（江蘇專版）2018版高中物理 第九章 固體、液體和物態(tài)變化 1 固體學(xué)案 新人教版選修3-3

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1、 1　固體 [學(xué)習(xí)目標]　1.知道晶體和非晶體的特點及區(qū)分方法.2.知道單晶體和多晶體的區(qū)別.3.了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)． 一、晶體和非晶體 [導(dǎo)學(xué)探究]　(1)如圖1所示是日常生活中常見的幾種晶體和非晶體，晶體與非晶體在外觀上有什么不同？ 幾種常見的晶體： 幾種常見的非晶體： 圖1 (2) 在云母片和玻璃片上分別涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸云母片及玻璃片的另一面，石蠟熔化，如圖2所示，那么你看到的現(xiàn)象及得出的結(jié)論是什么？ 圖2 答案　(1)晶體有規(guī)則的幾何外形，非晶體無規(guī)則的幾何外形． (2)玻璃片上石蠟的熔化區(qū)呈圓形，說明玻璃片沿各個方向的導(dǎo)

2、熱性能相同．云母片上石蠟的熔化區(qū)呈橢圓形，說明云母片沿各個方向的導(dǎo)熱性能不相同． [知識梳理] (1)固體的分類： ①晶體：如石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精等． ②非晶體：如玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等． (2)晶體與非晶體的區(qū)別： 　　　比較內(nèi)容 固體分類　　　 宏觀外形 物理性質(zhì) 非晶體 沒有(填“有”或“沒有”)確定的幾何形狀 ①沒有確定的熔點 ②導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性 晶體 單晶體 有(填“有”或“沒有”)天然規(guī)則的形狀 ①有確定的熔點 ②導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性 多晶體 一個個小晶體粒粘在一起，沒有(填“有”

3、或“沒有”)確定的幾何形狀 ①有確定的熔點 ②導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)等性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性 二、晶體的微觀結(jié)構(gòu) [導(dǎo)學(xué)探究]　(1)單晶體具有規(guī)則的外形，物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向異性，而非晶體卻沒有規(guī)則的外形，并且物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向同性．產(chǎn)生這些不同的根本原因是什么呢？ (2)金剛石和石墨都是由碳原子構(gòu)成的，但它們在硬度上差別很大，這說明什么問題？ 答案　(1)它們的微觀結(jié)構(gòu)不同． (2)金剛石是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子間的作用力強，所以金剛石的硬度大．石墨是層狀結(jié)構(gòu)，原子間的作用力弱，所以石墨的硬度小．這說明組成物質(zhì)的微粒按照不同的規(guī)則在空間分布，會形成不同的晶體． [知識梳理] (1

4、)組成晶體的分子(或原子、離子)，按照一定的規(guī)則排列，具有空間上的周期性． (2)微觀結(jié)構(gòu)的不同，造成晶體與非晶體形狀和物理性質(zhì)的不同． (3)在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒按照不同規(guī)則在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石．有些晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃. 一、對晶體和非晶體的理解 判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法 (1)區(qū)分晶體與非晶體的方法：看其有無確定的熔點，晶體具有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點．僅從各向同性或者幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體． (2)區(qū)分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，

5、單晶體表現(xiàn)出各向異性，而多晶體表現(xiàn)出各向同性． 例1　下列關(guān)于晶體和非晶體的說法，正確的是(　　) A．所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性 B．晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體 C．大鹽粒磨成細鹽，就變成了非晶體 D．所有的晶體都有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點 答案　D 解析　只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性，故A錯；單晶體有天然規(guī)則的幾何形狀，而多晶體無天然規(guī)則的幾何形狀，常見的金屬屬于多晶體，故B錯；大鹽粒磨成細鹽，細鹽仍是形狀規(guī)則的晶體，故C錯；晶體和非晶體的一個重要區(qū)別就是晶體有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點，故D對． 例2　在甲、乙、丙三種固體薄片上

6、涂上蠟，用燒熱的針接觸其背面一點，蠟熔化的范圍如圖3(a)所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系如圖(b)所示，則(　　) 圖3 A．甲、乙是非晶體，丙是晶體 B．甲、丙是晶體，乙是非晶體 C．甲、丙是非晶體，乙是晶體 D．甲是非晶體，乙是多晶體，丙是單晶體 答案　B 解析　由題圖(a)知，甲、乙的導(dǎo)熱性呈各向同性，丙的導(dǎo)熱性呈各向異性；由題圖(b)知，甲、丙有固定的熔點，乙沒有固定的熔點．所以甲、丙是晶體，乙是非晶體． 判斷晶體與非晶體的關(guān)鍵是看其有無確定的熔點. 二、晶體的微觀結(jié)構(gòu) 例3　下列說法正確的是(　　) A．晶體具有天然

