人教版高中物理选择性必修第三册第二章教案学案

人教版高中物理选择性必修第三册第二章教案学案

2.1温度和温标

【学习目标】

1.知道系统的状态参量及平衡态.

2.明确温度的概念，知道热平衡定律及其与温度的关系.

3.了解温度计的的原理，知道热力学温度与摄氏温度的换算关系.

【知识梳理】

一、状态参量与平衡态

1.热力学系统和外界

(1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统.

(2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界.

2.状态参量：用来描述系统状态的物理量.常用的状态参量有体积V、压强小温度T等.

3.热力学系统的状态参量

(1)体积V：系统的几何参量，它可以确定系统的空间范围.

(2)压强小系统的力学参量，它可以描述系统的力学性质.

(3)温度T：系统的热学参量，它可以确定系统的冷热程度.

4.平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态.

5.平衡态的理解

(1)热力学的平衡态与力学的平衡态的意义不同，热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不

停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统不受外界的影响，状态参量(压强、

体积和温度)不随时间变化.

(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的.

二、热平衡与温度

1.热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了

平衡，这种平衡叫作热平衡.

2.热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡.

3.热平衡定律的意义

决定两个系统是否达到了热平衡的最主要参量是温度.因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以在比

较各物体的温度时，不需要将各物体直接接触，只需将温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低.

4.温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量.

5.热平衡与温度

(1)对温度的理解

①宏观上，表示物体的冷热程度.

②微观上，反映分子热运动的剧烈程度.

③一切达到热平衡的物体都具有相同的温度.

(2)温度计的测温原理

若物体与4处于热平衡，它同时也与B处于热平衡，则A的温度等于8的温度，这就是温度计用来测量温

度的基本原理.

6.热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度.

7.平衡态与热平衡的区别和联系

平衡态热平衡

研究对象一个系统两个接触的系统

区别系统不受外界影响，状态

判断依据两个系统的温度相同

参量不变

联系处于热平衡的两个系统都处于平衡态

三、温度计与温标

1.确定一个温标的方法

(1)选择一种测温物质.

(2)了解测温物质用以测温的某种性质.

(3)确定温度的零点和分度的方法.

2.热力学温度T与摄氏温度/

⑴摄氏温标：一种常用的表示温度的方法.规定标准大气压下冰的熔点为0℃,水的沸点为100℃,在0℃

和100℃之间均匀分成100等份，每份算做1℃.

(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法.热力学温标表示的温度叫热力学温度.用符号T表示，

单位是开尔文，符号为K.

(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T=f+273.15K.

3.“温度”含义的两种说法

(1)宏观角度：表示物体的冷热程度.

(2)热平衡角度：两个处于热平衡的系统存在一个数值相等的物理量，这个物理量就是温度.

4.常见温度计及其原理

名称原理

水银温度计根据水银热胀冷缩的性质来测量温度

金属电阻温度计根据金属的电阻随温度的变化来测量温度

气体温度计根据气体压强随温度的变化来测量温度

热电偶温度计根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度

5.温度计测温原理

一切互为热平衡的系统都具有相同的温度.温度计与待测物体接触，达到热平衡，其温度与待测物体相同.

