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  • 2021-06-02 发布

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

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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。