7、規(guī)則的幾何形狀，是因為其物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的 B．有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，是因為它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的空間結(jié)構(gòu) C．凡各向同性的物質(zhì)一定是非晶體 D．晶體的各向異性是由晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的 答案　ABD 解析　晶體的外形、物理性質(zhì)都是由晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定的，A、B、D正確；各向同性的物質(zhì)不一定是非晶體，也有可能是多晶體，C錯誤. 1．(晶體和非晶體)下列哪些現(xiàn)象能說明晶體與非晶體的區(qū)別(　　) A．鹽粒是正方體，而蜂蠟無天然規(guī)則的形狀 B．石墨可導(dǎo)電，瀝青不能導(dǎo)電 C．冰熔化時，溫度保持不變；松香受熱熔化時，溫度持續(xù)升高 D．金剛石密度大，石墨密度小

8、答案　AC 解析　單晶體有規(guī)則的幾何外形和確定的熔點，而非晶體沒有，據(jù)此知A、C正確． 2. (晶體和非晶體)如圖4所示，國家游泳中心——水立方，像一個透明的水藍色的“冰塊”，透過它游泳池中心內(nèi)部設(shè)施盡收眼底．這種獨特的感覺源于建筑外墻采用了一種叫做ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的膜材料．這種膜材料屬于非晶體，其特性是(　　) 圖4 A．具有各向同性 B．具有各向異性 C．具有確定的熔點 D．沒有確定的熔點 答案　AD 解析　非晶體沒有確定的熔點，在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性． 3．(晶體的微觀結(jié)構(gòu))晶體具有各向異性的特點是由于(　　) A．晶體在不同方向上物質(zhì)微粒

9、的排列情況不同 B．晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況相同 C．晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無規(guī)則性 D．晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性 答案　AD 解析　晶體的各向異性取決于晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性，即不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同．故正確答案為A、D. 4．(晶體的微觀結(jié)構(gòu))關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是(　　) A．它們由不同的空間點陣構(gòu)成 B．晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是有規(guī)則地排列的，非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒在不停地運動著 C．晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運動著的 D．在物質(zhì)內(nèi)部的各個層面上，微粒數(shù)相等的是晶體，微粒數(shù)不等的是非晶體 答案　B 解析　空間點陣是

10、晶體的一個特殊結(jié)構(gòu)，是晶體的一個特性，所以A是錯誤的；不管是晶體還是非晶體，組成物質(zhì)的微粒永遠在做熱運動，所以C是錯誤的；非晶體提不到層面的問題，即使是晶體，各個層面的微粒數(shù)也不一定相等，所以D也是錯誤的．故正確答案為B. 題組一　單晶體、多晶體和非晶體的區(qū)別 1．關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是(　　) A．金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體 B．晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的 C．單晶體和多晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點 D．單晶體和多晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，非晶體是各向同性的 答案　BC 解析　金剛石、食鹽、水晶是晶體，玻璃是非晶體，選項A錯誤；

11、單晶體具有各向異性，多晶體具有各向同性，選項D錯誤；晶體分子(或原子、離子)的排列是有規(guī)則的，且有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，選項B、C正確． 2. 如圖1所示，曲線M、N分別表示晶體和非晶體在一定壓強下的熔化過程．圖中橫軸表示時間t，縱軸表示溫度T.從圖中可以確定的是(　　) 圖1 A．晶體和非晶體均存在固定的熔點T0 B．曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài) C．曲線M的ab段、曲線N的ef段均表示固態(tài) D．曲線M的cd段、曲線N的fg段均表示液態(tài) 答案　B 解析　只有晶體存在固定的熔點T0，曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài)，曲線M的ab段表示固態(tài)，曲線N的ef段不表示固

12、態(tài)，曲線N的fg段不表示液態(tài)，選項B正確，A、C、D錯誤． 3. 如圖2所示，ACBD是一厚度均勻的由同一種材料構(gòu)成的圓板．AB和CD是互相垂直的兩條直徑，把圓板從圖示位置轉(zhuǎn)過90°后電流表讀數(shù)發(fā)生了變化(兩種情況下都接觸良好)．關(guān)于圓板，下列說法正確的是(　　) 圖2 A．圓板是非晶體 B．圓板是多晶體 C．圓板是單晶體 D．圓板沿各個方向?qū)щ娦阅懿煌? 答案　CD 4．關(guān)于一塊長方體的銅條，下列說法正確的是(　　) A．它是一塊晶體，因為它有規(guī)則的幾何外形 B．它是一塊晶體，因為它有確定的熔點 C．它是一塊多晶體，因為它是由許多晶粒雜亂無章排列而成的 D．它是一塊

