高中物理 第九章 固体液体和物态变化过关检测 新人教版选修33Word文件下载.docx

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D．Ek不变，Ep变小

8．人类对物质属性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

二、填空题（共22分）

9．（14分）如图是萘晶体的熔化曲线，由图可知，萘的熔点是________，熔化时间为______。

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。

过程

状态

吸热后能的转化

吸热计算式

A→B

B→C

C→D

10．（8分）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，在如图所示的四个图中（图中箭头指向地球中心，黑色部分代表所盛液体）：

（1）水在玻璃球壳中分布的情况，可能是______。

（2）水银在玻璃球壳中分布的情况，可能是______。

三、计算题（共30分。

要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分）

11．（14分）把一根弯成如图所示形状的金属丝悬挂在灵敏弹簧测力计的下端，然后将盛有液体的杯子放在金属丝下面，使金属丝浸入液体中，这时如果把灵敏弹簧测力计慢慢地向上移动，让金属丝的水平部分从液体里露出来，就可以看到，金属丝和液面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，金属丝的重力为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。

12．（16分）质量为m的0℃的冰雹，由空中自由静止下落，由于空气阻力的作用，其中1%质量的冰在下落过程中完全熔化成0℃的水脱离冰雹，若落地时的速度为400m/s。

求：

（1）冰雹下落的高度；

（2）若落地时，动能全部转化成热，问能否将冰雹熔化？

（设冰的熔化热λ＝0.34×

107J/kg，g取10m/s2）

参考答案

1.答案：

AB　解析：

由于液体表面层分子引力，使得液体表面具有收缩的趋势，露珠表面张力使表面面积收缩到最小，水面的张力给水黾向上的弹力，选项A、B正确；

红墨水散开是扩散现象，选项C错误；

悬浮在水中的花粉做无规则运动，是水分子对花粉颗粒碰撞不均衡造成的，选项D错误。

2.答案：

D　解析：

晶体吸收热量后在熔化前状态不变，温度升高，在熔化过程中，吸收的热量用于增加分子势能，温度保持不变，A、B、C错，D正确。

3.答案：

BCD　解析：

相对湿度是空气中水蒸气的压强与同温度下水蒸气的饱和汽压的比值，所以A错，B、C对；

当绝对湿度不变的情况下，温度降低，饱和汽压降低，所以相对湿度变大，当达到饱和以后，随着温度的继续降低，水蒸气将液化为水，即露水，若此时温度低于零摄氏度，则为霜。

所以D对。

4.答案：

BC　解析：

玻璃是非晶体，选项A错误；

多晶体和非晶体是各向同性的，选项D错误。

5.答案：

浸润液体倒入管中，液面弯曲呈凹形弯月面，使液体表面变大，液体浸润固体时液体附着在固体上，故B、C正确。

6.答案：

AC　解析：

在一定温度下，同种液体的饱和汽密度及压强不变，A正确；

饱和汽随温度而变化，并非一定质量的理想气体，不遵从理想气体定律，B错误；

在绝对湿度相同的情况下，夏天温度高，饱和汽压大，相对湿度小，C正确，D错误。

7.答案：

C　解析：

0℃的冰熔化成水，温度不变，故分子的平均动能不变，分子总数不变，故Ek不变；

冰熔化过程中吸收的热量用来增大分子的势能，故C正确。

8.答案：

AD　解析：

液体的分子势能与分子之间的距离有关，而分子之间的距离影响物体的体积，因而分子势能与体积有关，选项A正确；

有些晶体在某些物理性质上表现为各向异性，选项B错误；

温度越高，分子的平均动能越大，但并非每个分子的动能都增大，选项C错误；

由于液体表面张力的作用，液体的表面有收缩到最小的趋势，因同等体积的物体，以球面的面积最小，所以露珠呈球状，选项D正确。

9.答案：

T2　t2－t1

固态

主要增加分子的平均动能

Q1＝c1m（t2－t1）

固液共存

完全用于增加分子的势能

Q2＝λ·

m

液态

大部分增加分子的平均动能

Q3＝c2m（t3－t2）

10.答案：

（1）C　

（2）B　解析：

在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，最终水的表面积尽可能伸展到球壳上，故

（1）题选C；

水银不浸润玻璃，附着层有收缩的趋势，只有当它成为一个球形时表面积最小，

（2）题选B。

11.答案：

解析：

当将要把金属丝和液面之间的薄膜拉断时，表面引力的方向为竖直向下，设每一面上的张力大小为F′，由平衡条件F＝mg＋2F′得F′＝。

12.答案：

（1）11320m　

（2）不能

（1）设冰雹下落的高度为h，根据题意有：

＝m×

1%λ，

所以h＝

＝

＝11320m。

（2）假设冰雹能全部熔化，则需满足

≥m（1－1%）λ

而（1－1%）v2＝×

（1－1%）×

4002J≈0.8×

105J，（1－1%）λ≈3.4×

106J

显然由动能全部转化成的热不能满足冰全部熔化的需要，故不能熔化。

2019-2020年高中物理第九章固体液体和物态变化教案新人教版选修3-3

●固体1

考点一、正确理解晶体与非晶体的区别1

考点二、对晶体和非晶体的微观解释5

●液体8

考点一、液体的微观结构及表面张力8

考点二、浸润和不浸润及毛细现象成因分析11

考点三、液晶15

●饱和汽与饱和汽压16

考点一、汽化17

考点二、对饱和汽和饱和汽压的理解18

考点三、对空气湿度的理解21

●物态变化中的能量交换23

考点一、熔化热23

考点二、汽化热25

考点三、从能量和微观的角度分析熔化过程与汽化过程的不同27

●专题提升29

第九章固体、液体和物态变化

●固体

[目标定位]　1.知道晶体和非晶体外形和物理性质上的区别.2.知道晶体可分为单晶体和多晶体.3.了解晶体的微观结构，了解固体材料在生活、生产、科学研究等方面的应用．

考点一、正确理解晶体与非晶体的区别

晶体和非晶体

1．固体可以分为晶体和非晶体两类．

晶体又可以分为单晶体与多晶体．

2．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体．

3．单晶体有天然规则的几何形状，非晶体没有天然规则的几何形状．

4．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；

晶体的某些物理性质表现为各向异性，非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，表现为各向同性；

多晶体是各向同性的．

1．区别

分类

宏观外形

物理性质

