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課時跟蹤檢測（九） 晶體
A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合
1．下列說法中正確的是(　　)
A．常見的金屬材料都是多晶體
B．只有非晶體才顯示各向同性
C．凡是具有規(guī)則幾何形狀的固體一定是晶體
D．多晶體一定顯示各向異性
解析：選A　常見金屬材料都是多晶體，故選項A正確；具有規(guī)則幾何形狀的固體不一定是晶體，如有規(guī)則形狀的蠟燭不是晶體，故選項C錯誤；多晶體和非晶體均顯示各向同性，故選項B、D錯誤。
2．下列說法中正確的是(　　)
A．黃金可以切割加工成任意形狀，所以是非晶體
B．同一種物質(zhì)只能形成一種晶體
C．單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的
D．玻璃沒有確定的熔點，也沒有天然規(guī)則的幾何形狀
解析：選D　固態(tài)金屬都是晶體，因而黃金也是晶體。只是因為黃金晶體內(nèi)部小晶粒的排列雜亂無章，才使黃金沒有天然規(guī)則的幾何形狀，A錯誤；同一種物質(zhì)可以形成多種晶體，如碳可以形成金剛石和石墨，B錯誤；單晶體的各向異性是指某些物理性質(zhì)是各向異性的，C錯誤；玻璃是非晶體，因而沒有確定的熔點和天然規(guī)則的幾何形狀，D正確。
3．利用掃描隧道顯微鏡可以得到晶體表面原子排列的圖像，從而可以研究晶體的構(gòu)成規(guī)律，下面的照片是三種晶體材料表面的原子排列圖像，通過觀察、比較，可以得出的結(jié)論是(　　)
A．三種晶體的原子排列都具有規(guī)律性
B．三種晶體的原子排列都沒有規(guī)律性
C．三種晶體的原子都是靜止不動的
D．三種晶體的原子都是無間隙地挨在一起的
解析：選A　三種晶體的原子排列不相同，但是對于每一種晶體的原子排列具有各自的規(guī)律性，故選項A正確，B錯誤；晶體的原子在永不停息地做熱運動，故選項C錯誤；原子之間存在間隙，故選項D錯誤。
4．一塊金屬整體表現(xiàn)為各向同性是因為(　　)
A．金屬是單晶體
B．金屬是多晶體
C．金屬晶粒的排列是有序的
D．金屬是非晶體
解析：選B　金屬晶體有許多小金屬晶粒組成，大量的金屬晶粒無序地組成了多晶體，因為多晶體整體表現(xiàn)為各向同性，金屬整體也表現(xiàn)為各向同性，故B正確。
5．(多選)關(guān)于液晶，下列說法中正確的有(　　)
A．液晶是一種液態(tài)的晶體
B．液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性
C．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化
D．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化
解析：選CD　液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，但分子的排列是不穩(wěn)定的，A、B錯誤；外界條件的微小 變化都會引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質(zhì)，溫度、壓力、外加電壓等因素變化時，都會改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，C、D正確。
6．下列屬于液晶分子示意圖的是(　　)
解析：選B　液晶是像液體一樣可以流動，又具有某些晶體結(jié)構(gòu)特征的一類物質(zhì)，所以液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，液晶可以流動，所以和固態(tài)分子排列不相同，但液晶不可以像液體一樣任意流動，所以和液態(tài)分子排列也不相同，綜上分析可知B正確，A、C、D錯誤。
7.(多選)巖鹽的顆粒很大，我們能清楚地看出它的立方體形狀。將大顆粒的巖鹽敲碎后，小的巖鹽仍然呈立方體形。如圖所示是巖鹽的平面結(jié)構(gòu)，實心點為氯離子，空心點為鈉離子，如果將它們用直線連起來，將構(gòu)成一系列大小相同的正方形。則(　　)
A．巖鹽是晶體
B．巖鹽是非晶體
C．固體巖鹽中氯離子是靜止的
D．固體巖鹽中鈉離子是運動的
解析：選AD　巖鹽分子按一定規(guī)律排列，則巖鹽是晶體，故A正確，B錯誤；根據(jù)分子永不停息地做無規(guī)則運動，可知固體巖鹽中氯離子和鈉離子都是運動的，故C錯誤，D正確。
8．(多選)甲、乙、丙三種固體物質(zhì)，質(zhì)量相等，加熱過程中，相同時間內(nèi)吸收的熱量相等，如圖所示為其溫度隨時間變化的圖像，由圖可以判斷(　　)
A．甲、丙是晶體，乙是非晶體
B．乙是晶體，甲、丙是非晶體
C．乙是非晶體，甲的熔點比丙低
