2.1 固体类型及微观结构（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（鲁科版）

第1节　固体类型及微观结构 [学科素养与目标要求] 物理观念：1.知道晶体和非晶体的特点及区分方法。 2．知道单晶体和多晶体的区别。 科学思维：了解固体的微观结构，知道微观结构是不同固体具有不同物理性质的原因。 一、晶体和非晶体 1．固体通常可以分为晶体和非晶体两大类。晶体可分为单晶体和多晶体。 2．糖、食盐、雪花、金、银、锡、铜等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。 3．晶体和非晶体的区别 分类 宏观外形 物理性质 非晶体 没有(填“有”或“没有”)天然规则的几何形状 ①没有(填“有”或“没有”)确定的熔点； ②力学、热学、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”) 晶体 单晶体 有(填“有”或“没有”)天然规则的几何形状 ①有(填“有”或“没有”)确定的熔点； ②力学、热学、光学等某些物理性质表现为各向异性(填“异性”或“同性”) 多晶体 没有(填“有”或“没有”)天然规则的几何形状 ①有(填“有”或“没有”)确定的熔点； ②力学、热学、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”) 二、固体的微观结构 1．单晶体内部，在不同方向的等长线段上，微粒的个数通常是不相等的，这说明单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况是不一样的，所以单晶体在物理性质上表现为各向异性。 2．在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看，在微粒非常多的情况下，在不同方向的等长线段上，微粒的个数大致相等。也就是说，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，所以非晶体在物理性质上表现为各向同性。 3．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如碳原子按不同的空间分布排列可形成石墨和金刚石。 4．晶体熔化过程中，温度不变，这是因为晶体在熔化成液体的过程中，规则排列的分子之间的距离要增加，分子间的作用力表现为引力，外界提供的热量用来克服分子的引力做功，使分子势能增大，而分子平均动能不变，所以熔化过程中温度不变，吸收的热量只转化成分子势能。 [基础知能小试] 1．判断下列说法的正误。 (1)所有晶体都具有天然、规则的几何外形。(×) (2)没有固定熔点的固体一定是非晶体。(√) (3)物理性质表现为各向同性的一定是非晶体。(×) (4)同一种物质只能形成一种晶体。(×) (5)有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体。(√) 2．某球形固体物质，其各向导热性能不相同，则该物体一定是________(选填“晶体”“非晶体”)。 答案：晶体 要点一　晶体和非晶体 　(1)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： 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？ (2)在云母片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的另一面，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：(1)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。 (2)玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形，说明玻璃片沿各个方向的导热性能相同。云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形，说明云母片沿各个方向的导热性能不相同。 1．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。 2．各向异性的表现 在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体及多晶体则是各向同性的。 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。 　在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其背面一点，蜡熔化的范围如图(a)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(b)所示，则(　　) A．甲、乙是非晶体，丙是晶体 B．甲、丙是晶体，乙是非晶体 C．甲、丙是非晶体，乙是晶体 D．甲是非晶体，乙是多晶体，丙是单晶体 [解析]　由题图(b)知，甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点，所以甲、丙是晶体，乙是非晶体，由题图(a)知，甲、乙的导热性能呈各向同性，丙的导热性能呈各向异性；所以甲是多晶体，丙是单晶体，B正确。 [答案]　B 1．下列关于晶体和非晶体的说法，正确的是(　　) A．所有的晶体都表现为各向异性