高中物理选择性必修三 同步学案 2.4 固体

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2.4 固体
一、自主学习
（一）晶体和非晶体
1.固体可分为___________和___________两类，其中石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花等是___________，而玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是___________。
2.各向异性与各向同性:有些单晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些单晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为___________。非晶体与多晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作___________。
（二）晶体的微观结构
1.在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的___________。
2.有的物质在不同条件下可以形成不同的晶体，那是因为组成它们的微粒能够按照___________在空间分布，例如石墨和金刚石。
3.同种物质也可能以___________和___________两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体，这说明物质是晶体还是非晶体，并不是___________的。
二、课堂探究
[情景设问]观察食盐和松香外形，它们的外形各有怎样的特征？再用显微镜观察精盐和松香粉末的外形，两者有什么差别？
（一）晶体和非晶体
结论1：固体可以分为___________和___________两类。
[讨论]观察下列晶体，总结晶体和非晶体的不同点。
晶体
非晶体
结论2：晶体有天然的，___________的几何形状，非晶体没有___________的形状。
[思考]晶体常见的几何形状有哪些？
几种晶体的几何形状
结论3：
① 食盐晶体呈___________形。
② 明矾晶体呈___________形。
③ 天然石英晶体中间是一个六棱柱两端呈___________。
[思考]除了形状是否规则外，晶体和非晶体在物理性质上是否也有不同呢？
海波和松香熔化时温度的变化规律
结论4：晶体有固定的___________，非晶体没有固定___________。
[实验演示]观察玻璃和云母片上石蜡熔化区域的形状。
把熔化了的石蜡薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上，再将烙铁通电烧热，然后用烙铁头分别接触玻璃片和云母片的背面。观察玻璃片和云母片石蜡熔化区域的形状。
石蜡熔化区域形状的不同说明了什么？
熔化区域的形状
结论5：
① ___________：有些晶体沿不同方向的导热性或者导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同。
② ___________：非晶体的物理性质在各个方向是相同的。
[讨论]晶体和非晶体的差异主要有哪些？
结论6：
晶体 非晶体
外形 ____规则的几何形状 _____规则的几何形状
物理性质 物理性质与_____有关（各向异性） 物理性质在各个方向是_____的（各向同性）
熔点 _____一定的熔点 _____一定的熔点
[思考与讨论]常见的金属没有固定的形状，但具有确定的熔点，它们是晶体还是非晶体？
显微镜下铝—锂—锰合金的断裂面
结论7：
① 如果一个物体就是一个完整的晶体，这样的晶体叫做_______。
② 如果整个物体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体组成的，这样的物体叫做_______。
[思考]多晶体和非晶体有何相同点和不同点？
结论8：
①多晶体和非晶体都没有规则的_______。
②多晶体_______一定的熔点，非晶体_______一定的熔点。
③多晶体和非晶体的一些物理性质都表现为_______。
[讨论]给定一个固体，如何判断它是晶体还是非晶体？
结论9：利用是否有确定的_______来判断是否是晶体还是非晶体。
（二）晶体的微观结构
[思考]为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同？
结论10：晶体内部的______________排列决定了晶体有规则外形。
[情景设问]如图表示在一个平面上晶体物质微粒的排列情况，从图上可以得出什么结论？
结论11：正因为在不同_______上物质微粒的排列情况不同，才引起晶体的不同方向上物理性质的不同。
结论12：
同种物质可以生成不同的晶体，不同的结构也决定了不同的_______。
① _______是层状结构，层与层之间距离较大，作用力较弱。所以石墨的质地松软，可以用来制作粉状润滑剂，也可以用来制作铅笔芯。
② _______中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度，可以用来切割玻璃。
[思考]一种物质是晶体还是非晶体，是绝对的吗？
天然水晶
石英玻璃
结论13：
