高中物理选修3步步高同步讲义第二章 4　固体

第二章GUTI4固体梳理教材夯实基础/探究重点提升素养/课时对点练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.学习目标内容索引梳理教材夯实基础Part1探究重点提升素养Part2课时对点练Part3梳理教材夯实基础Part

11.固体可以分为

和

两类.晶体又可以分为

晶体与

晶体.2.石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是

，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是

.3.非晶体(1)

(填“有”或“没有”)规则的外形.(2)物理性质：①

(填“有”或“没有”)确定的熔化温度；②导电、导热、光学等物理性质表现为各向

(填“异性”或“同性”).一、晶体和非晶体晶体非晶体单多晶体非晶体没有没有同性4.晶体(1)单晶体：①

(填“有”或“没有”)天然的、规则的几何形状②a.

(填“有”或“没有”)确定的熔点；b.导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向

(填“异性”或“同性”).(2)多晶体：①

(填“有”或“没有”)规则的几何形状②a.

(填“有”或“没有”)确定的熔点；b.导电、导热、光学等物理性质表现为各向

(填“异性”或“同性”)有有异性没有有同性1.在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的

排列的，具有空间上的

.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

在空间分布，例如碳原子按不同的空间分布排列可形成

和

.3.同一种物质也可能以

和

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

.二、晶体的微观结构周期性规则不同规则石墨金刚石晶体非晶体晶体1.判断下列说法的正误.(1)所有晶体都具有天然、规则的几何外形.(

)(2)没有确定的熔化温度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)有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体.(

)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_______.√××即学即用×√单晶体返回探究重点提升素养Part

2一、晶体和非晶体(1)如图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：导学探究①晶体与非晶体在外观上有什么不同？导学探究答案单晶体有规则的几何形状，多晶体和非晶体无规则的几何形状.②没有规则几何外形的固体一定是非晶体吗？导学探究答案不是.由于多晶体是许多单晶体杂乱无章地组合而成的，所以多晶体也没有规则的几何形状.(2)在玻璃片和云母片上分别涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触玻璃片及云母片的另一面，石蜡熔化，如图所示，那么你看到的现象及得出的结论是什么？导学探究答案玻璃片上石蜡的熔化区呈圆形，说明玻璃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，说明云母沿不同方向的导热性能不相同.1.单晶体、多晶体及非晶体的比较知识深化分类微观结构宏观表现外形物理性质晶体单晶体组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵有天然、规则的几何形状各向异性有确定的熔点多晶体由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成没有天然、规则的几何形状各向同性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2.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质时，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.知识深化(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——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.知识深化

(2021·江苏常州高二期中)2020年，“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球.探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷，即“压电效应”.如图所示，石英晶体沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著.石英晶体A.没有确定的熔点B.具有各向同性的压电效应C.没有确定的几何形状D.是单晶体例1√晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度，石英是单晶体，有确定的熔点，有确定的几何形状，A、C错误，D正确；沿垂直于x轴晶面上的压电效应最显著，其他方向不明显，故具有各向异性的压电效应，B错误.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.方法总结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.方法总结

(2021·广州市培正中学高二月考)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(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图像如图(b)所示，则A.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D.甲是非晶体，乙是多晶体，丙是单晶体例2√由题图(b)知，甲、丙有确定的熔点，乙没有确定的熔化温度，所以甲、丙是晶体，乙是非晶体，由题图(a)知，甲、乙的导热性能呈各向同性，丙的导热性能呈各向异性，所以丙是单晶体，B正确.二、晶体的微观结构(1)单晶体具有规则的几何形状，物理性质方面表现为各向异性，而非晶体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？答案它们的微观结构不同.导学探究(2)金刚石和石墨都是由碳原子构成的，但它们在硬度上差别很大，这说明什么问题？答案

金刚石是网状结构，原子间的作用力强，所以金刚石的硬度大.石墨是层状结构，层与层间距离较大，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.导学探究对晶体的微观解释(1)对单晶体各向异性的解释如图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AB、AC、AD上物质微粒的数目不同.线段AB上物质微粒较多，线段AD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.知识深化(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.知识深化

下列叙述中错误的是A.晶体的各向异性是由于它的微粒是按各自的规则排列着的B.单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列C.非晶体的内部微粒是无规则排列的D.石墨的硬度与金刚石差很多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布例3√晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质不同；也正是由于它的微粒按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何外形，选项A、B正确；非晶体的内部微粒是无规则排列的，选项C正确；石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它的质地松软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度，选项D错误.

(2021·安徽芜湖高二期中)关于石墨和金刚石的区别，下列说法正确的是A.石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体B.金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬，石墨晶体是层状结构，所以质

地松软C.石墨与金刚石是不同的物质微粒组成的不同晶体D.石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同例4√石墨和金刚石是碳的同素异形体，其化学性质相同；组成它们的微粒的空间结构不同，石墨中的碳原子排列为层状结构，层与层间距离很大，所以其质地松软；金刚石中的碳原子排列紧密，相互间作用力很强，所以其质地坚硬，故选项B正确.返回课时对点练Part

