2.1 晶体和非晶体 学案

第二章固体、液体和气体
第一节　晶体和非晶体
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1．固体可以分成________和__________两大类．常见的晶体有：________、________、________、________、________等，非晶体有：________、________、________、________等．
2．晶体可分为____________和____________两类．单晶体具有规则的几何形状，外形都是由若干个平面围成的多面体．多晶体由于小晶粒杂乱无章地排布，所以没有规则的几何形状．单晶体和多晶体的物理性质也不相同，单晶体在各个方向上的力学、热学、电学、光学等物理性质____________，多晶体____________．
3．非晶体的物理性质是____________的，__________没有固定的熔点，________有固定的熔点，单晶体、多晶体或非晶体不是绝对的．它们在一定适当的条件下可以相互________，例如把晶体硫加热熔化(温度不超过300摄氏度)后再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫．
4．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
5．(双选)下列说法中正确的是(　　)
A．化学成分相同的物质只能生成同一种晶体
B．因为石英是晶体，所以由石英制成的玻璃也是晶体
C．普通玻璃是非晶体
D．一块铁虽然是各向同性的，但它是晶体
6．下列说法中错误的是(　　)
A．一种物质可以形成晶体，也可以形成非晶体
B．一种物质已形成晶体，还可转化为非晶体
C．一种物质已形成非晶体，还可以转化为晶体
D．晶体和非晶体是不能相互转化的
7．下列可以区别晶体和非晶体的方法是(　　)
A．可以只看有无规则的外形
B．可以只看有无确定的熔点
C．可以只看物理性质是否各向异性
D．可以只看物理性质是否各向同性
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【概念规律练】
知识点一　晶体和非晶体
1．(双选)关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是(　　)
A．可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体
B．铜块具有规则的外形，铜一定是单晶体
C．一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，则该球一定是单晶体
D．铜块具有确定的熔点，铜一定是晶体
2．(双选)云母片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻璃片的反面．石蜡熔化，如图1所示，那么(　　)
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图1
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．实验说明玻璃片各向同性是非晶体
D．实验说明云母片各向同性是晶体
知识点二　各向异性、各向同性的应用
3.
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"E:\\2014\\幻灯片\\同步\\物理\\粤教3-3\\课时作业与单元检测word版文档\\W65.TIF"
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图2
如图2所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB为宽CD的2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻所得阻值均为R，则这块样品是(　　)
A．金属B．多晶体
C．单晶体D．非晶体
4．有一块物质薄片，某人为了检验它是不是晶体，做了一个实验，他以薄片的正中央O为坐标原点，建立xOy平面直角坐标系，在两个坐标轴上分别取两点x1和y1，使x1和y1到O点的距离相等，在x1和y1上分别固定一个测温元件，再把一个针状热源放在O点，发现x1点和y1点的温度在缓慢升高，但两点温度的高低没有差别，于是得出结论，这块薄片是非晶体，显然，以上结论存在着科学性问题．
请你具体说明：以上实验结论的形成存在着什么科学性问题？
【方法技巧练】
一、晶体和非晶体的区别方法
5．下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是(　　)
A．所有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
6．下列说法中，错误的是(　　)
A．只要是具有各向异性的物体必定是晶体
B．只要是不显示各向异性的物体必定是非晶体
C．只要是具有确定的熔点的物体必定是晶体
D．只要是不具有确定的熔点的物体必定是非晶体
二、单晶体和多晶体的区别方法
7．(双选)关于晶体和多晶体，下列说法正确的是(　　)
A．多晶体和单晶体都有规则的几何外形
B．同种物质可以生成不同的晶体，它们的物理性质不同，但化学性质相同
C．具有各向同性的物体，可以断定它不是单晶体
D．具有确定熔点的物体，可以断定它是单晶体
8．下列说法中错误的是(　　)
