物理人教版选修3-3学案第九章固体液体和物态变化1

1固体[学习目标]1.知道晶体和非晶体的特点及区分方法.2.知道单晶体和多晶体的区别.3.了解晶体的微观结构．一、晶体和非晶体[导学探究](1)如图1所示是日常生活中常见的几种晶体和非晶体，晶体与非晶体在外观上有什么不同？几种常见的晶体：几种常见的非晶体：图1(2)在云母片和玻璃片上分别涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的另一面，石蜡熔化，如图2所示，那么你看到的现象及得出的结论是什么？图2答案(1)晶体有规则的几何外形，非晶体无规则的几何外形．(2)玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形，说明玻璃片沿各个方向的导热性能相同．云母片上石蜡的熔化区呈椭圆形，说明云母片沿各个方向的导热性能不相同．[知识梳理]对晶体和非晶体的理解(1)固体的分类：①晶体：如石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等．②非晶体：如玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等．(2)晶体与非晶体的区别：比较内容固体分类宏观外形物理性质非晶体没有(“有”或“没有”)确定的几何形状①没有确定的熔点②导电、导热、光学性质表现为各向同性晶体单晶体有(“有”或“没有”)天然规则的形状①有确定的熔点②导热、导电、光学性质表现为各向异性多晶体一个个小晶体粒粘在一起，没有(“有”或“没有”)确定的几何形状①有确定的熔点②导热、导电、光学等性质表现为各向同性[即学即用]判断下列说法的正误．(1)所有晶体都具有天然、规则的几何外形．(×)(2)没有固定熔点的固体一定是非晶体．(√)(3)物理性质表现为各向同性的一定是非晶体．(×)二、晶体的微观结构[导学探究](1)单晶体具有规则的外形，物理性质方面表现为各向异性，而非晶体却没有规则的外形，并且物理性质方面表现为各向同性．产生这些不同的根本原因是什么呢？(2)金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这说明什么问题？答案(1)它们的微观结构不同．(2)金刚石是网状结构，原子间的作用力强，所以金刚石的硬度大．石墨是层状结构，原子间的作用力弱，所以石墨的硬度小．这说明组成物质的微粒按照不同的规则在空间分布，会形成不同的晶体．[知识梳理]对晶体微观结构的认识(1)组成晶体的原子(或分子、离子)，按照一定的规则排列，具有空间上的周期性．(2)微观结构的不同，造成晶体与非晶体形状和物理性质的不同．(3)在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石．有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)同一种物质只能形成一种晶体．(×)(2)有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体．(√)(3)金刚石是晶体，石墨是非晶体．(×)一、对晶体和非晶体的理解判断晶体与非晶体、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．例1下列关于晶体和非晶体的说法，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．大盐粒磨成细盐，就变成了非晶体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，常见的金属属于多晶体，故B错；大盐粒磨成细盐，细盐仍是形状规则的晶体，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，而非晶体没有确定的熔点，故D对．例2在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其背面一点，蜡熔化的范围如图3(a)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(b)所示，则()图3A．甲、乙是非晶体，丙是晶体B．甲、丙是晶体，乙是非晶体C．甲、丙是非晶体，乙是晶体D．甲是非晶体，乙是多晶体，丙是单晶体答案B解析由题图(a)知，甲、乙的导热性呈各向同性，丙的导热性呈各向异性；由题图(b)知，甲、丙有固定的熔点，乙没有固定的熔点．所以甲、丙是多晶体，乙是非晶体．判断晶体与非晶体的关键是看其有无确定的熔点.二、晶体的微观结构例3(多选)下列说法正确的是()A．晶体具有天然规则的几何形状，是因为其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，是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结构决定的答案ABD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，也有可能是多晶体，C错误．针对训练(多选)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·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4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()图4A．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.1．下列固体中全是由晶体组成的是()A．石英、云母、明矾、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A2．某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体()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.一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质答案B解析导热性能各向同性的物体不一定是非晶体，A选项错误；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具有各向异性，故D选项错误．3．(多选)如图5所示，ACBD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()图5A．圆板是非晶体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CD4．(多选)对下列几种固体物质的认识，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同答案AD解析若物体是晶体，则熔化过程中，温度保持不变，A项正确；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是晶体各向异性的表现，说明云母片是晶体，B项错误；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规则，C项错误；由于石墨和金刚石的物质微粒排列结构不同，导致了它们的物理性质不同，D项正确．一、选择题1.一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品，长AB是宽AD的两倍，如图1所示．如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′和O2O2′方向测量，结果阻值均为R，则这块样品可能是()图1A．单晶体 B．多晶体C．非晶体 D．金属答案A解析用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1′、O2O2′方向测量结果均相同，说明该物体沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)不同，即表现出各向异性的物理性质，所以A正确．如果是普通金属，可以分析出沿O1O1′方向电阻比较大．2．(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体B．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D．单晶体具有各向异性，非晶体和多晶体具有各向同性答案BCD解析金刚石、食盐、水晶是晶体，玻璃是非晶体，选项A错误；单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性，选项D正确；晶体分子的排列是有规则的，且有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，选项B、C正确．3．石墨和金刚石，性质有很大差异，是由于()A．石墨是各向异性的，而金刚石是各向同性的B．它们的化学成分不同C．它们都是各向同性的D．组成它们的物质微粒按不同的规则排列答案D解析物质的性质由物质微粒的微观结构决定，故D选项正确．4．(多选)如图2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()图2A．a是晶体 B．b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，因此a对应的是晶体，b对应的是非晶体．图35．(多选)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3所示，那么()A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片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AC6．(多选)下列说法中正确的是()A．只要是具有各向异性的固体就必定是晶体B．只要是不显示各向异性的固体就必定是非晶体C．只要是具有确定的熔点的固体就必定是晶体D．只要是不具有确定的熔点的固体就必定是非晶体答案ACD解析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，故B错，A对；晶体一定有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故C、D均正确．7．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天然规则的几何形状，D对．8．(多选)下列叙述中正确的是()A．晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵结构排列B．单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规则排列C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点D．石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布答案AB二、非