2017年高中物理第二章固体、液体和气体第一讲晶体和非晶体第二讲晶体的微观结构第三讲

1、 第一讲晶体和非晶体 第二讲晶体的微观结构 第三讲固体新材料 目标定位1.知道晶体和非晶体外形和物理性质上的区别 2 知道晶体可分为单晶体和多 晶体 3 了解晶体的微观结构 4 了解固体新材料在生活、生产、科学研究等方面的应用 产预习导学全 梳理-识记点拨 _ 一、 晶体和非晶体 1. 固体可以分为晶体和非晶体两类 . 晶体又可以分为单晶体与多晶体 . 2. 石英、云母、明矶、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等是晶体，燮璃、蜂蜡、松香、沥青、橡 胶等是非晶体 3. 单晶体有确定的几何形状，非晶体没有确定的几何形状 4. 晶体有确定的熔点， 非晶体没有确定的熔点; 晶体的某些物理性质表现为各向异性， 非

2、晶 体沿各个方向的物理性质都是一样的，表现为各向同性；多晶体是各向同性的 . 二、 晶体的微观结构 1. 晶体的微观结构假说的内容：晶体内部的微粒是有规则地排列着的 2. 假说提出的依据：晶体外形的规则性和物理性质的各向异性 . 3. 实验验证：人们利用 X 射线和电子显微镜对晶体的内部结构进行研究后证实了晶体的内部 粒子有规则排列的假说是正确的 . 4. 微观结构理论的内容： (1) 组成晶体的物质微粒(原子、分子或离子)按一定的规律在空间整齐排列 . 晶体内部各微粒之间存在着很强的相互作用力，微粒只能在各自的平衡位置附近做微小 振动. 戸课堂讲义 臺理解-深化探究 _ 一、正确理解晶体与非

3、晶体的区别 1. 区别 分类 宏观外形 物理性质 2 非晶体 没有确定的形状 没有固定的熔点； 导电、导热、光学性质表现为各向同性 晶 体 单 晶 体 有天然规则的形状 有确定的熔点； 导电、导热、光学性质表现为各向异性 多 晶 体 没有确定的形状 有确定的熔点； 导电、导热、光学性质表现为各向同性 2. 区别晶体和非晶体关键看有无固定的熔点， 单晶体与多晶体的区别关键看有无规则的几何 外形及是否有各向、异性 【例 1 下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是 （ ） A. 所有的晶体都表现为各向异性 B. 晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体 C. 大粒盐磨成细盐，就变成了非晶

4、体 D. 所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点 答案 D 解析 只有单晶体才表现为各向异性， 故 A 错；单晶体有规则的几何形状， 而多晶体无规则 的几何形状，金属属于多晶体，故 B 错；大粒盐磨成细盐，而细盐仍是形状规则的晶体，在 放大镜下能清楚地观察到，故 C 错；晶体和非晶体的一个重要区别就是晶体有确定的熔点， 而非晶体无确定的熔点，故 D 对 针对训练某一固体具有一定的熔点，那么它 （ ） A. 一定是晶体 B. 一定是非晶体 C.是多晶体 D.不一定是非晶体 答案 A 解析 无论是单晶体还是多晶体都有一定的熔点 【例 2】如图 1 所示，曲线 M N分别表示晶体和非晶体在

5、一定压强下的熔化过程 图中横轴 表示时间t，纵轴表示温度 T.从图中可以确定的是（ ） 图 1 3 A. 晶体和非晶体均存在固定的熔点 To B. 曲线M的be段表示固液共存状态 C. 曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态 D. 曲线M的ed段、曲线N的fg段均表示液态 答案 B 解析 只有晶体存在固定的熔点 T),曲线M的be段表示固液共存状态， 曲线M的ab段表示 固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项 B 正确，A、C、D 错误. 二、对晶体和非晶体的微观解释 1. 对单晶体各向异性的解释 图 2 如图 2 所示，这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况 .从

6、图上可以看出，在沿不同方 向所画的等长直线 AB AC AD上物质微粒的数目不同直线AB上物质微粒较多，直线 AD 上较少，直线AC上更少正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 2. 对晶体具有一定熔点的解释 给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置， 使规则的排列被破坏， 晶体开始熔解，熔解时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列， 温 度不发生变化. 3. 对多晶体特征的微观解释 晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性 . 它在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性 .

