2.4 固体 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三 册

该高中物理课件聚焦固体的分类与性质，系统讲解晶体（单晶体、多晶体）和非晶体的宏观特征及微观结构。通过观察食盐与松香的外形差异导入新课，衔接固态分子动理论复习内容，搭建从宏观现象到微观本质的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过方解石双折射实验、金属显微结构观察等实例，结合空间点阵模型建构，培养学生科学思维与物理观念。采用对比表格总结性质差异，辅以生活案例（如石墨烯制备），帮助学生深化理解，也为教师提供结构化教学资源，提升课堂效率。

完成一个小目标，需要一个大智慧！ 授课教师：李长青 2.4 固体 人教版(2019)选必修 第三册 学习目标 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。 水晶 明矾 松香 玻璃 1 教学重点 1 教学重点 2 教学难点 3 晶体与非晶体的宏观性质差异，单晶体、多晶体的结构特点与性质规律。 晶体微观结构与宏观特性的对应关系，空间点阵模型的物理意义。 从分子动理论角度解释晶体各向异性的微观本质，区分晶体与非晶体的微观结构差异。 重点难点 复习回顾 固态、液态和气态： 分子间的相互作用力、分子的热运动决定了 分子的三种不同的聚集状态； 凝聚态： 物理学中对固态和液态的统称； 固体、液体共同特点： 微观上固体和液体分子间距较小，分子间有较强的相互作用； 宏观上固体和液体都不易压缩； 固、液、气态 凝聚态 3 新课导入 观察食盐颗粒和松香的外形，它们的外形各有怎样的特征？ 食盐颗粒总是呈现立方体形，松香颗粒没有规则的几何形状。 再用显微镜观察精盐和松香粉末的外形，两者有什么样的差别吗？ 晶体 非晶体 学习任务一： 晶体和非晶体 非晶体：没有规则的几何形状。 常见的非晶体有玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。 单晶体：具有规则的几何形状。 常见的晶体有石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精、雪花等； 食盐 （立方体） 明矾 （八面体） 石英（六面棱柱和2个六面棱锥） 单晶体 多晶体 固体 非晶体 晶体 食盐 硫酸铜 明矾 雪花 白糖 石英 云母 钻石 常见的晶体有: 石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花和金属等 常见的非晶体有： 蜂蜡、 松香、 沥青、 玻璃、 橡胶等． 松香 沥青 玻璃 蜂蜡 橡胶 晶体 非晶体 有确定的熔点 没有确定的熔点 云母 雪花 食盐 金刚石 橡胶 塑料 石蜡 玻璃 探究1：单晶体、非晶体外形和物理性质的差异： 晶体的物理性质与方向有关； 方解石光学特性——各向异性 晶体的各向异性与非晶体的各向同性 普通折射 双折射现象：把光分解为两束光而沿不同方向折射。 探究结论： 云母晶体在各个方向上的导热性不同， 玻璃非晶体在各个方向上导热性相同； 方解石晶体各个方向光学特性不同； 各向异性： 物体全部或部分物理、化学性质跟方向有关； 各向同性： 物体物理、化学性质跟方向无关； 玻璃各向同性 云母各向异性 方解石各向异性 导热性能、光学性质、导电性能、弹性、抗压性、…… 物理性质 注意：但并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性． 探究2：同一物质组成物体晶体还是非晶体； 同一物质可能组成晶体也可能非晶体； 天然水晶是晶体； 熔化以后再凝结的水晶（石英玻璃）是非晶体； 晶体、非晶体可以相互转化： ①许多非晶体在一定条件下可以转化为晶体； ②研究发现，冷却得足够快、温度足够低时，几乎所有的材料都能转化为非晶体； 金属合金显微组织 从金属的显微图样中可以看到，它是由许多细小的有规则形状的小部分组成。因此金属应该是晶体。 思考：普通金属没有规则形状，但具有确定熔点。它们是? 多晶体：整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体 叫做多晶体。 ●没有规则的几何形状 ●是各向同性的 ●有确定的熔点 实例：所有的金属、粘在一起的糖块… 粘在一起 蔗糖，有确定形状 糖块，没有确定形状 糖块是非晶体？ 糖块应该是晶体 单晶体 多晶体 比较内容 固体分类　　　 宏观外形 物理性质 非晶体 没有确定的 . ① 固定熔点 ②导电、导热、光学性质表现为 . 晶体 单晶体 有天然规则的 . ① 确定的熔点 ②导热、导电、光学性质表现为 各向异性 多晶体 没有确定的 . ① 确定的熔点 ②导热、导电、光学性质表现为 各向同性 各向同性 形状 形状 形状 没有 有 有 学习任务评价一 【例1】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所示，则 ( 　　) A.甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体 B.