① 一种物质可能以_______和_______两种不同的形态出现。
② 许多非晶体在一定的条件下可以转化为_______。
③ 在冷却得足够快和冷却到足够低的温度时，几乎所有的材料都能成为_______。
三、典题精讲
【例题1】关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（　　）
A．晶体和非晶体都有固定的熔点
B．晶体和非晶体吸收热量时都可能变成液体
C．晶体和非晶体熔化时都要吸收热量且温度保持不变
D．晶体和非晶体熔化时都要先变软，然后变成粘稠体，最后变成液体
【例题2】关于固体与液体，下列说法正确的是（　　）
A．若物体表现为各向同性，则该物体一定是非晶体
B．所有物质都具有液晶态
C．液晶中分子排列的有序性介于固体和液体之间
D．晶体在熔化过程中，温度不变，内能不变
核心素养专练
1.1．2020年，“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制成的传感器，石英是单晶体，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷。石英晶体（　　）
A．没有确定的熔点
B．具有各向同性的性质
C．没有确定的几何形状
D．能够把力学量转换为电学量
2．下列说法正确的是（　　）
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．空气的绝对湿度越大，人们感觉越潮湿
C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D．在温度不变的条件下，增大饱和汽的体积，就可以增大饱和汽的压强
3．下列说法正确的是（　　）
A．晶体的物理性质都具有各向异性
B．因为石英是晶体，所以用石英制成的玻璃也是晶体
C．晶体熔化过程中分子平均动能不变，因此其内能不变
D．云母片导热性能各向异性，是由于该物质的微粒在空间按一定的规则排列
4.下列说法正确的是（　　）
A．晶体一定具有规则的几何外形
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C．当氢气和氧气的温度相同时，其分子运动的平均速率相同
D．气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数只与温度有关
5.关于下列实验及现象的说法，正确的是（　　）
A．图甲说明薄板是非晶体
B．图乙说明气体速率分布随温度变化且T1＞T2
C．图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关
D．图丁说明水黾受到了浮力作用
6.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
7.下列说法正确的是（　　）
A．一个长方体铜板三个对面间电阻不同，说明铜具有导电性能各向异性
B．半导体元件的制作可通过高温扩散的方法在单晶硅中掺入其它元素
C．当液晶处于电场中时，光学性质不会发生变化
D．生物质能是新能源，沼气作为燃料不会加剧温室效应
8．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其上一点，蜡熔化的范围如图1所示；另外甲、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2所示，则（　　）
A．甲、乙是非晶体，丙是晶体
B．甲、丙是非晶体，乙是晶体
C．甲、丙是多晶体，乙是晶体
D．甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体
9.钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料，钻石有固定的熔点，属于__________（填“晶体”或“非晶体”），组成钻石的微粒是按照定的规则排列的，具有空间上的周期性，其物理性质是__________（填“各向同性”或“各向异性”）。设钻石的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则单位体积中所含原子个数为__________。
10.根据固体不同的性质将它们分为晶体与非晶体，如果某固体对某个物理量呈现各向异性，则它一定是__________；谚语“水缸穿裙子，老天要下雨”指的是盛水的水缸外表面，水面所在的位置往下出现了一层小水珠。形成小水珠时，水液化的速度__________（选填“大于”“等于”或“小于”）水蒸发的速度。
参考答案
自主学习
晶体 非晶体 晶体 非晶体 各向异性 各向同性
周期性 不同规则 晶体 非晶体 绝对
课堂探究
结论1：晶体 非晶体
结论2：规则 规则
结论3：立方体 八面体 六棱锥
结论4：熔点 熔点
结论5：各向异性 各向同性
结论6：有 没有 方向 相同 有 没有
结论7：单晶体 多晶体
结论8：几何形状 有 没有 各向同性
结论9：熔点
结论10：规则
结论11：方向
结论12：特性 石墨 金刚石
结论13：晶体 非晶体 晶体 非晶体
典题精讲
【例题1】B
【例题2】C
核心素养专练
1.D
2.C
3.D
4.B
5.C
6.A
7.B
8.D
9.晶体；各向异性；ρNA/M
10.晶体　大于
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