第二章 第4节 固体-【高考领航】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

第4节　固体 核心素养要求 核心素养呈现 1.知道什么是晶体和非晶体、单晶体和多晶体． 2.知道各向异性现象和各向同性现象． 3.掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别． 4.学会用晶体的微观结构特点来解释晶体外形的规则性和物理性质的各向异性. 　晶体和非晶体 1．固体可以分为晶体和非晶体两类．石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体． 2．单晶体具有确定的几何形状，多晶体和非晶体没有确定的几何形状，我们在初中已经学过，晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点． 3．有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为各向异性．非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作各向同性．由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是各向同性的． 云母薄片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图所示，那么你看到的现象及得出的结论是什么？ 提示：玻璃片上的石蜡熔化后呈圆形，玻璃具有各向同性，是非晶体．云母片上的石蜡熔化后呈椭圆形，云母片具有各向异性，是单晶体． 　晶体的微观结构 1．规则性 单晶体的原子(分子、离子)都按照各自的规则排列，具有空间上的周期性． 2．变化或转化 在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石．有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃． 石墨和金刚石都是由碳原子组成的，为什么石墨很软，而金刚石却很坚硬呢？ 提示：金刚石中碳原子间的作用力很强，而石墨中网层之间的碳原子间的作用力很弱，所以金刚石很坚硬，石墨却很松软. 　 [思考探究] 如图所示，是我们生活常见的固体． 说明两组固体：玻璃、蜂蜡、硬塑料和盐粒、明矾、石英的外表有何不同？ 提示：盐粒、明矾、石英属晶体，有规则的几何外形；玻璃、蜂蜡、硬塑料属非晶体，没有规则的几何外形． [思维深化] 1．单晶体的特征 (1)具有天然的规则外形，这种规则的外形不是人工造成的． (2)物理性质各向异性，这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性，是判断单晶体最主要的依据． (3)具有一定的熔点，单晶体在这一点上和多晶体没有区别．从宏观上区分晶体和非晶体的重要依据是看有无一定的熔点． 2．多晶体和非晶体 (1)多晶体虽无天然规则的几何形状，物理性质各向同性，但组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质，这是多晶体和非晶体在内部结构上的区别． (2)多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有一定的熔点，非晶体则没有，例如很多同学认为玻璃应是多晶体，但实验证明玻璃没有一定的熔点，故应是非晶体． 3．正确理解单晶体的各向异性 (1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的． ①单晶体的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质时，测试结果不同． ②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等． (2)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，举例如下： ①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．　　 ②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同． ③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． ④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同． 　(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　　 ) A．可以根据各向异性或各向同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，如果沿其各条直线方向的导电性不同，则该球体一定是单晶体 D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则这块晶体一定是多晶体 解析：CD　判断固体是否为晶体的标准是看是否有固定的熔点，多晶体和非晶体都具有各向同性和无规则的外形，单晶体具有各向异性和规则的外形，CD正确． 　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：看其是否具有各向异性．单晶体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性． [针对训练] 1．(多选)在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，而甲、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丁所示，以下说法不正确的是