13、非晶體，因為它的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性 答案　BC 解析　金屬銅條是多晶體，有固定的熔點，它內(nèi)部的晶體顆粒的排列是雜亂無章的． 5．云母薄片和玻璃片上分別涂一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸云母薄片及玻璃片的反面，石蠟熔化，如圖3所示，那么(　　) 圖3 A．熔化的石蠟呈圓形的是玻璃片 B．熔化的石蠟呈圓形的是云母片 C．實驗說明玻璃片有各向同性，可能是非晶體 D．實驗說明云母片有各向同性，是晶體 答案　AC 6．關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是(　　) A．具有各向同性的物體一定沒有固定的熔點 B．外形不規(guī)則的固體都是非晶體 C．通常的金屬材料在各個方向

14、上的物理性質(zhì)都相同，所以這些金屬都是非晶體 D．晶體和非晶體在適當條件下可相互轉(zhuǎn)化 答案　D 解析　晶體有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點，單晶體具有各向異性，多晶體和非晶體一樣具有各向同性，故具有各向同性的物體可能是多晶體，有固定的熔點，故A錯誤；外形不規(guī)則的固體可能是多晶體，故B錯誤；單晶體具有各向異性，多晶體和非晶體一樣具有各向同性，通常的金屬材料在各個方向上的物理性質(zhì)都相同，因為金屬是多晶體，故C錯誤；晶體和非晶體在適當條件下可相互轉(zhuǎn)化，如石英是晶體，但變成玻璃就是非晶體了，故D正確． 題組二　對晶體的微觀結(jié)構(gòu)的理解 7．下列敘述中正確的是(　　) A．晶體的各向異性是由于

15、它的微粒按空間點陣結(jié)構(gòu)排列 B．單晶體具有天然規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定規(guī)則排列 C．非晶體有規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點 D．石墨的硬度比金剛石差得多，是由于它的微粒沒有按空間點陣分布 答案　AB 8．關(guān)于石墨和金剛石的區(qū)別，下面說法正確的是(　　) A．石墨和金剛石是同種物質(zhì)微粒組成的空間結(jié)構(gòu)相同的晶體 B．金剛石晶體結(jié)構(gòu)緊密，所以質(zhì)地堅硬，石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)，所以質(zhì)地松軟 C．石墨與金剛石是不同的物質(zhì)的微粒組成的不同晶體 D．石墨導(dǎo)電、金剛石不導(dǎo)電是由于組成它們的化學(xué)元素不同 答案　B 解析　由化學(xué)知識知道，石墨和金剛石是碳的同素異形體，其化學(xué)性質(zhì)相同．它們的

16、分子的空間結(jié)構(gòu)不同，石墨中的碳原子排列為層狀結(jié)構(gòu)，層與層間距離很大，所以其質(zhì)地松軟；金剛石中的碳原子排列緊密，相互間作用力很強，所以其質(zhì)地堅硬．顯然A、C、D錯誤，B正確． 9．下列關(guān)于晶體空間點陣的說法，正確的是(　　) A．構(gòu)成晶體空間點陣的物質(zhì)微粒，可以是分子，也可以是原子或離子 B．晶體的物質(zhì)微粒之所以能構(gòu)成空間點陣，是由于晶體中物質(zhì)微粒之間相互作用很強，所有物質(zhì)微粒都被牢牢地束縛在空間點陣的結(jié)點上不動 C．所謂空間點陣與空間點陣的結(jié)點，都是抽象的概念；結(jié)點是指組成晶體的物質(zhì)微粒做永不停息地微小振動的平衡位置；物質(zhì)微粒在結(jié)點附近的微小振動，就是熱運動 D．相同的物質(zhì)微粒，可以構(gòu)成不同的空間點陣，也就是說同一種物質(zhì)能夠生成不同的晶體，從而能夠具有不同的物理性質(zhì) 答案　ACD 解析　組成晶體的物質(zhì)微?？梢允欠肿印⒃踊螂x子，這些物質(zhì)微粒也就是分子動理論所說的分子．顯然，組成晶體的物質(zhì)微粒處在永不停息的無規(guī)則的熱運動之中，物質(zhì)微粒之間存在相互作用，晶體的物質(zhì)微粒之所以能構(gòu)成空間點陣，是由于晶體中物質(zhì)微粒之間的相互作用很強，物質(zhì)微粒的熱運動不是以克服這種相互作用而彼此遠離，所以選項B的說法錯誤．A、C、D正確． 8