新教材同步系列2024春高中物理第二章气体固体和液体4固体课件新人教版选择性必修第三册

第二章气体、固体和液体4固体学习目标学法与考法1．知道晶体和非晶体、单晶体和多晶体的异同点(重点)2．知道各向异性和各向同性现象(重点)3．学会用单晶体的微观结构特点来解释单晶体外形的规则性和物理性质的各向异性(难点)学法：①通过阅读，能说出晶体和非晶体的特点及区分方法．②通过讨论能说出单晶体与多晶体的区别考法：①考查单晶体、多晶体和非晶体的特点及它们之间的区别．②考查对晶体微观结构的理解知识导图

课前•自主预习晶体和非晶体1．固体分类固体可以分为________和__________两类．石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是________，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是________．2．晶体单晶体具有______的几何形状，多晶体和非晶体没有______的几何形状，晶体________的熔点，非晶体__________________．晶体非晶体晶体非晶体确定确定有确定没有确定的熔点3．晶体特点有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为____________．非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作__________．由于多晶体是许多________杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是______________的．各向异性各向同性单晶体各向同性的可以根据各向异性或各向同性来鉴别单晶体和多晶体吗？【答案】不能，单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性．

(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 (

)A．有规则的几何外形的固体一定是晶体B．只有单晶体才有天然规则的几何外形C．晶体在物理性质上一定是各向异性的D．晶体熔化时具有确定的熔点【答案】BD【解析】单晶体有规则的几何外形，多晶体与非晶体都没有规则的几何外形，如果固体有规则的几何外形但不是天然的，而是人为加工的，则其不一定是晶体，A错误，B正确；单晶体只在某些物理性质上表现为各向异性，并非所有的物理性质都表现为各向异性，多晶体在物理性质上表现为各向同性，C错误；晶体有确定的熔点，D正确．晶体的微观结构1．规则性单晶体的原子(分子、离子)都是按照各自的规则排列，具有_______的周期性．2．变化或转化在不同条件下，同种物质的微粒按照__________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_______________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．空间上不同规则在一定条件下组成石墨和金刚石的物质微粒是按不同的规则排列的吗？【答案】是的，同一种物质微粒可能形成不同的晶体结构，从而生成种类不同的几种晶体，金刚石与石墨是它的一个特例．关于石墨和金刚石的区别，下列说法正确的是 (

)A．石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体B．金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬；石墨晶体是层状结构，所以质地松软C．石墨与金刚石是不同的物质微粒组成的不同晶体D．石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同【答案】B【解析】由化学知识知道，石墨和金刚石是碳的同素异形体，其化学性质相同．它们的分子的空间结构不同，石墨中的碳原子排列为层状结构，层与层间距离很大，所以其质地松软；金刚石中的碳原子排列紧密，相互间作用力很强，所以其质地坚硬．显然A、C、D错误，B正确．课堂•重难探究－探究晶体和非晶体1．晶体与非晶体的区别固体分类宏观外形物理性质非晶体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固体分类宏观外形物理性质晶体单晶体有天然规则的形状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单晶体组合在一起，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2．正确理解单晶体的各向异性(1)在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的．①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性质时，测试结果不同．②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下：①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．对晶体和非晶体的理解例1如图所示，方解石形成的双折射现象实验的照片，下列关于方解石的说法正确的是 (

)A．是非晶体B．具有固定的熔点C．所有的物理性质都是各向异性D．是由许多单晶体杂乱无章排列组成的【答案】B

【解析】光在晶体中的双折射现象就是光学各向异性的表现，所以图中方解石的双折射现象说明方解石是晶体，具有固定的熔点，A错误，B正确；单晶体具有规则的几何形状、各向异性和一定的熔点等性质；而多晶体是由许多小的晶体杂乱无章地排列在一起组成的，使得多晶体不再具有规则的几何外形，而且也看不出各向异性的特点，C、D错误．变式1在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，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丁所示，以下说法正确的是

