第二章 7 4.固体-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

4．固体 【学习目标】 学科知识 学科能力 学科素养 1.单晶体、多晶体和非晶体 2.晶体的微观结构 1.通过比较晶体和非晶体在外形以及物理性质上的区别，提高关联整合能力 2.通过观察玻璃片和云母片上石蜡熔化形状的不同，理解各向同性和各向异性，提高分析解释的能力 3.了解晶体的微观结构，能从分子动理论的角度解释晶体的微观结构，并建立晶体微观结构的模型，解释晶体的物理性质，提升综合应用的能力 1.物理观念：理解物质可分为固体、液体和气体，固体可分为晶体和非晶体，从晶体的微观结构以及分子动理论理解晶体的物理性质，发展物质观和相互作用观 2.科学思维：建立晶体的微观结构模型，对实验现象进行推理论证得出结论，能基于生活经验对食盐晶体是否因外力而形成规则的外形问题提出不同的见解 知识点一　晶体和非晶体 1．如图所示，石蜡和天然金刚石在外形上有什么区别？ 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，然后用针尖接触涂有蜂蜡薄层的玻璃片背面，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？ 提示：1.石蜡没有规则的外形，是非晶体；天然金刚石有天然、规则的几何形状，是晶体。 2．在玻璃片上蜂蜡熔化区域形状为圆形，说明玻璃在各个方向上导热均匀，玻璃的导热性表现为各向同性；在云母片上蜂蜡熔化区域为椭圆形，说明云母片在不同方向上导热性能不同，表现为各向异性。 1．固体分类：固体可以分为晶体和非晶体两类。石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。 2．晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度。 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，这类现象叫作各向异性。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。 4．单晶体有规则的形状且各向异性；多晶体没有确定的几何形状，也不显示各向异性。 【判断正误】 1．没有固定熔点的固体一定是非晶体。(√) 2．所有晶体都具有天然、规则的几何外形。(×) 3．具有各向同性的固体一定是非晶体。(×) 4．晶体的各向异性是指在每一种物理性质上都表现为各向异性。(×) 学生用书↓第55页 1．单晶体、多晶体和非晶体的比较 分类 宏观外形 物理性质 非晶体 没有天然、规则的形状 (1)没有固定的熔点 (2)物理性质表现为各向同性 晶体 单晶体 有天然、规则的形状 (1)有确定的熔点(2)物理性质表现为各向异性 多晶体 没有天然、规 (1)有确定的熔点则的形状 (2)物理性质表现为各向同性 在一定条件下，晶体可转化为非晶体，非晶体也可转化为晶体 2.单晶体的各向异性的理解 (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)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(弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等)上表现出各向异性，某种单晶体一般是在某一个(或几个)物理性质上表现为各向异性。例如： 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。 (2022·山东德州调研)在甲、乙、丙三种固体薄片上薄薄地涂上石蜡，用烧热的针尖分别接触它们的背面，石蜡熔化区域的形状如图1所示；另外甲、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2所示，则下列说法可能正确的是(　　 ) A．甲、乙是非晶体，丙是晶体 B．甲、丙是非晶体，乙是晶体 C．甲、丙是多晶体，乙是晶体 D．甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体 D　[单晶体具有各向异性，非晶体和多晶体具有各向同性，丙表面石蜡熔化区域的形状是椭圆形，说明沿不同方向丙的导热性能不同，甲、乙表面石蜡熔化区域的形状是圆形，说明甲、乙具有各向同性，因此丙为单晶体，甲、乙可能是多晶体或非晶体；根据温度随加热时间变化的关系，可知甲、丙为晶体，乙是非晶体，D正确。] 方法技巧 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。 针对练1.(2023·张家口市高二月考)北京冬奥会的雪花形主火炬由