量分别约为23.0和35.5，氯化钠的密度是2.17×103 kg·m －3.请利用这些已知条件推算阿伏伽德罗常量．图3－7解析：假设每个钠离子和每个氯离子都是一个小立方体，钠离子和氯离子中心间距离就是该立方体的边长，由此可知钠离子或氯离子的体积，由氯化钠密度可求出氯化钠的摩尔体积．于是可求出阿伏伽德罗常量．N A ＝ 23＋35.5 ×10－32.17×103×2× 2.82×10－10 3mol －1 ≈6.01×1023mol －1.答案：6.01×1023mol －1。
高中物理 第3章 固体和液体章末分层测评 教科版选修33
第3章固体和液体(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的5个选项有3项符合题目要求．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)1．下列说法中正确的是( )A．常见的金属材料都是多晶体B．只有非晶体才显示各向同性C．凡是具有规则的天然几何形状的物体必定是单晶体D．多晶体不显示各向异性E．非晶体显示各向异性【解析】常见的金属：金、银、铜、铁、铝、锡、铅等都是多晶体，选项A正确；因为非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性，所以选项B、E错误，选项D正确；有天然的规则的几何形状的物体一定是单晶体，选项C正确．【答案】ACD2．液体与固体相比较具有的不同特点是( )【导学号：74320055】A．没有确定的形状B．体积不易被压缩C．物质分子振动的位置不确定D．物质分子在某位置附近振动一段时间，又移动到新的位置振动E．具有分子势能【解析】液体没有确定的形状，不易被压缩，物质分子的位置不确定，有分子势能；固体有确定的形状，不易被压缩，物质分子在固定位置附近振动，有分子势能．因此液体与固体具有的不同特点，选项A、C、D.【答案】ACD3．下列哪些现象是由液体的表面张力引起的( )A．小孩吹出的肥皂泡成球形B．船能浮在水上航行C．草叶上的露水呈球形D．稍高出酒杯的酒仍不流出来E．血液在血管里的循环【解析】船浮在水上是由于船受到水的浮力和重力相等，不是表面张力的结果，故B 错；血液循环是由于心脏提供了动力，E错，A、C、D三项叙述正确．4．(2016·安顺高二检测)关于晶体和非晶体的下列说法中，错误的是( )A．凡是晶体，都具有天然的几何外形B．金属整体表现为各向同性，故金属是非晶体C．化学成分相同的物质，只能生成同一晶体D．晶体的各向异性是组成晶体的微粒呈现有序排列的结果E．具有规则的天然几何形状的物体必定是单晶体【解析】单晶体有天然的几何形状而多晶体没有，所以选项A不正确，E正确；金属是多晶体，多晶体的物理性质也是各向同性，所以选项B不正确；化学成分相同的物质，若能形成多种空间点阵结构，就能生成多种晶体，例如，碳能生成石墨和金刚石，磷能生成白磷和红磷等，所以选项C不正确；晶体分子的有序排列，使得晶体沿不同方向的分子数不同，其物理性质表现出各向异性，所以选项D正确．【答案】ABC5．以下关于液体的说法正确的是( )A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看成是黏滞性极大的液体B．液体的物理性质一般表现为各向同性C．液体的密度总是小于固体的密度D．所有的金属在常温下都是固体E．液体的扩散比固体的扩散快【解析】由液体的微观结构知选项A、B正确；有些液体的密度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故选项C错误；金属汞在常温下就是液体，故选项D错误；液体分子在液体中移动较固体分子在固体中移动更容易，E正确．【答案】ABE6．液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户．液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶层的工作原理说法中不正确的是( )A．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性B．液晶的光学性质随温度的变化而变化C．液晶的光学性质随外加电压的变化而不变D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化E．利用液晶对光具有各向异性的特点【解析】液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A错误．外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质．温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质．液晶电视依据的是液晶的光学性质随外加电压的变化变化工作的，D、E正确，B、C错误．7．下列关于白磷与红磷的说法中，正确的是( )A．它们是由不同的物质微粒组成的B．它们有不同的晶体结构C．它们具有相同的物理性质D．