4.固体-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

该高中物理课件聚焦固体的晶体与非晶体分类，系统讲解其宏观性质（熔点、各向异性/同性）及微观结构特征，通过雪花、石蜡等情境图片提问和云母玻璃导热实验导入，搭建从宏观现象到微观解释的学习支架。 其亮点在于以实验探究为核心，结合对比表格归纳单晶体、多晶体与非晶体差异，用微观结构模型解释各向异性成因，培养科学思维与探究能力。例题融入石墨烯、水晶等实例，助学生深化物理观念，教师可借助结构化内容提升教学效率。

4.固体 　　　　 第二章　气体、固体和液体 1.知道晶体和非晶体在外形以及物理性质上的区别。 2.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。 素养目标 知识点一　晶体和非晶体 1 知识点二　晶体的微观结构 2 课时测评 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 知识点一　晶体和非晶体 返回 情境导入　观察雪花、石蜡和天然金刚石的图片，回答以下问题： (1)它们在外形上有什么区别？ 提示：石蜡没有规则的外形，雪花、天然金刚石有天然的、规则的几何 形状。 自主学习 (2)根据有无规则的几何外形，可不可以把它们进行分类？ 提示：可以。 教材梳理 (阅读教材P31—P33完成下列填空) 1.固体分类：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.晶体具有______的熔点，非晶体__________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__________。非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作__________。 4.单晶体有______的形状且__________；多晶体没有确定的几何形状，也不显示各向异性。 晶体 非晶体 晶体 非晶体 确定 没有确定 各向异性 各向同性 规则 各向异性 师生互动　把熔化了的石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石蜡薄层的玻璃片背面，不要移动，观察到石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，结果如图乙所示。 任务1.玻璃和云母哪个是晶体？ 提示：云母。 课堂探究 任务2.在玻璃片上和云母片上，石蜡熔化区域形状的不同说明了什么？ 提示：在玻璃片上石蜡熔化区域的形状为圆形，说明玻璃在各个方向上导热均匀，玻璃的导热性能表现为各向同性；在云母片上石蜡熔化区域为椭圆形，说明云母在不同方向上的导热性能不同，表现为各向异性。 1.单晶体、多晶体和非晶体的比较 探究归纳 分类 宏观外形 物理性质 晶 体 单晶体 有天然的、规则的几何形状 (1)有确定的熔点。 (2)物理性质表现为各向异性 多晶体 没有确定的几何形状 (1)有确定的熔点。 (2)物理性质表现为各向同性 非晶体 没有规则的外形 (1)没有确定的熔化温度。 (2)物理性质表现为各向同性 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、光学性质、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： 探究归纳 ①云母、石膏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——沿不同方向电阻率不同。 ③方解石晶体在光的折射性能上表现出各向异性——沿不同方向折射率不同。 探究归纳 (2025·山东烟台高二月考)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 例1 √ 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，说明丙沿不同方向的导热性能不同，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；结合温度随加热时间变化的关系，可知甲是多晶体，乙是非晶体。故选D。 针对练1.(2025·江苏徐州高二统考)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 √ 天上飘落的雪花是由水蒸气凝华形成的晶体，故A正确。晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度，故B错误。金属没有规则外形，但有确定的熔点，属于晶体；玻璃可以划成正方形，但没有确定的熔化温度，属于非晶体，故C、D错误。故选A。 针对练2.(多选)下列关于晶体和非晶体的描述正确的是 A.将一块非晶体敲碎后，得到的小颗粒是晶体 B.单晶体有天然的、规则的几何形状，非晶体没有规则的外形 C.晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度 D.不具有光学各向异性的固体一定是非晶体 √ √ 非晶体敲碎后，物质结构没有发生变化，得到的小颗粒仍然是非晶体，故A错误；单晶体具有天然的、规则的几何形状，非晶体没有规则的外形，故B正确；晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度，只是在一定温度范围内熔化，故C正确；多晶体的物理性质也表现为各向同性，故D错误。