高中物理第九章固体、液体和物态变化第1节固体问题导学案新人教版选修3-31

高中物理第九章固体、液体和物态变化第1节固体问题导学案新人教版选修3-31

第 1 节 固体 课堂合作探究 问题导学 一、晶体和非晶体 活动与探究 1 1．雪花的图案是多种多样的（如图所示）。 请你观察这些雪花有没有共同点。 生活中你还能找出哪些有这样规则几何外形的固体？ 2．云母薄片和玻璃片上分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母片及玻 璃片的反面，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？ 迁移与应用 1 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ） A．有规则的几何外形的固体一定是晶体 B．晶体在物理性质上一定是各向异性的 C．晶体熔化时具有确定的熔点 D．非晶体在适当的条件下可以转化为晶体 单晶体、多晶体及非晶体的区别 分类 宏观外形 物理性质 非晶体 没有确定的形状 ①没有确定的熔点 ②导电、导热、光学性质表现为各 向同性 晶体 单晶体 有天然规则的形状 ①有确定的熔点 ②导电、导热、光学性质表现为各 向异性 多晶体 没有确定的形状 ①有确定的熔点 ②导热、导电、光学性质表现为各 向同性 二、晶体的微观结构 活动与探究 2 1．如图所示，这是在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况。从图上可以看出，在沿 不同方向所画的等长直线 AB、AC、AD 上，物质微粒的数目不同。直线 AB 上物质微粒较多， 直线 AD 上较少，直线 AC 上更少。由于什么原因造成了单晶体的各向异性？ 2．晶体熔化时为什么有确定的熔点？ 迁移与应用 2 下列叙述中错误的是（ ） A．晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列 B．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．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点 D．石墨的硬度比金刚石差很多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布 1．有的物质有几种晶体的解释： 这是由于它们的物质微粒能够形成不同的晶体结构，例如碳原子按不同的结构排列可形 成石墨和金刚石，二者在物理性质上有很大不同。白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具有 立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状结构。 2．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化，因为在不同条件下物质微粒的排列结构 可以发生变化。 3．多晶体是由许多杂乱无章地排列着的单晶体（晶粒）组成的。平常见到的各种金属 材料都是多晶体。把纯铁做成的样品放在显微镜下观察，可以看到它是由许许多多晶粒组成 的，晶粒有大有小，最小的只有 10－5 cm，最大的也不超过 10－3 cm。每个晶粒都是一个小单 晶体，具有各向异性的物理性质和规则的几何形状。因为多晶体的晶粒杂乱无章地排列着， 所以多晶体没有规则的几何形状，也不显示各向异性。它在不同方向的物理性质是相同的， 即具有各向同性。多晶体和非晶体的主要区别是多晶体有确定的熔点，而非晶体没有。 当堂检测 1．某个固体没有确定的熔点，那么它（ ） A．一定是晶体 B．一定是非晶体 C．一定是多晶体 D．不一定是非晶体 2．某种物质表现出各向同性的物理性质，则可以判断这种物质（ ） A．不一定是多晶体 B．不一定是单晶体 C．一定不是单晶体 D．一定是非晶体 3．关于石墨和金刚石的区别，下列说法正确的是（ ） A．石墨与金刚石是由同种物质微粒组成、空间结构不同的晶体 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．石墨和金刚石是不同物质的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 4．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如 图所示，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、丙是多晶体，乙是晶体 D．甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体 5．关于晶体和非晶体的几种说法中，正确的是（ ） A．不具有规则几何形状的物体一定不是晶体 B．晶体的物理性质与方向有关，这种特性叫做各向异性 C．若物体表现为各向同性，它就一定是非晶体 D．晶体有确定的熔化温度，非晶体没有确定的熔化温度 答案： 课堂·合作探究 【问题导学】 活动与探究 1： 1．答案：雪花大都是六角形的，这是因为雪花属于六方晶系。雪花“胚胎”的小冰晶， 主要有两种形状：一种是六棱体状，长而细，叫柱晶；另一种则是六角形的薄片状，叫片晶。 2．答案：呈圆形，玻璃为各向同性是非晶体。呈椭圆形，云母片为各向异性是单晶体。 迁移与应用 1：CD 解析：单晶体有规则的几何外形，多晶体与非晶体都没有规则的几 何外形，但如果固体有规则的几何外形但不是天然的，而是人为加工的，则其不一定是晶体， A 错误；单晶体只在某些物理性质上表现为各向异性，并非所有的物理性质都表现为各向异 性，多晶体在物理性质上表现为各向同性，B 错误；晶体有确定的熔点，C 正确；理论和实 验都证明非晶体是不稳定状态，在适当条件下会变成晶体，D 正确。 活动与探究 2： 1．答案：正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．答案：给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。 迁移与应用 2：CD 解析：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相 同；也正是由于微粒按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何形状。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。 【当堂检测】 1．B 解析：晶体（无论是单晶体还是多晶体）都有确定的熔点，只有非晶体没有确定 的熔点，故 B 正确，A、C、D 错误。 2．AC 解析：因为非晶体和多晶体都表现出各向同性，故 A 正确，D 错误。单晶体一 定表现出各向异性，故 B 错误，C 正确。 3．AB 解析：石墨和金刚石都是由碳原子组成的，由于空间结构不同，故有金刚石坚 硬、石墨松软的特点，故 A、B 正确。 4．BD 解析：由题图知，甲、乙具有各向同性，丙具有各向异性；由题图知，甲、丙 有固定的熔点，乙没有固定的熔点，所以甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体。 5．BD 解析：单晶体物理性质为各向异性，多晶体物理性质为各向同性，单晶体有天 然规则的几何外形，多晶体与非晶体没有天然规则的几何外形；晶体与非晶体的区别在于晶 体有确定的熔点。