D．乙是非晶體，甲的熔點比丙高
解析：選AD　甲在升溫至t2 ℃時開始熔化，一段時間內(nèi)溫度保持不變；丙在升溫至t1 ℃時開始熔化，一段時間內(nèi)溫度保持不變，因此，甲、丙為晶體，且甲的熔點高。乙沒有確定的熔點，為非晶體，故選項A、D正確。
9．(2024·廣州高二月考)關(guān)于液體和固體的一些現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　)
A．圖1中水黽停在水面上是因為浮力作用
B．圖2中石英晶體像玻璃一樣，沒有固定的熔點
C．圖3中水銀在玻璃上形成“圓珠狀”的液滴，說明水銀不浸潤玻璃
D．圖4中組成晶體的微粒對稱排列，形成很規(guī)則的幾何空間點陣，因此表現(xiàn)為各向同性
解析：選C　題圖1中水黽停在水面上是因為水的表面張力作用，A錯誤；題圖2中石英晶體有固定的熔點，而玻璃是非晶體沒有固定的熔點，B錯誤；題圖3中水銀在玻璃上形成“圓珠狀”的液滴，說明水銀不浸潤玻璃，C正確；題圖4中組成晶體的微粒對稱排列，形成很規(guī)則的幾何空間點陣，因此表現(xiàn)為各向異性，D錯誤。
10．某球形固體物質(zhì)，其導(dǎo)熱性能各向相同，則該物體(　　)
A．一定是非晶體
B．可能具有確定的熔點
C．一定是單晶體，因為它有規(guī)則的幾何外形
D．一定不是單晶體，因為其具有各向同性的物理性質(zhì)
解析：選B　導(dǎo)熱性能各向相同的物質(zhì)可能是非晶體，也可能是晶體，故A選項錯誤；晶體具有確定的熔點，故B選項正確；物質(zhì)外形是否規(guī)則不是判斷物質(zhì)是否為單晶體的依據(jù)，應(yīng)該說，單晶體具有規(guī)則的幾何外形是“天生”的，而多晶體和非晶體也可以具有規(guī)則的幾何外形，當(dāng)然，這只能是“后天”加工的，故C選項錯誤；單晶體具有各向異性的特征，僅是指某些物理性質(zhì)，并不是所有的物理性質(zhì)都是各向異性的，故當(dāng)物質(zhì)某一物理性質(zhì)顯示各向同性，并不意味著該物質(zhì)一定不是單晶體，故D選項錯誤。
B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新
11．關(guān)于下列四幅圖中所涉及晶體微觀結(jié)構(gòu)及其解釋的論述中，不正確的是(　　)
A．甲圖中，晶體中沿不同的方向上微粒排列的情況不同，故晶體在不同的方向上會表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)
B．乙圖為石墨中碳原子形成的層狀結(jié)構(gòu)，與金剛石的結(jié)構(gòu)不同，但物理性質(zhì)相同
C．丙圖為食鹽晶體的點陣結(jié)構(gòu)，晶體的許多特征都與點陣結(jié)構(gòu)有關(guān)
D．丁圖為金剛石中碳原子形成的一種緊密結(jié)構(gòu)，相互之間作用力很強，所以金剛石十分堅硬，可制造玻璃刀和鉆頭
解析：選B　晶體中沿不同的方向上微粒排列的情況不同，故晶體在不同的方向上會表現(xiàn)出不同的物理性質(zhì)，A正確；金剛石和石墨都是由碳原子直接構(gòu)成的，因為碳原子的排列方式不同，故其物理性質(zhì)差異很大，石墨質(zhì)地松軟，可以用來制作鉛筆芯，金剛石很硬，可以用于制造玻璃刀和鉆頭，B錯誤，D正確；晶體的許多特性都與點陣結(jié)構(gòu)有關(guān)，C正確。
12.一塊密度和厚度都均勻分布的矩形被測樣品，長AB是寬AC的兩倍，如圖所示。若用多用電表沿兩對稱軸O1O1′和O2O2′測其電阻，阻值關(guān)系為R1＝2R2，則這塊樣品是(　　)
A．單晶體　　　　　　　 B．多晶體
C．非晶體 D．以上說法全錯
解析：選A　假設(shè)這塊樣品沿各個方向的電阻率相同為ρ，根據(jù)R＝ρ可知，R1＝4R2，而測得R1＝2R2，說明沿O1O1′和O2O2′方向的電阻率(導(dǎo)電性能)不同，即表現(xiàn)出各向異性的物理性質(zhì)，所以為單晶體，所以A正確。
13.如圖所示為食鹽晶體結(jié)構(gòu)示意圖，食鹽的晶體是由鈉離子(圖中○)和氯離子(圖中●)組成的，這兩種離子在空間中三個互相垂直的方向上，都是等距離地交錯排列的。已知食鹽的摩爾質(zhì)量是58.5 g/mol，食鹽的密度是2.2 g/cm3，阿伏伽德羅常量為6.0×1023 mol－1，試估算食鹽晶體中兩個最近的鈉離子中心間的距離。
解析：1 mol食鹽中有NA個氯離子和NA個鈉離子，離子總數(shù)為2NA，因而摩爾體積V與摩爾質(zhì)量M、物質(zhì)密度ρ的關(guān)系為V＝，
所以一個離子所占的體積為V0＝＝。
由題圖可知V0就是圖中八個離子所夾的立方體的體積，此立方體的邊長d＝＝，
而最近的兩個鈉離子中心的距離
r＝d＝×
＝1.41× m
≈4×10－10 m。