故选BC。 返回 知识点二　晶体的微观结构 返回 情境导入　我们知道金刚石和石墨是同素异形体，两者在物理性质上有很大差异，金刚石质地坚硬，而石墨质地柔软。请思考：金刚石和石墨性质差异的原因是什么？ 提示：两者碳原子的微观排列结构不同。 自主学习 教材梳理 (阅读教材P33—P34完成下列填空) 1.在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的______排列的，具有空间上的________。 2.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__________在空间分布。 3.同种物质也可能以______和________两种不同的形态出现。有些非晶体在一定条件下也可以转化为______。 规则 周期性 不同规则 晶体 非晶体 晶体 师生互动　如图是一个平面上单晶体微粒排列的情况。 任务1.请观察沿不同方向单位长度上微粒的数目是否相同？ 提示：不相同。 课堂探究 任务2.晶体微粒排列的情况决定了单晶体具有什么特性？ 提示：各向异性。 1.晶体微观结构的理解 (1)晶体内部的微粒都是按一定的规则排列的，具有空 间上的周期性。如图甲是食盐晶体中氯离子和钠离子 分布的示意图。 (2)晶体内部微粒间的相互作用很强，微粒的热运动主 要表现为在平衡位置附近做微小的振动。微粒的热运动不足以使它们克服微粒间的相互作用而远离。 探究归纳 (3)物质微粒的微观排列结构决定其宏观物 理性质，同种元素的微粒能够按照不同规 则在空间分布形成不同的物质。例如，碳 原子如果按图乙排列，就成为石墨，而按 图丙排列，就成为金刚石。 (4)由于物质微观结构的变化，有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。如天然石英是晶体，而熔化以后再凝固变成的石英玻璃就是非晶体。 探究归纳 2.用微观结构理论解释晶体的性质 (1)对各向异性的微观解释 如图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况。 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。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。 探究归纳 (2)对熔点的解释 把晶体加热到一定温度时，一部分微粒具有足够大的动能，能克服微粒间的相互作用，离开振动的平衡位置，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(从能量角度来看是增加了分子势能)，温度并不发生变化。 探究归纳 诺贝尔物理学奖得主安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫通过透明胶带对石墨进行反复的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约0.34 nm的单层石墨烯，是碳的二维结构。如图甲、乙分别为石墨、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.安德烈是通过物理变化的方法获 得石墨烯的 例2 √ 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；安德烈是通过物理变化的方法获得石墨烯的，故D正确。 针对练1.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 √ 晶体中的分子只在平衡位置附近做微小的振动，不会沿三条线段发生定向移动，故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，故C正确，B、D错误。 针对练2.(2025·广西河池高二期末)某研究团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母 A.没有规则的外形 B.有确定的熔点 C.各原子都保持静止不动 D.是多晶体 √ 由题图可知，该合成云母中所含分子在三维空间中呈规 则、周期性排列，是晶体，具有一定规则的几何外形， 具有确定的熔点，故A错误，B正确；组成物质的分子、 原子或离子并不是静止不动的，它们在不停地振动，题 图中所画的点是它们振动的平衡位置，故C错误；由于该云母片在融化石蜡过程中表现出导热性能的各向异性，可以判断该合成云母为单晶体，故D错误。 返回 课堂回眸 课时测评 返回 1.(2025·陕西宝鸡高二期末)固体可分为晶体和非晶体，下列说法正确的是 A.玻璃是晶体 B.晶体具有确定的熔点 C.非晶体有规则的外形 D.晶体都具有各向异性 √ 玻璃是非晶体，故A错误；晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度，没有天然的、规则的外形，故B正确，C错误；单晶体具有各向异性，非晶体和多晶体具有各向同性，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 2.江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地，有着“世界水晶之都”的美誉。天然的水晶具有规则的几何外形。