人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE34固體〖學習目標〗1.知道晶體和非晶體的特點及區分方法.2.知道單晶體和多晶體的區別.3.了解晶體的微觀結構．一、晶體和非晶體1．固體可以分為晶體和非晶體兩類．晶體又可以分為單晶體與多晶體．2．石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、味精等是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體．3．非晶體(1)沒有(填“有”或“沒有”)規則的外形．(2)物理性質：a.沒有(填“有”或“沒有”)確定的熔化溫度；b．導電、導熱、光學等物理性質表現為各向同性(填“異性”或“同性”)．4．晶體(1)單晶體：①有(填“有”或“沒有”)天然的規則的幾何形狀②a.有(填“有”或“沒有”)確定的熔點；b．導電、導熱、光學等某些物理性質表現為各向異性(填“異性”或“同性”)．(2)多晶體：①沒有(填“有”或“沒有”)規則的幾何形狀②a.有(填“有”或“沒有”)確定的熔點；b．導電、導熱、光學等物理性質表現為各向同性(填“異性”或“同性”)二、晶體的微觀結構1．在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規則排列的，具有空間上的周期性．2．有的物質在不同條件下能夠生成不同的晶體．那是因為組成它們的微粒能夠按照不同規則在空間分布，例如碳原子按不同的空間分布排列可形成石墨和金剛石．3．同一種物質也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現．有些非晶體在一定條件下也可以轉化為晶體．1．判斷下列說法的正誤．(1)所有晶體都具有天然、規則的幾何外形．(×)(2)沒有確定的熔化溫度的固體一定是非晶體．(√)(3)物理性質表現為各向同性的一定是非晶體．(×)(4)同一種物質只能形成一種晶體．(×)(5)有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體．(√)2．某球形固體物質，其各向導熱性能不相同，則該物體一定是________．〖答案〗單晶體一、晶體和非晶體導學探究(1)如圖1甲所示是日常生活中常見的幾種晶體，圖乙是生活中常見的幾種非晶體，請在圖片基礎上思考以下問題：圖1①晶體與非晶體在外觀上有什么不同？②沒有規則幾何外形的固體一定是非晶體嗎？(2)在玻璃片和云母片上分別涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸玻璃片及云母片的另一面，石蠟熔化，如圖2所示，那么你看到的現象及得出的結論是什么？圖2〖答案〗(1)①單晶體有規則的幾何外形，多晶體和非晶體無規則的幾何外形．②不是．由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體也沒有規則的幾何外形．(2)玻璃片上石蠟的熔化區呈圓形，說明玻璃沿各個方向的導熱性能相同．云母片上石蠟的熔化區呈橢圓形，說明云母沿不同方向的導熱性能不相同．知識深化1．單晶體、多晶體及非晶體的異同比較分類微觀結構宏觀表現外形物理性質晶體單晶體組成晶體的物質微粒(原子、分子、離子)在空間按一定規則排列——空間點陣有天然、規則的幾何形狀各向異性有確定的熔點多晶體由無數的晶體微粒(小晶粒)無規則排列組成沒有天然、規則的幾何形狀各向同性非晶體內部物質微粒是無規則排列的沒有確定的熔化溫度2.對單晶體的各向異性的理解(1)單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質不同，也就是沿不同方向去測試單晶體的物理性能時，測試結果不同．通常所說的物理性質包括彈性、硬度、導熱性能、導電性能、磁性等．(2)單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質上表現出各向異性，舉例如下：①云母晶體在導熱性能上表現出顯著的各向異性——沿不同方向傳熱的快慢不同．②方鉛礦石晶體在導電性能上表現出顯著的各向異性——沿不同方向電阻率不同．③立方體形的銅晶體在彈性上表現出顯著的各向異性——沿不同方向的彈性不同．④方解石晶體在光的折射上表現出各向異性——沿不同方向的折射率不同．下列關于晶體和非晶體的說法，正確的是()A．所有的晶體都表現為各向異性B．晶體一定有規則的幾何形狀，形狀不規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化溫度〖答案〗D〖解析〗只有單晶體才表現為各向異性，故A錯；單晶體有規則的幾何形狀，而多晶體無規則的幾何形狀，常見的金屬屬于多晶體，故B錯；大鹽粒磨成細鹽，細鹽仍是形狀規則的晶體，故C錯；晶體和非晶體的一個重要區別就是晶體有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔化溫度，故D對．判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法1．區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化溫度．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．