2-4固體(人教2019選擇性必修第三冊-)(原卷版)

第二章氣體、固體和液體第4節(jié)固體【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念知道晶體和非晶體的特點及區(qū)分方法.科學(xué)思維知道單晶體和多晶體的區(qū)別.科學(xué)探究了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)．探究因晶體不同的微觀結(jié)構(gòu)而呈現(xiàn)的不同物理性質(zhì)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過固體知識應(yīng)用的實例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會的緊密聯(lián)系，體會科學(xué)知識的應(yīng)用價值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和科學(xué)意識。知識點一晶體和非晶體【情境導(dǎo)入】(1)如圖甲所示是日常生活中常見的幾種晶體，圖乙是生活中常見的幾種非晶體，請在圖片基礎(chǔ)上思考以下問題：①晶體與非晶體在外觀上有什么不同？②沒有規(guī)則幾何外形的固體一定是非晶體嗎？(2)在玻璃片和云母片上分別涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸玻璃片及云母片的另一面，石蠟熔化，如圖所示，那么你看到的現(xiàn)象及得出的結(jié)論是什么？【知識梳理】1．固體可以分為和兩類．晶體又可以分為晶體與晶體．2．石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、味精等是，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是．3．非晶體(1)(填“有”或“沒有”)規(guī)則的外形．(2)物理性質(zhì)：a.(填“有”或“沒有”)確定的熔化溫度；b．導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向(填“異性”或“同性”)．4．晶體(1)單晶體：①(填“有”或“沒有”)天然的規(guī)則的幾何形狀②a.(填“有”或“沒有”)確定的；b．導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等某些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向(填“異性”或“同性”)．(2)多晶體：①(填“有”或“沒有”)規(guī)則的幾何形狀②a.(填“有”或“沒有”)確定的熔點；b．導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)等物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向(填“異性”或“同性”)【重難詮釋】1．單晶體、多晶體及非晶體的異同比較分類微觀結(jié)構(gòu)宏觀表現(xiàn)外形物理性質(zhì)晶體單晶體組成晶體的物質(zhì)微粒(原子、分子、離子)在空間按一定規(guī)則排列——空間點陣有天然、規(guī)則的幾何形狀各向異性有確定的熔點多晶體由無數(shù)的晶體微粒(小晶粒)無規(guī)則排列組成沒有天然、規(guī)則的幾何形狀各向同性非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒是無規(guī)則排列的沒有確定的熔化溫度2.對單晶體的各向異性的理解(1)單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同，也就是沿不同方向去測試單晶體的物理性能時，測試結(jié)果不同．通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、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云母晶體在導(dǎo)熱性能上表現(xiàn)出顯著的各向異性——沿不同方向傳熱的快慢不同．②方鉛礦石晶體在導(dǎo)電性能上表現(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．【典例精析】例1．隨著科技的發(fā)展國家對晶體材料的研究越來越深入，尤其是對稀土晶體的研究，已經(jīng)走在世界的前列．關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A．晶體都有規(guī)則的幾何外形，非晶體則沒有規(guī)則的幾何外形B．同種物質(zhì)不可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)C．多晶體是由單晶體組合而成的，但單晶體表現(xiàn)為各向異性，多晶體表現(xiàn)為各向同性D．石墨和金剛石都是晶體，但石墨是單晶體，金剛石是多晶體【規(guī)律方法】判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法1．區(qū)分晶體與非晶體的方法：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化溫度．僅從各向同性或者幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體．2．區(qū)分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體某些物理性質(zhì)表現(xiàn)出各向異性，而多晶體表現(xiàn)出各向同性．知識點二晶體的微觀結(jié)構(gòu)【情境導(dǎo)入】(1)單晶體具有規(guī)則的幾何外形，物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向異性，而非晶體沒有規(guī)則的幾何外形，并且物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向同性．產(chǎn)生這些不同的根本原因是什么呢？(2)金剛石和石墨都是由碳原子構(gòu)成的，但它們在硬度上差別很大，這說明什么問題？【知識梳理】1．在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的排列的，具有空間上的．2．有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體．那是因為組成它們的微粒能夠按照在空間分布，例如碳原子按不同的空間分布排列可形成和．3．同一種物質(zhì)也可能以和兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)．有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為．【重難詮釋】對晶體的微觀解釋(1)對單晶體各向異性的解釋如圖為在一個平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況．在沿不同方向所畫的等長線段AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同．線段AB上物質(zhì)微粒較多，線段AD上較少，線段AC上更少．因為在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，才引起單晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同．(2)對晶體具有確定熔點的解釋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．【典例精析】例2．(多選)2010年的諾貝爾物理學(xué)獎授予了安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．他們通過透明膠帶對石墨進(jìn)行反復(fù)地粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)．如圖所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學(xué)知識判斷，下列說法正確的是()A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體B．石墨是單質(zhì)，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的針對訓(xùn)練一、單選題1．如圖所示，方解石形成的雙折射現(xiàn)象實驗的照片，下列關(guān)于方解石的說法正確的是（）A．是非晶體 B．具有固定的熔點C．所有的物理性質(zhì)都是各向異性 D．是由許多單晶體雜亂無章排列組成的2．在圖甲、乙、丙三種固體薄片上涂蠟，由燒熱的針接觸其上一點，蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系如圖丁所示，以下說法正確的是（）A．甲、乙為非晶體，丙是晶體B．甲、乙為晶體，丙是非晶體C．甲、丙為非晶體，乙是晶體D．甲為多晶體，乙為非晶體，丙為單晶體3．下列說法中正確的是（）A．一定質(zhì)量的晶體在熔化過程中，其溫度不變，內(nèi)能保持不變B．一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性不同，則該球一定是單晶體C．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是單晶體D．一塊均勻薄片，沿各個方向?qū)λ┘永?，發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度一樣，則此薄片一定是非晶體4．關(guān)于熱平衡，晶體和非晶體下列說法中，不正確的是（）A．系統(tǒng)甲與系統(tǒng)乙達(dá)到熱平衡就是它們的溫度達(dá)到相同的數(shù)值B．標(biāo)準(zhǔn)狀況下冰水混合物與0℃的水未達(dá)到熱平衡C．單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點D．一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性不同，則該球一定是單晶體5．如果某個固體在不同方向上的物理性質(zhì)是相同的，那么（）A．它一定是晶體 B．它一定是多晶體C．它一定是非晶體 D．它不一定是非晶體6．關(guān)于晶體和非晶體的說法，正確的是()A．所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B．晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C．大粒鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體D．所有的晶體都有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點7．晶體在熔解過程中吸收的熱量主要用于