关于天然水晶，下列说法正确的是 A.具有规则的几何外形，但是没有确定的熔点 B.微观粒子的空间排列不规则 C.在熔化过程中分子平均动能不变 D.物理性质表现为各向同性 √ 天然水晶具有规则的几何外形，是单晶体，有确定的熔点，物理性质表现为各向异性，A、D错误；天然水晶是晶体，微观粒子的空间排列规则，B错误；天然水晶是晶体，有确定的熔点，在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 3.(多选)如图所示，在甲、乙两个固体薄片上涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的针尖接触薄片背面，接触点周围的石蜡被熔化，甲薄片熔化了的石蜡呈椭圆形，乙薄片熔化了的石蜡呈圆形，则 A.甲一定是晶体 B.乙一定是非晶体 C.甲不一定是晶体 D.乙不一定是非晶体 √ √ 由题图可知，甲的导热性能表现为各向异性，乙的导热性能表现为各向同性。单晶体的某些(或某个)物理性质表现为各向异性，所以甲一定是单晶体；多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性，所以乙可能是多晶体，也可能是非晶体。故选AD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 4.(多选)(2025·山东枣庄高二期末)下列关于晶体和非晶体的说法正确的是 A.具有规则几何形状的固体都是晶体 B.具有确定熔点的固体都是晶体 C.晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化 D.某固体在导热方面具有各向同性，一定是非晶体 √ √ 非晶体经过物理加工也可以具有规则几何形状，所以具有规则几何形状的固体不一定是晶体，A错误；具有确定熔点的固体都是晶体，B正确；晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，例如天然石英是晶体，熔化后形成的石英玻璃是非晶体，C正确；某固体在导热方面具有各向同性，可能是非晶体，也可能是多晶体，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 5.铌包头矿是一种富含Ba、Nb、Ti、Fe、Cl的硅酸盐矿物，微观结构如图所示。则“铌包头矿”颗粒 A.是非晶体 B.有确定的熔点 C.没有规则的外形 D.物理性质表现为各向同性 √ 由题图可知，该颗粒属于晶体，其有规则的外形，且有确定的熔点，物理性质表现为各向异性。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 6.(2025·江苏宿迁市高二统考)碳纳米管是管状的纳米级石墨。关于碳纳米管，下列说法正确的是 A.碳纳米管是非晶体 B.碳纳米管具有确定的熔点 C.碳纳米管的所有物理性质都显示各向异性 D.碳纳米管上所有的碳原子都是静止不动的 √ 碳纳米管是管状的纳米级石墨，是晶体，有确定的熔点，故A错误，B正确；碳纳米管不是所有物理性质都显示各向异性，故C错误；碳纳米管上所有的碳原子并不是静止不动的，它们在平衡位置不停地振动，故D错误。故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 7.(多选)下列说法正确的是 A.固体可分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质 B.由同种元素构成的固体，可能会因原子的排列方式不同而成为不同的晶体 C.在合适的条件下，某些晶体可转变为非晶体，某些非晶体也可转变为晶体 D.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变 √ √ √ 固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质，故A正确。由同种元素构成的固体，可能会因原子的排列方式不同而成为不同的晶体，例如金刚石和石墨，故B正确。在合适的条件下，晶体和非晶体可以相互转化，例如天然石英是晶体，熔化以后再凝固形成的石英玻璃却是非晶体；把晶体硫加热熔化(温度超过300 ℃)再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫，故C正确。晶体在熔化过程中，温度保持不变，内能增大，故D错误。故选ABC。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 8.(2025·河南开封高二期末)石墨烯是一种由碳原子紧密堆积成单层二维六边形晶格结构的新材料，一层层叠起来就是石墨，1 mm厚的石墨约有300万层石墨烯，石墨烯的微观结构如图所示。下列关于石墨、石墨烯的说法正确的是 A.石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B.石墨烯熔化过程中吸热，碳原子的平均动能不变 C.单层石墨烯的厚度约为3 μm D.单层石墨烯的厚度约为0.3 μm √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 石墨、石墨烯都是晶体，故A错误；石墨烯是晶体， 在熔化过程中吸热，温度不变，故碳原子的平均动 能不变，故B正确；由题意可知单层石墨烯的厚度 约为d＝ m≈3×10－4 μm，故C、D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 9.