高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 固体教案配套课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 固体教案配套课件ppt，共50页。PPT课件主要包含了晶体和非晶体，固体的分类及性质，晶体的分类及性质，许多晶粒，晶体的微观结构，周期性，不同规则，金刚石，非晶体，课时对点练等内容，欢迎下载使用。

1.知道晶体和非晶体的特点及其区分方法，明确单晶体和多晶体的区别(重点)。2.了解晶体的微观结构，知道晶体和非晶体形状和物理性质不同的原因(难点)。
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？
答案　金属虽然没有规则的几何外形，但是有确定的熔点，所以金属是晶体。
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？
答案　玻璃片上石蜡的熔化区域呈圆形，说明玻璃片沿各个方向的导热性能相同。云母片上石蜡的熔化区域呈椭圆形，说明云母片沿各个方向的导热性能不相同。
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？
答案　不科学。实验说明该均匀薄片在x、y两个方向上导热性能相同，但不能因此就确定这块薄片是非晶体，因为晶体有可能在导热性能上表现为各向同性，而在其他性质上表现为各向异性；由于多晶体具有各向同性，该薄片也有可能是多晶体。
(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。(　　)
　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
单晶体有规则的几何外形，多晶体和非晶体则没有规则的几何外形，故A错误；单晶体具有天然的几何外形，但有些非晶体可以被塑造成规则的几何外形，比如正方体玻璃器件，故B错误；根据多晶体与单晶体的特点可知，单晶体的某些物理性质表现为各向异性，多晶体和非晶体的物理性质表现为各向同性，故C正确；石墨和金刚石都是晶体，金刚石是单晶体，故D错误。
　 (2023·盐城市高二月考)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，以下可能说法正确的是A.甲、乙为非晶体，丙是晶体B.甲、乙为晶体，丙是非晶体C.甲、丙为非晶体，乙是晶体D.甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
由图甲、乙、丙可知，甲、乙表现为各向同性，丙表现为各向异性；由图丁可知，甲、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，D正确。
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。
单晶体具有规则的几何外形，某些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。
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？
答案　金刚石中碳原子间的作用力很强，而石墨是层状结构，层与层之间距离较大，原子间的作用力比较弱，所以金刚石很坚硬，石墨却很松软。
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。
答案　由晶体微粒的排列情况可知，沿不同方向单位长度上微粒的数目均不相同，正是这种不同，使晶体的物理性质表现为各向异性。
　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，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则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
固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体、非晶体是相对的，在一定的条件下可以相互转化，A错误；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的排列是规则的，具有空间上的周期性，C错误；相同物质在不同的条件下能够生成不同的晶体，组成它们的微粒能够按照不同的排列规律在空间分布，如金刚石与石墨，B正确，D错误。
　(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
石墨、石墨烯都是单晶体，石墨与石墨烯等都是碳元素的单质，故A、B错误；石墨、石墨烯的物理性质都表现为各向异性，故C错误；
他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的，故D正确。
考点一　晶体和非晶体1.(2022·宿迁市高二期末)下列说法中正确的是A.一定质量的晶体在熔化过程中，其温度不变，内能也一定保持不变B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明　蜂蜡是单晶体C.一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，则此薄片一　定是非晶体D.一个均匀固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，则该球一定是单　晶体
晶体在熔化过程中吸热，温度不变，内能一直增大，A错误；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母为单晶体，事实上蜂蜡为常见的非晶体，B错误；一块均匀薄片，沿各个方向对它施加拉力，发现其强度一样，是各向同性的表现，则此薄片可能是多晶体也可能是非晶体，C错误；一个均匀固体球，如果沿其各条直径方向的导电性不同，能够说明该球一定是单晶体，D正确。
2.甲、乙两种薄片的表面分别涂有薄薄的一层石蜡，然后用烧热钢针的针尖分别接触这两种薄片石蜡涂层的背面，接触点周围熔化了的石蜡分别形成如图所示形状，对这两种薄片，下列说法中正确的是A.甲的熔点一定高于乙的熔点B.甲一定是晶体C.乙一定是晶体D.乙一定是非晶体