區分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體某些物理性質表現出各向異性，而多晶體表現出各向同性．(2020·廣州市培正中學高二月考)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，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系圖像如圖(b)所示，則()圖3A．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(b)知，甲、丙有確定的熔點，乙沒有確定的熔化溫度，所以甲、丙是晶體，乙是非晶體，由題圖(a)知，甲、乙的導熱性能呈各向同性，丙的導熱性能呈各向異性，所以丙是單晶體，B正確．二、晶體的微觀結構導學探究(1)單晶體具有規則的幾何外形，物理性質方面表現為各向異性，而非晶體沒有規則的幾何外形，并且物理性質方面表現為各向同性．產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)它們的微觀結構不同．(2)金剛石是網狀結構，原子間的作用力強，所以金剛石的硬度大．石墨是層狀結構，層與層間距離較大，原子間的作用力較弱，所以石墨的硬度?。@說明組成物質的微粒按照不同的規則在空間分布會形成不同的晶體．知識深化對晶體的微觀解釋(1)對單晶體各向異性的解釋圖4為在一個平面上單晶體物質微粒的排列情況．在沿不同方向所畫的等長線段AB、AC、AD上物質微粒的數目不同．線段AB上物質微粒較多，線段AD上較少，線段AC上更少．因為在不同方向上物質微粒的排列情況不同，才引起單晶體在不同方向上物理性質的不同．圖4(2)對晶體具有確定熔點的解釋晶體加熱到一定溫度時，一部分微粒有足夠的動能克服微粒間的作用力，離開平衡位置，使規則的排列被破壞，晶體開始熔化，熔化時晶體吸收的熱量全部用來破壞規則的排列，溫度不發生變化．下列敘述中錯誤的是()A．晶體的各向異性是由于它的微粒是按各自的規則排列著的B．單晶體具有規則的幾何外形是由于它的微粒按一定規律排列C．非晶體的內部微粒是無規則排列的D．石墨的硬度與金剛石差很多，是由于它的微粒沒有按空間點陣分布〖答案〗D〖解析〗晶體內部微粒排列的空間結構決定著晶體的物理性質不同；也正是由于它的微粒按一定規律排列，使單晶體具有規則的幾何外形，選項A、B正確；非晶體的內部微粒是無規則排列的，選項C正確；石墨與金剛石的硬度相差甚遠是由于它們內部微粒的排列結構不同，石墨的層狀結構決定了它的質地松軟，而金剛石的網狀結構決定了其中碳原子間的作用力很強，所以金剛石有很大的硬度，選項D錯誤．(多選)2010年諾貝爾物理學獎授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．他們通過透明膠帶對石墨進行反復地粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結構．如圖5所示為石墨、石墨烯的微觀結構，根據以上信息和已學知識判斷，下列說法正確的是()圖5A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體B．石墨是單質，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的〖答案〗CD〖解析〗石墨、石墨烯、金剛石都為晶體且都為單質，A、B錯誤，C正確；兩位科學家是通過物理變化的方法獲得石墨烯的，D正確．1．(晶體和非晶體)(2020·鹽城市伍佑中學高二月考)關于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A．可以根據各向同性或各向異性來鑒別晶體和非晶體B．一塊均勻薄片，沿各個方向對它施加拉力，發現其強度一樣，則此薄片一定是非晶體C．一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導電性能不同，則該球一定是單晶體D．一塊晶體，若其各個方向的導熱性能相同，則一定是單晶體〖答案〗C〖解析〗物理性質表現為各向同性的可以是多晶體，也可以是非晶體，故不能根據各向異性或各向同性來鑒別晶體和非晶體，故A錯誤；沿各個方向對一塊均勻薄片施加拉力，發現其強度一樣，表現出各向同性，可能是非晶體，也可能是多晶體，故B錯誤；一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導電性能不同，即具有各向異性，則該球一定是單晶體，故C正確；一塊晶體，若其各個方向的導熱性能相同，表現出各向同性，可能是多晶體，故D錯誤．2．(晶體和非晶體)甲、乙兩種薄片的表面分別涂有薄薄的一層石蠟，然后用燒熱鋼針的針尖分別接觸這兩種薄片石蠟涂層的背面，接觸點周圍熔化了的石蠟分別形成如圖6所示形狀，對這兩種薄片，下列說法中正確的是()圖6A．甲的熔點一定高于乙的熔點B．甲一定是晶體C．乙一定是晶體D．乙一定是非晶體〖答案〗B〖解析〗單晶體是各向異性的，熔化了的石蠟形成橢圓形，非晶體和多晶體是各向同性的，則熔化了的石蠟形成圓形，故B正確．3．(晶體的微觀結構)(多選)下列說法正確的是()A．將一塊晶體敲碎后，得到的小顆粒是非晶體B．