3考点一晶体和非晶体1.在P、Q两块不同材料的薄片上均匀涂上一层石蜡，然后用灼热的金属针尖点在薄片的另一侧面，结果熔化区域得到如图所示的两种图样，则A.P、Q薄片一定都是晶体B.P、Q薄片一定都是非晶体C.P薄片可能是非晶体，Q薄片一定是单晶体D.P薄片一定是晶体，Q薄片可能是非晶体基础对点练123456789101112√123456789101112单晶体是各向异性的，熔化在单晶体表面的石蜡是椭圆形；非晶体和多晶体是各向同性的，则熔化在表面的石蜡是圆形，所以P薄片可能是非晶体，Q薄片一定是单晶体，故C正确.2.(2022·江苏如东县高二期末)关于晶体和非晶体，下列说法错误的是A.有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质B.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体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，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转

化为晶体123456789101112√123456789101112固体可以分为晶体和非晶体两类，单晶体有各向异性，有些晶体在不同的方向上具有不同的光学性质，A正确，不符合题意；将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒还是晶体，B错误，符合题意；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；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，而熔化以后再凝固的水晶(即石英玻璃)却是非晶体；把晶体硫加热熔化，倒入冷水中，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.3.(2021·江苏省扬州中学高二月考)固体M、N在一定压强下的熔化曲线如图所示，则A.固体M有可能是玻璃、橡胶B.固体M的bc段表示固液共存状态C.固体N的分子(或原子、离子)排列一定有规则D.固体N的物理性质可能是各向异性的123456789101112√123456789101112晶体是在固定的温度下熔化为液体，而非晶体是随着温度的升高逐渐由硬变软，最后变成液体，bc段表示晶体的固液共存状态，而玻璃、橡胶是非晶体，没有固定的熔化温度，A错误，B正确.曲线N是非晶体在一定压强下的熔化过程，所以非晶体的分子(或原子、离子)排列没有规则，非晶体的物理性质表现为各向同性，C、D错误.考点二晶体的微观结构4.石墨和金刚石性质有很大差异，是由于A.石墨是各向异性的，而金刚石是各向同性的B.它们的化学成分不同C.它们都是各向同性的D.组成它们的物质微粒按不同的规则排列123456789101112√5.(2021·苏州市苏州高新区第一中学高二月考)有关晶体的排列结构，下列说法正确的有A.同种元素原子按不同结构排列有相同的物理性质B.同种元素原子按相同结构排列有不同的物理性质C.同种元素形成晶体只能有一种排列规律D.同种元素形成晶体可能有不同的排列规律123456789101112√123456789101112原子排列结构不同，同种元素可以按照不同规则排列；即具有不同的空间点阵，物理性质不同，如石墨和金刚石的密度、机械强度、导热性、导电性、光学性质等都有很大的区别，故D正确.6.晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵(图中的小黑点表示晶体分子)，图中AB、AC、AD为等长的三条线段.下列说法正确的是A.A处的晶体分子可以沿三条线方向发生定向移动B.三条线段上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质

是各向同性的C.三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的D.以上说法均不正确123456789101112√123456789101112晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条线方向发生定向移动，故A错误；三条线段上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故B、D错误，C正确.7.(2021·山东济南高二期末)关于物质的结构，以下说法错误的是A.天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则B.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构

不同C.多晶体是由小晶粒杂乱无章的排列在一起的，故多晶体物理性质表现

为各向同性D.粘在一起的糖块是多晶体，单个的蔗糖晶体颗粒是单晶体123456789101112√123456789101112天然石英是晶体，表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间按各自的规则排列着，故A错误，符合题意；石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同，故B正确，不符合题意；多晶体是由小晶粒杂乱无章的排列在一起的，故多晶体物理性质表现为各向同性，故C正确，不符合题意；粘在一起的糖块是多晶体，单个的蔗糖晶体颗粒是单晶体，故D正确，不符合题意.8.某实验小组想测试两种材料的导电性能，他们将这两种材料加工成厚度均匀、横截面为正方形的几何体，分别如图甲、乙所示，经测试发现，材料甲沿ab、cd两个方向的电阻相等，材料乙沿ef方向的电阻大于沿gh方向的电阻，关于这两种材料，下列说法中正确的是A.材料甲一定是晶体B.材料甲一定是非晶体C.材料乙一定是单晶体D.材料乙一定是多晶体123456789101112√能力综合练123456789101112测试发现，材料甲沿ab、cd两个方向的电阻相等，材料乙沿ef方向的电阻大于沿gh方向的电阻，说明了甲具有各向同性，而乙具有各向异性，单晶体是各向异性的，所以乙一定是单晶体，而多晶体和非晶体是各向同性的，所以甲可能是多晶体，也可能是非晶体，故C正确，A、B、D错误.9.有一块长方形的铜条，有关它的三种说法：①这是一块单晶体，因为它有规则的几何形状；②这是一块多晶体，因为它内部的分子排列是不规则的；③这是一块非晶体，因为它的物理性质表现为各向同性.这三种说法中A.只有①②是错的

B.只有②③是错的C.只有①③是错的

D.都是错的123456789101112√铜条虽具有规则的几何形状，但它是多晶体，它的内部分子排列是规则的，但构成多晶体的单晶体颗粒的排列是不规则的，所以D正确.10.下列关于固体的说法中，正确的是A.晶体熔化时，温度不变，但内能变化B.单晶体一定是单质，有确定的几何形状，有确定的熔点C.多晶体没有确定的几何形状，也没有确定的熔点D.晶体都是各向异性的，而非晶体都是各向同性的123456789101112√123456789101112晶体熔化时，其温度虽然不变，但其内部结构可能发生变化，其吸收的热量转化为分子的势能，内能增大，故A正确；单晶体不一定是单质，故B