高中物理 第2章 固体 2.3 材料科技与文明素材 鲁科版选修33.ppt

第三节材料科技与文明 固体新材料 固体是物体存在的最常见的方式 固体材料是人类社会进步的标志 人类在远古时期就开始利用石器作为生产工具与生活用品 随着生产的发展 生产工具的不断革新 人们对固体材料的要求也在不断地提高 从对金属固体材料的提炼到今天可以运用科学技术创造出多种人造材料 合金 低温超导材料 生产火箭 人造卫星的特殊材料 高强度 低密度 耐高温的钛合金等等 这些材料的性质也是千差万别的 所以有这些固体材料性质的不同 都是与它们的分子组成和分子排列有关的 1 新材料的基本特征 1 新材料的发展与新工艺 新技术密切相关 2 新材料具有特殊的性能 3 新材料的研究及应用 推动了人类文明和社会进步 2 新材料的未来 新材料正向着研究各种复合材料 研究并开发纳米材料 开发同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能的机敏材料 研究开发生物医学材料等方向发展 同时新材料的发展也推动了新工艺 新技术等的发展 1 双选 下列说法中正确的是 a 化学成分相同的物质只能生成同一种晶体b 因为石英是晶体 所以由石英制成的玻璃也是晶体c 普通玻璃是非晶体d 一块铁虽然是各向同性的 但它们是晶体 解析 一种元素可以生成多种晶体 因为其分子可能排成几种空间点阵结构 玻璃为非晶体 而石英为晶体 所有的金属都为多晶体 故c d正确 答案 cd 2 晶体在熔化过程中所吸收的热量 主要用于 a 破坏空间结点结构 增加分子势能b 破坏空间结点结构 增加分子动能c 破坏空间结点结构 增加分子势能 同时增加分子动能d 破坏空间结点结构 但不增加分子势能和分子动能 解析 晶体有固定的熔点 熔化过程中吸收热量用于破坏空间点阵结构 因温度不变 所以分子动能不变 吸收的热量用于增加分子势能 内能增加 a正确 答案 a 3 双选 关于白磷和红磷的说法中 正确的是 a 它们是由不同的物质微粒组成的b 它们是有不同的晶体结构c 它们具有相同的物理性质d 白磷的着火点低 红磷的着火点高 解析 白磷与红磷的化学成分相同 只是因为它们的内部微粒排列不同 所以整体的性质不同 答案 bd 4 下列叙述中 不能利用晶体的微观结构可以用来解释的是 a 晶体有规则的几何外形 非晶体没有规则的几何外形b 晶体有一定的熔点 非晶体没有熔点c 晶体的导电性能比非晶体好d 单晶体的各向异性 解析 由晶体的微观结构特点可知a b d正确 晶体的导电性能不一定比非晶体好 答案 c 5 双选 下列叙述中错误的是 a 单晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列b 单晶体具有天然规则的几何外形是由于它的微粒按一定规则排列c 非晶体有规则的几何形状和确定的熔点d 石墨的硬度与金刚石差很多 是由于它的微粒没有按空间点阵分布 解析 单晶体内部微粒排列的空间结构决定着单晶体的物理性质 也正是由于它的微粒按一定规律排列 使单晶体具有天然规则的几何形状 石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同 石墨的层状结构决定了它的质地柔软 而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强 所以金刚石有很大的硬度 答案 cd 6 下列关于晶体空间点阵的说法 错误的是 a 构成晶体空间点阵的物质微粒 可以是分子 也可以是原子或离子b 晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵 是由于晶体中物质微粒之间相互作用力很强 所以物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不能动 c 所谓空间点阵与空间点阵的结点 都是抽象的概念 结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息的微小振动的平衡位置 物质微粒在结点附近的微小振动 就是热运动d 相同的物质微粒 可以构成不同的空间点阵 也就是同一种物质能够生成不同的晶体 从而能够具有不同的物理性质 解析 组成晶体的物质微粒可以是分子 原子或离子 这些物质微粒也就是分子动理论所说的分子 显然 组成晶体的物质微粒处在永不停息地无规则的热运动之中 物质微粒之间还存在相互作用 晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵 是由于晶体中物质微粒之间的相互作用力很强 物质微粒的热运动不足以克服这种相互作用而彼此远离 故a c d正确 b错误 答案 b 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象 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的物质表面排列的共同特点是 1 2 解析 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 原子排列具有一定对称性等 8 下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 固态时比热为c1 液态时比热为c2 熔化热为 试计算在0 t1 t1 t2和t2 t3这三个时间间隔中吸收的热量 答案 2 t2 t10 t1 q1 c1m 2 1 t1 t2 q2 mt2 t3 q3 c2m 3 2 9 家庭 学校等有关的门锁常用 碰锁 然而 这种锁使用一段时间后 锁舌就会变涩而不易被碰入 造成关门困难 这时 你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下 碰锁便开关自如如初 并且可以持续几个月之久 请你动手试一试 并回答其中的道