白磷的燃点低，红磷的燃点高E．白磷具有立方体结构，红磷具有层状结构【解析】白磷和红磷是同一种物质微粒在不同条件下生成的不同晶体，它们有着不同的微观结构，故表现在宏观上的物理性质不一样，白磷的燃点低，红磷的燃点高，故B、D、E选项正确．【答案】BDE8．(2016·西安高二检测)关于同种液体在相同温度下的未饱和汽、饱和汽的性质，下面说法不正确的是( )A．两种汽的压强一样大，饱和汽的密度较大B．饱和汽的压强最大，分子的平均动能也较大C．两种汽的压强一样大，分子平均动能也一样大D．两种汽的分子平均动能一样大，饱和汽的密度较大E．饱和汽的压强大，它们分子的平均动能相同【解析】液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和汽；没有达到饱和状态的蒸汽叫未饱和汽．可见，两种蒸汽在同一温度下密度是不同的，未饱和汽较小，饱和汽较大．由温度是分子平均动能的标志可知这两种蒸汽分子的平均动能相同，而密度不同，两种蒸汽的压强也不同，D、E正确，故选A、B、C.【答案】ABC9．关于液体的表面张力，下列说法不正确的是( )【导学号：74320056】A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力C．液体的表面张力随温度的升高而减小D．液体的表面张力随温度的升高而增大E．表面张力的方向与液面垂直【解析】表面张力是液体表面分子间的作用力，A错误；液体表面层内分子较液体内部稀疏，故分子力表现为引力，B正确；表面张力的方向沿液面的切线方向与分界线垂直，E错误；随温度的升高，液体表面层的分子间的距离增大，引力作用随之减小．所以表面张力减小，C正确、D错误．10．下列说法中正确的是( )A．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力B．夏天荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故C．喷泉喷到空中的水形成一个个球形小水球是表面张力的结果D．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征E．小木块能够在水中漂浮是表面张力与其重力平衡的结果【解析】雨水不能透过布雨伞，是因为液体表面存在张力，故A正确；荷叶上小水珠与喷泉喷到空中的水形成一个个球形小水珠均呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故，故B、C正确；单晶体一定具有规则形状，且单晶体有各向异性的特征，多晶体有各向同性．故D错误；E项所述是浮力和重力平衡的结果，E错误．【答案】ABC二、非选择题(本题共3小题，共40分，按题目要求作答)11．(13分)气温为10 ℃时，测得空气的绝对湿度p＝800 Pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至20 ℃，相对湿度又为多少？(已知10 ℃的水汽的饱和汽压为p1＝1.228×103Pa,20 ℃时水汽的饱和汽压为p2＝2.338×103 Pa)【解析】10 ℃时水汽的饱和汽压为p s1＝1.228×103Pa，由相对湿度公式得此时的相对湿度B1＝pp s1×100%＝8001.228×103×100%＝65.1%.20 ℃时水汽的饱和汽压为p s2＝2.338×103 Pa，同理得相对湿度B2＝pp s2×100%＝8002.338×103×100%＝34.2%.【答案】65.1% 34.2%12．(13分)在“匚”形铁丝框架上有一可以自由滑动的细铁丝ab，如图2所示，铁丝长L＝20 cm，框上布着液膜．使液膜表面积增加ΔS＝200 cm2，需要做多少功？(液体表面在单位长度上的表面张力α＝7.2×10－4 N/m，摩擦可以不计)图2【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·ΔS/2＝α·ΔS＝1.44×10－5 J.【答案】 1.44×10－5 J13．(14分)石墨和金刚石都是由碳原子构成的晶体，它们的空间结构不同．已知碳的摩尔质量M＝12.0 g/mol，石墨的密度为ρ1＝2.25 g/cm3，金刚石的密度ρ2＝3.52 g/cm3，试求石墨和金刚石中相邻原子间的平均距离各多大？【导学号：74320057】【解析】每个碳原子体积V0＝MρN A把每个碳原子看成球体V0＝43π(d2)3＝πd36由以上两式可得d＝36MπρN A石墨和金刚石中相邻原子间的平均距离d1＝36Mπρ1N A≈2.6×10－10 m，d2＝36Mπρ2N A≈2.2×10－10 m.【答案】 2.6×10－10 m 2.2×10－10 m。
高二物理课件 固体、液体与新材料
对．晶体具有各向异性的特性，仅是指某些物理性 专
题
质，并不是所有的物理性质都是各向异性的，换言 归 纳
之，某一物理性质显示各向同性，并不意味着该物
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质一定不是单晶体，所以D错．答案为C.