【随堂演练】

一、单选题

1.下列说法正确的是（）

A.因为分子间存在着斥力，所以破碎的玻璃不能简单地拼接在一起

B.同温度的氧气和氢气，它们的分子平均速率相等

C.两分子间的分子势能一定随距离的增大而增大

D.布朗运动不是分子的运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性

2.当物体的温度升高时，物体分子的平均动能（）

A.一定变大B.一定变小C.一定不变D.如何变化无法确定

3.关于内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是（）

A.物体的温度越低，则物体的内能一定越小

B.物体的温度越低，则物体分子的平均动能一定越小

C.物体的内能可以为零

D.物体做加速运动，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大

4.关于分子动理论，下列说法中正确的是（）

A.布朗运动就是液体或者气体分子的无规则运动

B.两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力

C.在扩散现象中，温度越高，扩散得越快

D.温度是分子平均速率的标志

5.严冬，湖面上结了厚厚的冰，但冰下面鱼儿仍在游动，为了测出冰下水的温度，徐强同学在冰上打了一

个洞，拿来一支实验室温度计，用下列四种方法测水温，正确的做法是（）

A,用线将温度计拴牢从洞中放入水里，待较长时间后从水中提出，读出示数

B.取一塑料饮水瓶，将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后取出，再用温度计测瓶中水的温度

C.取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将

瓶提出，立即从瓶外观察温度计的示数

D.手拿温度计，从洞中将温度计插入水中，待较长时间后取出立即读出示数

6.下列说法中正确的有（）

A.温度相同的铁块和木块，铁块感觉凉，这说明铁块中分子的平均动能小于木块中分子的平均动能

B.液体表面层分子间的平均距离等于液体内部分子间的平均距离

C.油膜法估测分子大小的实验中，所撒痒子粉太厚会导致测量结果偏大

D,已知阿伏伽德罗常数和某物质的摩尔体积就可以确定该物质每个分子的体积

二、填空题

7.如图所示，两个绝热的、容积相同的球状容器A、B,用带有阀门K的绝热细管连通，相邻两球球心的

高度差为九初始时，阀门是关闭的，A中装有2moi的氢（He）,B中装有2moi的氟（Kr）,二者的温度

和压强都相同。气体分子之间的相互作用势能可忽略。现打开阀门K,两种气体相互混合，己知两种气体

的摩尔质量〃成＜〃用，最终每一种气体在整个容器中均匀分布，两个容器中气体的温度相同。则两种气体

混合后的温度（填“高于”或“等于”或“低于”）混合前的温度，混合后氢分子的平均速率（填“大

于”或“等于”或“小于”）氟分子的平均速率。

三、实验题

8.为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种

液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图

象，如图所示.

（1）根据图象，某同学认为：“加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，这说明甲吸收的热量多一些•”这

位同学的判断是否正确？请说明理由.

（2）要使甲、乙升高相同的温度，应给加热更长的时间，这说明的吸热能力强些.

⑶如果已知甲的比热容是L8xj/(kg•℃),则乙的比热容多少？

参考答案

1.D

【详解】

A.破碎的玻璃不能拼接在一起，是因为分子间距达不到分子作用力的范围，A错误；

B.温度是分子平均动能的标志，相同温度下所有分子的平均动能均相同，B错误；

C.当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大，当分子力表现为斥力时，分子势能随分

子间距离的增大而减小，C错误；

D.布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的运动，不是分子的运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则