非晶体

没有天然规则的形状

①没有固定的熔点；

②导电、导热、光学性质表现为各向同性

晶体

单晶体

有天然规则的形状

①有确定的熔点；

②导电、导热、光学性质表现为各向异性

多晶体

2.区别晶体和非晶体关键看有无固定的熔点，单晶体与多晶体的区别关键看有无规则的几何外形及是否为各向异性．

例1　下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是（　　）

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．大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体

D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点

答案　D

解析　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；

大粒盐磨成细盐，而细盐仍是形状规则的晶体，在放大镜下能清楚地观察到，故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．

例2　如图1所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程．图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T.从图中可以确定的是（　　）

图1

A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0

B．曲线M的bc段表示固液共存状态

C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态

D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态

答案　B

解析　只有晶体存在固定的熔点T0，曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段表示固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B正确，A、C、D错误．

题组一　晶体和非晶体

1．下列说法中正确的是（　　）

A．玻璃是晶体B．食盐是非晶体C．云母是晶体D．石英是非晶体

答案　C

解析　玻璃是非晶体，食盐、云母、石英都是晶体，故选项C正确．

2．云母薄片和玻璃片分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图1所示，那么（　　）

A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片

B．熔化的石蜡呈圆形的是云母片

C．实验说明玻璃片有各向同性，可能是非晶体

D．实验说明云母有各向同性，是晶体

答案　AC

解析　单晶体在导热这一物理性质上具有各向异性，而非晶体则是各向同性．

3．下列说法中正确的是（　　）

A．只要是具有各向异性的固体就必定是晶体

B．只要是不显示各向异性的固体就必定是非晶体

C．只要是具有确定的熔点的固体就必定是晶体

D．只要是不具有确定的熔点的固体就必定是非晶体

答案　ACD

解析　多晶体和非晶体都表现各向同性，只有单晶体表现各向异性，故B错，A对；

晶体一定有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故C、D均正确．

4．下列说法正确的是（　　）

A．黄金可以切割加工成各种形状，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，也没有天然规则的几何形状

解析　常见的金属都是多晶体，因而黄金也是多晶体，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；

单晶体只在某些物理性质上表现出各向异性，并不是所有物理性质都表现出各向异性，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．

5．如图2是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线判断下列说法正确的是（　　）

图2

A．a是晶体B．b是晶体

C．a是非晶体D．b是非晶体

答案　AD

解析　晶体在熔化过程中不断吸热，但温度却保持不变（熔点对应的温度），而非晶体没有确定的熔点，加热过程，非晶体先变软，然后熔化，温度却不断上升，因此a对应的是晶体，b对应的是非晶体．

6．如图3所示，ACBD是一厚度均匀的由同一种材料构成的圆板．AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°

后电流表读数发生了变化（两种情况下都接触良好）．关于圆板，下列说法正确的是（　　）

图3

A．圆板是非晶体

B．圆板是多晶体

C．圆板是单晶体

D．圆板沿各个方向导电性能不同

答案　CD

7．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．可以根据各向异性或各向同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能不同，则该球体一定是单晶体

D．一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，则这块晶体一定是多晶体

8．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．蜂蜡、松香、橡胶、沥青

答案　A

9.某一固体具有确定的熔点，那么它（　　）

A．一定是晶体B．一定是非晶体

C．一定是多晶体D．不一定是非晶体

解析　无论是单晶体还是多晶体都有确定的熔点．

考点二、对晶体和非晶体的微观解释

晶体的微观结构

1．在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性．

2．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如碳原子按不同结构可分为石墨和金刚石．

3．同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体．

1．对单晶体各向异性的解释

如图2所示，这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况．从图上可以看出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同．直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少．正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同．

