【创新设计】2015-2016学年高中物理第九章固体、液体和物态第1讲固体学案新人教版选修3-3预案.doc

第1讲　固体 [目标定位]　1.知道晶体和非晶体外形和物理性质上的区别.2.知道晶体可分为单晶体和多晶体.3.了解晶体的微观结构，了解固体材料在生活、生产、科学研究等方面的应用． 一、晶体和非晶体 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．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体． 3．单晶体有天然规则的几何形状，非晶体没有天然规则的几何形状． 4．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；晶体的某些物理性质表现为各向异性，非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，表现为各向同性；多晶体是各向同性的． 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，具有空间上的周期性． 2．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如碳原子按不同结构可分为石墨和金刚石． 3．同一种物质也可能以晶体和非晶体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． 一、正确理解晶体与非晶体的区别 1．区别 分类 宏观外形 物理性质 非晶体 没有天然规则的形状 ①没有固定的熔点；②导电、导热、光学性质表现为各向同性 晶体 单晶体 有天然规则的形状 ①有确定的熔点；②导电、导热、光学性质表现为各向异性 多晶体 没有天然规则的形状 ①有确定的熔点；②导电、导热、光学性质表现为各向同性 2.区别晶体和非晶体关键看有无固定的熔点，单晶体与多晶体的区别关键看有无规则的几何外形及是否为各向异性． 例1　下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是(　　) 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．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点 答案　D 解析　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． 针对训练　某一固体具有确定的熔点，那么它(　　) A．一定是晶体 B．一定是非晶体 C．一定是多晶体 D．不一定是非晶体 答案　A 解析　无论是单晶体还是多晶体都有确定的熔点． 例2　如图1所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程．图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T.从图中可以确定的是(　　) 图1 A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0 B．曲线M的bc段表示固液共存状态 C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态 D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态 答案　B 解析　只有晶体存在固定的熔点T0，曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段表示固态，曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B正确，A、C、D错误． 二、对晶体和非晶体的微观解释 1．对单晶体各向异性的解释 如图2所示，这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况．从图上可以看出，在沿不同方向所画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同．直线AB上物质微粒较多，直线AD上较少，直线AC上更少．正因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同． 图2 2．对晶体具有一定熔点的解释 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，晶体开始熔解，熔解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．对多晶体特征的微观解释 晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性．它在不同方向的物理性质是相同的，即各向同性．多晶体和非晶体的主要区别是多晶体有确定的熔点，而非晶体没有． 4．对非晶体特征的微观解释 在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看，在微粒非常多的情况下，沿不同方向的等长直线上，微粒的个数大致相等，也就是说，非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，所以非晶体在物理性质上表现为各向同性． 5．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同形态出现，晶体和非晶体可在一定条件下相互转化． 例3　2010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0.34 nm的石墨烯，是碳的二维结构．如图3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(　　) 图3