第2章 4 固体(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

4　固体

[学业要求]

1．通过对固体性质的了解，知道什么是晶体，什么是非晶体。

2．通过学习晶体的微观结构理论，会解释晶体的各项性质。

3．了解固体材料在生产、生活及科学研究等方面的应用。

一、晶体和非晶体

1．固体分类

(1)晶体：如__石英__、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等。

(2)非晶体：如__玻璃__、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。

2．晶体与非晶体的区别

二、晶体的微观结构

1．规则性：单晶体的原子(或分子、离子)都是按照各自的规则排列，具有空间上的__周期性__。

2．变化或转化：在不同条件下，同种物质的微粒按照__不同规则__在空间排列，可以生成不同的__晶体__，如石墨和金刚石。有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体。例如，天然石英熔化后再凝固成石英玻璃。

1．下列说法正确的是(　　)

A．所有晶体都具有天然、规则的几何外形

B．没有固定熔点的固体一定是非晶体

C．物理性质表现为各向同性的一定是非晶体

D．同一种物质只能形成一种晶体

答案　B

2．某球形固体物质，其各向导热性能不相同，则该物体一定是__晶体__。

探究点一　晶体和非晶体

1．单晶体、多晶体及非晶体的区别与联系

(1)区别：

(2)联系：在一定条件下，晶体可以变为非晶体，非晶体也可以变为晶体。

2．各向异性的表现

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。

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。

单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上物理性质不同，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。

　(多选)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　　)

A．单晶体具有各向异性

B．多晶体也具有各向异性

C．非晶体的各种物理性质，在各个方向上都是相同的

D．晶体的各种物理性质，在各个方向上都是不同的

[解析]　单晶体具有各向异性，而多晶体具有各向同性，故A正确，B错误；非晶体的物理性质，在

各个方向上都是相同的，C正确；晶体分为单晶体和多晶体，多晶体具有各向同性，在各个方向上物理性质都是相同的，D错误。

[答案]　AC

1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　　)

A．可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体

B．一块均匀薄片，沿各个方面对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体

C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球体一定是单晶体

D．一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则这块晶体一定是多晶体

解析　根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体，无法用来鉴别多晶体和非晶体，选项A错误；薄片在力学性质上表现为各向同性，无法确定薄片是多晶体还是非晶体，选项B错误；固体球在导电性质上表现为各向异性，则一定是单晶体，选项C正确；某一晶体的物理性质显示各向同性，并不意味着该物质一定是多晶体，因为单晶体并非所有物理性质都表现为各向异性，选项D错误。

答案　C

探究点二　晶体的微观结构

1．对单晶体各向异性的解释

如图所示，这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况。从图上可以看出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同。直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少。正因为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。

2．对晶体具有一定熔点的解释

给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，晶体开始熔解，熔解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．对同素异构体的解释

这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构，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。

4．多晶体的微观结构及性质

(1)多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(晶粒)组成的。平常见到的各种金属材料都是多晶体。把纯铁做成的样品放在显微镜下观察，可以看到它是由许许多多晶粒组成的，晶粒有大有小。

(2)每个晶粒都是一个小单晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何形状，因为晶