A．常见的金属材料都是多晶体
B．只有非晶体才显示各向同性
C．凡是具有规则的天然几何形状的物体必定是单晶体
D．多晶体不显示各向异性
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1．(双选)下列哪些现象能说明晶体与非晶体的区别(　　)
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
2．(双选)由同一种化学成分形成的物质(　　)
A．既可能是晶体，也可能是非晶体
B．是晶体就不可能是非晶体
C．可能生成几种不同的晶体
D．只可能以一种晶体结构的形式存在
3．(双选)下列说法正确的是(　　)
A．一个固体球，若沿各条直径方向上的导电性能不同，则该球为单晶体
B．一块固体，若是各个方向导热性能相同，则这个固体一定是非晶体
C．一块固体，若有确定的熔点，则该固体必定为晶体
D．黄金可以切割加工成各种形状，所以是非晶体
4．各向异性可用来描述(　　)
A．非晶体没有规则的几何形状
B．非晶体内部的物理性质与方向的关系
C．多晶体的内部结构
D．晶体的物理性质与方向的关系
5．(双选)有一块长方形的铜条，下列说法正确的是(　　)
A．这是一块单晶体，因为它有规则的几何外形
B．这是一块晶体，因为它有固定的熔点
C．这是一块多晶体，因为它由许多晶粒杂乱无章地排列而成
D．这是一块非晶体，因为它的物理性质表现为各向同性
6．萘的熔点为80℃，80℃的液态萘分子与80℃的固态萘分子相比，具有(　　)
A．相等的平均动能和相等的势能
B．相等的平均动能和较多的势能
C．较多的平均动能和平均势能
D．较少的平均动能和平均势能
7．(双选)如图3所示，甲、乙、丙三种固体物质的质量相等，加热过程中，相同时间内吸收的热量相等，从其温度随时间变化的图象可以判断(　　)
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图3
A．甲、丙是晶体，乙是非晶体
B．乙是晶体，甲、丙是非晶体
C．乙是非晶体，甲的熔点比丙低
D．乙是非晶体，甲的熔点比丙高
8．在一块金片上面均匀地涂一薄层石蜡，用一根烧红的钢针接触其背面，熔化后的石蜡区域呈圆形，说明金片(　　)
A．具有各向同性的物理性质，一定是非晶体
B．具有各向同性的物理性质，一定不是单晶体
C．具有各向异性的物理性质，一定是晶体
D．具有各向异性的物理性质，一定是多晶体
9．(双选)
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图4
如图4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为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．圆形板是非晶体
B．圆形板是多晶体
C．圆形板是单晶体
D．圆形板在各个方向导电性不同
10．某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物质(　　)
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
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
11.在下列物质中，______________是晶体；______________是非晶体；其中__________属于单晶体，而__________属于多晶体．
①塑料　②明矾　③松香　④玻璃　⑤CuSO4·10H2O　⑥冰糖　⑦糖果　⑧单晶硅　⑨铝块　⑩橡胶
12．晶体具有固定的熔点，那么晶体在熔化时吸收的能量转化为什么能了呢？
答案
课前预习练
1．晶体　非晶体　石英　云母　明矾　食盐　味精　玻璃
松香　沥青　橡胶
2．单晶体　多晶体　各向异性　各向同性
3．各向同性　非晶体　晶体　转化
4．A
5．CD　[化学成分相同的物质可以生成多种不同的晶体，如石墨和金刚石，故A错误；石英制成的玻璃是混合物不是晶体，故B错误，C正确；铁为多晶体，表现为各向同性，故D正确．]
6．D　[一种物质既可以形成晶体，也可以形成非晶体，晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化．]
7．B
课堂探究练
1．CD　[根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体，无法用来鉴别晶体和非晶体，A错误；铜块具有规则的外形，是在铸造过程中人为的，不是自然形成的，不能说明铜块是单晶体，B错误；固体球在导电性能上表现为各向异性，则一定是单晶体，C正确；只有晶体才具有固定的熔点，因此具有固定熔点的铜是晶体，D正确．判定某种固体是否为晶体的依据是看其是否有确定的熔点．只有单晶体在物理性质上表现为各向异性．]
方法总结　(1)晶体分为单晶体和多晶体，它们的特点分别为：单晶体的外形规则，熔点确定，同时物理性质各向异性；多晶体的外形不规则，熔点确定，通常物理性质各向同性．
(2)非晶体的外形不规则，熔点不确定，且物理性质各向同性．
2．AC　[玻璃是非晶体，各向同性，熔化的石蜡呈圆形；云母片是单晶体，各向异性，熔化的石蜡呈椭圆形，故A、C正确．]
方法总结　呈圆形，说明导热性能在不同方向上相同为各向同性；呈其他形状(本题为椭圆形)，说明导热性能在不同方向上不同为各向异性．
3．C　[本题考查对各向异性的理解，设导体厚度为h，由电阻定律可得RAB＝，RCD＝.
