人教版高中物理选择性必修第三册精品课件 第二章 气体、固体和液体 4.固体

答案 AD 解析 非晶体没有确定的熔点,在物理性质上表现为各向同性。
本课结束
课堂篇 探究学习
探究一 晶体和非晶体 情境探究 1.如图所示,冬天到了,各种不同的雪花飞舞。雪花是不是晶体?如果温度 高,雪花很快就会化成水,水是不是晶体,为什么?
要点提示 雪花规则的几何外形是天然形成的,是晶体,具有天然的几何外 形是晶体的特征之一。当雪化成水后,具有流动性,是液体不再是固体。
第二章 4.固体
内
01 课前篇 自主预习
容
索
02 课堂篇 探究学习
引
学习目标
1.了解固体的分类,知道晶体和非晶体的特点及区分方法。(物理 观念) 2.知道单晶体和多晶体的区别。(物理观念) 3.理解单晶体的各向异性、多晶体和非晶体的各向同性。(物理 观念) 4.会用晶体的微观结构解释其宏观性质。(科学思维)
3.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( ) A.它们都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无规则排列 C.单晶体内部的物质微粒是静止的 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 答案 B 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错误;组 成物质的微粒永远在做无规则的热运动,所以C错误;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错误。
答案 CD 解析 晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体各个方向的物理性质是否 相同,也正是由于微粒按一定规律排列,使单晶体具有规则的几何形状。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,而金刚石的空间微观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。
知识归纳
晶体的微观结构与物理性质
微观结构 组成晶体的物质微粒(原子、分子或离子)在 空间有规则的、周期性的排列
在晶体内部沿不同方向微粒的个数、排列结 构情况不同,如微粒排列结构示意图所示
物理性质 规则的几何形状
在某些物理性质上 表现为各向异性
微观结构
物理性质
晶体内部各微粒之间存在相互作 用力,结构不同,作用力的大小不 同
2.某固体物质,若其各向导热性能不同,则该物质一定是单晶体吗? 要点提示 一定是单晶体。这是因为固体中只有单晶体才具有各向异性。 3.某固体物质,如果在熔化的过程中,温度保持不变,则该固体物质一定是晶 体吗? 要点提示 一定是,这是因为所有的晶体(无论是单晶体还是多晶体)都具有 确定的熔点,而非晶体没有。
答案 D 解析 单晶体具有天然的有规则的几何形状,但这个正方体物块不一定是天 然形成的,所以不一定是晶体,故A错误。晶体并非都是透明的,透明的物体 并非都是晶体,例如玻璃是透明的,但并不是晶体,故B错误。绝缘物块不一 定是非晶体,例如金刚石是晶体,也是绝缘体,故C错误。晶体具有一定的熔 化温度,非晶体没有一定的熔化温度,故D正确。
知识归纳
1.晶体与非晶体的区别
分类
宏观外形
物理性质
非晶体
没有规则的几何形 (1)没有确定的熔点;
状
(2)物理性质上表现为各向同性
晶
单晶体
有天然规则的几何 形状
(1)有确定的熔点; (2)物理性质上表现为各向异性
体
多晶体
没有规则的几何形 状
(1)有确定的熔点; (2)物理性质上表现为各向同性
联系
在一定的条件下,晶体与非晶体可以相互转化
实例引导
例1 (2020山东威海二模)如图所示为一透明的正方体物块,下列说法正确 的是( ) A.由于该物块有规则的几何形状,所以它一定为晶体 B.由于该物块透明,所以它一定为晶体 C.若该物块为绝缘体,则它一定为非晶体 D.若将该物块加热到某一温度才开始熔化,且熔化的过程中温度保持不变, 则它一定为晶体
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1.(多选)下列说法正确的是( ) A.将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体 B.固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上有不同的光学 性质 C.由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的 晶体 D.在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为 晶体 答案 BCD
思维导图
课前篇 自主预习
必备知识
一、晶体和非晶体 1.固体可分为晶体和非晶体两类,其中石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、 蔗糖、味精、雪花等是晶体,而玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶 体。
2.晶体 (1)分类:晶体分为多晶体和单晶体。 (2)单晶体的特点 ①具有规则的几何形状; ②具有确定的熔点; ③各向异性,即沿不同方向的导热或导电性能、光学性质不同。 (3)多晶体的特点:①没有规则的几何形状;②具有确定的熔点;③各种同性, 即沿各个方向的物理性质都一样。
2.对单晶体的各向异性的理解 (1)各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同,也就是沿不同方向 去测试单晶体的物理性能时,测试结果不同。 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光学性质 等。
(2)各向异性并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异 性,举例如下: ①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的 快慢不同。 ②方解石晶体能把光分解为两束光而沿不同方向折射——沿不同方向的 折射率不同。 ③方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电 阻率不同。 ④立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的 弹性不同。
