全優(yōu)課堂·物理·選擇性必修第三冊(cè)(人教版) 課件 第2章　4 固體

第二章氣體、固體和液體4固體

1.知道晶體和非晶體、單晶體和多晶體的異同點(diǎn)(重點(diǎn)).2.知道各向異性和各向同性現(xiàn)象(重點(diǎn)).3.學(xué)會(huì)用單晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)解釋單晶體外形的規(guī)則性和物理性質(zhì)的各向異性(難點(diǎn)).課前·

自主預(yù)習(xí)1．固體分類固體可以分為________和________兩類．石英、云母、明礬、食鹽、味精、蔗糖等是________，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是________．2．晶體單晶體具有______的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有______的幾何形狀，晶體________的熔點(diǎn)，非晶體__________________．晶體和非晶體晶體非晶體晶體非晶體確定確定有確定沒有確定的熔點(diǎn)3．晶體特點(diǎn)有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?qū)щ娦阅懿煌?，有些晶體沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為____________.非晶體沿各個(gè)方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作__________.由于多晶體是許多________雜亂無(wú)章地組合而成的，所以多晶體是____________的．各向異性各向同性單晶體各向同性的1．規(guī)則性單晶體的原子(分子、離子)都是按照各自的規(guī)則排列，具有_______的周期性．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，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石．有些晶體______________可以轉(zhuǎn)化為非晶體，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃．晶體的微觀結(jié)構(gòu)空間上不同規(guī)則在一定條件下課堂·

重難探究1．晶體與非晶體的區(qū)別探究晶體和非晶體固體分類宏觀外形物理性質(zhì)非晶體沒有確定的幾何形狀①?zèng)]有確定的熔點(diǎn)②導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性固體分類宏觀外形物理性質(zhì)晶體單晶體有天然規(guī)則的形狀①有確定的熔點(diǎn)②導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性多晶體一個(gè)個(gè)單晶體組合在一起，沒有確定的幾何形狀①有確定的熔點(diǎn)②導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)等性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性2.正確理解單晶體的各向異性(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(cè)試單晶體的物理性質(zhì)時(shí)，測(cè)試結(jié)果不同．②通常所說(shuō)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(shuō)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——沿不同方向傳熱的快慢不同．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．例1如圖所示，方解石形成的雙折射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)的照片，下列關(guān)于方解石的說(shuō)法正確的是

(

)A．是非晶體B．具有固定的熔點(diǎn)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(wú)章排列組成的【答案】B【解析】光在晶體中的雙折射現(xiàn)象就是光學(xué)各向異性的表現(xiàn)，所以圖中方解石的雙折射現(xiàn)象說(shuō)明方解石是晶體，具有固定的熔點(diǎn)，A錯(cuò)誤，B正確；單晶體具有規(guī)則的幾何形狀、各向異性和一定的熔點(diǎn)等性質(zhì)；而多晶體是由許多小的晶體雜亂無(wú)章地排列在一起組成的，使得多晶體不再具有規(guī)則的幾何外形，而且也看不出各向異性的特點(diǎn)，C、D錯(cuò)誤．變式1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(diǎn)，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(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，以下說(shuō)法正確的是

(

)甲

乙丙

丁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【答案】D【解析】由題圖甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向異性；由題圖丁可知：甲、丙有固定熔點(diǎn)，乙無(wú)固定熔點(diǎn)，所以甲、丙為晶體，乙為非晶體．1．對(duì)單晶體各向異性的解釋如圖所示，這是在一個(gè)平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況．從圖上可以看出，在沿不同方向所畫的等長(zhǎng)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?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(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．探究晶體的微觀結(jié)構(gòu)2．對(duì)晶體具有一定熔點(diǎn)的解釋給晶體加熱到一定溫度時(shí)，一部分微粒有足夠的動(dòng)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，晶體開始熔解，熔解時(shí)晶體吸收的熱量全部用來(lái)破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化．3．同種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同形態(tài)出現(xiàn)，晶體和非晶體可在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化．例2

(2024年南通月考)白磷在高溫、高壓環(huán)境下可以轉(zhuǎn)化為一種新型二維半導(dǎo)體材料——黑磷，如圖為黑磷微觀結(jié)構(gòu)，其分子以一定的規(guī)則有序排列．下列說(shuō)法正確的是