甲、乙是非晶体，丙是晶体 C.甲、丙是非晶体，乙是晶体 D.甲、丙是多晶体，乙是晶体 A 学习任务二： 晶体 的微观结构 探究3：为什么晶体和非晶体在外形和物理、化学等性质上存在差异？ 研究方法： X射线对晶体结构进行研究； 电子显微镜对晶体内部结 构进行直接观察和照相； 晶体微观结构： ①组成晶体的物质微粒（分子或原子、离子），相互作用很强，按一定规律在空间整齐排列，体现空间排列上的周期性； ②微粒热运动不足以克服相互作用力而远离，故微粒在固定的平衡位置附近做不停的微小振动； 1.微观结构 石墨 金刚石 食盐 在各种单晶体中，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.解释晶体的特征 ●宏观外形有规则的几何形状 ●各向异性 3.解释现象 ●晶体和非晶体之间在一定条件下可以相互转化。 ●有的物质的微粒，可以按照不同规则在空间分布，从而生成不同的晶体。 石墨 金刚石 ——微粒规则排列 ——沿不同方向，微粒排列情况不同 天然石英晶体 石英玻璃 熔化再凝固 ●晶体有固定熔点的微观解释： 晶体熔化时，吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化. 非晶体熔化时，先变软，然后变成粘滞性很大的液体，温度不断升高. 温度 时间 固态 固液共存 液态 T0 硬 软 流动 学习任务评价二 【例2】2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究，他们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0.34nm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、他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的 D 【解析】石墨、石墨烯、都为晶体且都为单晶体 【例3】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.碳纳米管具有固定的熔点 C.碳纳米管的所有物理性质都是各向异性 D.碳纳米管上所有的碳原子都是静止不动的 B 课堂小结 固体 晶体 非晶体 多晶体 单晶体 有规则的几何形状 有确定的熔点 某些物理性质各向异性 无规则的几何形状 有确定的熔点 物理性质各向同性 无规则的几何形状 无确定的熔点 物理性质各向同性 导热性 导光性 导电性 课堂练习 【1】（多选）对下列几种固体物质的认识，不正确的有（　　） A、食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体 B、烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形， 说明蜂蜡是晶体 C、天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D、石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结 构不相同 BC 【2】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900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.不知有无固定熔点,无法判定是晶体还是非晶体 C 【3】下列说法正确的是 (　 　) A.一个固体球，若沿各条直径方向上的导电性能不同，则该球为单晶体 B.一块固体，若是各个方向导热性能相同，则这个固体一定是非晶体 C.一块固体，若有确定的熔点，则该固体必定为晶体 D.黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体 解析：只有单晶体才有各向异性,A正确；多晶体和非晶体都具有各向同性，B错误；只有晶体才有固定熔点，C正确；黄金是晶体，切割后分子结构不变，仍然是晶体，D项错误。 AC 【4】如图1所示，透过方解石观察下方的线条可以看到两个像，这称为双折射现象，再透过缓慢旋转的偏振片会观察到两个像交替出现，如图2所示，则下列说法错误的是（     ） A．方解石是单晶体 B．方解石光学性质各向异性 C．透过方解石的光是偏振光 D．透过方解石的光波是纵波 D 【解析】AB．单晶体具有各向异性，会产生双折射现象，方解石能产生双折射现象，则方解石是单晶体，其光学性质各向异性，故AB正确； CD．通过方解石的光能够通过偏振片观察到两个像交替出现，即发生了偏振现象，说明透过方解石的光是偏振光，只有横波才能发生偏振现象，则透过方解石的光波是横波，故C正确，D错误。 本题是选错误的，故选D。 谢谢聆听 科学漫步：石墨烯实验研究背后的一个故事 Lavf58.12.100 � Lavf58.29.100 #[1920x1080][30.00fps][4338k][0k][C][tv=f983_atlas-5.9.8] $