性，D正确。

故选D。

2.A

【详解】

温度是分子平均动能的标志，则当物体的温度升高时，物体分子的平均动能一定变大。

故选Ao

3.B

【详解】

AB.温度是分子平均动能的标志，温度低说明分子平均动能小，但内能不一定小，故A错误，B正确；

C.一切物体的分子都在永不停息的做无规则运动，所以一切物体都具有内能，故C错误；

D.物体的分子动能与物体的宏观的运动无关，故D错误。

故选Bo

4.C

【详解】

A.布朗运动就是液体或者气体中小颗粒的无规则运动，所以A错误；

B.两个邻近分子间斥力和引力是同时存在的，所以B错误；

C.在扩散现象中，温度越高，分子热运动越激烈，扩散得越快，所以C正确；

D.温度是分子平均动能的标志，所以D错误；

故选C。

5.C

【详解】

A.用线将温度计拴牢从洞中放入水中，待较长时间后从水中提出，读出示数，不符合温度计的使用方法,

故A错；

B.水灌满瓶后取出，温度会升高，不再是湖水的温度，相当于取出温度计读数，故B错；

C.取一塑料饮水瓶，将温度计悬吊在瓶中，再将瓶拴住从洞中放入水里，水灌满瓶后待较长时间，然后将

瓶取出，立即从瓶外观察温度计示数，这样能保证瓶取出后，温度计的示数不会降低，故C正确；

D.取出温度计读出示数，不符合温度计的使用方法，故D错误。

故选C。

6.C

【详解】

A.温度是分子平均动能的标志，则温度相同分子的平均动能相同，所以A错误；

B.液体表面层分子间的平均距离大于液体内部分子间的平均距离，所以B错误；

V

C.油膜法估测分子大小的实验中，所撒琲子粉太厚会导致面积S减小，则由d可得测量结果偏大，

所以C正确；

D.已知阿伏伽德罗常数和某物质的摩尔体积就可以确定固体物质每个分子的体积，气体分子的体积不能确

定，只能确定气体分子所占空间的体积，所以D错误；

故选C。

7.低于大于

【详解】

[1]因为两种气体混合以后重心升高，重力势能增大，根据能量守恒定律可知内能要减小，理想气体的内能

由温度决定，所以温度要降低。

⑵因为混合后两种气体的温度相同，两种气体分子的平均动能相等，而氢分子的质量小于氟分子的质量，

所以混合后氯分子的平均速率大于氟分子的平均速率。

8.加热时间相同，吸收热量相等乙乙乙的比热容为2.4x103j/(kg.℃)

【详解】

(1)升高的温度大不代表吸收的热量多，吸收热量的多少是一样的，因为是用两个完全相同的酒精灯加热相

同的时间，酒精灯放出的热量是相等，甲和乙吸收的热量也是相等的，则该同学的判断是错误的.

⑵由图可知，甲和乙升高相同的温度，如都升高30℃,温度升到40℃,甲需要的时间是3min,乙需要的

时间是4min,乙需要更长的加热时间，这也就说明了乙的吸热能力强一些.

(3)根据Q及=。篦(/-2)可知在质量和吸收热量一定时，温度的变化值和比热容成反比.