(多选)(2025·河南南阳市高二统考)关于下列四幅图中所涉及晶体微观结构及其解释的论述中，正确的是 A.图甲中，沿不同的方向微粒排列的情况不同，故晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质 B.图乙为金刚石中碳原子形成的一种紧密结构，相互之间作用力很强，所以金刚石十分坚硬，可制造玻璃刀和钻头 C.图丙为食盐晶体的微观结构图，晶体的许多特性都与微观结构有关 D.图丁为石墨烯的微观结构图，石墨烯具有六边形的晶格结构，同时具有很好的韧性，且可以弯曲 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 题图甲中，沿不同的方向微粒排列的情况不同，故晶体在不同的方向上会表现出不同的物理性质，A正确；题图乙为石墨的微观结构，B错误；题图丙为食盐晶体的微观结构图，晶体的许多特性都与微观结构有关，C正确；题图丁为石墨烯的微观结构图，石墨烯具有六边形的晶格结构，具有优异的光学、力学、电学特性，是已知强度最高的物质之一，并且能弯曲，有很好的韧性，D正确。故选ACD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 10.如图为甲、乙、丙三种质量相等的固体在熔化过程中温度随时间变化的图像，可以判断 A.甲是晶体，乙、丙是非晶体 B.乙是晶体，甲、丙是非晶体 C.乙是非晶体，甲的熔点比丙的熔点低 D.乙是非晶体，甲的熔点比丙的熔点高 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度，由题图可知，甲、丙两物质在熔化过程中都有温度不变的过程，所以甲、丙是晶体，乙是非晶体。进一步分析可知，甲的熔点比丙的熔点高。故选D。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 11.食盐是我们生活中不可缺少的调味品，通过研究，我们知道了食盐的微观结构如图所示。则下列说法正确的是 A.食盐晶体是正六面体形 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，温度保持不变，所以内能也不变 √ 食盐晶体是正六面体形，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，是多晶体，C错误；食盐在熔化时，温度保持不变，但分子势能增加，所以内能增加，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 12.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，即“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。关于石英晶体，下列说法正确的是 A.没有确定的熔点 B.具有各向同性的压电效应 C.没有规则的几何形状 D.是单晶体 √ 晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度，石英是单晶体，有确定的熔点，有规则的几何形状，A、C错误，D正确；石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著，故具有各向异性的压电效应，B错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 13.如图所示，ACBD是一块厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板，AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆板从图示位置转90°后电流表示数发生了变化(两种情况下都接触良好)。关于圆板，下列说法正确的是 A.圆板是非晶体 B.圆板是多晶体 C.圆板是单晶体 D.无法判定圆板是晶体还是非晶体 √ 电流表示数发生变化，说明圆板沿AB和CD两个方向的导电性能不同，即具有各向异性，所以圆板是单晶体。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 14.2024年4月25日北京大学科研团队公布了我国在光学晶体理论方面的原创性突破——菱方氮化硼晶体。下列关于晶体的说法正确的是 A.单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔化温度 B.晶体熔化过程中，分子平均动能不变 C.晶体熔化过程中，分子势能不变 D.单晶体的光学性质一定各向异性 √ 单晶体和多晶体均有确定的熔点，故A错误；晶体熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，故B正确；晶体熔化过程吸收热量，内能增加，由于温度不变，分子平均动能不变，所以分子势能增加，故C错误；单晶体在某些物理性质上是各向异性的，但其光学性质不一定各向异性，故D错误。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 谢 谢 观 看 4.固体 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 14 $