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【答案】 C
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第3章 固体、液体与新材料
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液体表面张力及其作用
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1．表面张力是液体表面层各个部分之间相互作用
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第3章 固体、液体与新材料
知 识 网 络 构 建
专
本章优化总结
题 归
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第3章
第3章 固体、液体与新材料
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知识网络构建
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专题归纳整合
归 纳
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章末综合检测
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第3章 固体、液体与新材料
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、
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液
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的吸引力．它是由于表面层内分子之间的引力产 专
生的，表面张力使液体表面具有收缩的趋势．
题 归
2．浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系，是
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由附着层的分子分布性质决定的．
3．毛细现象是表面张力、浸润和不浸润共同作用
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的结果．若液体浸润毛细管管壁，则附着层有扩
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张的趋势，毛细管中液面上升，反之，下降．
高中物理 第3章 固体液体与新材料 3_2 研究液体的表面性质学业分层测评 沪科版选修3-3
3.2 研究液体的表面性质(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于液体的表面张力，下列说法正确的是( )A．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离小于r0B．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离大于r0C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势E．表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线【解析】在液体与气体接触的表面处形成一个特殊的薄层，称为表面层，在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离r>r0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势．故B、D、E项正确．【答案】BDE2．关于液体的表面张力，下列说法不正确的是( )A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力C．液体的表面张力随温度的升高而减小D．液体的表面张力随温度的升高而增大E．表面张力的方向与液面垂直【解析】表面张力是液体表面分子间的作用力，A错误；液体表面层内分子较液体内部稀疏，故分子力表现为引力，B正确；表面张力的方向沿液面的切线方向与分界线垂直，E错误；随温度的升高，液体表面层的分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小，C正确、D错误．【答案】ADE3．(2016·德州高二检测)水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管插入水和水银中，如图所示，不正确的现象应是( )A B C D E【解析】浸润液体在毛细管中上升或不浸润液体在毛细管中下降的现象均为毛细现象，毛细管越细，现象越明显，A、D对，B、C、E错．【答案】BCE4．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠．这一物理过程中，水分子间的作用力的下列说法不正确的是( )A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大E．斥力比引力增大的更快【解析】当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些．【答案】ABC5．关于浸润现象，下列说法正确的是( )A．水是浸润液体，水银是不浸润液体B．水是不浸润液体，水银是浸润液体C．浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稠密D．不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏E．