答案：4×10－10 m
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)(共39張PPT)
第五節(jié)　晶體
核心素養(yǎng)點擊
物理觀念 (1)知道固體分為晶體和非晶體兩大類，知道它們物理性質(zhì)的區(qū)別。
(2)知道晶體分為單晶體和多晶體，知道它們物理性質(zhì)的異同。
(3)了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)。
(4)了解液晶及其應(yīng)用。
科學(xué)思維 學(xué)會用晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點來解釋單晶體外形的規(guī)則性和物理性質(zhì)的各向異性。
科學(xué)探究 實驗探究單晶體和多晶體導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能的區(qū)別。
一、晶體與非晶體
1．填一填
(1)固體分類
①晶體：如_______、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精等。
②非晶體：如______、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等。
石英
玻璃
固體分類　 宏觀外形 物理性質(zhì)
非晶體 沒有規(guī)則的_____ ①沒有確定的熔點
②沿各個方向的物理性質(zhì)表現(xiàn)為_________
晶體 單晶體 有天然規(guī)則的_________ ①有確定的_____
②某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為_________
多晶體 沒有確定的_________ ①有確定的______
②沿各個方向的物理性質(zhì)表現(xiàn)為_________
(2)晶體與非晶體的區(qū)別
外形
各向同性
幾何形狀
熔點
各向異性
幾何形狀
熔點
各向異性
2．判一判
(1)所有晶體都具有天然規(guī)則的幾何外形。 ( )
(2)沒有確定熔點的固體一定是非晶體。 ( )
(3)物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的一定是非晶體。 ( )
×
×
√
二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)
1．填一填
(1)規(guī)則性：單晶體的原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的________。
(2)變化或轉(zhuǎn)化：在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒按照__________在空間排列，可以生成不同的_____。例如，石墨和金剛石。有些晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體。例如，天然石英是晶體，熔化后再凝固成石英玻璃就是非晶體。
周期性
不同規(guī)則
晶體
2．判一判
(1)同一種物質(zhì)只能形成一種晶體。 ( )
(2)有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體。 ( )
(3)金剛石是晶體，石墨是非晶體。 ( )
3．想一想
石墨和金剛石都是由碳原子組成的，為什么石墨很軟，而金剛石卻很堅硬呢？
提示：組成石墨和金剛石的碳原子在空間的排列規(guī)則不同，金剛石中碳原子的作用力很強，而石墨中網(wǎng)層之間的碳原子間的作用力很弱，所以金剛石很堅硬，石墨卻很松軟。
×
×
√
三、液晶
1．填一填
(1)液晶構(gòu)成：液晶多由棒狀_____分子構(gòu)成。
(2)物理性質(zhì)
①具有液體的_______。
②具有晶體的光學(xué)各向_____。
(3)液晶的用途
①應(yīng)用于手機屏幕、平板電視等顯示設(shè)備中。
②在生命科學(xué)中的應(yīng)用：利用生物膜研究離子的滲透性，了解機體對藥物的吸收等生理過程。
有機
流動性
異性
2．判一判
(1)液晶是一種晶體。 ( )
(2)液晶是一種液體。 ( )
(3)液晶具有晶體的光學(xué)各向異性。 ( )
3．想一想
液晶電視已經(jīng)走進尋常百姓家，液晶顯示器是如何顯示各種顏色的呢？
提示：在液晶中滲入少量多色性染料，當(dāng)液晶中電場強度不同時，它對不同顏色的光吸收強度不一樣，從而顯示出各種顏色。
×
×
√
探究(一)　　晶體和非晶體的比較
[問題驅(qū)動]
如圖所示，是我們生活中常見的固體。
(1)說明兩組固體：玻璃、蜂蠟、硬塑料和鹽粒、明礬、石英的外表有何不同？
