2019-2020学年高中物理 第九章 固体、液体和物态变化 1 固体课件 新人教版选修3-3

1固体学习目标素养提炼1.知道什么是晶体和非晶体、单晶体和多晶体；能从微观结构认识、区分单晶体、多晶体和非晶体．2．知道晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别．了解晶体的微观结构.物理观念：晶体和非晶体、单晶体和多晶体．科学思维：晶体与非晶体的区别，单晶体与多晶体的区别．科学探究：探究晶体和非晶体的微观结构.01课前自主梳理02课堂合作探究03课后巩固提升04课时跟踪训练一、晶体和非晶体1．固体可分为______和________两类，其中石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花等是______，而玻璃、松香、蜂蜡、沥青、橡胶等是________．晶体非晶体晶体非晶体2．晶体与非晶体的区别内容分类宏观外形物理性质非晶体没有确定的(1)没有确定的(2)物理性质上表现为各向性单晶体有天然规则的(1)有确定的(2)物理性质上表现为各向性晶体多晶体没有确定的(1)有确定的(2)物理性质上表现为各向性几何形状熔点同几何形状熔点异几何形状熔点同[思考]中国古代文人对雪花情有独钟，有很多吟唱雪花的诗句，其中“雪花六出”常用来形容雪花的形状．雪花的形状是多种多样的(如图所示)，可你知道为什么它总是规则的六边形吗？提示：因为雪花是晶体，所以有规则的几何外形．二、晶体的微观结构1．晶体的规则形状和特殊的物理性质是由它们的________决定的．2．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照__________排列的，具有空间上的________性．3．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________在空间分布，例如______和金刚石．4．同种物质也可能以________和________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．微观结构一定的规则周期不同规则石墨晶体非晶体[判断辨析](1)同一种物质只能形成一种晶体．()(2)有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体．()(3)金刚石是晶体，石墨是非晶体．()×√×要点一晶体和非晶体的比较及晶体的微观结构[探究导入]如图甲所示是日常生活中常见的几种晶体，图乙是生活中常见的几种非晶体，请在图片基础上思考以下问题：甲乙(1)晶体与非晶体在外观上有什么不同？(2)没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗？提示：(1)单晶体有规则的几何外形，多晶体和非晶体无规则的几何外形．(2)不是．由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体也没有规则的几何外形．[探究归纳]1．单晶体、多晶体、非晶体的比较2．晶体的微观结构及物理性质(1)晶体的微观结构①组成晶体的物质微粒有规则地在空间排列，呈现周而复始的周期性．②晶体内部各微粒之间存在很强的相互作用力，结构的不同、距离的不同，作用力的大小也不同，微粒被相互的作用力约束在一定的位置上．③微粒在各自的平衡位置附近做微小的振动．当外界干扰强烈或温度变化时，结构也发生变化，周期性被破坏，晶体也可以转为非晶体．(2)物理性质晶体的微观结构决定其宏观物理性质，改变物质的微观结构从而改变物质的属性，如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石，有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．[典例1](多选)下列说法正确的是()A．常见的金属材料都是多晶体B．只有非晶体才显示各向同性C．凡是具有规则几何形状的固体一定是晶体D．多晶体有固定的熔点[思路点拨]区分单晶体和多晶体要看有没有规则的几何形状，区分多晶体和非晶体要看有没有固定的熔点．[解析]选项诊断结论A常见金属材料都是多晶体√B多晶体、非晶体都显示各向同性×C具有规则几何形状的固体不一定为晶体，有规则形状的蜡烛不是晶体×D所有晶体都有固定的熔点√[答案]AD1.(多选)下列说法正确的是()A．单晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的B．有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间点阵结构C．凡具有各向同性的物质一定是非晶体D．晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的解析：晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，A、B、D正确；具有各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有各向同性，C错误．答案：ABD2．(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．晶体可以变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体B．同种物质可以生成不同的晶体，它们的物理性质不同，但化学性质相同C．具有各向同性的物体，可以断定它不是单晶体D．具有固定熔点的物体，可以断定它一定是单晶体解析：物质是晶体还是非晶体并不是绝对的，而是与它的微观结构有关，在一定条件下可以相互转化，故A错．组成物质的微粒能够按照不同的规则在空间分布，可以形成不同的晶体，如碳可以形成石墨和金刚石，故B对．单晶体在物理性质上具有各向异性，而多晶体和非晶体具有各向同性，故C对．单晶体和多晶体都具有固定的熔点，故D错．答案：BC要点二对单晶体各向异性的理解[探究导入]单晶体具有规则的几何外形，物理性质方面表现为各向异性．