浸润现象中，附着层里的分子具有扩展的趋势【解析】同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的，水对玻璃来说是浸润液体，对石蜡来说是不浸润液体，水银对玻璃来说是不浸润液体，对铅来说是浸润液体，故A、B 错；浸润现象中，附着层里的分子比液体内部密集，不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏，C、D、E对．【答案】CDE6．下列是毛细现象的是( )【导学号：35500034】A．水银温度计里的液柱升高B．卫生纸的吸水性比普通纸要好C．植物从根部吸收养分，运输到叶子D．墨水从粉笔的一端自动蔓延到另一端E．虹吸现象【解析】水银温度计里的液柱升高靠的是水银的热胀冷缩原理，A错；卫生纸及粉笔中有很多毛细管，吸水性很强，是毛细现象，普通纸的毛细管少，吸水性差；植物从根部吸收养分运输到叶子是利用毛细现象；虹吸现象是与液体压强有关的现象，主要依据连通器原理，E错．故选B、C、D.【答案】BCD7．(2016·哈尔滨高二检测)在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的涂有油的大头针，大头针漂浮在水面上，水也不会流出，下列说法正确的是( )A．大头针填充了水内分子间的空隙B．水分子进入了大头针内的空隙C．水面凸起，也不流出，是表面张力作用的结果D．水的表面张力在起作用E．水的表面张力竖直向上的合力等于大头针的重力【解析】水对涂有油的大头针是不浸润的，故水与大头针接触的表面具有收缩的趋势．随着水与大头针接触面积的增大，使得大头针附近的水面呈弯月形，大头针与水面的接触处受到弯曲水面的表面张力作用，如图：由于表面张力的竖直分量可与大头针的重力保持平衡，故大头针可漂浮在水面上，故D 正确，A、B错误；水面突出水也不会流出，是由表面张力的作用，使水面收缩导致的，C、E正确．【答案】CDE8．如图325所示，把橄榄油滴入水和酒精的混合液里，当混合液的密度与橄榄油的密度相同时，滴入的橄榄油呈球状悬浮在液体中，为什么？图325【解析】当橄榄油悬浮在液体中时，橄榄油由于表面张力的作用，使其表面收缩到最小状态，所以橄榄油呈球形．【答案】见解析[能力提升]9．对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图326所示，对此有下列几种解释，其中正确的是( )甲乙图326A．甲图中表面层分子的分布比液体内部疏B．乙图中表面层分子的分布比液体内部密C．甲图中附着层分子的分布比液体内部密D．乙图中附着层分子的分布比液体内部疏E．两图中附着层分子的分布均比液体内部密【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稀疏，分子力表现为引力．故A、C、D正确．【答案】ACD10．下列有关浸润及不浸润的解释正确的是( )【导学号：35500035】A．在夏季，人穿棉线衣服感觉舒适是因为汗水对棉线是浸润物体B．单杠、双杠运动员上杠表演前，手及杆上涂镁粉，是因为水对镁粉是浸润物体C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为水对伞面不浸润D．酒精灯的灯芯经常是用棉线做成，因为酒精对棉线是浸润物体E．水银气压计中，水银在玻璃管中上升，是由于毛细现象【解析】雨伞不漏雨水是因为水浸润伞面后水的表面张力作用，C错；酒精灯灯芯经常用棉线做成，酒精对棉线是浸润物体，D对，同理可知A、B对；水银在气压计中上升是因为大气压的作用，E错．【答案】ABD11．两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327所示的四个图中(图中箭头指向地球中心)：图327(1)水在玻璃球壳中分布的情况，可能是图．(2)水银在玻璃球壳中分布的情况，可能是图．【解析】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；水银不浸润玻璃，附着层有收缩的趋势．水和水银跟气体(空气或其他气体)接触的表面层都有收缩(使表面积最小)的趋势．【答案】(1)C (2)B12．简要回答下列问题：(1)农民用水浇地后，在地面将要晾干时，用锄锄地(就是把地面土弄松)，这起什么作用？(2)砖铺的地面为什么容易返潮？【解析】(1)土壤中有很多小缝隙如同毛细管，会把深层的水分输送到土壤表面，锄地可以破坏土壤中的毛细管，从而使土壤中的水分得到保持．(2)因为土壤和砖块里都有许多细小孔道，这些细小孔道起着毛细管的作用，土壤中的水可以通过这些毛细管上升到地面上来，所以容易返潮．【答案】见解析。
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3.1 研究固体的性质
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．某种物体表现出各向同性的物理性质，则可以判断这种物质( )
A．不一定是多晶体B．不一定是单晶体
C．一定不是单晶体D．一定是非晶体
E．不一定是非晶体
【解析】因为非晶体和多晶体都表现出各向同性，故A、E正确，D错误；单晶体一定表现出各向异性，故B错误，C正确．
【答案】ACE
2．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
A．晶体可以变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体
B．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化
C．同种物质可以生成不同的晶体，它们的物理性质不同，但化学性质相同
D．具有各向同性的物体，可以断定它不是单晶体
E．具有确定熔点的物体，可以断定它一定是单晶体
【解析】在一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，A错、B对．同种物质可以生成多种晶体．例如，金刚石和石墨，它们的化学性质相同，物理性质相差很大，C对．具有各向同性的物体可能是多晶体或非晶体，D对．单晶体和多晶体都具有确定的熔点，E错．【答案】BCD
3．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是( )
A．具有各向同性的物体一定没有确定的熔点
