高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册固体类型及微观结构课文内容课件ppt

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册固体类型及微观结构课文内容课件ppt，共49页。PPT课件主要包含了晶体和非晶体，非晶体，单晶体，多晶体，多面体，各向异性，杂乱无章，各向同性，相互转化，固体的微观结构等内容，欢迎下载使用。
1.知道固体分为晶体和非晶体，掌握晶体和非晶体的区别(重点)。2.了解晶体和非晶体的微观结构(难点)。
1.固体的分类(1)分类：固体通常可以分为　　　和　　　　两大类。(2)实例①晶体：糖、盐、金、银、铜、铁、锡、铝等。②非晶体：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。
2.单晶体与多晶体(1)晶体可分为　　　　和　　　　两类。(2)单晶体①结构特点：具有　　　的几何形状，外形都是由若干个　　　围成的　　　　。②物理性质：在力学、热学、电学、光学等物理性质表现为　　　　　，有　　　的熔点。
(3)多晶体①结构特点：没有规则的几何形状，都是由大量细微的单晶体________地排列在一起构成的。②物理性质：物理性质上表现为　　　　　，有　　　的熔点。
3.晶体与非晶体的转化晶体与非晶体在一定的条件下可以　　　　　，如非晶体的玻璃经过加热冷却反复处理，可使其结构有序化，变为多晶体；传统的金属晶体经过急冷处理，可制得非晶态金属——金属玻璃。
1.总结单晶体、多晶体及非晶体的区别，完成下列表格
2.怎么理解单晶体的各向异性?单晶体在各种物理性质上都表现出各向异性吗?
答案　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、导电性能、磁性、导热性能、光学性质等。单晶体具有各向异性，并不是说单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性。某种单晶体只在特定物理性质上表现出各向异性。
3.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，但是有固定的熔点，所以金属是晶体而不是非晶体。
(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)某一大块多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·惠州市高二月考)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，则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。
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点。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。
1.微观结构(1)单晶体：单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况是　　　 的，所以单晶体在物理性质上表现为各向　　　。(2)非晶体：非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本　　　，所以非晶体在物理性质上表现为各向　　　。2.同素异形体同种物质微粒在不同的条件下有可能生成不同的晶体，虽然构成这些晶体的物质微粒都相同，但是由于它们的　　　　 不同，物理性质也不同。
3.晶体具有确定熔点的解释晶体在熔化成液体的过程中，规则排列的分子之间的距离要增加，分子间的作用力表现为引力，外界提供的热量用来克服分子的引力做功，使　　　　　增大，而分子平均动能不变，所以熔化过程中　不变，吸收的热量只转化成　　　　　。
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。
晶体各向异性的微观解释
　 (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
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正确；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。
　 (2023·松原市二中高二月考)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.(2023·盐城市伍佑中学高二月考)关于晶体和非晶体，下列说法正确的是A.可以根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体B.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C.一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，则该球一定是　单晶体D.一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，则一定是单晶体
物理性质表现为各向同性的可以是多晶体，也可以是非晶体，故不能根据各向异性或各向同性来鉴别晶体和非晶体，故A错误；沿各个方向对一块均匀薄片施加拉力，发现其强度一样，表现出各向同性，可能是非晶体，也可能是多晶体，故B错误；一个固体球，如果沿其各条直径方向的导电性能不同，即具有各向异性，则该球一定是单晶体，故C正确；一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，表现出各向同性，可能是多晶体，故D错误。
2.(多选)如图所示，国家游泳中心——水立方，像一个透明的水蓝色的“冰块”，透过它游泳池中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉源于建筑外墙采用了一种叫作ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚物)的膜材料。这种膜材料属于非晶体，其特性是A.具有各向同性B.具有各向异性C.具有确定的熔点D.没有确定的熔点
非晶体没有确定的熔点，在物理性质上表现为各向同性，故A、D正确。
3.如图所示，甲、乙、丙三种固体物质，质量相等，从其温度随时间变化的图像可以判断A.甲是晶体，乙、丙是非晶体B.乙是晶体，甲、丙是非晶体C.乙是非晶体，甲的熔点比丙的熔点低D.乙是非晶体，甲的熔点比丙的熔点高
晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔化温度，由题图可知，甲、丙两物质在熔化过程中都有温度不变的过程，所以甲、丙是晶体，同理可知，乙是非晶体。进一步分析可知，甲的熔点比丙的熔点高，故D正确，A、B、C错误。
4.一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
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。如果是普通金属，可以分析出沿O1O1'方向电阻比较大，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改编)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.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，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.晶体熔化过程中所吸收的热量，主要用于A.破坏空间点阵结构，增加分子势能B.破坏空间点阵结构，增加分子动能C.破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能D.破坏空间点阵结构，增加分子势能，但不增加分子动能和内能
晶体有固定的熔点，熔化过程吸收的热量用于破坏空间点阵结构，因温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量用于增加分子势能，内能增加，所以A选项正确。
10.(2023·苏州市高二调研)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.(多选)如图所示，ACBD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆板。AB和CD是互相垂直的两条直径，在圆板所处平面内把圆板从图示位置转90°后电流表读数发生了变化(两种情况下都接触良好)。关于圆板，下列说法正确的是A.圆板是非晶体B.圆板是多晶体C.圆板是单晶体D.圆板在各个方向上导电性不同
单晶体显示各向异性，而多晶体和非晶体显示各向同性；根据题意可知，圆板在两个不同方向的导电性不同，则表现为各向异性，为单晶体，故选C、D。
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