固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學性質C．由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體D．在合適的條件下，某些晶體可以轉化為非晶體，某些非晶體也可以轉化為晶體〖答案〗BCD〖解析〗晶體有確定的熔點，并不會因為顆粒的大小而改變，即使敲碎為小顆粒，仍舊是晶體，選項A錯誤；固體分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上光學性質不同，表現出各向異性，選項B正確；同種元素構成的固體可能由于原子的排列方式不同而形成不同的晶體，如金剛石和石墨，選項C正確；晶體的分子排列結構如果遭到破壞就可能形成非晶體，某些非晶體在合適的條件下也可以轉化為晶體，選項D正確．4．(晶體的微觀結構)(多選)下列說法正確的是()A．晶體具有天然規則的幾何形狀，是因為物質微粒是規則排列的B．有的物質能夠生成種類不同的幾種晶體，因為它們的物質微粒能夠形成不同的空間結構C．凡具有各向同性的物質一定是非晶體D．晶體的各向異性是由晶體內部結構決定的〖答案〗ABD〖解析〗晶體的外形、物理性質都是由晶體的微觀結構決定的，A、B、D正確；具有各向同性的物質不一定是非晶體，多晶體也具有這樣的性質，C錯誤．4固體〖學習目標〗1.知道晶體和非晶體的特點及區分方法.2.知道單晶體和多晶體的區別.3.了解晶體的微觀結構．一、晶體和非晶體1．固體可以分為晶體和非晶體兩類．晶體又可以分為單晶體與多晶體．2．石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、味精等是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體．3．非晶體(1)沒有(填“有”或“沒有”)規則的外形．(2)物理性質：a.沒有(填“有”或“沒有”)確定的熔化溫度；b．導電、導熱、光學等物理性質表現為各向同性(填“異性”或“同性”)．4．晶體(1)單晶體：①有(填“有”或“沒有”)天然的規則的幾何形狀②a.有(填“有”或“沒有”)確定的熔點；b．導電、導熱、光學等某些物理性質表現為各向異性(填“異性”或“同性”)．(2)多晶體：①沒有(填“有”或“沒有”)規則的幾何形狀②a.有(填“有”或“沒有”)確定的熔點；b．導電、導熱、光學等物理性質表現為各向同性(填“異性”或“同性”)二、晶體的微觀結構1．在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規則排列的，具有空間上的周期性．2．有的物質在不同條件下能夠生成不同的晶體．那是因為組成它們的微粒能夠按照不同規則在空間分布，例如碳原子按不同的空間分布排列可形成石墨和金剛石．3．同一種物質也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態出現．有些非晶體在一定條件下也可以轉化為晶體．1．判斷下列說法的正誤．(1)所有晶體都具有天然、規則的幾何外形．(×)(2)沒有確定的熔化溫度的固體一定是非晶體．(√)(3)物理性質表現為各向同性的一定是非晶體．(×)(4)同一種物質只能形成一種晶體．(×)(5)有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體．(√)2．某球形固體物質，其各向導熱性能不相同，則該物體一定是________．〖答案〗單晶體一、晶體和非晶體導學探究(1)如圖1甲所示是日常生活中常見的幾種晶體，圖乙是生活中常見的幾種非晶體，請在圖片基礎上思考以下問題：圖1①晶體與非晶體在外觀上有什么不同？②沒有規則幾何外形的固體一定是非晶體嗎？(2)在玻璃片和云母片上分別涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸玻璃片及云母片的另一面，石蠟熔化，如圖2所示，那么你看到的現象及得出的結論是什么？圖2〖答案〗(1)①單晶體有規則的幾何外形，多晶體和非晶體無規則的幾何外形．②不是．由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的，所以多晶體也沒有規則的幾何外形．(2)玻璃片上石蠟的熔化區呈圓形，說明玻璃沿各個方向的導熱性能相同．云母片上石蠟的熔化區呈橢圓形，說明云母沿不同方向的導熱性能不相同．知識深化1．單晶體、多晶體及非晶體的異同比較分類微觀結構宏觀表現外形物理性質晶體單晶體組成晶體的物質微粒(原子、分子、離子)在空間按一定規則排列——空間點陣有天然、規則的幾何形狀各向異性有確定的熔點多晶體由無數的晶體微粒(小晶粒)無規則排列組成沒有天然、規則的幾何形狀各向同性非晶體內部物質微粒是無規則排列的沒有確定的熔化溫度2.對單晶體的各向異性的理解(1)單晶體的各向異性是指單晶體在不同方向上的物理性質不同，也就是沿不同方向去測試單晶體的物理性能時，測試結果不同．通常所說的物理性質包括彈性、硬度、導熱性能、導電性能、磁性等．(2)單晶體具有各向異性，并不是說每一種單晶體都能在各種物理性質上表現出各向異性，舉例如下：①云母晶體在導熱性能上表現出顯著的各向異性——沿不同方向傳熱的快慢不同．②方鉛礦石晶體在導電性能上表現出顯著的各向異性——沿不同方向電阻率不同．③立方體形的銅晶體在彈性上表現出顯著的各向異性——沿不同方向的彈性不同．