第2章 第4节 固体（Word教参）-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

第4节　固体 1.知道什么是晶体、非晶体、单晶体和多晶体，了解什么是各向异性、各向同性及晶体的微观结构. 物理观念 2.理解单晶体的各向异性、多晶体和非晶体的各向同性，并能用来分析相关问题. 科学思维 知识点一　晶体和非晶体 1．固体的分类 (1)__晶__体：如石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等． (2)__非晶__体：如玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等． 2．单晶体、多晶体和非晶体的比较 (1)单晶体__有__天然规则的几何形状，多晶体和非晶体__没有__天然规则的几何形状． (2)单晶体和多晶体__有__确定的熔点，非晶体__没有__确定的熔化温度． (3)单晶体在某些物理性质上表现为各向__异__性，多晶体与非晶体均表现为各向__同__性． 提醒：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，如：①云母晶体在导热性能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能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． 知识点二　晶体的微观结构 1．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的__规则__排列的，具有空间上的__周期__性． 2．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__. 3．同一种物质也可能以__晶体__和__非晶体__两种不同的形态出现．有些非晶体在一定条件下也可以转化为__晶体__. 提醒：有的物质有几种晶体，这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构．例如碳原子按不同的结构排列可形成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大不同，白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构． 1．判断下列说法的正误． (1)铁块没有规则的几何形状，所以是非晶体．(　　) (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)有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．(　　) (6)晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的．(　　) 答案 (1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)× 2．家庭、学校的门锁常用“碰锁”，然而，这种锁使用一段时间后，锁舌就会变涩而不易被碰入，造成关门困难．这时，你可以用铅笔在锁舌上摩擦几下，碰锁便开关自如，并且可以持续几个月之久．请你动手试一试，并回答其中的道理． 提示：石墨是金刚石的同素异形体，两者的不同结构，造成了物理性质上的很大差异，金刚石质地坚硬，而石墨由于具有层状结构，层与层之间结合不是很紧密，故层与层之间易脱落，故能起到润滑作用． 考点一　晶体和非晶体 【例题1】 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图像如图(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 思维导引：(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；(2)区分单晶体和多晶体的方法：看其是否具有各向异性，单晶体有各向异性，而多晶体表现出各向同性． 答案　B 解析　由题图(b)知，甲、丙有确定的熔点，乙没有确定的熔化温度，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，所以丙是单晶体，甲是多晶体，选项B正确． 单晶体、多晶体及非晶体的比较 分类 微观结构 宏观表现 外形 物理性质 晶体 单晶体 组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵 有天然的、规则的几何形状 各向 异性 有确定 的熔点 多晶体 由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成 没有规则的外形 各向 同性 非晶体 内部物质微粒是无规则排列的 没有确定的熔化温度 【变式1】 如图所示为一透明的正方体物块，下列说法正确的是(　　) A．由于该物块有规则形状，所以它一定为晶体 B．由于该物块透明，所以它一定为晶体 C．若该物块为绝缘体，则它一定为非晶体 D．若将该物块加热到某一温度才开始熔化，且熔化的过程中温度保持不变，则它一定为晶体 答案　D 解析　单晶体具有天然规则的几何形