实例引导 例2 (多选)2010年诺贝尔物理学奖被授予安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖 洛夫。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,最终寻找到了单层的石墨——石墨烯。如图所示为石墨、石 墨烯的微观结构,根据以上信息和已学知识,下列说法中正确的是( ) A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体 B.石墨是非晶体,石墨烯是晶体 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
3.非晶体的特点:①没有规则的几何形状;②没有确定的熔点;③各向同性。
二、晶体的微观结构 想一想为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同呢? 答案 因为它们具有不同的微观结构。
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可以形成不同的晶体,那是因为组成它们的微粒 能够按照不同规则在空间分布,例如石墨和金刚石。 3.同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,这说明物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的。
同一物质能形成不同的晶体,物理性 质差异较大。如石墨与金刚石,前者 质地松软,用来作粉状润滑剂;后者 硬度很大,用来切割玻璃
晶体在熔化成液体的过程中,规则
排列的分子之间的距离要增加,分
子间的作用力表现为引力,外界提 供的热量只用来克服分子的引力
晶体具有确定的熔点
做功,使分子势能增大,而分子平
均动能不变
变式训练1(2020宁夏石嘴山高二期中)关于晶体和非晶体,下列说法中正确 的是( ) A.可以根据各向同性或各向异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不同,则该球一定是单晶体 D.一块固体,若其各个方向的导热性能相同,则一定是多晶体
答案 C 解析 各向同性可以是多晶体,也可以是非晶体,故不能根据各向异性或各 向同性来鉴别晶体和非晶体,故A错误;沿各个方向对一块均匀薄片施加拉 力,发现其强度一样,表现出各向同性,可能是非晶体,也可能是多晶体,故B 错误;一个固体球,如果沿其各条直径方向的导电性不同,即各向异性,则该 球体一定是单晶体,故C正确;一块固体,若其各个方向的导热性能相同,可 能是多晶体,故D错误。
4.(多选)国家游泳中心——水立方,像一个透明的蓝色的“冰块”。这种独特 的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫作ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物) 的膜材料。这种膜材料属于非晶体,那么它具有的特性是( )
A.在物理性质上具有各向同性 B.在物理性质上具有各向异性 C.具有一定的熔点 D.没有一定的熔点
规律方法 判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法 (1)区分晶体与非晶体的方法:看其有无确定的熔点,晶体具有确定的熔点, 而非晶体没有确定的熔点。仅从各向同性或者几何形状不能判断某一固 体是晶体还是非晶体。 (2)区分单晶体和多晶体的方法:看它们的物理性质,单晶体具有各向异性, 而多晶体表现出各向同性。
自我检测 1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因。 (1)铁块没有规则的几何形状,所以是非晶体。( )
答案 ×
解析 铁块是有许多晶粒构成的多晶体,因而没有规则的几何形状。 (2)没有固定熔点的固体一定是非晶体。( ) 答案 √ (3)具有各向同性的固体一定是非晶体。( )
答案 ×
解析 多晶体和非晶体都具有各向同性。
答案 CD 解析 石墨、石墨烯与金刚石都具有规则的分子排列,都是晶体。从题目给 出的信息看,石墨烯是用物理方法获得的。故选项C、D正确。
变式训练2(多选)下列叙述错误的是( ) A.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列 B.单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列 C.非晶体有规则的几何形状和确定的熔点 D.石墨的硬度比金刚石差很多,是由于它的微粒没有按空间点阵分布
2.如图所示,四块固体中属于非晶体的是( )
答案 D 解析 明矾、石英、冰块为晶体,塑料为非晶体。
3.关于石墨与金刚石,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非晶体 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 答案 D 解析 物质的性质由物质微粒的微观结构决定,石墨和金刚石都是由碳原子 组成,石墨和金刚石都是晶体,因原子排列结构不同,原子间作用力不同。D 选项正确。
探究二 晶体的微观结构
情境探究
家庭、学校的门锁常用“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,并且可以持续几个月之久。请你动手试一试,并回答其中 的道理。 要点提示 石墨是金刚石的同素异形体,两者的不同结构,造成了物理性质 上的差异很大,金刚石质地坚硬,而石墨由于具有层状结构,层与层之间结 合得不是很紧密,故层与层之间易脱落,故能起到润滑作用。
(4)有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。( ) 答案 √ (5)同一种物质只能形成一种晶体。( )
答案 ×
解析 同一种物质在不同条件下可以形成两种晶体,如碳原子可以形成石墨 和金刚石两种性质差异的晶体。 (6)玻璃没有确定的熔点,也没有规则的几何形状。( ) 答案 √
2.有一块长方形的铜条,有关它的三种说法:①这是一块单晶体,因为它有规 则的几何形状;②这是一块多晶体,因为它内部的分子排列是不规则的;③ 这是一块非晶体,因为它的物理性质是各向同性的。这三种说法中( ) A.①②是错的 B.②③是错的 C.①③是错的 D.①②③都是错的 答案 D 解析 铜条虽具有规则的几何形状,但它是多晶体,它是由许多单晶体颗粒 组合而成的,每个单晶体颗粒内部分子排列是规则的,但构成多晶体的单晶 体颗粒的排列是不规则的,所以D正确。