(

)甲

乙

丙

丁A．甲、乙为非晶体，丙是晶体B．甲、乙为晶体，丙是非晶体C．甲、丙为非晶体，乙是晶体D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体【答案】D【解析】由题图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由题图丁可知：甲、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体．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．－探究晶体的微观结构1．对单晶体各向异性的解释如图所示，这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况．从图上可以看出，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．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．5．同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同形态出现，晶体和非晶体可在一定条件下相互转化．对晶体的微观结构的理解例2

(2023年上海名校期中)下列现象不能判断该材料为晶体的是

(

)A．这种材料沿不同方向的热胀冷缩的性质不同B．这种材料沿不同方向的热传导快慢不同C．这种材料沿不同方向的导电性能不同D．这种材料沿不同方向的长度不同【答案】D【解析】单晶体在导热、导电、热膨胀与光学性质上表现出各向异性，即沿不同方向上的性能不相同，因此A、B、C可判断该材料为晶体．本题选不能判断该材料为晶体的，故选D．变式2

(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．晶体各向异性的原因1．单晶体物理性质的不同取决于其微观结构，单晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列着，有规则的几何外形，在物理性质上表现为各向异性．2．多晶体是由许许多多晶粒组成的，晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，无规则的几何外形，多晶体在物理性质上表现为各向同性．小练•随堂巩固1．(多选)下列说法正确的是

(

)A．显示各向异性的物体必定是晶体B．不显示各向异性的物体必定是非晶体C．具有确定熔点的物体必定是晶体D．不具有确定熔点的物体必定是非晶体【答案】ACD【解析】单晶体具有各向异性，故只要具有各向异性的固体必定是晶体，故A正确；非晶体和多晶体均显示各向同性，故不显示各向异性的物体不一定是非晶体，还可能是多晶体，故B错误；晶体均具有确定的熔点，非晶体不具有确定的熔点，所以具有确定熔点的物体必是晶体，不具有确定的熔点的固体就必定是非晶体，故C、D正确．2．(多选)如图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．甲是晶体

B．乙是晶体C．甲是非晶体

D．乙是非晶体【答案】AD【解析】在晶体熔化过程中，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，不断加热，非晶体先变软，然后熔化，温度却不断上升，因此甲对应的是晶体，乙对应的是非晶体．3．(多选)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 (

)A．单晶体有规则的几何形状B．晶体在物理性质上一定是各向异性的C．晶体熔化时具有一定的熔点D．晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的【答案】ACD【解析】单晶体一定具有规则的几何形状，故A正确；多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，所以具有各向同性，故B错误；不论是单晶体还是多晶体，熔化时具有一定的熔点，故C正确；晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的，如天然石英为晶体，而人为熔化后将变成非晶体，故D正确．4．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 (

)A．有规则几何外形的固体一定是晶体B．晶体在物理性质上一定是各向异性的C．非晶体不可能转化为晶体D．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点【答案】D【解析】因为外形可以用人工的方法处理，所以A错误；多晶体在物理性质上是各向同性的，B错误；实验证明非晶体在适当的条件下可以转化为晶体，C错误；晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点，D正确．5．下列叙述中正确的是

(

)A．明矾是多晶体，玻璃是单晶体B．单晶体和多晶体都是各向异性的C．同种物质的晶体形态和非晶体形态的化学性质是不同的D．多晶体和非晶体都是各向同性，所以是否各向同性不是区别晶体和非晶体的条件【答案】D【解析】明矾属于单晶体，玻璃是非晶体，A错误；单晶体具有各向异性，而多晶体没有各向异性，B错误；化学性质与形态无关，与物质种类有关，C错误；多晶体和非晶体都是各向同性的，所以是否各向同性不是区别晶体和非晶体的条件，D正确．6．2022年北京冬奥会的雪花形主火炬由96块小