提示：鹽粒、明礬、石英屬晶體，有規(guī)則的幾何外形；玻璃、蜂蠟、硬塑料屬非晶體，沒有規(guī)則的幾何外形。
(2)在日常生活中我們有時見到的鹽粒并非有規(guī)則的幾何形狀，這是為什么呢？
提示：粘在一起的鹽塊是多晶體，不具有規(guī)則的幾何外形，單個的晶體顆粒是單晶體，具有規(guī)則的幾何外形。　　　　
[重難釋解]
1．單晶體、多晶體及非晶體的比較
(1)區(qū)別：固體可以分為晶體、非晶體兩大類，其中晶體又分為單晶體和多晶體，其區(qū)別和聯(lián)系如下：
(2)聯(lián)系：在一定條件下，晶體可以變?yōu)榉蔷w，非晶體也可以變?yōu)榫w。
2．單晶體的各向異性
(1)在物理性質(zhì)上，單晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的。
①單晶體的各向異性是指沿不同方向去測試單晶體的物理性能時，測試結(jié)果不同。
②通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、機械強度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、磁性等。
(2)單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，舉例如下：
①云母、石膏晶體在導(dǎo)熱性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向熱傳遞的快慢不同。
②方鉛礦石晶體在導(dǎo)電性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向電阻率不同。
③立方體形的銅晶體在彈性上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向的彈性不同。
④方解石晶體在光的折射上表現(xiàn)出各向異性——沿不同方向的折射率不同。
典例1　關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是 (　　)
A．可以根據(jù)各向同性或各向異性來鑒別晶體和非晶體
B．一塊均勻薄片，沿各個方向?qū)λ┘永Γl(fā)現(xiàn)其強度一樣，則此薄片一定是非晶體
C．一個固體，如果沿其各方向的導(dǎo)電性不同，則該固體一定是晶體
D．一塊晶體，若其各個方向的導(dǎo)熱性相同，則一定是多晶體
[解析]　多晶體和非晶體都顯示各向同性，只有單晶體顯示各向異性，所以A錯誤，C正確；單晶體具有各向異性的特性，僅是指某些物理性質(zhì)，并不是所有的物理性質(zhì)都是各向異性的，換言之，某一物理性質(zhì)顯示各向同性，并不意味著該物質(zhì)一定不是單晶體，所以B、D錯誤。
[答案]　C
晶體與非晶體、單晶體與多晶體的判斷
區(qū)分晶體和非晶體的方法是看其有無確定的熔點，晶體具有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點，僅從各向同性或幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體。區(qū)分單晶體和多晶體的方法是看其是否具有各向異性，單晶體表現(xiàn)出各向異性，而多晶體表現(xiàn)出各向同性。
[素養(yǎng)訓(xùn)練]
1．判斷晶體和非晶體比較準(zhǔn)確的方法是 (　　)
A．從外形判斷
B．從各向異性和各向同性判斷
C．從導(dǎo)電性判斷
D．從有無確定熔點判斷
解析：晶體可以分為單晶體和多晶體，其中多晶體與非晶體在外形上都是沒有規(guī)則的幾何形狀，物理特性上都表現(xiàn)為各向同性，所以區(qū)分晶體和非晶體不能從外形和物理特性進行判斷，但是所有的晶體都具有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點，所以可以從有無確定熔點來區(qū)分晶體與非晶體。
答案：D
2．(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是 (　　)
A．有規(guī)則的幾何外形的固體一定是晶體
B．晶體在物理性質(zhì)上一定是各向異性的
C．非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可能轉(zhuǎn)化為晶體
D．晶體有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點
解析：外形是否規(guī)則可以用人工的方法處理，所以A選項錯誤；多晶體在物理性質(zhì)上是各向同性的，B選項錯誤；實驗證明非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以轉(zhuǎn)化為晶體，C選項正確；晶體與非晶體的區(qū)別表現(xiàn)在是否有確定的熔點，D選項正確。