又根据RAB＝RCD＝R，lAB＝2lCD，可以得出：ρCD＝4ρAB，说明沿AB方向比沿CD方向的导电性能好，表现出各向异性，因而该样品是单晶体．选项C正确．]
4．见解析
解析　以上实验说明该物质薄片在x、y两个方向上导热性能相同，即该物质导热性能为各向同性，则该物质可能是非晶体，也可能是多晶体．
方法总结　(1)单晶体在物理性质上一定是各向异性．
(2)多晶体和非晶体在物理性质上表现为各向同性．
5．D　[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．]
6．B　[多晶体和非晶体都是各向同性的，只有单晶体各向异性，A对，B错；晶体一定有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，C、D对．]
方法总结　只有单晶体的物理性质为各向异性且有规则的几何形状，多晶体和非晶体均为各向同性且无规则的几何形状，故区分晶体和非晶体只能从是否有确定的熔点上着手，有确定熔点的为晶体，否则为非晶体．
7．BC　[多晶体是由许多单晶体杂乱无章地组合而成的，其外形不规则．物质是晶体还是非晶体并不是绝对的，与它的微观结构有关，在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)就是非晶体．组成物质的微粒能够按照不同的规则在空间分布，可以形成不同的晶体，如碳可以形成石墨和金刚石．单晶体在物理性质上具有各向异性，而多晶体和非晶体具有各向同性．单晶体和多晶体都具有确定的熔点．]
8．B　[常见的金属：金、银、铜、铁等都是多晶体，选项A正确；因为非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性，所以选项B错误，选项D正确；有规则的天然几何形状的物体一定是单晶体，选项C正确．]
方法总结　单晶体与多晶体的不同之处为：
(1)单晶体有规则的天然几何形状，多晶体无规则的天然几何形状．
(2)单晶体的物理性质具有各向异性，多晶体则为各向同性．
所以区分时主要根据以上两点．
课后巩固练
1．AC　[晶体有规则的几何外形，具有一定的熔点，而非晶体则没有，故A、C正确．]
2．AC　[同一种元素会由于微粒的空间点阵结构不同而生成不同的同素异形体．而同一种元素的同素异形体可能是晶体，也可能是非晶体．]
3．AC　[只有晶体才有固定熔点，只有单晶体才具有各向异性，A、C对；多晶体和非晶体都具有各向同性，B错；黄金是晶体，切割后分子结构不变，仍然是晶体，D错．]
4．D　5.BC
6．B　[温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体分子平均动能必然相同，萘熔化过程中温度保持不变，吸收的热量全部用来增加分子的势能，故B正确．]
7．AD　[晶体在熔化过程中吸热，但是温度不发生变化，这是晶体的重要特征，由图知甲、丙为晶体，故A正确，从熔点上看甲的温度达到t2时才熔化，故D正确．]
8．B　[金片呈现各向同性说明金片不是单晶体，而是多晶体，故B正确．]
9．CD
10．B　[本题考查对各向同性的理解，解题关键是要明确：导热性能各向相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，还可能是单晶体．某一物理性质显示各向同性，并不意味着该物质一定不是单晶体，因为单晶体只是某些物理性质具有各向异性，而另外某些物理性质却具有各向同性，故选项A、D不正确；晶体具有确定的熔点，因此选项B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．]
11．②⑤⑥⑧⑨　①③④⑦⑩　②⑤⑧　⑥⑨
解析　明矾是AlK(SO4)2·5H2O；CuSO4·10H2O是硫酸铜的水合物，又称为绿矾(胆矾)；冰糖、单晶硅、铝块是晶体．塑料、松香、玻璃、糖果、橡胶是非晶体．在晶体中明矾、胆矾、单晶硅是单晶体．
12．见解析
解析　晶体熔化时温度保持不变，分子的平均动能不变，晶体熔化过程中吸收的热量使分子间的距离增大，全部用来增加分子的势能．因物体的内能是物体内部所有分子的动能和分子势能的总和，所以晶体熔化时内能增大．