1、高中物理第2章固体第1节晶体和非晶体教师用书鲁科版选修33第1节晶体和非晶体学 习 目 标知 识 脉 络1.了解固体及其分类，了解晶体和非晶体的宏观特性.2.能够区别晶体与非晶体的性质(重点)3.了解晶体和非晶体在生活和生产中的不同用途.固 体 及 其 分 类1固体的特点(1)固体看得见、摸得着，容易察觉它的存在(2)固体有固定的外形，可根据需要进行加工处理2固体的分类：固体通常可分为晶体和非晶体两大类3晶体可分为单晶体和多晶体两类4单晶体(1)定义：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(2)结构特点：同种物质的单晶体都具有相同的基本形状，表面个数、各相应平面间的夹角恒定不变宏
2、观特性：a.具有规则的几何形状b.具有各向异性c.有固定的熔点5多晶体(1)定义：没有规则的几何形状，由小晶粒杂乱无章地排列在一起构成的晶体(2)宏观特性：a.没有规则的几何形状b.具有各向同性c.有固定的熔点1常见的金属材料都是单晶体()2晶体具有各向异性的特性()3凡是具有天然规则的几何形状的物体必定是单晶体()在常见的固体物质中，如石英、云母、明矾、硫酸铜、蔗糖、松香、沥青、塑料，哪些是晶体？哪些是非晶体？【提示】石英、云母、明矾、硫酸铜、蔗糖是晶体，松香、沥青、塑料是非晶体探讨1：金属是晶体，金属具有各向同性还是各向异性？【提示】金属是多晶体，多晶体具有各向同性探讨2：从微观结构上看，
3、多晶体为什么呈现各向同性？【提示】多晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，因此物理性质上表现为各向同性1在物理性质上，单晶体具有各向异性，而多晶体、非晶体则是各向同性的(1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时测试结果不同(2)通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等2单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性(1)云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性沿不同方向传热的快慢不同(2)方铅矿石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(3)立方形的铜晶体在弹
4、性上表现出显著的各向异性沿不同方向的弹性不同(4)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1如图211所示，ABCD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆形板AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆形板从图示位置转90后电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好)关于圆形板，下列说法正确的是 ()图211A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E圆形板在各个方向导热性可能不同【解析】由题图知，两种情况下长度相同，横截面积相同，但两种情况下电流表的读数发生了变化，即电流表的读数不相同，说明了圆形板在各个方向上导电性不同，表现为各向异性，所以圆形板是单
5、晶体，故C、D正确，A、B错误；题中没有条件说明导热性能，可能相同，也可能不同，E正确【答案】CDE2某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体()A可能是非晶体B一定是多晶体C可能具有确定的熔点D一定是单晶体，因为它有规则的几何外形E可能是多晶体，因为它的物理性质是各向同性【解析】各向导热性能相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，因此A选项正确，B选项错误；多晶体具有确定的熔点，因此C选项正确；物体外形是否规则不是判断它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D选项错误；非晶体和多晶体
6、的物理性质都是各向同性的，故E选项正确【答案】ACE晶 体 与 非 晶 体1非晶体的物理性质是各向同性的，没有固定的熔点2单晶体、多晶体和非晶体不是绝对的它们在一定适当的条件下可以相互转化，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1非晶体没有天然的规则几何形状()2非晶体熔化时有固定的熔点()3非晶体的物理性质是各向同性的()单晶体、多晶体与非晶体是绝对的吗？【提示】不是有的材料在某种条件下是晶体，而在另一种条件下则是非晶体例如非晶态的玻璃经过加热冷却反复处理，可使其结构有序化，变为多晶体两组固体：(1)玻璃、蜂蜡、硬塑料
7、(2)盐粒、砂糖、石英. 通过上述两组物体，探讨下列问题：探讨1：它们的外表有何不同？【提示】盐粒、砂糖、石英属晶体，有规则的几何外形；玻璃、蜂蜡、硬塑料属非晶体，没有规则的几何外形探讨2：对蜂蜡和砂糖进行加热，用温度计测量两者熔化时温度的变化有何不同？这说明了什么问题？【提示】蜂蜡没有固定的熔点，砂糖有固定的熔点；蜂蜡是非晶体，砂糖是晶体，说明晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点1单晶体、多晶体及非晶体的区别分类宏观外形物理性质非晶体没有确定的形状(1)没有固定熔点(2)导电、导热、光学性质等物理性质通常表现为各向同性晶体单晶体有天然规则的形状(1)有确定的熔点(2)导热、导电、光学性质等
