2.4 固体 教学设计-2024-2025学年高二下学期物理分层同步作业练习专题设计（人教版（2019）选择性必修第三册）

第二章 气体、固体和液体 课时2.4 固体 1. 知道什么是晶体、非晶体、单晶体和多晶体。 2. 知道各向异性现象和各向同性现象。 3. 掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别。 4. 学会用晶体的微观结构特点来解释晶体外形的规则性和物理性质的各向异性。 （一）固体的分类 固体可以分为晶体（又可以分为单晶体和多晶体）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。 （二）固体的物理性质 1. 各向异性：像云母这样的晶体，沿不同方向的导热性能不同；还有些晶体沿不同方向的导电性能不同；而有些晶体，如方解石晶体，沿不同方向的光学性质不同，这类现象叫作各向异性。 2. 各向同性：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。 （三）固体的物理性质 1. 单晶体：有天然的、规则的几何形状；有确定的熔点；具有各向异性。 2. 多晶体：没有确定的几何形状；有确定的熔点；具有各向同性。 3. 非晶体：没有规则的外形；没有确定的熔化温度；具有各向同性。 注意要点    晶体、非晶体的判断： (1) 具有确定熔点的物体必定是晶体，反之必定是非晶体。 (2) 具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。 （四）晶体的微观结构 1. 规则性 在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。 2. 多样性 (1) 有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布。例如，碳原子按不同结构排列可成为石墨或金刚石。 (2) 同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说 ，物质是晶体还是非晶体，并不是绝对的。 3. 可转化性 (1) 有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体。 (2) 有些晶体在一定条件下也可以转化为非晶体。例如，天然石英晶体熔化以后再凝固就变成了石英玻璃，而石英玻璃是非晶体。 考点 单晶体、多晶体、非晶体间的比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 宏观外形 有天然的、规则的几何形状 没有确定的几何形状 没有规则的外形 物理性质 ① 有确定的熔点； ② 各向异性 ① 有确定的熔点； ②不 显示各向异性 ① 没有确定的熔化温度; ② 各向同性 分子排列 有规则 有规则 无规则 考点 晶体的微观结构 1. 晶体微观结构的作用 物质的微观结构决定其宏观物理性质，改变物质的微观结构可以改变物质的属性，如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石，有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。 2. 单晶体有天然的、规则的几何形状的解释 晶体外形的规则性可以用微粒的规则排列来解释。如图所示，食盐晶体是由钠离子Na+和氯离子组成的，它们等距离、交错地排列在三组相互垂直的平行线上，因而食盐晶体具有正方体的外形。 食盐晶体的微观结构 基础过关练 题组一　晶体与非晶体 1.(2024江苏徐州期中)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 (　　) A.天上飘下的雪花是晶体 B.晶体和非晶体都有确定的熔点 C.金属没有规则外形，所以是非晶体 D.普通的玻璃可以划成正方形，所以玻璃是晶体 2.(2024河南驻马店期末)有的物质在不同方向上的性能不同，如热传导性、导电性、透光率、弹性强度等，这种特点广泛应用于太阳能电池、半导体元件、电力传输、航空航天等。那么，具有这种在不同方向上性能不同特性的物质 (　　) A.可能是多晶体　　　　B.一定是多晶体 C.一定是单晶体　　　　D.可能是非晶体 3.(经典题)(2023北京通州月考)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，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 题组二　晶体与非晶体的微观结构 4.关于晶体和非晶体，下列说法中错误的是 (　　) A.同种物质可能呈现晶体和非晶体两种不同的形态 B.晶体中原子(或分子、离子)都按照一定规则排列，具有空间上的周期性 C.单晶体和多晶体都具有各向异性的物理性质 D.有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体 5.(2024江苏阶段测试)白磷在高温、高压环境下可以转化为一种新型二维半导体材料——黑磷，图为黑磷微观结构，其原子以一定的规则有序排列。下列说法正确的是 (　　) A.黑磷是晶体材料 B.黑磷熔化过程中温度升高 C.黑磷中每个分子都是固定不动的 D.同质量的白磷和黑磷分子数目不同 6.(2023江苏连云港联考)物理学家利用透明胶带对石墨进行反复地粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只有0.34 nm的石墨烯，是碳的二维结构。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，下列说法中正确的是 (　　) 　 A.石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B.石墨是单晶体，石墨烯是多晶体 C.石墨的物理性质表现为各向异性，石墨烯的物理性质表现为各向同性 D.物理学家通过物理变化的方法获得石墨烯 7.(经典题)某种晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子)，图中AB、AC、AD为等长的三条线段。下列说法中正确的是 (　　) A.A处的晶体分子可以沿三条线段发生定向移动 B.三条线段上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的 C.三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的 D.以上说法均不正确 答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.A 2.C 3.B 4.C 5.A 6.D 7.C 1.A　天上飘下的雪花有天然规则的外形，有确定的熔点，属于晶体，A正确；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度，B错误；判断物体是否是晶体，关键看有没有确定的熔点，金属有确定的熔点，属于晶体，玻璃没有确定的熔化温度，属于非晶体，C、D错误。故选A。 2.C　单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，具有这种在不同方向上性能不同特性的物质一定是单晶体。故选C。 导师点睛 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，而非晶体则是各向同性的。 　　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通常所说的物理性质包括导热性能、导电性能、光学性质等。 　　(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。 3.B　由图(a)知，甲、乙各向同性，丙各向异性；由图(b)知，甲、丙有确定的熔点，乙没有确定的熔化温度，所以甲可能是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体，故选B。 易混易错 非晶体、单晶体、多晶体的比较 4.C　同种物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在适当的条件下可以转化为晶体，选项A、D正确；各种晶体，原子(或分子、离子)的排列有规则，在空间上有周期性，选项B正确；单晶体具有各向异性，多晶体具有各向同性，选项C错误。 易混易错 多晶体是由许多单晶体(晶粒)杂乱无章地组合而成的，单晶体具有各向异性的物理性质和确定、规则的几何形状，多晶体没有确定、规则的几何形状，也不显示各向异性。 5.A　由图可知，黑磷的微观结构呈现空间上规则排列，具有空间上的周期性，属于晶体材料，因而黑磷具有确定的熔点，熔化过程中温度不变，A正确，B错误；组成物质的分子总是在做无规则运动，C错误；组成白磷和黑磷的分子是同一种分子，所以同质量的白磷和黑磷分子数目相同，D错误。故选A。 6.D　石墨、石墨烯都是单晶体，故A、B错误；石墨、石墨烯的物理性质都表现为各向异性，故C错误；根据题目信息，物理学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的，故D正确。故选D。 7.C　晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿线段发生定向移动，选项A错误；三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，选项B、D错误，C正确。 第 1 页 共 8 页 学科网（北京）股份有限公司 $$