第2章 第1节 固体类型及微观结构（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）

第1节　固体类型及微观结构 核心素养 物理观念 科学思维 科学态度与责任 1.了解固体的微观结构。知道固体分为晶体和非晶体两大类，并知道晶体和非晶体的特点。能列举生活中的晶体和非晶体。 2．知道晶体分为单晶体和多晶体，知道它们物理性质的异同。 3．了解晶体的微观结构，知道晶体的微观结构决定了晶体的宏观性质。 会用晶体的微观结构特点解释单晶体的规则几何形状和物理性质的各向异性。 培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 [对应学生用书P37] 知识点一 晶体和非晶体➊ 1.固体的分类：固体通常可分为晶体和非晶体➋两大类。 2．晶体可分为单晶体和多晶体➌两类。 3．单晶体 (1)结构特点：具有规则的几何形状，外形都是由若干个平面围成的多面体。 (2)物理性质：某些物理性质具有各向异性，有固定的熔点。 4．多晶体 (1)结构特点：没有规则的几何形状，由大量细微的单晶体杂乱无章地排列在一起构成的晶体。 (2)物理性质：物理性质上各向同性，有固定的熔点。 5．晶体与非晶体的转化 晶体与非晶体在一定的条件下可以相互转化。 知识点二 固体的微观结构 1.微观结构 (1)单晶体➍：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)非晶体：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。 2．同素异形体➎ 同种物质微粒在不同的条件下有可能生成不同的晶体，虽然构成这些晶体的物质微粒都相同，但是由于它们的排列形式不同，物理性质也不同。如金刚石、石墨都是由碳原子构成的晶体，但是它们的物理性质有很大差异。 3．晶体具有确定熔点的解释 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。 1．常见的金属材料都是单晶体。(×) 2．凡是具有天然规则的几何形状的物体必定是单晶体。(√) 3．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。(√) 批注➊：常见的晶体、非晶体 批注➋：非晶体的物理性质 通常指物体的机械强度、弹性、硬度、导热性、导电性、导磁性等。 批注➌：常见的多晶体 　　 　 　金属　　 粘在一起的糖块 批注➍：晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力，微粒被约束在一定的平衡位置上；热运动时，组成晶体的物质微粒只能在各自的平衡位置附近做微小振动。 批注➎：石墨、石墨烯的微观结构 [对应学生用书P39] 探究点一　晶体和非晶体　(物质观念之形成) ◆情境探究 在外形上单晶体和非晶体有什么区别？ 答案：单晶体有规则的形状，非晶体没有规则的形状。 ◆探究归纳 1．单晶体、多晶体及非晶体的异同比较 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)在空间中按一定规则排列 有天然、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(单晶粒)无规则排列组成 没有天然、规则的几何形状 各向同性 非晶体 内部物质微粒是无规则排列的 没有确定的熔点 2.对单晶体各向异性的理解 (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能时，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——沿不同方向的电阻率不同。 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。 ◆对点例练 (2021·山东青岛高二期末)甲、乙、丙三种固体薄片涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，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丁所示，下列说法正确的是(　　) A．甲、乙为非晶体，丙是晶体 B．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体 C．甲、丙为非晶体，丙是晶体 D．甲、乙、丙都是晶体 B　解析：由题图甲、乙、丙可知，甲和乙具有各向同性，丙具有各向异性；由题图丁可知，甲和丙有固定的熔点，乙无固定的熔化温度。所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，B正确。 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