我们可以取相同的加热时间4min,用相同的酒精灯加热4min,甲和乙吸收的热量就是相同的，甲的温度变

化值为50℃-10℃=40℃,乙的温度变化值为40℃-10℃=30℃,

据0s=cm”To）得：

c甲甲=c乙m鱼t乙

40°C

则乙的比热容,乙=天而xl.8xlO3j/（依・℃）=2.4><103]/（依・℃）；

2.2气体的等温变化

【学习目标】

1.知道什么是等温变化。

2.知道玻意耳定律是实验定律，掌握玻意耳定律的内容和公式，知道定律的适用条件。

3.理解气体等温变化图象的物理意义。

4.知道用分子动理论对玻意耳定律的定性解释。

5.会用玻意耳定律计算有关的问题。

【学习重点】

1.知道玻意耳定律是实验定律，掌握玻意耳定律的内容和公式，知道定律的适用条件。

2.理解气体等温变化图象的物理意义。

【学习难点】

理解气体等温变化图象的物理意义。

【学习过程】

一、知识储备

1.研究气体的性质，用、、________三个物理量描述气体的状

态。描述气体状态的这三个物理量叫做气体的。

2.温度：温度是表示物体的物理量，从分子运动论的观点看，温

度标志着物体内部的剧烈程度。

在国际单位制中，用热力学温标表示的温度，叫做__________温度。用符号—表示，它

的单位是,简称,符号是o

热力学温度与摄氏温度的数量关系是：T=0

3.体积：气体的体积是指气体。在国际单位制中，其单位是

，符号。

体积的单位还有升（L）^毫升（mL）；1L=m3,lmL=m3o

4.压强：叫做气体的压强，用

表示。在国际单位制中，压强的单位是,符号。

气体压强常用的单位还有标准大气压（atm）和毫米汞柱（mmHg）,

1atm=Pa=mmHg。

5.气体状态和状态参量的关系：对于一定质量的气体，如果温度、体积、压强这三个量

,我们就说气体处于一定的状态中。如果三个参量中有两个参量发生改

变，或者三个参量都发生了变化，我们就说气体的状态发生了改变，只有一个参量发生改变而

其它参量不变的情况是发生的。

二、新课教学

（一）探究气体等温变化的规律

1.思考一下几个问题：

①研究哪部分气体？

②怎样保证气体温度不变？

③空气柱的压强怎么读出？

④空气柱的体积怎样表示？

⑤怎样处理读取的数据？

实验：气体的等温变化

2.实验数据的采集与分析

次数12345

压强(xlO5Pa)3.02.52.01.51.0

体积（L）1.31.62.02.74.0

体积的倒数

绘制夕J图象

实验结论：O

（二）玻意耳定律

1.文字表述：___________________________________________________________

2.公式表述：或o

4.图象意义

（1）物理意义：反映随的变化关系，图线表示

（2）点的意义：图线上每一个点表示某一“

（3）结论：体积缩小到原来的几分之一，压强增大到原来的几倍。体积增大到原来的几

倍，它的压强就减小为原来的几分之一。

5.适用条件：压强、温度的各种气体。

例题1：一定质量气体的体积是20L时，压强为lXl（）5pa。当气体的体积减小到16L时,

压强为多大？设气体的温度保持不变。

答案：1.25X105Pa

总结：

用气体定律解题的步骤

1.确定研究对象。被封闭的气体（满足质量不变的条件）；

2.用一定的数字或表达式写出气体状态的初始条件；

3.根据气体状态变化过程的特点，列出相应的气体公式（本节课中就是玻意耳定律公式）；

4.将各初始条件代入气体公式中，求解未知量；

5.对结果的物理意义进行讨论。

【深入学习】

气体等温变化图象

一定质量气体等温变化图象是双曲线，它描述的是温度不变时的关系，称为等温线。

(1)等温线是双曲线的一支。

(2)温度越高，其等温线离原点越

【练习巩固】

1.对于一定质量的气体，下列过程可能发生的是()

A.气体的温度变化，但压强、体积保持不变

B.气体的温度、压强保持不变，而体积发生变化

C.气体的温度保持不变，而压强、体积发生变化

D.气体的温度、压强、体积都发生变化

答案：CD

2.一定质量的气体在温度保持不变时，压强增大到原来的4倍，则气体的体积变为原来

的()

A.4倍B.2倍C.1/2D.1/4

答案：D

3.某容器的容积是10L,里面所盛气体的压强为2.0X106PA.如果温度保持不变，把这

些气体装入另一个容器里，气体的压强变为L0X105pa,则此容器的容积是多大?

答案：200L

4.如图所示，三个完全相同的试管内分别由长度相同的水银柱封闭着一定质量的气体,

已知大气压为po,试管的横截面积为S,管内水银柱的质量为mo当三支试管及水银均静止时,

管内气体的压强分别为多少？

甲乙火

【答案】popo+詈po节

5.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图甲所示，实

验步骤如下:

①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一

连接。

②移动活塞，记录注射器的刻度值V,同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p。

③用图象处理实验数据。

(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是.0

(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是和

答案：(1)用润滑油涂抹活塞。

(2)慢慢抽动活塞，不能用手握住注射器封闭气体的部分。

2.3气体的等压变化和等容变化

【学习目标】

一、知识与技能

1.知道什么是气体的等容变化过程；掌握查理定律的内容；理解p-T图象的物理意义；

知道查理定律的适用条件。

2.知道什么是气体的等压变化过程；掌握盖-吕萨克定律的内容、数学表达式；理解V-T

图象的物理意义。

3.知道什么是理想气体，理解理想气体的状态方程。

4.会用气体动理论的知识解释气体实验定律。

二、过程与方法

根据查理定律和盖-吕萨克定律的内容理解？T图象和V-T图象的物理意义。

三、情感、态度与价值观

1.培养运用图象这种数学语言表达物理规律的能力。

2.领悟物理探索的基本思路，培养科学的价值观。

【学习重点】

1.查理定律的内容、数学表达式及适用条件。

2.盖-吕萨克定律的内容、数学表达式及适用条件。

【学习难点】

对p-T图象和V-T图象的物理意义的理解。

【学习过程】

一、温故知新

玻意耳定律：°

即或O

二、新知学习

(一)气体的等容变化和等压变化

1.概念：

(1)等容变化：叫等容变化。

(2)等压变化：叫等压变化。

2.盖-吕萨克定律

(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，o

(2)公式：或

点拨：

①成立条件：气体质量__________，压强o

②一定质量的气体在等压变化时，升高(或降低)相同的温度增加(或减小)的体积是相

同的。

③C与气体的种类、质量和压强有关。

3.等压线：。

思考：斜率反应什么？

4.一定质量气体的等压线的物理意义

①图线上每一个点表示气体一个确定的一同一根等

压线上各状态的相同。

②不同压强下的等压线，斜率越大，压强.一，如图所

Zj\O

体积与热力学温度成正比可以表示为另外形式：

______________或_______________

总结盖-吕萨克定律：

（1）盖-吕萨克定律是实验定律，由法国科学家盖-吕萨克通过实验发现的。

（2）适用条件：气体质量一定，压强不变。

（3）气体的种类、质量、压强有关。

（4）一定质量的气体发生等压变化时，升高（或降低）相同的温度，增加（或减小）的

体积是相同的。

（5）解题时前后两状态的体积单位要统一。

例题1：如图所示，两端开口的弯管，左管插入水银槽中，右管有一段高为h的水银柱,

中间封有一段空气，则（ACD）

A.弯管左管内外水银面的高度差为h

B.若把弯管向上移动少许，则管内气体体积增大

C.若把弯管向下移动少许，右管内的水银柱沿管壁上升

D.若环境温度升高，右管内的水银柱沿管壁上升

5.查理定律

（1）内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，.0

（2）公式：或o

点拨：

①成立条件：气体一定，不变。

②一定质量的气体在等容变化时，升高（或降低）相同的温度增加（或减小）的压强是相

同的，即=O

③C与气体的种类、质量和体积有关。

6.等容线：-

思考：斜率反应什么？

7.一定质量气体的等容线的物理意义

①图线上每一个点表示气体一个确定的,同一根等容线上各状态的

相同。

②不同体积下的等容线，斜率越大，体积越________,如图所示。

压强与热力学温度成正比可以表示为另外形式：

________________或_________________

总结查理定律：

（1）查理定律是实验定律，由法国科学家查理通过实验发现的。

（2）适用条件：气体质量一定，体积不变。

（3）气体的种类、质量、体积有关。

（4）一定质量的气体在等容时，升高（或降低）相同的温度，所增加（或减小）的压强

是相同的。

（5）解题时前后两状态压强的单位要统一。

例题2：汽车行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故，太低又会造成耗油量上升。已知

某型号轮胎能在-40℃~90℃正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过

3.5atm,最低胎压不低于L6atm,那么，在t=20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范

围内比较合适（设轮胎的体积不变）。

对三个定律的总结：

C玻意耳定律：pV=Ci

气体实验定律,查理定律：p/T=C2

［盖-吕萨克定律：V/T=C3

强调：这些定律都是在压强、温度的条件下总结出来的。

（二）理想气体

1.理想气体：O

2.理想气体的特点

（1）理想气体是不存在的，是O

（2）在温度,压强时实际气体都可看成是理想气体。

（3）从微观上说：分子间以及分子和器壁间，除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体

积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。

（4）从能量上说：理想气体的微观本质是忽略了分子力，没有分子势能，理想气体的内

能只有分子动能。

一定质量的理想气体的内能仅由__________决定，与气体的____________无关。

3.理想气体的状态方程

一定质量的理想气体，由初状态变化到末状态时，两个状态的状态参量之间的关系为:

‘当温度T保持不变：_______________

方程具有普遍性《当体积V保持不变：

、当压强p保持不变：

例题3：关于理想气体的性质，下列说法中正确的是（ABC）

A.理想气体是一种假想的物理模型，实际并不存在

B.理想气体的存在是一种人为规定，它是一种严格遵守气体实验定律的气体

C.一定质量的理想气体，内能增大，其温度一定升高

D.氮是液化温度最低的气体，任何情况下均可视为理想气体

例题4：如图所示，一定质量的某种理想气体从A到B经历了一个等温过程，从B到C

经历了一个等容过程，分别用PA、VA、TA和PB、VB>TB以及pc、Vc^Tc表示气体在A、B、

C三个状态的状态参量，那么A、C状态的状态参量间有何关系呢？

PA

A

例题5：一定质量的理想气体，处于某一状态，经过下列哪个过程后会回到原来的温度

（AD）

A.先保持压强不变而使它的体积膨胀，接着保持体积不变而减小压强

B.先保持压强不变而使它的体积减小，接着保持体积不变而减小压强

C.先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀

D.先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使它的体积膨胀

（三）气体实验定律的微观解释

1.玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度保持不变，体积减小时，

增大，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强增大。

2.盖-吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，只有气体的体积

同时增大，使减小，才能保持压强不变。

3.查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，保

持不变。在这种情况下，温度升高时，气体的压强增大。

【练习巩固】

1.一定质量的气体，体积保持不变，下列过程可以实现的是（）

A.温度升高，压强增大

B.温度升高，压强减小

C.温度不变，压强增大

D.温度不变，压强减小

答案：A

2.图表示0.2mol的某种气体的压强与温度的关系图象，图中po为标准大气压，问气体在

B状态时的体积多大？

[P/PaAB

p%/1:

J/••

-2730127227t/℃

答案：5.6L

3.在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气，一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连

接，重物和活塞均处于平衡状态，这时活塞离缸底的高度为10cm,如果缸内空气变为0℃,

问：

①重物是上升还是下降？

②这时重物将从原处移动多少厘米？

（设活塞与气缸壁间无摩擦）

I_I

答案：①重物上升

②2.6cm

4.对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的是()

A.使气体体积增加而同时温度降低

B.使气体温度升高，体积不变、压强减小

C.使气体温度不变，而压强、体积同时增大

D.使气体温度升高，压强减小，体积减小

答案：A

2.4固体

【学习目标】

1.知道晶体和非晶体的特点及区分方法.

2.知道单晶体和多晶体的区别.

3.了解晶体的微观结构.

【知识梳理】

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、明矶、食盐、硫酸铜、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体.

3.非晶体

⑴没有规则的外形.

(2)物理性质：a.没有确定的熔化温度；

b.导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性.

4.晶体

(1)单晶体：①有天然的规则的几何形状

②a.有确定的熔点；

b.导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性.

(2)多晶体：①没有规则的几何形状

②a.有确定的熔点；

b.导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性.

5.单晶体、多晶体及非晶体的异同比较

宏观表现

分类微观结构

外形物理性质

单组成晶体的物质微粒(原有天然、规则各向

晶体有确定的熔点

晶子、分子、离子)在空间的几何形状异性

体按一定规则排列——空

间点阵

多

由无数的晶体微粒(小晶

晶没有天然、规

粒)无规则排列组成各向

体则的几何形

同性

状

非晶体内部物质微粒是无规则排列的没有确定的熔化温度

6.对单晶体的各向异性的理解

(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.

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，举例如下：

①云母晶体在导热性能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能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同.

③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性一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一沿不同方向的折射率不同.

7.判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法

(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化温

度.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)区分单晶体和多晶体的方法：看其是否具有各向异性，单晶体某些物理性质表现出各向异性，而多晶

体表现出各向同性.

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，

例如碳原子按不同的空间分布排列可形成石墨和金刚石.

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.

4.对晶体的微观解释

⑴对单晶体各向异性的解释

图1为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况.在沿不同方向所画的等长线段A3、AC、AD上物质微粒

的数目不同.线段AB上物质微粒较多，线段上较少，线段AC上更少.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.

（2）对晶体具有确定熔点的解释

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.

【随堂演练】

一、单选题

1.2010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0.34nm的石墨烯，是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识

判断，下列说法正确的是（）

石墨的微观结构石墨烯的微观结构

A.石墨是晶体，石墨烯是非晶体

B.石墨是单质，石墨烯是化合物

C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体

D.通过物理变化的方法无法获得石墨烯

2.下列说法正确的是（）

A.晶体内部原子按照一定的规则排列。其它分子不能扩散进去

B.相互间达到热平衡的两物体的内能一定相等

C.若氢气的摩尔质量为密度为夕，阿伏加德罗常数为NA，则in?的氢气所含原子数为2处匕

M

D.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的玻璃片背面，熔化的蜂蜡呈圆形，说明蜂蜡具有各向同性

3.下列说法中正确的有（）

A.扩散现象只能发生在气体和液体中

B.制作半导体的硅是高纯度的单晶体

C.质量和温度相同的冰和水，内能是相同的

D.布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子不停地做无规则热运动

4.下列有关物质结构和分子动理论的说法正确的是（）

A.晶体熔化时吸收的热量转化为分子动能B.多晶体的物理性质各向同性

C.布朗运动是液体分子的无规则运动D.分子间距离减小时分子势能一定减小

5.下列说法错误的是（）

A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍然是晶体

B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质

C.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体

D.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变

6.下列说法错误的是（）

A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质

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.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体