单晶体表现为各向异性，熔化了的石蜡形成椭圆形，非晶体和多晶体表现为各向同性，则熔化了的石蜡形成圆形，无法确定熔点的高低，故B正确，A、C、D错误。
3.一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，则这块样品可能是A.单晶体 B.多晶体C.非晶体 D.普通金属
如果是普通金属，可以分析出沿O1O1′方向电阻比较大，D错误。
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，说明该样品沿O1O1′和O2O2′方向电阻率(即导电性能)不同，即物理性质表现为各向异性，A正确，B、C错误。
4.(2023·无锡市高二期中)如图所示，方解石形成的双折射现象实验的照片，下列关于方解石的说法正确的是A.是非晶体B.具有固定的熔点C.所有的物理性质都是各向异性D.是由许多单晶体杂乱无章排列组成的
光在方解石中的双折射现象就是光学各向异性的表现，所以方解石是单晶体，具有固定的熔点，A错误，B正确；
单晶体的某些物理性质表现为各向异性，并不是所有物理性质都是各向异性，而多晶体是由许多小的晶体杂乱无章地排列在一起组成的，故C、D错误。
考点二　晶体的微观结构5.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
物质的物理性质由物质微粒的微观结构决定，故D选项正确。
6.(2023·北京市丰台区高二月考)下列关于固体的叙述，正确的是A.晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列B.多晶体内部的分子排列是不规则的C.同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质D.石墨的硬度比金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质是否具有各向异性，故A正确；由晶体的微观结构特点可知，晶体内部的分子是有规则地、周期性地在空间排列，故B错误；同种元素的原子按不同结构排列有不同的物理性质，故C错误；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们质地柔软，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，故D错误。
7.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
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。
8.(2022·南京市高二期末)食盐是我们生活中不可缺少的调味品，通过研究，我们知道了食盐的微观结构如图所示。则下列说法正确的是A.食盐晶体是正六面体形B.食盐所有的物理性质都具有各向异性C.食盐颗粒受潮粘连成食盐块时，形状不规则，　是非晶体D.食盐在熔化时，要吸收热量，温度保持不变，所以内能也不变
食盐晶体是正六面体形，选项A正确；
食盐具有各向异性，但并非所有的物理性质都具有各向异性，选项B错误；食盐颗粒受潮粘连成食盐块时，形状不规则，但仍是晶体，选项C错误；
食盐在熔化时，要吸收热量，温度保持不变，所以内能增加，选项D错误。
9.(2022·徐州市高二期中)江苏省东海县是世界天然水晶原料集散地，有着“世界水晶之都”的美誉。天然的水晶具有规则的几何外形。关于天然水晶，下列说法正确的是A.具有规则的几何外形，但是没有固定的熔点B.微观粒子的空间排列不规则C.在熔化过程中分子平均动能不变D.在光学性质上表现为各向同性
水晶是单晶体，具有规则的几何外形，有固定的熔点，A错误；水晶是单晶体，微观粒子的空间排列规则，B错误；水晶是单晶体，有固定的熔点，在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，C正确；水晶是单晶体，在光学性质上表现为各向异性，D错误。
10.(2022·常州市高二期中)2020年，“嫦娥五号”探测器顺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。关于石英晶体，下列说法正确的是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
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。
11.(2022·江苏省高二期中)如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，石墨烯是单层的石墨，可以通过剥离石墨而获得，是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。下列说法正确的是A.单层石墨烯的厚度约在厘米数量级B.石墨烯可以通过物理方法获得C.石墨和石墨烯中的碳原子都固定在六边　形的顶点不动D.石墨烯熔化过程中吸热，碳原子的平均动能增加
单层石墨烯的厚度约为0.335 nm，故A错误；
石墨中的碳原子是运动的，故C错误；石墨烯是晶体，熔化过程中吸热，温度不变，碳原子的平均动能不变，故D错误。
由题意可知，可以通过剥离石墨而获得石墨烯，所以石墨烯可以通过物理方法获得，故B正确；
12.北京冬奥会中国科研团队突破人工造雪核心技术“冰状雪”的难关，成功制造出适应大陆性季风气候特点的合格“冰状雪”。“冰状雪”可以减小雪道表面与滑雪板间的摩擦力，保证雪道表面不易变形。即使在运动员高速转向的情况下，也能保证雪道表面平整光滑。不论选手第几个出场，雪道都可以处于相对完美的状态，以此确保比赛的公平性。已知普通雪密度是每立方厘米0.1克至0.4克，而“冰状雪”密度则需要达到每立方厘米0.65克。下列说法正确的是A.“冰状雪”没有规则的形状，是非晶体B.在同样条件下，同体积的“冰状雪”比自然雪熔化得慢C.3 ℃的水通过造雪机转化为雪时，需要吸收热量D.“冰状雪”熔化成水的过程中温度会不断变化
“冰状雪”有固定的熔点，是晶体，故A错误；“冰状雪”密度较大，在同样条件下，同体积的“冰状雪”比自然雪熔化得慢，故B正确；3 ℃的水通过造雪机转化为雪时，需要放出热量，故C错误；“冰状雪”是晶体，熔化成水的过程中温度不变，故D错误。