8、物理性质通常表现为各向异性多晶体没有确定的形状(1)有确定的熔点(2)导热、导电、光学性质等物理性质通常表现为各向同性2.联系在一定条件下，晶体可以变为非晶体，非晶体也可变为晶体3关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A非晶体没有规则的几何外形B晶体在物理性质上一定是各向异性的C晶体熔化时具有固定的熔点D晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的E晶体一定具有规则的形状【解析】非晶体没有规则的几何外形，选项A正确；晶体只是一部分物理性质是各向异性的，选项B错误；所有晶体熔化时都有固定的熔点，选项C正确；晶体和非晶体在适当的条件下是可能相互转化的，比如石英与石英玻璃，选项D正确；多晶体没有确定形
9、状，E错【答案】ACD4关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A所有的单晶体都表现为各向异性B晶体一定具有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体C大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体D所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点E非晶体和多晶体的物理性质表现为各向同性【解析】所有单晶体表现为各向异性，非晶体、多晶体各向同性故A对，E对；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；大块塑料是非晶体，粉碎成形状规则的颗粒，依然是非晶体，C错；晶体和非晶体的一个重要区别是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故D对【答案】ADE5如图212所
10、示，甲、乙、丙三种固体物质，质量相等，从其温度随时间变化的图象可以判断()甲 乙 丙图212A甲是晶体B乙是晶体C丙是晶体D甲的熔点比丙高E乙的熔点是t1【解析】由图象可以看出，甲和丙有固定熔点，分别为t2和t1(熔化时不断吸热但温度保持不变)，而乙没有固定熔点，先变软，后熔化，温度不断上升，故甲、丙两固体均为晶体，而固体乙为非晶体，t1t2，故固体甲的熔点比丙高，故选项A、C、D正确【答案】ACD区分晶体和非晶体、单晶体和多晶体的方法1区分晶体和非晶体的方法是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区分单晶体和多
11、晶体的方法是看其是否具有各向异性，单晶体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)学业达标1某种物体表现出各向同性的物理性质，则可以判断这种物质()A不一定是多晶体B不一定是单晶体C一定不是单晶体 D一定是非晶体E不一定是非晶体【解析】因为非晶体和多晶体都表现出各向同性，故A、E正确，D错误；单晶体一定表现出各向异性，故B错误，C正确【答案】ACE2关于晶体和非晶体，下列说法正确的是()A晶体可以变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体B晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化C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D具有各向同性的物体，可以
12、断定它不是单晶体E具有确定熔点的物体，可以断定它一定是单晶体【解析】在一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，A错B对同种物质可以生成多种晶体例如，金刚石和石墨，它们的化学性质相同，物理性质相差很大，C对具有各向同性的物体可能是多晶体或非晶体，D对单晶体和多晶体都具有确定的熔点，E错【答案】BCD3关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是()A具有各向同性的物体一定没有确定的熔点B晶体熔化时，温度不变，但内能增加C通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体D晶体在物理性质上可能是各向异性E橡胶制品有规则的几何形状，但不是晶体【解析】多晶体显示各向同性，但具有确定的熔点，A错误
13、；晶体熔化时，其温度虽然不变，但其体积和内部结构可能发生变化，则内能发生变化，故B正确；金属材料虽然显示各向同性，并不意味着一定是非晶体，可能是多晶体，故C错误；晶体分为单晶体和多晶体，而单晶体在物理性质上表现出各向同性，故D正确；橡胶是非晶体，尽管橡胶制品有规则的几何外形，但它不是天然的，而是人工制成的，故它还是非晶体，故E正确【答案】BDE4关于晶体和非晶体的几种说法中，正确的是()A不具有规则几何形状的物体一定不是晶体B单晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性C若物体表现为各向同性，它就可能是非晶体D晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度E晶体熔化时，由于吸热，其温度一定