二、填空题

7.将蜂蜡分别薄薄地涂在薄玻璃片和单层云母片上，用加热到相同温度的相同缝衣针针尖分别接触未涂抹

面，不移动，玻璃片和云母片上的蜂蜡熔化区的形状（填“相同”或“不相同”），将云母片碾成粉

末，则云母片与云母粉末的晶体结构（填“相同”或“不相同”）。

8.在加热条件完全相同的情况下，A、B、C、D四种物质的熔化图象如图所示，由图可知：

（1）这四种物质中，是非晶体；

（2）这四种物质中，可能是同种物质；

（3）这四种物质中，的质量一定比的质量大。

参考答案

1.C

【详解】

AC.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体，故A错误，C正确;

B.石墨、金刚石、碳60、碳纳米管和石墨烯等都是由碳元素构成的单质，它们互为同素异形体，故B错误。

D.科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的，故D错误。

故选Co

2.C

【详解】

A.晶体内部原子按照一定的规则排列，但原子间存在间隙，其他分子能够扩撒进去,A错误;

B.内能与物体的温度、体积等因素有关，相互间达到热平衡的两物体的温度一定相等，但内能不一定相等.B

错误;

C.当氢气的摩尔质量为密度为夕，阿伏加德罗常数为N%,则in?的氢气所含原子数为

n=2^NA=2A

C正确;

D.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的玻璃片背面，熔化的蜂蜡呈圆形，只能说明玻璃片，具有各向同性，D

错误。

故选C。

3.B

【详解】

A.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故A错误;

B.晶体管、集成电路的工作性能与材料的微观结构有关，材料内原子的排列不能是杂乱无章的，所以制作

半导体的硅是高纯度的单晶体，故B正确;

C.由于0℃的冰熔化成0℃的水需要吸热，所以质量和温度相同的冰和水内能不同，后者内能比前者多,

故C错误;

D.布朗运动不是液体分子的运动，而是液体分子做无规则运动的反映，故D错误。

故选B。

4.B

【详解】

A.晶体熔化时，温度不变，分子的平均动能保持不变，所以吸收的热量转化为分子势能，则A错误；

B.多晶体的物理性质各向同性，所以B正确；

C.布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，所以C错误；

D.分子间距离减小时分子势能不一定减小，当分子间距离小于q时，分子力为斥力，随分子间距离的减小，

分子势能增大，所以D错误；

故选B。

5.D

【详解】

A.将一块晶体敲碎后，物理性质和化学性质都没有变化，得到的小颗粒仍然是晶体，故A正确；

B.固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体有各向异性，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质，故B正

确；

C.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体，例如天然石英是晶体，

熔融过程中的石英是非晶体，故c正确；

D.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，但内能增加，故D错误。

故选D。

6.A

【详解】

A,将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，A错误，符合题意；

B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上各向异性，具有不同的光学性质，B正确，不

符合题意；

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，例如石墨和金刚石，C正

确，不符合题意；

D.在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体，例如天然石英是晶体,

熔融的石英后却是非晶体；把晶体硫加热熔化，到入冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再经一些时间又会

转变成晶体硫，D正确，不符合题意。

故选A。

7.不相同相同

【详解】

[1]玻璃片的导热性能是各向同性的，云母片的导热性能是各向异性的，所以蜂蜡熔化区的形状是不同的。

[2]云母片与云母粉末的晶体结构与云母的形状无关。所以云母片与云母粉末的晶体结构是相同的。

8.BACCA

【详解】

(1)口]由题图可知：A、C、D三种物质都是晶体，因为它们都有固定的熔点，B是非晶体，因为它没有固定

的熔点；

(2)[2]A、C的熔点相同，都高于D的熔点.由于熔点是物质的特性之一，不同的物质的熔点一般不相同，

同种物质的熔点相同，由此可知：A、C可能是同种物质；

(3)[3][4]在加热条件相同的情况下，随着时间的延长，C升温较慢且熔化所需时间较长，由此可知：C的质

量大于A的质量。

2.5液体

【学习目标】

一、知识与技能

1.理解液体表面张力的概念。了解表面张力产生的原因。

2.能够解释日常生活中表面张力现象。

3.了解浸润和不浸润的原因和应用。

4.了解毛细现象的原因和应用。

5.了解液晶性质及应用。

二