答案：CD
探究(二)　　對晶體微觀結(jié)構(gòu)的理解
[問題驅(qū)動]
如圖是食鹽晶體中的氯離子和鈉離子分布的示意圖，氯離子和
鈉離子是在圖示位置靜止不動嗎？
提示：它們并不是像結(jié)構(gòu)圖上所畫的那些點一樣靜止不動，它
們時刻都在不停地振動，結(jié)構(gòu)圖中所畫的那些點，是它們振動的平衡位置。　　　　
[重難釋解]
1．晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點
(1)組成晶體的物質(zhì)微粒(分子、原子或離子)，按照一定的規(guī)則在空間中整齊地排列。
(2)晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強，微粒的熱運動不足以克服它們的相互作用而遠(yuǎn)離。
(3)微粒的熱運動表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動。
2．晶體與非晶體區(qū)別的微觀解釋
(1)各向異性：如圖所示，這是在一個平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情
況。從圖中可以看出，在沿不同方向所畫的等長直線AB、AC、
AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同。直線AB上物質(zhì)微粒較多，直線AD上較少，直線AC上更少。正因為在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，才引起晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同。
(2)熔點：晶體加熱到一定溫度時，一部分微粒有足夠的動能克服微粒間的作用力，離開平衡位置，使規(guī)則的排列被破壞，晶體開始熔化，熔化時晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化。
典例2　(多選)關(guān)于晶體和非晶體，正確的說法是 (　　)
A．它們的微觀結(jié)構(gòu)不同
B．單晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒有規(guī)則地排列，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒不規(guī)則地排列
C．晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運動著的
D．在物質(zhì)內(nèi)部的各個平面上，微粒數(shù)相等的是晶體，微粒數(shù)不相等的是非晶體
[解析]　晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)是有規(guī)則的，而非晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)是無規(guī)則的，選項A、B正確；物質(zhì)微粒都是永不停息地運動著的，選項C錯誤；從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)看，選項D錯誤。
[答案]　AB
解釋固體宏觀特征的方法
(1)物質(zhì)微粒的規(guī)則排列決定了固體有規(guī)則的幾何形狀、各向異性、有確定熔點等性質(zhì)。
(2)物質(zhì)微粒的不規(guī)則排列決定了固體沒有規(guī)則的幾何形狀、各向同性、無確定熔點等性質(zhì)。
[素養(yǎng)訓(xùn)練]
1．(多選)關(guān)于石墨與金剛石的區(qū)別，下列說法中正確的是 (　　)
A．石墨和金剛石是由不同物質(zhì)生成的不同晶體
B．石墨和金剛石是由同種物質(zhì)生成的不同微觀結(jié)構(gòu)的晶體
C．金剛石中原子間作用力比石墨的大，金剛石有很大的硬度
D．金剛石是單晶體，石墨是多晶體
解析：石墨和金剛石的化學(xué)成分相同，即是同種物質(zhì)組成的不同晶體，即它們的微觀結(jié)構(gòu)不同，所以構(gòu)成不同的晶體，且都是單晶體，具有不同的物理性質(zhì)。故B、C正確，A、D錯誤。
答案：BC
2．(多選)晶體不同于非晶體，它具有規(guī)則的幾何外形，在不同方向上物理性質(zhì)不同，而且具有一定的熔點，下列哪些說法可以用來解釋晶體的上述特性 (　　)
A．組成晶體的物質(zhì)微粒，在空間按一定的規(guī)律排成整齊的行列，構(gòu)成特定的空間點陣
B．晶體在熔化時吸收的熱量，破壞空間點陣結(jié)構(gòu)，增加分子勢能，同時分子平均動能增加
