高中物理第2章固体章末分层突破教师用书鲁科选修3-3

②A(或玻璃)、D(或沥青)

(2)云母、食盐、铜 蜂蜡、橡胶、铜

10．(10分)说说石墨与金刚石的相同点和不同点．

【解析】 石墨与金刚石都是由碳原子构成的晶体，但它们的物理性质有很大差异，石墨有良好的导电性，金刚石几乎不导电．金刚石硬度高，而石墨是松软的．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】 见解析

11．(8分)地矿工作者在野外考察时发现了一种矿石，该矿石具有某种规则的外形，当沿某一方向敲击时，比较容易将其一层层剥离，而沿其他方向敲击则不然，你对该矿石可做出怎样的判断？

【解析】 由于该矿石具有规则外形，且不同方向具有不同的力学性质，可知该矿石为单晶体．

【答案】 见解析

12．(12分)某校研究性学习小组为估测太阳对地面的辐射功率，制作了一直径0.2 m的0 ℃的冰球，在环境温度为0 ℃时，用黑布把冰球包裹后悬吊在弹簧测力计下放在太阳光中．经过40 min后弹簧测力计示数减少了3.49 N．请你帮助这个小组估算太阳光垂直照射在某一单位面积上的辐射功率．冰的熔化热为3.35×10 J/kg.

【导学号：30110028】

【解析】 冰球熔化掉重量为3.49 N的过程中需要吸收的能量：

5

Q＝λ m＝3.35×105×

3.495

J＝1.19×10 J. 9.8

此热量就是太阳在40 min内照射在直径为0.2 m的冰球上的热量，设太阳垂直照在单

5

Q1.19×10232

位面积上的辐射功率为P，则Q＝PtS，P＝＝2W/m＝1.58×10W/m.

tS40×60×3.14×0.1

【答案】 1.58×10W/m

13．(12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/cm，金刚石的密度ρ2＝3.52 g/cm，试求石墨和金刚石中相邻原子间的平均距离各多大？

【解析】 每个碳原子体积V0＝

3

3

32

M ρNA

3

4d3πd把每个碳原子看成球体V0＝π()＝ 326

3

由以上两式可得d＝

6M πρNA

9

石墨和金刚石中相邻原子间的平均距离

3

d1＝

3

6Mπρ1NA

6M≈2.6×10

－10

m，

d2＝

πρ2NA

≈2.2×10

－10

－10

m.

－10

【答案】 2.6×10

m 2.2×10 m

10