B．晶体熔化时，温度不变，但内能增加
C．通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体
D．晶体在物理性质上可能是各向异性
E．橡胶制品有规则的几何形状，但不是晶体
【解析】多晶体显示各向同性，但具有确定的熔点，A错误；晶体熔化时，其温度虽然不变，但其体积和内部结构可能发生变化，则内能发生变化，故B正确；金属材料虽然显示各向同性，并不意味着一定是非晶体，可能是多晶体，故C错误；晶体分为单晶体和多晶体，而单晶体在物理性质上表现出各向异性，故D正确；橡胶是非晶体，尽管橡胶制品有规则的几何外形，但它不是天然的，而是人工制成的，故它还是非晶体，故E正确．【答案】BDE
4．关于晶体和非晶体的几种说法中，正确的是( )
A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体
B．单晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性
C．若物体表现为各向同性，它就可能是非晶体
D．晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度
E．晶体熔化时，由于吸热，其温度一定升高
【解析】单晶体物理性质各向异性，多晶体物理性质各向同性；单晶体有天然规则外形，多晶体与非晶体没有规则外形；晶体与非晶体的区别在于晶体有固定熔点；晶体熔化时，温度不变；综上所述选项B、C、D正确．
【答案】BCD
5．下列有关晶体的结构叙述正确的是( )
A．在晶体内部，组成晶体的物质微粒是无规则排列的
B．晶体的微观结构具有周期性
C．在晶体内部，组成晶体的物质微粒可以自由运动
D．组成晶体的微粒只能做微小的振动
E．晶体内部微粒间存在着很强的作用力
【解析】在晶体的内部，组成晶体的物质微粒是有规则排列的，A错误；晶体的微观结构具有周期性，且微粒间存在着很强的作用力，B、E正确；在晶体内部，组成晶体的物质微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振动，而不能自由运动，C错误，D正确．【答案】BDE
6．有关晶体的排列结构，下列说法正确的有( )
【导学号：35500032】
A．同种元素原子按不同结构排列有相同的物理性质
B．同种元素原子按不同结构排列有不同的物理性质
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
E．同种元素可能形成不同的晶体
【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、E正确．
【答案】BDE
7．如图314所示是萘晶体的熔化曲线．
图314
若已知萘的质量为m，固态时比热容为c1，液态时比热容为c2，熔化热为λ，试完成下列表格.
的平均动能．晶体熔化过程中温度不变，分子的平均动能不变，吸收的热量完全用于增加分子势能，吸收的热量由Q＝λm计算．
【答案】
石墨烯材料方面的卓越研究．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0.34 mm的石墨烯，是碳的二维结构．如图315所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法中正确的是( )
石墨的微观结构石墨烯的微观结构
图315
A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体
B．石墨是单质，石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
E．石墨和石墨烯都是单质
【解析】晶体结构的特点是原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，石墨、石墨烯与金刚石都是晶体，A错误，C正确；石墨、石墨烯都是单质，B错误，E正确；通过透明胶带对石墨进行反复的粘贴与撕开而得到石墨烯的方法是物理方法，D正确．【答案】CDE
[能力提升]
9．一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品，长AB是宽AD的两倍，如图316所示．如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′和O2O2′方向测量，结果阻值均为R，则这块样品不可能是( )
图316
A．单晶体B．多晶体
C．非晶体D．金属
E．方铅矿石
【解析】用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′和O2O2′方向测量结果均相同，说明该物体沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)不同，即表现出各向异性的物理性质，所以可能是单晶体，方铅矿石是单晶体．如果是普通金属，可以分析出沿O1O1′方向电阻比较大．故不可能的是B、C、D三种物品．
【答案】BCD
10．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(如图317所示)，从而可以研究物质的构成规律，下面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：
图317
(1) ；
(2) ；
(3) ．
【答案】(1)在确定方向上原子有规律地排列
(2)在不同方向上原子的排列规律一般不同
(3)原子排列具有一定对称性
11．如图318所示是对某种合金连续不断地加热过程中，温度随时间变化的曲线．据图回答：
图318
(1)这种合金在固态时是不是晶体？
(2)这种合金的熔点是多少？
(3)熔化过程用了多少时间？
(4)图中BC段表示这种合金处于什么状态？
【解析】(1)图中BC阶段表示该合金的熔化过程，说明有一定的熔点，所以这种合金在固态时是晶体．
(2)熔点为210 ℃.
(3)熔化过程用了Δt＝(14－6)min＝8 min.
(4)BC段为固、液共存状态．
【答案】(1)是(2)210 ℃(3)8 min (4)固、液共存状态。