第2章 4.固体-【名师导航】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步课件(人教版)

第二章　气体、固体和液体 4．固体 2 学习任务 1．知道固体分为晶体和非晶体两大类，知道它们物理性质的区别。 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。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 关键能力·情境探究达成 01 知识点一　晶体和非晶体 知识点二　晶体的微观结构 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 4 1．固体可以分为_____和_______两类。石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是_____，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是_______。 2．单晶体具有_____的几何形状，多晶体和非晶体没有_____的几何形状，我们在初中已经学过，晶体_______的熔点，非晶体_________的熔点。 知识点一　晶体和非晶体 晶体 非晶体 晶体 非晶体 确定 确定 有确定 没有确定 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 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，这类现象称为_________。非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作_________。由于多晶体是许多_______杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是_________的。 提醒：具有各向异性的一定是单晶体，具有各向同性的则可能是非晶体，也有可能是多晶体。 各向异性 各向同性 单晶体 各向同性 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 图甲是生活中常见的几种晶体，图乙是生活中常见的几种非晶体。问题：请结合以下图片思考： 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 【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？ (3)某固体物质，若其各向导热性能不同，则该物质一定是单晶体吗？ 提示：(1)单晶体有天然规则的几何外形，多晶体和非晶体无天然规则的几何外形。 (2)不是。由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体也没有天然规则的几何外形。 (3)一定是单晶体。这是因为固体中只有单晶体才具有各向异性。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 1．晶体与非晶体的区别与联系 分类 宏观外形 物理性质 非晶体 没有规则的几何形状 (1)没有确定的熔点 (2)物理性质上表现为各向同性 晶体 单晶体 有天然规则的几何形状 (1)有确定的熔点 (2)物理性质上表现为各向异性 多晶体 没有规则的几何形状 (1)有确定的熔点 (2)物理性质上表现为各向同性 联系 在一定的条件下，晶体与非晶体可以相互转化 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 2.对单晶体的各向异性的理解 (1)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。 通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光学性质等。 (2)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。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 ②方解石晶体能把光分解为两束光而沿不同方向折射——沿不同方向的折射率不同。 ③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。 ④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．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 【典例1】　(2022·广州培正中学高二月考)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 √ 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 B　[由题图(b)知，甲、丙有确定的熔点，乙没有确定的熔点，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，丙的导热性能呈现各向异性，所以丙是单晶体，所以B正确，A、C、D错误，故选B。] 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 规律方法　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化温度。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，单晶体某些物理性质表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 [跟进训练] 1．(多选)(2022·江苏南京高二期末)嫦娥五号探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷——压电效应。如图所示，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著，则石英晶体(　　) A．具有各向异性的压电效应 B．没有确定的熔点 C．有规则的几何形状 D．是多晶体 √ √ 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 AC　[由题意可知，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著，其他方向不明显，因此石英具有各向异性的压电效应，A正确；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，石英是单晶体，有确定的熔点，有规则的几何形状，B、D错误，C正确。] 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 1．组成晶体的原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的_______。 2．微观结构的不同，造成了晶体与非晶体形状和物理性质的不同。 3．在不同条件下，组成同种物质的微粒按照_________在空间分布，可以生成不同的晶体，例如，石墨和金刚石。有些晶体在___________可以转化为非晶体，例如，天然石英熔化后再凝固成石英玻璃。 知识点二　晶体的微观结构 周期性 不同规则 一定条件下 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 家庭、学校或机关门锁常用“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，碰锁便开关自如了，并且可以持续几个月之久。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 【问题】 请你动手试一试，并解释其中的道理。 提示：石墨是金刚石的同素异形体，两者的不同结构，造成了两者在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，且层与层之间结合不很紧密，故层与层之间易脱落，能起到润滑作用。用铅笔在纸上写字也是根据这个道理。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 1．晶体的微观解释 (1)对单晶体各向异性的解释 一个平面上单晶体物质微粒的排列情况如图所示。在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同。线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少。