物理：2.1《晶体和非晶体》课件（教科版选修3-3）

欢迎进入物理课堂 第二章固体第一节晶体和非晶体 课标解读 学生用书P19 1 了解物质存在的三种形态 了解固体的分类 能举出几种晶体或非晶体 2 了解晶体的宏观特征和物理性质的各向异性 3 了解非晶体的宏观特征和物理性质的各向同性 了解晶体和非晶体的不同用途 阅读教材自主梳理 学生用书P19 1 固体及其分类 1 固体特点物质以固体 液体和气体三种状态存在 固体是看的见 摸的着的 有固定外形 并且可以根据需要进行加工处理的 2 固体的分类固体分为 和 两类 日常食用的 是晶体 通常看到的 和 等固态金属是晶体 像 等属于非晶体 晶体 非晶体 食盐 味精 冰 雪 金 银 铜 玻璃 橡胶 沥青 松香 蜂蜡 2 晶体的宏观特征 1 晶体分为 和 两类单晶体 具有规则的几何形状 外形都是由若干平面围成的多面体 叫单晶体 即使把它碾成小颗粒后 这些小颗粒仍然保持与原来整块晶体形状相似的 如 等都是单晶体 多晶体 如果一块晶体 它是由许多杂乱无章的小单晶体颗粒组成的 这样的晶体叫做多晶体 多晶体不具有 的几何形状 如 都是多晶体 单晶体 多晶体 形状 食盐 明矾 规则 金属 岩石 2 单晶体和多晶体在物理性质上的不同单晶体在 的力学 热学 电学 光学等物理性质不同 这种性质叫做 多晶体在各个方向上物理性质 整体表现为 3 晶体的熔点无论是单晶体还是多晶体 都具有固定的 在熔解过程中 虽然物体不断吸热 但温度 各方向上 各向异性 相同 各向同性 熔点 保持不变 3 非晶体的宏观特征非晶体的物理性质是 没有固定的 单晶体 多晶体或非晶体不是绝对的 有的材料在某种条件下是 在另一种条件下则是 有的晶体和非晶体在一定的条件下还可以相互转化 如传统的金属晶体经过急冷处理 可以制得非晶态金属 金属玻璃 各向同性 熔点 晶体 非晶体 重点阐释 学生用书P20 1 对晶体的各向异性的理解在物理性质上 单晶体具有各向异性 而多晶体和非晶体则是各向同性的 通常所说的物理性质 包括力学 热学 电学 光学等方面的性质 如弹性 硬度 导热性能 导电性能 光的折射率等 单晶体的各向异性是指不同方向上物理性质不同 也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能时 测量结果不同 需要注意的是 晶体具有各向异性 并不是说每一种晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性 如云母晶体在导热性上表现出显著的各向异性 沿不同方向热传导的快慢不同 方铅矿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 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 2 关于非晶体 1 非晶体在外形上没有规则的几何形状 这点是与单晶体不同的 单晶体在外形上有规则的几何形状 2 非晶体没有固定的熔点 在这点上与晶体 包括单晶体 多晶体 不同 晶体有一定的熔点 对晶体加热时 晶体的温度升高 当升高到某温度时 晶体开始熔化 熔化的过程中 温度不变 完全熔化变为液态后 温度才继续升高 而非晶体不是这样 对非晶体加热时 非晶体温度不断升高 同时非晶体由硬变软 然后逐渐由稠变稀 最终完全变为液体 非晶体在熔化过程中 温度逐渐升高 整个过程不存在着固定的熔点 由上所述 有没有固定的熔点是辨别晶体和非晶体的唯一依据 3 非晶体在物理性质上表现为各向同性 4 晶体和非晶体是相对的 并不是绝对的 它们在一定条件下可以相互转化 例如 天然水晶是晶体 而熔化以后再凝固的水晶 石英玻璃 是非晶体 有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体 5 非晶体与晶体特征不同 使得它们具有不同的用途 如各种车辆的轮胎就是用橡胶制成的 高速公路的路面都是用沥青和石屑铺成的 由于有些单晶体具有很重要的物理特性 可以制作各种传感器 各种集成电路就是在纯度很高的单晶硅片上制造的 做为多晶体的金属用途就更广泛了 典例剖析 学生用书P20 题型一对单晶体 多晶体 非晶体的理解例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 所有晶体都有确定的熔点 而非晶体没有确定的熔点 解析 由于多晶体表现为各向同性 故A错误 单晶体具有天然规则的几何外形 而多晶体无规则的几何外形 金属属于多晶体 B错误 大粒盐磨成细盐是通过加工的方法失去规则的几何外形 而非自然的结果 C错误 因为所有的晶体都有确定的熔点 而非晶体没有确定的熔点 D正确 答案 D 规律技巧 记住单晶体和多晶体的两点不同和一点相同 单晶体有规则外形和物理性质上各向异性 多晶体没有规则几何形状 各向同性 相同的一点是都有一定的熔点 非晶体和多晶体有两点相同 都没有规则的几何外形 且各向同性 一点不同 非晶体没有固定的熔点 而多晶体有固定的熔点 变式训练1 关于晶体和非晶体 下列说法正确的是 A 可以根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体B 