2.4固体-2022-2023学年高二物理素养提升学案（人教版2019选择性必修第三册）

选择性必修三学案 第二章气体、固体和液体 第4节固体 一、新课标要求 1.了解固体的分类，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。 3.理解单晶体的各向异性，多晶体和非晶体的各向同性。 4.了解晶体的微观结构。 二、科学素养要求 1.物理观念：知道晶体.非晶体.单晶体和多晶体，了解各向异性.各向同性及晶体的微观结杓，能解释相关的现象。 2.科学思维：掌握单晶体的各向异性，理解晶体的微观结构，能够解决相关的问题。 3.科学探究：学会用实验探究晶体与非晶体物理性质的差异，学会认真观察并与他人合作，提高实验技能。 4.科学态度与责任：掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别，培养严谨的科学态度，激发探索科学的兴趣。 三、教材研习 要点一、各向同性和各向异性 有些晶体沿不同方向的导热性能或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象叫作各向异性①。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②。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。 要点二、晶体的微观结构 在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则③排列的，具有空间上的周期性。在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则④在空间排列，可以生成不同的晶体。 【自主思考】 ①晶体在各种物理性质上一定是各向异性的，这种说法对吗？ ②具有各向同性的一定是非晶体吗？ ③为什么晶体有规则的几何外形？ ④金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这是为什么？ 名师点睛 1.各向异性的理解 （1）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。 （2）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。 2.晶体的微观结构 （1）组成晶体的物质微粒有规则地在空间排列,呈现空间上的周期性。 （2）晶体内部各微粒之间存在很强的相互作用力,结构不同、作用力的大小也不同,微粒被相互的作用力约束在一定的位置上。 （3）微粒在各自的平衡位置附近做微小的振动。当外界干扰强烈或温度变化时,晶体结构发生变化,排列周期性被破坏,晶体可以转化为非晶体，非晶体也可以转化为晶体。 四、互动探究· 探究点一、晶体和非晶体 情境探究 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.把熔化了的蜂蜡薄薄地涂在薄玻璃片上。把一支缝衣针烧热，然后用针尖接触蜂蜡层的背面，不要移动，观察蜂蜡熔化区域的形状（如图甲所示）。把玻璃片换成单层云母片，再做以上实验（如图乙所示）。在玻璃片上和云母片上，蜂蜡熔化区域形状的不同说明了什么？ 探究归纳 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，是判断物质是否为单晶体最主要的依据。 （3）具有确定的熔点，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确定的熔点。 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确定的熔点，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确定的熔点，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。 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）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性能上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同。 探究应用 【典例】辨别物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是( ) A.从外形来判断 B.从各向异性或各向同性来判断 C.从导电性能来判断 D.从是否具有确定的熔点来判断 【解题感悟】 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