(

)A．黑磷是非晶體材料B．黑磷熔化過(guò)程中溫度保持不變C．黑磷中每個(gè)分子都是固定不動(dòng)的D．黑磷的各種物理性質(zhì)均為各向同性【答案】B【解析】根據(jù)圖示可知，黑磷的微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)空間上規(guī)則排列，具有空間上的周期性，屬于晶體材料，因而黑磷具有固定的熔點(diǎn)，熔化過(guò)程中溫度不變，A錯(cuò)誤、B正確；組成物質(zhì)的分子總是在做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；黑磷為單晶體，它的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，D錯(cuò)誤．變式2

(多選)2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們?cè)谑┎牧戏矫娴淖吭窖芯浚麄兺ㄟ^(guò)透明膠帶對(duì)石墨進(jìn)行反復(fù)的粘貼與撕開，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(shí)判斷，下列說(shuō)法中正確的是

(

)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(guò)物理變化的方法獲得石墨烯的【答案】CD【解析】石墨、石墨烯、金剛石都為晶體且都為單質(zhì)，A、B錯(cuò)誤，C正確；兩位科學(xué)家是通過(guò)物理變化的方法獲得石墨烯的，D正確．小練·

隨堂鞏固1．(多選)下列說(shuō)法正確的是

(

)A．顯示各向異性的物體必定是晶體B．不顯示各向異性的物體必定是非晶體C．具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體D．不具有確定熔點(diǎn)的物體必定是非晶體【答案】ACD【解析】單晶體具有各向異性，故只要具有各向異性的固體必定是晶體，故A正確；非晶體和多晶體均顯示各向同性，故不顯示各向異性的物體不一定是非晶體，還可能是多晶體，故B錯(cuò)誤；晶體均具有確定的熔點(diǎn)，非晶體不具有確定的熔點(diǎn)，所以具有確定熔點(diǎn)的物體必是晶體，不具有確定的熔點(diǎn)的固體就必定是非晶體，故C、D正確．2．(多選)如圖所示是兩種不同物質(zhì)的熔化曲線，根據(jù)曲線判斷下列說(shuō)法正確的是 (

)A．甲是晶體

B．乙是晶體C．甲是非晶體

D．乙是非晶體【答案】AD【解析】在晶體熔化過(guò)程中，不斷吸熱，但溫度卻保持不變(熔點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，不斷加熱，非晶體先變軟，然后熔化，溫度卻不斷上升，因此甲對(duì)應(yīng)的是晶體，乙對(duì)應(yīng)的是非晶體．3．(2024年駐馬店期末)有的物質(zhì)在不同方向上的性能不同，如熱傳導(dǎo)性、導(dǎo)電性、透光率、彈性強(qiáng)度等，這種特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體元件、電力傳輸、航空航天等．那么，具有這種在不同方向上性能不同特性的物質(zhì)

(

)A．可能是多晶體 B．一定是多晶體C．一定是單晶體 D．可能是非晶體【答案】C【解析】多晶體和非晶體是多向同性，單晶體各向異性．具有這種在不同方向上性能不同特性的物質(zhì)一定是單晶體，故選C．4．關(guān)于晶體和非晶體，下列說(shuō)法正確的是 (

)A．有規(guī)則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．非晶體不可能轉(zhuǎn)化為晶體D．晶體有確定的熔點(diǎn)，非晶體沒有確定的熔點(diǎn)【答案】D【解析】因?yàn)橥庑慰梢杂萌斯さ姆椒ㄌ幚?，A錯(cuò)誤；多晶體在物理性質(zhì)上是各向同性的，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)證明非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以轉(zhuǎn)化為晶體，C錯(cuò)誤；晶體與非晶體的區(qū)別表現(xiàn)在是否有確定的熔點(diǎn)，D正確．5．(2024年南通期中)2023年10月3日，我國(guó)發(fā)現(xiàn)的“鈮包頭礦”獲得國(guó)際礦物協(xié)會(huì)新礦物命名．“鈮包頭礦”是一種富含Ba、Nb、Ti、Fe、Cl的硅酸鹽礦物，微觀結(jié)構(gòu)如圖，則“鈮包頭礦”顆粒 (

)A．是非晶體

B．有固定的熔點(diǎn)C．沒有規(guī)則的外形

D．各向性質(zhì)均相同【答案】B【解析】由圖可知，該顆粒屬于晶體，其有規(guī)則的外形，且有固定的熔點(diǎn)，表現(xiàn)為各向異性，故選B．6．北京冬奧會(huì)的雪花形主火炬由96塊小雪花和6塊橄欖枝組成．關(guān)于雪花，下列說(shuō)法正確的是 (

)A．雪花是水蒸氣凝華時(shí)形成的晶體B．一片雪花大約由5000個(gè)水分子組成C．雪花熔