7、多晶体和非晶体的主要区别是多晶体有确 定的熔点，而非晶体没有. 4. 对非晶体特征的微观解释 在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看，在微粒非常多的情况下， 沿不同方向的等长直线上， 微粒的个数大致相等， 也就是说，非晶体在不同方向上的微粒排 列及物质结构情况基本相同，所以非晶体在物理性质上表现为各向同性 6.对同素异构体的解释 这是由于它们的物质微粒能够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不同 .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 【例 3】2010 年诺贝尔物理学奖授予

8、安德烈海姆和康斯坦丁 诺沃肖洛夫，以表彰他们在 石墨烯材料4 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 3 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 ( ) 石闍的微现结拘 石盟烯的微观结构 图 3 A. 石墨是 晶体，石墨烯是非晶体 B. 石墨是单质，石墨烯是化合物 C. 石墨、石墨烯与金刚石都是晶体 D. 他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的 答案 CD 解析 石墨、石墨烯、金刚石都为晶体且都为单质， A、B 错误，C 正确；两位科学家是通

9、过 物理变化的方法获得石墨烯的， D 正确.故正确的答案为 C D. 三、固体新材料 1. 新材料的基本特征 (1) 新材料有优异的性能和广阔的应用前景 (2) 新材料的发展与新工艺、新技术密切相关； (3) 新材料往往具有特殊性能，如超高强度、超高硬度、超塑性； (4) 新材料的研发和应用推动了人类文明和社会的进步 2. 新材料的未来 (1) 新材料科学正向着研究各种复合材料(例如复合金属材料、复合陶瓷材料、复合高分子材 料)、研究并开发纳米材料、开发同时具有感知外界环境或参数变化和驱动功能的机敏材料、 研究开发生物医学材料等方向发展 (2) 新材料的制备工艺、检测仪器和计算机应用也是今后新

10、材料科学技术发展的重要内容 【例 4】下列说法正确的是( ) A. 新材料特殊的性能，它不仅包括特殊的物理性能，也包括一些特殊的化学性能 B. 制作集成电路时，尽管对硅单晶片的完整性有很高的要求， 但是可以允许单晶片内原子的 规则排列出现微小的缺陷 一 10 C. 纳米是长度单位，1nm= 10 m D. 金属薄膜可以配合读写磁头设计的改进，增大磁记录的密度 5 答案 D 解析 新材料的特殊性能是指物理性能， A 错；制作集成电路的硅单晶片是不允许硅单晶片 内原子的规则排列出现微小的缺陷的， B 错；1nm= 10一9m C 错；由于金属薄膜的晶粒尺寸 小、晶粒各向异性大，晶粒间的相互交换作用

11、弱， 是可以配合读写磁头的改进增大磁记录的 密度的，D 正确. 戸对点练习叠 巩固应用反愦 _ 晶体与非晶体 1. 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 （ ） A可以根据各向异性或各向同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一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球体一定是单晶体 D块晶体，若其各个方向的导热性相同，则这块晶体一定是多晶体 答案 CD 解析 判定固体是否为晶体的标准是看是否有固定的熔点 多晶体和非晶体都具有各向同性 和天然无规则的几何外形，单晶体具有各向异性和天然规则的几何外形 2. 下列固体中全部属

12、于晶体的是 （ ） A.石英、 云母、 明矶、 食盐、雪花、铜 B.石英、 玻璃、 云母、 铜 C.食盐、 雪花、 云母、 硫酸铜、松香 D.蜂蜡、 松香、 橡胶、 沥青 答案 A 晶体和非晶体的微观解释 3. 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 （ ） A. 它们由不同的空间点阵构成 B. 晶体内部的物质微粒是有规则地排列的，非晶体内部的物质微粒在不停地运动着 C. 晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的 D. 在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不等的是非晶体 答案 B 解析 空间点阵是晶体的一个特殊结构， 是晶体的一个特性， 所以 A 是错误的；不管

13、是晶体 还是非晶体，组成物质的微粒永远在做热运动， 所以 C 是错误的；非晶体提不到什么层面的 问题，即使是晶体，各个层面的微粒数也不见得相等，所以 D 也是错误的.故正确答案为 B. 4. 某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体 （ ） 6 A. 一定是非晶体 B. 可能具有确定的熔点 C. 一定是单晶体，因为它有规则的几何外形 D定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质 答案 B 解析 导热性能各向相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，因此， A 选项不正确；多 晶体具有确定的熔点，因此 B 选项正确；物体外形是否规则不是判断是否是单晶体的依据， 应该说，单晶体具有规则的几何外形

14、是“天生”的， 而多晶体和非晶体也可以有规则的几何 外形，当然这只能是“后天”人为加工的， 因此 C 选项错误；单晶体也不一定各个物理特性 都有各向异性，故 D 错. 琴题组训1练產 解疑纠偏检测 _ （时间：60 分钟） 题组一晶体和非晶体 1. 下列说法中正确的是（ ） A. 玻璃是晶体 B.食盐是非晶体 C云母是晶体 D.石英是非晶体 答案 C 解析 玻璃是非晶体，食盐、云母、石英都是晶体，故选项 C 正确. 2. 云母薄片和玻璃片分别涂一层很薄的石蜡， 然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的 反面，石蜡熔化，如图 1 所示，那么（ ） 闻 (b) 图 1 A. 熔化的石蜡呈圆形的是玻