而多晶体却没有规则的几何外形，并且物理性质方面表现为各向同性，产生这些不同的根本原因是什么呢？提示：由它们的微观结构决定，单晶体内部微粒在空间按一定规律排列，多晶体是由无数的单晶体微粒无规则排列组成的．[探究归纳]单晶体具有各向异性，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，例如云母、石膏晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同的方向传递热的快慢不同；方铅矿晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同的方向电阻率不同；立方体的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同的方向弹性不同；方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向上的折射率不同．[特别提醒]物理性质一般包括：弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性、光的折射等．单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上物理性质不同．如单晶体在不同方向上硬度可以不同．[典例2]在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其上一点，蜡熔化的范围如下图所示；另外甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图所示，则()A．甲、乙是非晶体，丙是晶体B．甲、丙是非晶体，乙是晶体C．甲、丙是多晶体，乙是晶体D．甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体[思路点拨]由蜡熔化图判断导热性能，由温度—时间图线形状分析是晶体还是非晶体．[解析]由题图甲、乙、丙知，甲、乙具有各向同性，丙具有各向异性；由温度—时间图线知，甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点，所以甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体．[答案]D晶体分单晶体和多晶体，单晶体有各向异性．不能以各向异性和各向同性来确定物体是否为晶体和非晶体．3．(多选)下列说法正确的是()A．一块固体，若沿各个方向上的导电性能相同，则该固体为非晶体B．一块固体，若是各个方向导热性能不同，则这个固体一定是单晶体C．一块固体，若有确定的熔点，则该固体必定为晶体D．黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体解析：只有晶体才有固定熔点，只有单晶体才具有各向异性，B、C对；多晶体和非晶体都具有各向同性，A错；黄金是晶体，切割后分子结构不变，仍然是晶体，D错．答案：BC4.一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品，长AB是宽AD的两倍，如图所示．如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′和O2O2′方向测量，结果阻值均为R，则这块样品可能是()A．单晶体B．多晶体C．非晶体D．金属解析：用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′、O2O2′方向测量结果均相同，说明该物体沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)不同，即表现出各向异性的物理性质，所以A正确．如果是普通金属，可以分析出沿O1O1′方向电阻比较大．答案：A1．(晶体与非晶体的区别)(多选)如图所示，下列固体中，属于晶体的是()解析：石英、食盐为晶体，橡胶、塑料为非晶体．答案：BD2．(晶体和非晶体的区别)(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．有规则的几何外形的固体一定是晶体B．晶体在物理性质上一定是各向异性的C．晶体熔化时具有一定的熔点D．晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的解析：因为外形是否规则可以用人工的方法处理，所以选项A是错误的．因为晶体可分为单晶体和多晶体，而多晶体在物理性质上是各向同性的，所以选项B也是错误的．因为晶体在物理性质上的重要特征之一是具有确定的熔点，所以选项C正确．理论和实验都证明，在适当条件下，晶体和非晶体可以相互转化，因此选项D正确．答案：CD3．(晶体的微观结构)(多选)晶体具有各向异性是由于()A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同C．晶体内部结构的无规则性D．晶体内部结构的有规则性解析：晶体的各向异性是由晶体的微观结构决定的．组成晶体的物质微粒是规则排列的，由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，造成晶体在不同方向上物理性质不同．故正确答案为A、D.答案：AD4．(对晶体的微观解释)(多选)对下列几种固体物质的认识，正确的有()A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同解析：若物体是晶体，则熔化过程中，温度保持不变，A项正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形是晶体各向异性的表现，说明云母片是晶体，B项错误；天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则，C项错误；由于石墨和金刚石的物质微粒排列结构不同，导致了它们的物理性质不同，D项正确．答案：AD