高中物理4 固体导学案

这是一份高中物理4 固体导学案，共4页。

一、晶体和非晶体
1．固体的分类及性质
2.晶体的分类及性质
1．常见的金属没有规则的形状，但具有确定的熔点。它们是晶体还是非晶体？
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3．某人为了检验一块薄片物质是否为晶体，做了一个实验。他以薄片的正中央O为坐标原点，建立Oxy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点和y1点的温度在缓慢升高，但两点温度的高低没有差异。于是得出结论：这块薄片是非晶体。请说明：以上结论科学吗？为什么？
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(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)单晶体的各向异性是指在每一种物理性质上都表现为各向异性。( )
(5)某一大块晶体粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒为一个单晶体。( )
例1 随着科技的发展国家对晶体材料的研究越来越深入，尤其是对稀土晶体的研究，已经走在世界的前列。关于晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
A．晶体都有规则的几何外形，非晶体则没有规则的几何外形
B．具有规则几何外形的物体就是单晶体
C．多晶体是由单晶体组合而成的，但单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性
D．石墨和金刚石都是晶体，但石墨是单晶体，金刚石是多晶体
例2 (2022·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
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．区分单晶体与多晶体的方法：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
单晶体具有规则的几何外形，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？
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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________。
1．如图为石墨和金刚石的微观结构图，石墨和金刚石都是由碳原子组成的，为什么石墨很软，而金刚石却很坚硬呢？
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2.如图所示是一个平面上晶体微粒排列的情况。请观察沿不同方向单位长度上微粒的数目是否相同，并思考引起晶体各向异性的原因。
晶体各向异性的微观解释
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例3 (多选)下列说法正确的是( )
A．固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是绝对的，是不可以相互转化的
B．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
C．天然石英表现为各向异性，是由于组成该物质的微粒在空间有规则地排列着
D．同种物质在不同条件下所生成的晶体微粒的排列规律相同
例4 (2022·苏州市高二期末)2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·盖姆和康斯坦丁·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( )
A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体
B．石墨是单晶体，石墨烯是多晶体
C．石墨的物理性质表现为各向异性，石墨烯的物理性质表现为各向同性
D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的固体
天然外形
物理性质(导热性能、机械强度、导电性能)
有无确定熔点
晶体
______规则的几何外形，如金刚石、云母、明矾、雪花、食盐、味精等
各向同性或各向异性
___确定熔点
非晶体
不具有规则的几何外形，如玻璃、松香、沥青、橡胶等
各向______
__确定的熔化温度
晶体
构成
物理性质
有无确定熔点
单晶体
大块晶体
各向______
有确定熔点
多晶体
由______构成
各向______
有确定熔点