鲁科版选修33 固体的微观结构、材料科技与人类文明 第1课时 作业.docx

第3节材料科技与人类文明1.以下说法中正确的是()a.材料科学是研究材料的制造、结构与性能三者之间相互关系的科学b.材料对人类文明进程有着重要的影响c.纳米是长度单位,1 nm=10-10 md.半导体是具有优异特性的微电子材料解析:1 nm=10-9 m,故选项c错误,选项a、b、d正确。答案:abd2.下列关于晶体的微观表述正确的是()a.晶体的微观结构具有周期性特点b.晶体的微观结构不具有周期性特点c.晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力,将微粒约束在一定的平衡位置上d.晶体内部各微粒之间存在着很弱的相互作用力,微粒可以自由移动解析:晶体的微观结构具有周期性,且各微粒间存在很强的相互作用,这样晶体才稳定。故a、c正确。答案:ac3.关于石墨与金刚石的区别,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解析:金刚石和石墨是同一种物质微粒(碳原子)在不同条件下生成的不同晶体,它们有不同的微观结构,表现在宏观上的物理性质不一样,故b、d正确。答案:bd4.下列关于晶体空间点阵的说法,正确的是()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很强,所有物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不动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的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,所以选项b的说法错误。答案:acd5.关于纳米材料的说法正确的是()a.碳纳米管是由碳原子层卷曲而成的碳管,管直径一般为几米到几十米b.当材料小到纳米尺度时,其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变c.碳纳米管的成分和石墨一样,但韧性很高,导电性极强d.碳纳米管的强度是钢的1100,密度只有钢的16解析:颗粒在1100 nm之间的材料称为纳米材料,当材料小到纳米尺度时,其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会突变。碳纳米管是由碳原子层卷曲而成的碳管,管直径一般为几纳米到几十纳米,管壁厚度仅为几纳米。它的成分和石墨一样,但韧性很高,导电性极强,兼具金属和半导体的特性,强度比钢高100倍,密度只有钢的16。答案:bc6.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,从而可以研究物质的构成规律。如图所示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(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7.如图所示,试说明晶体从开始加热到全部熔化为液体的过程中能的转化情况(分熔化前、熔化时、熔化后三个阶段说明)。解析:(1)熔化前,晶体从外界吸收能量,主要用来增加组成点阵结构的微粒热运动的平均动能,使物体的温度升高,其体积一般也有所增大,也有小部分能量用来增加微粒的势能。(2)熔化时,当温度升高到熔点时,点阵结构中的一部分微粒已有足够的动能,能够克服其他微粒的束缚离开平衡位置,破坏点阵结构,开始熔化。继续加热,微粒所吸收的热量不再用来增加其平均动能,而完全消耗在破坏点阵结构所需的能量上,即用来增加势能。(3)熔化后,液体吸收的能量主要转变为分子动能,只要继续加热,温度就要升高。答案:见解析2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一块铁具有各向同性，它是非晶体解析：选c同一种物质，如果它们的内部微粒的排列不同，也能生成不同晶体，故a错误。石英是晶体，但由石英制成的玻璃具有各向同性且没有一定的熔点，故玻璃是非晶体，b错误，c正确。铁虽具有各向同性，但它是多晶体，故d错误。8日本一位材料研究所的科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定是世界上最小的温度计。研究人员在长约106 m，直径为107 m的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时，管中的镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围可以从18 到490 ，精确度较高，可用于检查电子线路是否异常、测定毛细血管的温度等许多方面，由以上信息判断下列推测中不正确的是()a碳纳米管的体积在10 至500 之间随温度变化很小，可忽略不计b金属镓的体积在10 至500 之间随温度变化很小，可忽略不计c金属镓的体积在10至500之间随温度变化比较均匀d金属镓的熔点很低，沸点很高解析：选b由题意知这种温度计测温范围为18490 ，精确度高，可以推断，在测温范围内，碳纳米管体积变化很小，可忽略不计，而金属镓的体积随温度均匀变化(18490 )，变化不可忽略，故选项b错误，a、c、d正确。9(多选)半导体就是导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，以下关于其导电性能的说法中正确的是()a半导体导电性能介于导体和绝缘体之间，性能稳定b在极低的温度下，纯净的半导体像绝缘体一样不导电c在较高温度时，半导体的导电性能会大大增强，甚至接近金属的导电性能d半导体中掺入杂质后，其导电性能会减弱解析：选bc半导体的导电性能受温度、光照及掺入杂质的影响，故a错误。掺入杂质后半导体的导电性能会大大增强，故d错误。10(多选)关于石墨与金刚石的区别，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解析：选bd金刚石与石墨是同一种物质微粒(碳原子)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，但它们二者都属于晶体，因此b、d正确。11(多选)如图1所示是某种晶体加热熔化时，它的温度t随时间t的变化图线，由图可知()图1a该种晶体的熔点是60 b图线中间平坦的一段，说明这段时间晶体不吸收热量c这种晶体熔化过程所用时间是6 minda、b点对应的物态分别是固态和液态解析：选ad从该种晶体熔化时的变化曲线可知，该晶体从20 开始加热，随着时间的增长而温度升高，