C．晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同，是由于不同方向上的物質(zhì)微粒的性質(zhì)不同
D．晶體在熔化時吸收熱量，全部用來瓦解晶體的空間點陣，轉(zhuǎn)化為分子勢能；因此，晶體在熔化過程中保持一定的溫度不變；只有空間點陣完全被瓦解，晶體完全變?yōu)橐后w后，繼續(xù)加熱，溫度才會升高
解析：很多晶體都是由相同的物質(zhì)微粒組成的，例如，金剛石和石墨都是由碳原子組成的，不同方向上物質(zhì)微粒的性質(zhì)完全一樣，可見其各向異性不是因為不同方向上的粒子性質(zhì)不同引起的，而是粒子的數(shù)目和粒子間距不相同造成的，則A正確，C錯誤；晶體在熔化時吸收熱量，全部用來瓦解晶體的空間點陣，轉(zhuǎn)化為分子勢能，因此，晶體在熔化過程中保持一定的溫度不變，分子的平均動能不變，則B錯誤，D正確。
答案：AD
探究(三)　　液晶的特點和應(yīng)用
[問題驅(qū)動]
隨著人們對物質(zhì)狀態(tài)認(rèn)識的深入，發(fā)現(xiàn)物質(zhì)除了通常呈現(xiàn)的固態(tài)、
液態(tài)和氣態(tài)外，還存在著一些其他的狀態(tài)，如等離子態(tài)、液晶態(tài)、超導(dǎo)
態(tài)、中子態(tài)等。其中的液晶態(tài)具有的一些獨特的光學(xué)性質(zhì)，被人們不斷地認(rèn)識和應(yīng)用。
液晶可以作為顯示元件，這利用了液晶的什么性質(zhì)？
提示：液晶可用作顯示元件是利用了其光學(xué)性質(zhì)的各向異性。液晶受外加電壓的影響，會由透明狀態(tài)變成混濁狀態(tài)而不再透明，去掉電壓，又恢復(fù)透明，當(dāng)輸入電信號，加上適當(dāng)電壓，透明的液晶變得混濁，從而顯示出設(shè)定的文字或圖像。　　　　
[重難釋解]
1．液晶的特點
(1)液晶具有液體的流動性。
(2)液晶具有晶體的光學(xué)各向異性。
(3)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界條件(如電場、壓力、光照、溫度)的影響下發(fā)生改變。
(4)從某個方向上看，液晶分子的排列比較整齊；但是從另一個方向看，液晶分子的排列是雜亂無章的。
(5)并不是所有物質(zhì)都有液晶態(tài)。通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)。
2．液晶的應(yīng)用
液晶可以作為顯示元件，在生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、航空工業(yè)中都有重要作用。筆記本電腦、液晶電視、可視電話……液晶一步步地深入我們的生活，在顯示器中扮演主要角色。
典例3　(多選)甲、乙、丙、丁四位同學(xué)組成合作學(xué)習(xí)小組，對晶體和液晶的特點展開了討論，他們的說法正確的是 (　　)
A．甲說，晶體有單晶體和多晶體，單晶體有天然規(guī)則的幾何外形
B．乙說，多晶體是由許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體沒有確定的熔點
C．丙說，液晶就是液態(tài)的晶體，其光學(xué)性質(zhì)與多晶體相似，具有各向異性
D．丁說，液晶是一種在分子結(jié)構(gòu)上介于固體和液體之間的中間態(tài)，它具有液體的流動性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性
[解析]　 晶體分為單晶體和多晶體，單晶體有天然規(guī)則的幾何外形，而多晶體是由許多單晶體雜亂無章組合而成，多晶體沒有天然規(guī)則的幾何外形，A選項正確；晶體有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點，B選項錯誤；液晶是一種介于固體與液體之間的中間態(tài)，它既具有液體的流動性，又像某些晶體一樣具有光學(xué)各向異性，選項C錯誤，D正確。
[答案]　AD
[素養(yǎng)訓(xùn)練]
1．下列關(guān)于液晶的說法中正確的是 (　　)
A．液晶在電壓作用下的光學(xué)性質(zhì)不會改變
B．液晶的狀態(tài)不會受溫度的影響
C．液晶和液體沒有區(qū)別
D．在顯示器方面的應(yīng)用是液晶的主要應(yīng)用方向
解析：溫度、壓力、電磁作用等可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)，故A錯誤；液晶的狀態(tài)受溫度的影響，故B錯誤；液晶具有液體和晶體的性質(zhì)，與一般的液體并不相同，故C錯誤；液晶由于受電壓等因素的影響可以改變其光學(xué)性質(zhì)，所以目前在顯示器方面的應(yīng)用是液晶的主要應(yīng)用方向，故D正確。
答案：D
