2021高中物理 第三章 固体和液体 1 晶体和非晶体学案 教科版

2021 最新高中物理 第三章 固体和液体 1 晶体和非晶体学案 教科版2021 最新高中物理第三章固体和液体 1 晶体和非晶体学案教科版1.结晶和非结晶学习目标1.知道固体分为晶体和非晶体两大类，知道晶体和非晶体在外形上和物理 性质上的区别.2.知道晶体分为单晶体和多晶体.3.了解晶体的微观结构和固体性质的微观 解释一、 晶态和非晶态1固体可以分为晶体和非晶体两类晶体又可以分为单晶体与多晶体2.钻石、盐、石英、云母、明矾、硫酸铜、味精和蔗糖是晶体，而玻璃、松香、沥青、 橡胶和蜂蜡是无定形的。3.晶体和非晶的区别分类宏观外形没有(填“有”或“没有”)天然规则的几何形状物理性质没有(填 “有”或“没有”)确定的熔点；导电、导热、光学性质表现为各向同性(填“异性”或 “同性”)有(填“有”或“没有”)确定的熔点；导电、导热、光学等某些物理性质 表现为各向异性 (填“异性”或“同性”)有 (填“有”或“没有”)确定的熔点；导电、 导热、光学性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”)非晶体单晶体晶体多晶体有(填 “有”或“没有”)天然规则的几何形状没有(填“有”或“没有”)天然规则的几何形状 二、晶体的微观结构和固体性质的微观解释 1晶体的微观结构晶体中的颗粒呈规则、周期性排列，称为晶格结构，影响晶体的许多特性。2.固体性 质的微观解释(1)构成固体的微粒排列紧密，绝大多数粒子只能在各自平衡位置附近做小范围的无 规则振动，所以固体具有固定的形状和体积（2） 同一物质的颗粒由于排列结构不同，可以形成不同的晶体结构，从而表现出不 同的物理性质1判断下列说法的正误一(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()(4)同一种物质只能形成一种 晶体()（5） 在一定条件下，一些非晶体可以转变成晶体。()2某球形固体物质，其各向导热性能不相同，则该物体一定是_答案晶体 一、 晶态和非晶态导学探究(1)如图 1 甲所示是日常生活中常见的几种晶体，图乙是生活中常见的几 种非晶体，请在图片基础上思考以下问题：指甲乙图 1 晶态和非晶态在外观上有什么区别？ 没有规则几何形状的固体必然是无定形的 吗？(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)单晶体有规则的几何外形，多晶体和非晶体无规则的几何外形 不。因为多晶体是许多单晶的无序组合，所以多晶体没有明确的几何形状(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二知识深化1.晶体和非晶、单晶和多晶的判断方法(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） 区分单晶和多晶的方法：看它是否具有各向异性。单晶呈现各向异性，而多晶 呈现各向同性。2.各向异性性能在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体及多晶体则是各向同性的通常所说 的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等单晶的各向异性是指单晶的物理性质在不同方向上是不同的，即在不同方向上测试单 晶的物理性质时，测量结果是不同的例 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、 晶体必须有规则的几何形状，而形状不规则的金属必须是非晶态的。C.大的盐颗 粒被磨成细盐，变成无定形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分析了只有单晶是各向异性的，所以 a 是错误的；单晶有规则的几何形状，而多晶体 有不规则的几何形状。普通金属属于多晶体，所以 B 是错误的；大的盐颗粒被磨成细盐， 细盐仍然是规则形状的晶体，所以 C 是错误的；晶体和非晶体的一个重要区别是，晶体有 一个确定的熔点，但非晶体没有确定的熔点，所以 D 是正确的例 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， 乙是晶体三d甲是非晶体，乙是多晶体，丙是单晶体答案 b从图（a）可知，a 和 B 的导热系数是各向同性的，C 的导热系数是各向异性的；根据 图（b），a 和 C 有固定的熔点，而 b 没有固定的熔点。因此，a 和 C 是晶体，B 是无定形 的判断晶体与非晶体的关键是看有无确定的熔点.单晶和多晶之间的差异取决于是否有规则的几何形状，以及它是否各向异性 2、晶体 微观结构和固体性质的微观解释导学探究(1)单晶体具有规则的几何外形，物理性质方面表现为各向异性，而非晶 体却没有规则的几何外形，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，但它们的硬度差别很大。这是什么意思？ （3） 为什么固体有一定的体积和形状？为什么晶体表现出各向异性？答（1）它们的微 观结构不同(2)金刚石是网状结构，原子间的作用力很强，所以金刚石的硬度大石墨是层状结 构，原子间的作用力较弱，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（3） 构成固体（晶体或非晶）的粒子排列非常紧密，粒子之间的吸引力非常大。大 多数粒子只在其平衡位置附近的小范围内不规则振动，因此固体具有固定的形状和体积。 颗粒在晶体不同方向上的排列是不同的，因此晶体在不同方向上会表现出不同的物理性质， 即各向异性。知识的深化1单晶体、多晶体及非晶体的异同分类微观结构组成晶体的物质微粒单晶体晶体(原 子、分子、离子)在空间按一定规则排列空间点阵多晶体由无数的晶体微粒(小晶粒) 无规则排列组成无天然、规则的几何外形各向同性几何形状天然、有规则某些物理性质各 向异性有确定的熔点宏观表现外形物理性质非晶体内部材料颗粒排列不规则，没有明确的熔点 42.对晶体的微观解释（1） 单晶各向异性的解释图 4 显示了单晶材料颗粒在平面上的排列。沿不同方向绘 制的等长线 AB、AC 和 ad 上的材料颗粒数量不同。AB 线上的物质颗粒较多，AD 线上的物 质颗粒较少，AC 线上的物质颗粒较少。由于物质颗粒在不同方向的排列不同，不同方向单 晶的物理性质也不同图 4（2） 晶体熔点确定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，晶体开始熔化，熔化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.有些物质有几种晶体，因为它们的物质颗粒可以形成不同的晶体结构。例如，按照 不同结构排列的碳原子可以形成石墨和金刚石，这两种材料的物理性质截然不同特别提醒多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体(晶粒)组成，每个小晶粒都是一 个小单晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何外形，由于晶粒在多晶体内杂乱无章 地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性例 3(多选)下列说法正 确的是()a、 晶体具有自然规则的几何形状，因为材料颗粒排列规则b有的物质能够生成种类不同的几种晶体，因为它们的物质微粒能够形成不同的空 间结构 c凡具有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分析晶体的形状和物理性质由晶体的微观结构决定，a、B 和 D 是正确的；各向同性材 料不一定是无定形的，多晶体也有这样的性质，C例 4(多选)2021 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 5 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()五