2.1 固体和固体材料（word教参）- 【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册配套教参（教科版）

答案：(1)2.7×10－26 kg　(2)4.0×1024 18．(13分)公共场所禁止吸烟，因为被动吸烟比主动吸烟害处更大。在标准状况下空气的摩尔体积为22.4 L，若在标准状况下，一个人在一个高约2.8 m、面积约10 m2的办公室内吸了一根烟(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3，一根烟大约吸10次)，假设吸烟者每次吸入的空气都是未被污染的空气，则： (1)估算被污染的空气分子间的平均距离。 (2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子？ 解析：(1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为10×300 cm3，含有空气分子数为 N＝×6.02×1023个≈8.1×1022个 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 N′＝个/m3≈2.9×1021个/m3 每个污染的空气分子所占体积为 V＝ m3 所以平均距离为L＝≈7×10－8 m。 (2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个。 答案：(1)7×10－8 m　(2)8.7×1017个 1　固体和固体材料 新课程标准 素养目标 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。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。 4.了解液晶的性质及应用。 5.了解半导体材料和纳米材料。 1.晶体、非晶体、液晶、半导体材料、纳米材料。(物理观念) 2.利用晶体的微观结构解释晶体的性质。(科学思维) 3.用云母片和玻璃片探究晶体的各向异性。(科学探究) 4.通过对液晶、半导体材料和纳米材料在生产生活中的应用，增强社会责任感。(科学态度与责任) [知识梳理] 一、晶体和非晶体 1．固体的分类 固体可以分为晶体和非晶体两类。金刚石、云母、明矾、雪花等是晶体，具有规则的几何形状；玻璃、蜂蜡、松香等是非晶体，不具有规则的几何形状。 2．各向同性与各向异性 有些晶体的一些物理性质(如导热、机械强度、导电等)与方向有关，叫作各向异性。非晶体沿各个方向的物理性质都是相同的，叫作各向同性。 3．单晶体和多晶体 (1)单晶体：天然具有规则几何形状且各向异性的晶体称为单晶体。 (2)多晶体：由许多晶粒构成的晶体称为多晶体。 二、晶体的微观结构 1．点阵结构：晶体的分子、原子、离子在空间上的规则性、周期性排列的结构。 2．各向异性的微观解释：同一种物质微粒不同方向上排列的情况不同，可形成不同的晶体结构，从而表现出不同的物理性质。 三、液晶 1．定义：既有液体的易流动性又有晶体的各向异性的物质称为液态晶体，简称液晶。 2．应用：(1)作为显示元件；(2)可以指示温度。 四、半导体材料 1．半导体材料：电阻率介于金属和绝缘体之间的材料。 2．半导体的性质：在光、热、磁、电等作用下引起相应的物理效应和现象。 3．应用：热敏电阻、光敏电阻、光电池、可控硅、高压硅堆、半导体激光器等。 五、纳米材料 1．纳米：长度单位，1 nm＝10－9 m。 2．纳米材料：三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围的固体材料。 [自主评价] 1．判断正误 (1)晶体的分子(原子、离子)排列是有规则的。(√) (2)非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同。(√) (3)同一种物质只能生成一种晶体。(×) (4)单晶体和多晶体都有规则的几何外形。(×) (5)所有的晶体都具有各向异性。(×) (6)在有光照射时，有的半导体可以导电。(√) 2．情景思考 (1)试举一个晶体各向异性的例子。 提示：石墨受热时，沿某些方向膨胀，而沿一些方向收缩。 (2)举一个同种物质微粒形成的不同晶体的例子。 提示：金刚石、石墨和足球烯都是由碳原子构成的不同晶体。 要点一　晶体和非晶体 　如图，食盐、明矾、天然石英都有天然的、规则的几何形状，它们是晶体还是非晶体？ 提示：晶体。 1．单晶体、多晶体及非晶体的区别与联系 (1)区别 (2)联系：在一定条件下，晶体可以变为非晶体，非晶体也可以变为晶体。 2．对单晶体各向异性的理解 在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体及多晶体则具有各向同性。 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等。 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，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时测量结果不同。 　关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　　) 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．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则一定是多晶