一块均匀薄片 沿各个方向对它施加力 发现其强度一样 则此薄片一定是非晶体C 一个固体球 如果沿各直径方向的导电性不同 则该球一定是单晶体D 一块晶体 若其各个方向的导热性相同 则这块晶体一定是多晶体答案 C 题型二晶体与非晶体性质的异同例2 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 a是晶体B b是晶体C a是非晶体D b是非晶体 解析 晶体在熔化过程中 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 而后变为粘稠液体 最终变稀 温度不断升高 因此a对应的是晶体 b对应的是非晶体 答案 AD规律技巧 晶体 单晶体 多晶体 有固定的熔点 在这个温度下 晶体以固液共存的状态存在 虽然不断的吸收热量 晶体不断熔化 但温度并不升高 从能量的转化和守恒观点来看 晶体吸收的热量增加了分子的势能 而分子的平均动能没有改变 变式训练2 下列说法正确的是 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 但它是晶体答案 CD 课内针对性训练 学生用书P21 1 下列说法正确的是 A 黄金可以切割加工成各种形状 所以是非晶体B 同一种物质只能形成一种晶体C 单晶体的所有物理性质都是各向异性的D 玻璃没有确定的熔点 也没有规则的几何形状 解析 常见的金属都是多晶体 因而黄金也是多晶体 只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章 才使黄金没有规则的几何形状 故A错 同一种物质可以形成多种晶体 如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体 故B错 单晶体只在某些物理性质上表现出各向异性 并不是所有物理性质都表现出各向异性 故C错 玻璃是非晶体 因而没有确定的熔点和规则的几何形状 D对 答案 D 2 下面哪些现象能说明晶体与非晶体的区别 A 食盐颗粒是立方体 蜂蜡无规则外形B 金刚石密度大 石墨密度小C 冰熔化时 温度保持不变 松香熔化时 温度逐渐升高D 石墨可导电 沥青不导电答案 C 课外梯度练习 学生用书P21 A组基础知识强化训练1 有一块长方形的铜条 下列说法正确的是 A 这是一块晶体 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 因为它是由许多晶粒杂乱无章的排列而成的D 这是一块非晶体 因为它的物理性质表现为各向同性 解析 铜是多晶体 它是由大量小晶粒杂乱无章地排列而成的 具有固定的熔点 选项B C正确 答案 BC 2 云母薄片和玻璃片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 如图所示 那么 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 实验说明云母各向同性是晶体 解析 玻璃是非晶体 表现为各向同性 其各个方向的传热能力相同 因此熔化的石蜡呈圆形 云母片是晶体 表现各向异性 不同方向传热能力不同 所以熔化的石蜡呈椭圆形 选项A正确 B D错误 各向同性的不一定是非晶体 选项C错误 答案 A 3 对晶体 非晶体熔化过程 下列说法正确的是 A 晶体熔化的过程 温度不变 这个温度是这种晶体的熔点B 晶体溶化的过程 分子的平均动能不变 分子势能增大C 非晶体熔化的过程 温度不变D 非晶体熔化的过程温度不断升高 没有固定的熔点 解析 晶体在熔化过程中 虽然不断的吸收热量 但温度不变 这个温度就是晶体的熔点 由于温度不变 分子的平均动能不变 吸收的热量增加了分子势能 选项A B正确 非晶体在熔化过程中温度不断升高 选项D正确 答案 ABD 4 下面关于晶体和非晶体的说法 不正确的是 A 橡胶制品有规则的几何形状 就是晶体B 石英晶体打碎后就变成了非晶体C 形状不规则的金属块是非晶体D 所有晶体都具有各向异性答案 ABCD 5 下列物质中 属于晶体的是 属于非晶体的是 属于单晶体的是 属于多晶体的是 填物质代号 A 玻璃B 雪花C 橡胶D 铁块E 单晶硅F 沥青G 蜂蜡H 食盐 BDEH ACFG BEH D B组知识能力提高训练6 一块密度和厚度都均匀分布的矩形被测样品 长AB是宽BC的两倍 如图所示 若用多用电表沿两对称轴O1O1 和O2O2 测其电阻阻值均为R 则这块样品可能是 A 单晶体B 多晶体C 非晶体D 金属 解析 由题意可知 该样品在不同方向 电阻率不同 说明该样品各向异性 是单晶体 选项A正确 多晶体 非晶体 金属都是各向同性的 选项BCD错 答案 A 7 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 沥青答案 A 8 下列说法正确的是 A 集成电路都是在单晶硅片上制造的B 光折变晶体 压电晶体 热释电晶体都是单晶体C 可利用某些单晶体的特性 制成传感器 来采集某些方面的信息D 晶体在物理性质上各向异性答案 ABC 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全