14、升高【解析】单晶体物理性质各向异性，多晶体物理性质各向同性；单晶体有天然规则外形，多晶体与非晶体没有规则外形；晶体与非晶体的区别在于晶体有固定熔点；晶体熔化时，温度不变；综上所述选项B、C、D正确【答案】BCD5在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图213甲、乙、丙所示，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丁所示，以下说法正确的是() 【导学号：30110020】甲 乙 丙 丁图213A甲、乙为非晶体B甲、乙为多晶体C甲、丙为晶体D乙是非晶体，甲是多晶体E丙为单晶体【解析】由图甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向异性；由图丁可知：甲
15、、丙有固定熔点，乙无固定熔点，所以甲、丙为晶体，乙为非晶体，其中甲为多晶体，丙为单晶体，故C、D、E正确【答案】CDE6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【解析】通过晶体与非晶体以及单晶体与多晶体的区别可判断，A、C、F为非晶体，B、D、E为晶体，且B、E为单晶体，D为多晶体【答案】B、D、EA、C、FB、ED7用沥青铺成的路面，冬天变硬，夏天变软，请问沥青是晶体材料还是非晶体材料？列举生活中的晶体和非晶体例子并比较晶体和非晶体在物理性质上有什么异同？【解析】沥青冬天变硬，夏天变软，说明它没有固定的
16、熔点，所以沥青是非晶体食盐、味精、冰糖为晶体，蜡烛、玻璃为非晶体晶体在外观上通常有规则的几何形状，有确定的熔点，有一些物理性质表现为各向异性；非晶体在外观上没有规则的形状，没有确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性【答案】见解析能力提升8如图214 a、b是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线，你认为在下列说法中，正确的是()图214Aa是一种晶体的熔化曲线Bb是一种晶体的熔化曲线Ca是一种非晶体的熔化曲线Db是一种非晶体的熔化曲线Ea中有一段吸热但温度不变的过程【解析】晶体在熔化过程中，不断吸热，但温度(熔点对应的温度)却保持不变，而非晶体没有确定的熔点，不断加热，非晶体先变软，然后熔化，温度却
17、不断上升，因此a对应的是晶体，b对应的是非晶体，故A、D、E正确【答案】ADE9一块厚度和密度都均匀分布的长方体被测样品，长AB是宽AD的两倍，如图215所示如果用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1和O2O2方向测量，结果阻值均为R，则这块样品不可能是()图215A单晶体 B多晶体C非晶体 D金属E方铅矿石【解析】用多用电表的欧姆挡沿两个对称轴O1O1，O2O2方向测量结果均相同，说明该物体沿O1O1和O2O2方向电阻率(即导电性能)不同，即表现出各向异性的物理性质，所以可能是单晶体，方铅矿石是单晶体如果是普通金属，可以分析出沿O1O1方向电阻比较大故不可能的是B、C、D三种物品【答案】BC
18、D10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和y1点的温度都在缓慢升高甲同学说：若两点温度的高低没有差异，则该物质薄片一定是非晶体乙同学说：若两点温度的高低有差异，则该物质薄片一定是晶体请对两位同学的说法作出评价(1)甲同学的说法是_(选填“对”或“错”)的；理由是_.(2)乙同学的说法是_(选填“对”或“错”)的；理由是_【解析】单晶体中，物质微粒的排列顺序及物质结构在不同方向上是不一样的
19、，因此单晶体表现出各向异性而非晶体中，物质微粒排列顺序及物质结构在不同方向是一样的，因此非晶体表现出各向同性对于多晶体，由于其中小晶粒是杂乱无章地排列的，因此也表现出各向同性由此可知，表现出各向同性的不一定是非晶体，而表现出各向异性的一定是晶体【答案】(1)错因为有些晶体在导热性上也有可能是各向同性的(或两个特定方向上的同性并不能说明各个方向上都同性)(2)对因为只有晶体才具有各向异性 11一电炉的功率P200 W，将质量m240 g的固体样品放在炉内，通电后电炉内的温度变化如图216所示设全部电能转化为热能并全部被样品吸收，试问：该固体样品的熔点和熔化热为多大？(熔化热指单位质量的某种物质在
20、熔化过程中吸收的热量) 【导学号：30110021】图216【解析】由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点为60 ，根据熔化时间和电炉功率可计算电流做功的多少，这些电能全部转化为内能并全部用于样品的熔化熔化时间t2 min，电流做功WPt.设样品的熔化热为，样品熔化过程中共吸收热量Qm.由WQ，即Ptm，得J/kg1105 J/kg.【答案】60 1105 J/kg12如图217所示是对某种合金连续不断地加热过程中，温度随时间变化的曲线据图回答：图217(1)这种合金在固态时是不是晶体？(2)这种合金的熔点是多少？(3)熔化过程用了多少时间？(4)图中BC段表示这种合金处于什么状态？【解析】(1)图中BC阶段表示该合金的熔化过程，说明有一定的熔点，所以这种合金在固态时是晶体(2)熔点为210 .(3)熔化过程用了t(146)min8 min.(4)BC段为固、液共存状态【答案】(1)是(2)210 (3)8 min(4)固、液共存状态