2．關(guān)于液晶，以下說法不正確的是 (　　)
A．液晶既具有流動性，又具有光學(xué)性質(zhì)各向異性
B．液晶分子排列的有序性介于固體和液體之間
C．當(dāng)液晶中電場強度不同時，它對不同顏色的光吸收強度就不同
D．任何物質(zhì)都有液晶態(tài)
解析：液晶像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似具有各向異性，故A正確；液晶一方面像液體具有流動性，另一方面又像晶體，分子在特定方向排列比較整齊有序，具有各向異性的特點，故B正確；液晶具有各向異性，對不同顏色光的吸收強度隨電場強度的變化而變化，故C正確；并不是所有物質(zhì)都有液晶態(tài)，只有某些有機化合物才有液晶態(tài)，故D錯誤。
答案：D　
一、培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維
1．(選自魯科版教材課后練習(xí))晶體在熔化過程中吸收的熱量主要用于書 (　　)
A．增加分子動能　　 　 B．增加分子勢能
C．增加分子勢能和分子動能 D．不增加分子勢能和分子動能
解析：晶體有確定的熔點，熔化過程中溫度不變，分子平均動能不變，吸收的熱量主要用于破壞空間點陣結(jié)構(gòu)，增加分子勢能，故選項B正確，A、C、D均錯誤。
答案：B
2．(2024·韶關(guān)高二月考)我國一科研團隊利用納米纖維與合成云母納米片研制出一種能適應(yīng)極端環(huán)境的纖維素基納米紙材料，為豐富多彩的材料家族又增添了新的一員。如圖甲所示為某合成云母單晶體片的微觀結(jié)構(gòu)示意圖，圖乙為某液體表面分子分布示意圖，以下說法正確的是(　　)
A．使用圖甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向同性
B．圖甲所示云母材料在熔化過程中，分子勢能和分子平均動能均增大
C．圖乙所示的液體表面層分子之間只存在相互作用的引力
D．如圖乙所示，液體表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏，分子間距離略大于分子間的作用力平衡的距離
解析：使用題圖甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向異性，故A錯誤；云母是晶體，具有確定的熔點，題圖甲所示云母材料在熔化過程中，吸收熱量，溫度保持不變，分子平均動能不變，分子勢能增大，故B錯誤；題圖乙所示的液體表面層分子之間既存在相互作用的引力也存在相互作用的斥力，此時引力大于斥力，表現(xiàn)為引力，故C錯誤；如題圖乙所示，液體表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏，分子間距離略大于分子間的作用力平衡的距離，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，故D正確。
答案：D　
二、注重學(xué)以致用和思維建模
1．(多選)在甲、乙、丙三種固體薄片的上表面涂一層很薄的石蠟，用燒熱的鋼針接觸固體薄片的下表面，石蠟熔化的范圍分別如圖(a)(b)(c)所示，而甲、乙、丙在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系如圖(d)所示，下列說法正確的是(　　)
A．甲、乙為非晶體，丙為晶體
B．甲、丙為晶體， 乙為非晶體
C．甲、丙為非晶體，乙為晶體
D．甲可能為多晶體， 乙為非晶體，丙為單晶體
解析：由題圖(d)可知，甲、丙有確定的熔點，而乙沒有確定的熔點，故甲、丙為晶體，乙為非晶體，又由題圖(a)、(c)可知，甲具有各向同性，而丙具有各向異性，所以甲可能為多晶體，而丙為單晶體，由上所述可知，選項B、D均正確，A、C均錯誤。
答案：BD　
2．某實驗小組想測試兩種材料的導(dǎo)電性能，他們將這兩種材料加工成厚度均勻、橫截面為正方形的幾何體，分別如圖甲、乙所示，經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，材料甲沿ab、cd兩個方向的電阻相等，材料乙沿ef方向的電阻大于沿gh方向的電阻，關(guān)于這兩種材料，下列說法中正確的是 (　　)
A．材料甲一定是晶體　 B．材料甲一定是非晶體
C．材料乙一定是單晶體 D．材料乙一定是多晶體
解析：測試發(fā)現(xiàn)，材料甲沿ab、cd兩個方向的電阻相等，材料乙沿ef方向的電阻大于沿gh方向的電阻，說明了甲具有各向同性，而乙具有各向異性，而單晶體的物理性質(zhì)是各向異性，所以乙一定是單晶體，而多晶體不顯示各向異性，材料甲可能是多晶體，也可能是非晶體，故只有選項C正確。
答案：C
第六節(jié)　新材料(略)

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