由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起单晶体在不同 方向上物理性质的不同。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 (2)对晶体具有确定熔点的解释 晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。 (3)对有的物质有几种晶体的解释 有的物质在不同条件下能够生成种类不同的晶体，是因为组成它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 如碳原子如果按图甲那样排列，就成了石墨，而按图乙那样排列，就成了金刚石。石墨是层状结构，层与层之间距离较大，原子间的作用力较弱，沿着这个方向容易把石墨一层层地剥下。石墨的层状结构决定了它质地松软，可以用来制作粉状润滑剂，也可以用来制作铅笔芯。金刚石中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度，可以用来切割玻璃， 如果把它装在钻探机的钻 头上，则能够钻入坚硬的 岩石内。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 2．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、规则的几何外形 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 无天然、则的几何外形 各向同性 非晶体 内部物质微粒是无规则排列的 没有确定 的熔点 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 【典例2】　(2022·江苏南京高二期末)食盐是生活中不可缺少的调味品，其微观结构如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．食盐晶体是正六面体 B．食盐所有的物理性质都具有各向异性 C．食盐颗粒受潮粘连成食盐块时，形状不规则，是非晶体 D．食盐在熔化时，要吸收热量，温度保持不变，所以内能也不变 √ 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 A　[食盐晶体是正六面体，A正确；食盐具有各向异性，但并非所有的物理性质都具有各向异性，B错误；食盐颗粒受潮粘连成食盐块时，形状不规则，但仍是晶体，C错误；食盐在熔化时，要吸收热量，温度保持不变，内能增加，D错误。] 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 [跟进训练] 2．(多选)安德烈利用透明胶带对石墨进行反复粘贴与撕开，最终获得了单层的石墨——石墨烯。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判断，下列说法正确的是(　　) A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B．石墨是非晶体，石墨烯是晶体 C．石墨与石墨烯都是晶体 D．他是通过物理变化的方法获得 石墨烯的 √ √ 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 CD　[单晶体分子在空间分布上具有规则性，故石墨与石墨烯都是晶体，C正确，A、B错误；安德烈获取石墨烯的方法是物理方法，D正确。] 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 学习效果·随堂评估自测 02 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 28 1．(2022·山东枣庄高二期末)随着科技的发展，国家对晶体材料的研究也越来越深入，尤其是对稀土晶体的研究，已经走在世界的前列。关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　　) A．晶体都有规则的几何外形，非晶体则没有规则的几何外形 B．同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 C．单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 D．多晶体是由单晶体组合而成的，但单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性 1 2 3 4 √ 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 D　[单晶体有规则的几何外形，多晶体和非晶体没有规则的几何外形，故A错误；同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，故B错误；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项C错误；多晶体是由单晶体组合而成的，但单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性，选项D正确。] 1 2 3 4 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 2．如图所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。从图中可以确定的是(　　) 1 2 3 4 A．晶体和非晶体均存在确定的熔点T0 B．曲线M的bc段表示固液共存状态 C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态 D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态 √ 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 B　[晶体具有确定的熔点，而非晶体没有，故A错误；晶体在熔化过程中温度不变，所以曲线M的bc段表示固液共存状态，非晶体在熔化过程中随着温度的升高逐渐由硬变软，最后变成液体，故B正确，C、D错误。] 1 2 3 4 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 3．(2022·山东临沂第一中学高二月考)一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品，长AB是宽AC的2倍，如图所示。若用多用电表沿两对称轴O1O1′和O2O2′测其电阻，阻值关系为R1＝2R2，则这块样品 (　　) 1 2 3 4 A．一定是单晶体 B．可能是多晶体 C．可能是非晶体 D．以上说法全错 √ 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 A　[已知R1＝2R2，且AB＝2AC，设样品厚度为h，R1＝ρ1，R2＝ρ2，可得ρ1≠ρ2，即该物质沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)不同，表现出各向异性，故该被测样品是单晶体，故A项正确。] 1 2 3 4 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 4．(多选)国家游泳中心——水立方，像一个透明的水蓝色的“冰块”。这种建筑外墙采用了一种叫作ETFE膜(乙烯-四氟乙烯共聚物)的材料。这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是(　　) 1 2 3 4 A．在物理性质上具有各向同性 B．在物理性质上具有各向异性 C．具有一定的熔点 D．没有一定的熔点 AD　[非晶体在物理性质上具有各向同性，A正确，B错误；晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度，C错误，D正确。] √ √ 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 回归本节知识，自我完成以下问题： 1．单晶体有哪些主要的特征？ 提示：①天然规则外形；②物理性质各向异性；③具有确定的熔点。 2．单晶体、多晶体在物理性质上的主要区别是什么？ 提示：单晶体具有各向异性；多晶体具有各向同性。 3．区分晶体和非晶体常用什么方法？ 提示：看有无确定的熔点。 4．固体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 $$