④方解石晶體在光的折射上表現出各向異性——沿不同方向的折射率不同．下列關于晶體和非晶體的說法，正確的是()A．所有的晶體都表現為各向異性B．晶體一定有規則的幾何形狀，形狀不規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化溫度〖答案〗D〖解析〗只有單晶體才表現為各向異性，故A錯；單晶體有規則的幾何形狀，而多晶體無規則的幾何形狀，常見的金屬屬于多晶體，故B錯；大鹽粒磨成細鹽，細鹽仍是形狀規則的晶體，故C錯；晶體和非晶體的一個重要區別就是晶體有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔化溫度，故D對．判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法1．區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化溫度．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．區分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體某些物理性質表現出各向異性，而多晶體表現出各向同性．(2020·廣州市培正中學高二月考)在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，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系圖像如圖(b)所示，則()圖3A．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(b)知，甲、丙有確定的熔點，乙沒有確定的熔化溫度，所以甲、丙是晶體，乙是非晶體，由題圖(a)知，甲、乙的導熱性能呈各向同性，丙的導熱性能呈各向異性，所以丙是單晶體，B正確．二、晶體的微觀結構導學探究(1)單晶體具有規則的幾何外形，物理性質方面表現為各向異性，而非晶體沒有規則的幾何外形，并且物理性質方面表現為各向同性．產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)它們的微觀結構不同．(2)金剛石是網狀結構，原子間的作用力強，所以金剛石的硬度大．石墨是層狀結構，層與層間距離較大，原子間的作用力較弱，所以石墨的硬度?。@說明組成物質的微粒按照不同的規則在空間分布會形成不同的晶體．知識深化對晶體的微觀解釋(1)對單晶體各向異性的解釋圖4為在一個平面上單晶體物質微粒的排列情況．在沿不同方向所畫的等長線段AB、AC、AD上物質微粒的數目不同．線段AB上物質微粒較多，線段AD上較少，線段AC上更少．因為在不同方向上物質微粒的排列情況不同，才引起單晶體在不同方向上物理性質的不同．圖4(2)對晶體具有確定熔點的解釋晶體加熱到一定溫度時，一部分微粒有足夠的動能克服微粒間的作用力，離開平衡位置，使規則的排列被破壞，晶體開始熔化，熔化時晶體吸收的熱量全部用來破壞規則的排列，溫度不發生變化．下列敘述中錯誤的是()A．晶體的各向異性是由于它的微粒是按各自的規則排列著的B．單晶體具有規則的幾何外形是由于它的微粒按一定規律排列C．非晶體的內部微粒是無規則排列的D．石墨的硬度與金剛石差很多，是由于它的微粒沒有按空間點陣分布〖答案〗D〖解析〗晶體內部微粒排列的空間結構決定著晶體的物理性質不同；也正是由于它的微粒按一定規律排列，使單晶體具有規則的幾何外形，選項A、B正確；非晶體的內部微粒是無規則排列的，選項C正確；石墨與金剛石的硬度相差甚遠是由于它們內部微粒的排列結構不同，石墨的層狀結構決定了它的質地松軟，而金剛石的網狀結構決定了其中碳原子間的作用力很強，所以金剛石有很大的硬度，選項D錯誤．(多選)2010年諾貝爾物理學獎授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究．他們通過透明膠帶對石墨進行反復地粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結構．如圖5所示為石墨、石墨烯的微觀結構，根據以上信息和已學知識判斷，下列說法正確的是()圖5A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體B．石墨是單質，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體D．他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的〖答案〗CD〖解析〗石墨、石墨烯、金剛石都為晶體且都為單質，A、B錯誤，C正確；兩位科學家是通過物理變化的方法獲得石墨烯的，D正確．1．(晶體和非晶體)(2020·鹽城市伍佑中學高二月考)關于晶體和非晶體，下列說法正確的是()A．可以根據各向同性或各向異性來鑒別晶體和非晶體B．一塊均勻薄片，沿各個方向對它施加拉力，發現其強度一樣，則此薄片一定是非晶體C．一個固體球，如果沿其各條直徑方向的導電性能不同，則該球一定是單晶體D．一塊晶體，若其各個方向的導熱性能相同，則一定是單晶體〖答案〗C〖解析〗物理性質表現為各向同性的可以是多晶體，也可以是非晶體，故不能根據各向異性或各向同性來鑒別晶體和非晶體，故A錯誤；沿各個方向對一塊均勻薄片施加拉力