2．对晶体具有一定熔点的解释

给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔解，熔解时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化．

3．对多晶体特征的微观解释

晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性．它在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性．多晶体和非晶体的主要区别是多晶体有确定的熔点，而非晶体没有．

4．对非晶体特征的微观解释

在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看，在微粒非常多的情况下，沿不同方向的等长直线上，微粒的个数大致相等，也就是说，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，所以非晶体在物理性质上表现为各向同性．

5．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同形态出现，晶体和非晶体可在一定条件下相互转化．

例3　xx年诺贝尔物理学奖授予安德烈·

海姆和康斯坦丁·

诺沃肖洛夫，以表彰他们在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0.34nm的石墨烯，是碳的二维结构．如图3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（　　）

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

解析　石墨、石墨烯、金刚石都为晶体且都为单质，A、B错误，C正确；

两位科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的，D正确．故正确的答案为C、D.

题组二　晶体和非晶体的微观结构

1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．人造晶体在现代技术中应用广泛，但没有固定的熔点

B．晶体内部的物质微粒按一定规则排列且不停振动，非晶体内部的物质微粒在不停地运动着

C．晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒却在不停地运动着

D．晶体管的制造材料是晶体

答案　BD

解析　有确定熔点是晶体的属性，A错误；

组成物质的微粒永远在做热运动，不管是晶体还是非晶体，B正确，C错误；

晶体管是由晶体材料制成的，D正确．

2．有关晶体的微观结构，下列说法中正确的有（　　）

A．同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质

B．同种元素的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

解析　同种元素的原子可以按不同结构排列，形成不同的物质，不同物质的物理性质不同，如同是由碳元素组成的石墨和金刚石的密度、机械强度、导热性能、导电性能和光学性质等都有很大差别，所以B、D正确，A、C错误．

3．纳米晶体材料在现代科技和国防中具有重要的应用．下列关于晶体的说法正确的是（　　）

A．晶体内的微观粒子在永不停息地做无规则热运动

B．晶体内的微观粒子间的相互作用很强，使各粒子紧紧地靠在一起

C．晶体的微观粒子在不同方向上排列情况不同

D．晶体的微观粒子在空间排列上没有顺序，无法预测

解析　

4．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

解析　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．

5．下列关于探索晶体结构的几个结论中正确的是（　　）

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，才证实了晶体内部的物质微粒的确是按一定的规律整齐地排列起来的

B．组成晶体的物质微粒，没有一定的规则，在空间杂乱无章地排列着，并且晶体的微观结构没有周期性特点

C．晶体内部各微粒之间还存在着很强的相互作用力，这些作用力就像可以伸缩的弹簧一样，将微粒约束在一定的平衡位置上

D．热运动时，晶体内部的微粒可以像气体分子那样在任意空间里做剧烈运动

解析　劳厄在1912年用X射线证实了晶体内部结构的规律性．而晶体内部微粒都只能在各自的平衡位置附近振动，是因为微粒间存在着相互作用力的结果．

6．利用扫描隧道显微镜（STM）可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律．如图4所示的照片是一些晶体材料表面的STM图象，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4

（1）________________________________________________________________________；

（2）________________________________________________________________________．

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规律一般不同　

（2）原子排列具有一定的对称性

解析　从题图中可以看出，这几种材料的原子排列均有一定的规则，因此是晶体物质，具有晶体的特点．

A．它们由不同的空间点阵构成

B．晶体内部的物质微粒是规则排列的，非晶体内部的物质微粒在不停地运动着

C．晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的

D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不等的是非晶体

解析　空间点阵是晶体的一个特殊结构，是晶体的一个特性，所以A是错误的；

不管是晶体还是非晶体，组成物质的微粒永远在做热运动，所以C是错误的；

非晶体没有规则的形状，也就没有层面的说法，即使是晶体，各个层面的微粒数也不见得相等，所以D也是错误的．故正确答案为B.

8．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　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选项不正确；

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；

单晶体也不一定各个物理特性都有各向异性，故D错．

●液体

[目标定位]　1.了解液体表面张力现象.2.能解释液体表面张力产生的原因.3.了解液体的微观结构，了解浸润和不浸润现象.4.知道液晶的特点及其应用.

考点一、液体的微观结构及表面张力

1．液体的微观结构与宏观特性：

液体中的分子密集排列在一起，所以液体具有一定的体积．液体之间的分子作用力比固体分子间的作用力要小，所以液体没有固定的形状，具有流动性．分子的移动比固体分子容易，所以扩散比固体要快．

2．液体表面张力的成因分析：

（1）由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏，因而分子力表现为引力．

（2）表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜．

（3）表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图1所示．

3．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，在完全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．

例1　下列叙述中正确的是（　　）

A．液体表面张力随温度升高而增大

B．液体尽可能在收缩它们的表面积

C．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能

D．液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些

答案　BC

解析　液体的表面层由于和气体接触，与内部情况不同，表面层分子的分布要比内部稀疏，分子间就表现为引力，宏观上即表面张力，这样液体表面就有收缩到最小的趋势．随温度的升高，表面