(

)A．破壞晶體結(jié)構(gòu)，增加分子勢能B．破壞晶體結(jié)構(gòu)，增加分子動能C．破壞晶體結(jié)構(gòu)，同時增加分子勢能和增加分子動能D．破壞晶體結(jié)構(gòu)，既不增加分子勢能也不增加分子動能8．關(guān)于石墨與金剛石的區(qū)別，下列說法中正確的是()A．它們是由不同物質(zhì)微粒組成的不同晶體B．它們是由同種物質(zhì)微粒組成的晶體，但空間點陣不同C．金剛石是晶體，石墨是非晶體D．金剛石是單一物質(zhì)微粒組成的晶體，石墨是摻有雜質(zhì)微粒組成的晶體二、多選題9．下圖所示是a、b兩種不同物質(zhì)的熔化曲線，下列說法正確的是（

）A．a(chǎn)是晶體B．b是晶體C．a(chǎn)是非晶體D．b是非晶體10．大燒杯中裝有冰水混合物，在冰水混合物中懸掛—個小試管，試管內(nèi)裝有冰，給大燒杯加熱時，以下現(xiàn)象不正確的是()A．燒杯內(nèi)的冰和試管內(nèi)的冰同時熔化B．試管內(nèi)的冰先熔化C．在燒杯內(nèi)的冰熔化完以前，試管內(nèi)的冰不會熔化D．試管內(nèi)的冰始終不會熔化E．在燒杯內(nèi)的冰熔化完后，試管內(nèi)的冰開始熔化11．如圖，在甲、乙兩個固體薄片上涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的針尖接觸薄片，接觸點周圍的石蠟被熔化，甲片熔化了的石蠟呈橢圓形，乙片熔化了的石蠟呈圓形，則(

)A．甲片一