15、璃片 B. 熔化的石蜡呈圆形的是云母片 C. 实验说明玻璃片有各向同性，可能是非晶体 D. 实验说明云母有各向同性，是晶体 答案 AC 解析单晶体在导热这一物理性质上具有各向异性，而非晶体则是各向同性 3. 下列哪些现象能说明晶体与非晶体的区别 （ ） 7 A. 食盐是正方体，而蜂蜡无规则形状 B. 石墨可导电，沥青不能导电 C. 冰熔化时，温度保持不变，松香受热熔化时温度持续升高 D. 金刚石密度大，石墨密度小8 答案 AC 解析 晶体有天然规则的几何外形，具有一定的熔点，而非晶体则没有，故 4. 下列说法正确的是（ ） A. 黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体 B同一种物质只能形成一

16、种晶体 C. 单晶体的所有物理性质都是各向异性的 D. 玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状 答案 D 解析 常见的金属都是多晶体， 因而黄金也是多晶体， 只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂 乱无章，才使黄金没有规则的几何形状， 故 A 错；同一种物质可以形成多种晶体， 如碳可以 形成金刚石和石墨两种晶体， 故 B 错；单晶体只在某些物理性质上表现出各向异性， 并不是 所有物理性质都表现出各向异性， 故 C 错；玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和规则的几 何形状，D 对. 5. 如图 2a、b 所示是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线判断下列说法正确的是 （ ） A. a 是晶体 B.b

17、是晶体 C.a 是非晶体 D.b 是非晶体 答案 AD 解析晶体在熔化过程中不断吸热，但温度却保持不变（熔点对应的温度），而非晶体没有确 定的熔点，加热过程，非晶体先变软，然后熔化，温度却不断上升，因此 a 对应的是晶体， b 对应的是非晶体. 6. 如图 3 所示，ABCD是一厚度均匀的由同一种材料构成的圆板 .AB和CD是互相垂直的两条 直径，把圆板从图示位置转 90后电流表读数发生了变化 （两种情况下都接触良好）.关于圆 板， 下列说法正确的是（ ） A、C 正确. 9 A. 圆板是非晶体10 B. 圆板是多晶体 C. 圆板是单晶体 D. 圆板沿各个方向导电性能不同 答案 CD 题组二

18、晶体和非晶体的微观结构 7. 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 ( ) A. 人造晶体在现代技术中应用广泛，但没有固定的熔点 B. 晶体内部的物质微粒按一定规则排列且不停振动， 非晶体内部的物质微粒在不停地运动着 C. 晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒却在不停地运动着 D. 晶体管的制造材料是晶体 答案 BD 解析 有确定熔点是晶体的属性， A 错误；组成物质的微粒永远在做热运动，不管是晶体还 是非晶体，B 正确，C 错误；晶体管是由晶体材料制成的， D 正确 8. 有关晶体的微观结构，下列说法中正确的有 ( ) A. 同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质 B. 同种元

19、素的原子按不同结构排列有不同的物理性质 C. 同种元素形成晶体只能有一种排列规律 D. 同种元素形成晶体可能有不同的排列规律 答案 BD 解析 同种元素的原子可以按不同结构排列，形成不同的物质，不同物质的物理性质不同， 如同是由碳元素组成的石墨和金刚石的物质密度、 机械强度、 导热性、 导电性和光学性质等 都有很大差别，所以 B D 正确，A、C 错误 9. 下列说法错误的是( ) A. 晶体具有天然规则的几何形状，是因为物质微粒是规则排列的 B. 有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构 C. 凡各向同性的物质一定是非晶体 D. 晶体的各向异性是由晶体内部

20、结构决定的 答案 C 解析 晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的， A、B D 正确；各向同性的物 质不一定是非晶体，多晶体也具有这样的性质， C 错误 10. 下列关于探索晶体结构的几个结论中正确的是 ( ) A. 1912 年，德国物理学家劳埃用 X 射线来探测固体内部的原子排列，才证实了晶体内部的 物质微粒的确是按一定的规律整齐地排列起来的 B. 组成晶体的物质微粒，没有一定的规则在空间杂乱无章地排列着， 并且晶体的微观结构没(1) 11 有周期性特点 C. 晶体内部各微粒之间还存在着很强的相互作用力，这些作用力就像可以伸缩的弹簧一样， 将微粒约束在一定的平衡位置上 D. 热运动时，晶体内部的微粒可以像气体分子那样在任意空间里做剧烈运动 答案 AC 解析 劳埃在 1912 年用 X 射线证实了晶体内部结构的规律性 .而晶体内部微粒都只能在各自 的平衡位置附近振动，是因为微粒间存在着相互作用力的结果 题