第2章 第1节 固体类型及微观结构（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版 福建专用）

第2章　固体与液体 第1节　固体类型及微观结构(强基课——逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.了解固体的微观结构。 2.知道晶体和非晶体的特点。 3.能列举生活中的晶体和非晶体。 1.理解晶体、非晶体、单晶体、多晶体、熔点、各向同性、各向异性。 2.会用对比法分析归纳晶体和非晶体的物理性质。 3.通过实验探究单晶体和非晶体导热、导电性能的区别。 逐点清(一)　晶体和非晶体 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.晶体与非晶体的区别 　　内容 分类 宏观外形 物理性质 晶 体 单晶体 有规则的几何形状 (1)有固定的熔点和沸点 (2)在各个方向上部分物理性质表现为各向异性 多晶体 没有规则的几何形状 (1)有固定的熔点和沸点 (2)在各个方向上物理性质表现为各向同性 非晶体 没有确定的几何形状 (1)没有固定的熔点和沸点 (2)在各个方向上物理性质表现为各向同性 2.对单晶体各向异性的理解 (1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体及多晶体则具有各向同性。 (2)物理性质通常包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等。 (3)单晶体的各向异性是指沿不同方向去测试单晶体的物理性能时测试结果不同，即不同方向上物理性质不同。 3.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点，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，单晶体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)没有固定熔点的固体一定是非晶体。 (√) (2)固态金属没有规则的几何形状，所以是非晶体。 (×) (3)玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状。 (√) (4)具有各向同性的固体一定是非晶体。 (×) 2.关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是 (　　) A.可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体 B.一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一定是非晶体 C.一个固体，如果沿其各方向的导电性不同，则该固体一定是晶体 D.一块晶体，若其各个方向的导热性相同，则一定是多晶体 解析：选C　多晶体和非晶体都表现出各向同性，只有单晶体表现出各向异性，所以A错误，C正确。单晶体具有各向异性的特性，仅是指某些物理性质，并不是所有的物理性质都是各向异性的，换言之，某一物理性质表现出各向同性，并不意味着该物质一定不是单晶体，所以B、D错误。 3.(双选)“嫦娥六号”探测器顺利完成月球采样任务并返回地球。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 解析：选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，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。 逐点清(二)　固体的微观结构 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.固体内微粒排列 (1)单晶体(左图)在不同方向上的微粒排列及物质结构情况不同，所以表现出各向异性。 (2)非晶体(右图)在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，所以表现为各向同性。 (3)同种物质微粒排列形式不同，物理性质不同。 2.晶体熔点的微观解释 晶体熔化过程中，吸收热量，克服分子的引力做功，分子势能增大，分子平均动能不变，温度不变。 　　[微点拨] 1.对物理性质表现各向异性还是各向同性的解释 项目 单晶体 多晶体 非晶体 物理性质 各向异性 各向同性 各向同性 微观解释 (1)内部物质微粒的排列有一定规律 (2)在不同方向上的微粒排列及物质结构情况不一样 (1)内部物质微粒的排列没有一定规律 (2)在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同 (1)内部物质微粒的排列没有一定规律 (2)在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同 2.对同素异形体的解释 有的物质有多种晶体，是因为它们的物质微粒能形成不同的晶体结构。例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差别；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，二者在物理性质上也有很大差别。 　　[典例]　单晶体不同于非晶体，它具有规则的几何外形，在不同方向上物理性质不同，而且具有确定的熔点，下列哪些说法不可以用来解释单晶体的上述特性 (　　) A.组成单晶体的物质微粒在空间上按一定的规律排成整齐的行列，构成特定的空间点阵 B.单晶体在不同方向上物理性质不同，是因为不同方向上微粒数目不同，微粒间距不同 C.单晶体在不同方向上物理性质不同，是由于不同方向上的物质微粒的性质不同 D.单晶体在熔化时吸收热量，全部用来瓦解单晶体的空间点阵，转化为分子势能。因此，单晶体在熔化过程中保持一定的温度不变，只有空间点阵完全被瓦解，单晶体完全变为液体后，继续加热，温度才会升高 [解析]　很多单晶体都是由相同的物质微粒组成的，例如金刚石和石墨都是由碳原子组成的，不同方向上物质微粒完全一样，可见其各向异性不是因为不同方向上的粒子性质不同引起的，而是粒子的数目和粒子间距不相同造成的。故C符合题意，A、B、D不符合题意。 [答案]　C [全方位练明] 1.(双选)非晶体具有各向同性的特点是由于 (　　) A.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同 B.非晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同 C.非晶体内部结构的无规则性 D.非晶体内部结构的有规则性 解析：选BC　非晶体具有各向同性的特点是由于非晶体内部结构的无规则性使不同方向上物质微粒的排列情况相同，故B、C正确。 2.石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构，单碳层石墨烯是单层的石墨，厚1毫米的石墨包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则 (　　) A.石墨中的碳原子静止不动 B.碳原子的直径大约为3×10-9 m C.石墨是晶体，石墨烯是非晶体 D.石墨烯在熔化过程中，碳原子的平均动能不变 解析：选D　石墨中的碳原子在做永不停息的无规则运动，A错误；由题意可知，单碳层的距离为d= m≈3×10-10 m，且层与层之间有间距，B错误；石墨、石墨烯都具有规则的分子排列，都是晶体，C错误；石墨烯是晶体，在熔化过程中温度不变，故碳原子的平均动能不变，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $