学年高中物理第2章固体第1节晶体和非晶体教师用书鲁科版文档格式.docx

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）

2．晶体具有各向异性的特性．（×

3．凡是具有天然规则的几何形状的物体必定是单晶体．（√）

在常见的固体物质中，如石英、云母、明矾、硫酸铜、蔗糖、松香、沥青、塑料，哪些是晶体？

哪些是非晶体？

【提示】　石英、云母、明矾、硫酸铜、蔗糖是晶体，松香、沥青、塑料是非晶体．

探讨1：

金属是晶体，金属具有各向同性还是各向异性？

【提示】　金属是多晶体，多晶体具有各向同性．

探讨2：

从微观结构上看，多晶体为什么呈现各向同性？

【提示】　多晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，因此物理性质上表现为各向同性．

1．在物理性质上，单晶体具有各向异性，而多晶体、非晶体则是各向同性的

（1）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能时测试结果不同．

（2）通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．

2．单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性

（1）云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同．

（2）方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．

（3）立方形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．

（4）方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．

1．如图211所示，ABCD是一厚度均匀的由同一种微粒构成的圆形板．AB和CD是互相垂直的两条直径，把圆形板从图示位置转90°

后电流表读数发生了变化（两种情况下都接触良好）．关于圆形板，下列说法正确的是（　　）

图211

A．圆形板是非晶体

B．圆形板是多晶体

C．圆形板是单晶体

D．圆形板在各个方向导电性不同

E．圆形板在各个方向导热性可能不同

【解析】　由题图知，两种情况下长度相同，横截面积相同，但两种情况下电流表的读数发生了变化，即电流表的读数不相同，说明了圆形板在各个方向上导电性不同，表现为各向异性，所以圆形板是单晶体，故C、D正确，A、B错误；

题中没有条件说明导热性能，可能相同，也可能不同，E正确．

【答案】　CDE

2．某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体（　　）

A．可能是非晶体

B．一定是多晶体

C．可能具有确定的熔点

D．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形

E．可能是多晶体，因为它的物理性质是各向同性

【解析】　各向导热性能相同的物体可能是非晶体，也可能是多晶体，因此A选项正确，B选项错误；

多晶体具有确定的熔点，因此C选项正确；

物体外形是否规则不是判断它是否是单晶体的依据，应该说，单晶体具有规则的几何外形是“天生”的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外形，当然，这只能是“后天”人为加工的，因此D选项错误；

非晶体和多晶体的物理性质都是各向同性的，故E选项正确．

【答案】　ACE

晶体与非晶体

1．非晶体的物理性质是各向同性的，没有固定的熔点．

2．单晶体、多晶体和非晶体不是绝对的．它们在一定适当的条件下可以相互转化，例如把晶体硫加热熔化（温度不超过300摄氏度）后再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫．

1．非晶体没有天然的规则几何形状．（√）

2．非晶体熔化时有固定的熔点．（×

3．非晶体的物理性质是各向同性的．（√）

单晶体、多晶体与非晶体是绝对的吗？

【提示】　不是．有的材料在某种条件下是晶体，而在另一种条件下则是非晶体．例如非晶态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．

两组固体：

（1）玻璃、蜂蜡、硬塑料．

（2）盐粒、砂糖、石英.

通过上述两组物体，探讨下列问题：

它们的外表有何不同？

【提示】　盐粒、砂糖、石英属晶体，有规则的几何外形；

玻璃、蜂蜡、硬塑料属非晶体，没有规则的几何外形．

对蜂蜡和砂糖进行加热，用温度计测量两者熔化时温度的变化有何不同？

这说明了什么问题？

【提示】　蜂蜡没有固定的熔点，砂糖有固定的熔点；

蜂蜡是非晶体，砂糖是晶体，说明晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点．

1．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）没有固定熔点

（2）导电、导热、光学性质等物理性质通常表现为各向同性

晶体

单晶体

有天然规则的形状

（1）有确定的熔点

（2）导热、导电、光学性质等物理性质通常表现为各向异性

多晶体

（2）导热、导电、光学性质等物理性质通常表现为各向同性

2.联系

在一定条件下，晶体可以变为非晶体，非晶体也可变为晶体．

3．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．非晶体没有规则的几何外形

B．晶体在物理性质上一定是各向异性的

C．晶体熔化时具有固定的熔点

D．晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的

E．晶体一定具有规则的形状

【解析】　非晶体没有规则的几何外形，选项A正确；

晶体只是一部分物理性质是各向异性的，选项B错误；

所有晶体熔化时都有固定的熔点，选项C正确；

晶体和非晶体在适当的条件下是可能相互转化的，比如石英与石英玻璃，选项D正确；

多晶体没有确定形状，E错．

【答案】　ACD

4．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．所有的单晶体都表现为各向异性

B．晶体一定具有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体

C．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体

D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点

E．非晶体和多晶体的物理性质表现为各向同性

【解析】　所有单晶体表现为各向异性，非晶体、多晶体各向同性．故A对，E对；

单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形状，金属属于多晶体，故B错；

大块塑料是非晶体，粉碎成形状规则的颗粒，依然是非晶体，C错；

晶体和非晶体的一个重要区别是晶体有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故D对．

【答案】　ADE

5．如图212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象可以判断（　　）

甲　　乙　　丙

图212

A．甲是晶体

B．乙是晶体

C．丙是晶体

D．甲的熔点比丙高

E．乙的熔点是t1

【解析】　由图象可以看出，甲和丙有固定熔点，分别为t2和t1（熔化时不断吸热但温度保持不变），而乙没有固定熔点，先变软，后熔化，温度不断上升，故甲、丙两固体均为晶体，而固体乙为非晶体，t1＜t2，故固体甲的熔点比丙高，故选项A、C、D正确．

区分晶体和非晶体、单晶体和多晶体的方法

1．区分晶体和非晶体的方法是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是看其是否具有各向异性，单晶体表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性．

学业分层测评（四）

（建议用时：

45分钟）

[学业达标]

1．某种物体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

E．不一定是非晶体

【解析】　因为非晶体和多晶体都表现出各向同性，故A、E正确，D错误；

单晶体一定表现出各向异性，故B错误，C正确．

2．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．晶体可以变为非晶体，但非晶体不可以转变为晶体

B．晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化

C．同种物质可以生成不同的晶体，它们的物理性质不同，但化学性质相同

D．具有各向同性的物体，可以断定它不是单晶体

E．具有确定熔点的物体，可以断定它一定是单晶体

【解析】　在一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，A错B对．同种物质可以生成多种晶体．例如，金刚石和石墨，它们的化学性质相同，物理性质相差很大，C对．具有各向同性的物体可能是多晶体或非晶体，D对．单晶体和多晶体都具有确定的熔点，E错．

【答案】　BCD

3．关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（　　）

A．具有各向同性的物体一定没有确定的熔点

B．晶体熔化时，温度不变，但内能增加

C．通常的金属材料在各个方向上的物理性质都相同，所以这些金属都是非晶体

D．晶体在物理性质上可能是各向异性

E．橡胶制品有规则的几何形状，但不是晶体

【解析】　多晶体显示各向同性，但具有确定的熔点，A错误；

晶体熔化时，其温度虽然不变，但其体积和内部结构可能发生变化，则内能发生变化，故B正确；

金属材料虽然显示各向同性，并不意味着一定是非晶体，可能是多晶体，故C错误；

晶体分为单晶体和多晶体，而单晶体在物理性质上表现出各向同性，故D正确；

橡胶是非晶体，尽管橡胶制品有规则的几何外形，但它不是天然的，而是人工制成的，故它还是非晶体，故E正确．

【答案】　BDE

4．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．单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，它就可能是非晶体

D．晶体有一定的熔化温度，非晶体没有一定的熔化温度

E．晶体熔化时，由于吸热，其温度一定升高

【解析】　单晶体物理性质各向异性，多晶体物理性质各向同性；

单晶体有天然规则外形，多晶体与非晶体没有规则外形；

晶体与非晶体的区别在于晶体有固定熔点；

晶体熔化时，温度不变；

综上所述选项B、C、D正确．

5．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213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，以下说法正确的是（　　）

【导学号：

30110020】

甲乙丙丁

图213

A．甲、乙为非晶体

B．甲、乙为多晶体

C．甲、丙为晶体

D．乙是非晶体，甲是多晶体

E．丙为单晶体

【解析】　由图甲、乙、丙可知：

甲、乙各向同性，丙各向异性；

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，故C、D、E正确．

6．下列物质中属于晶体的是__________；

属于非晶体的是________；

属于单晶体的是________；

属于多晶体的是________．（填物质代号）

A．玻璃　　B．雪花　　C．橡胶

D．铁块　　E．单晶硅　F．沥青

【解析】　通过晶体与非晶体以及单晶体与多晶体的区别可判断，A、C、F为非晶体，B、D、E为晶体，且B、E为单晶体，D为多晶体．

【答案】　B、D、E　A、C、F　B、E　D

7．用沥青铺成的路面，冬天变硬，夏天变软，请问沥青是晶体材料还是非晶体材料？

列举生活中的晶体和非晶体例子．并比较晶体和非晶体在物理性质上有什么异同？

【解析】　沥青冬天变硬，夏天变软，说明它没有固定的熔点，所以沥青是非晶体．食盐、味精、冰糖为晶体，蜡烛、玻璃为非晶体．晶体在外观上通常有规则的几何形状，有确定的熔点，有一些物理性质表现为各向异性；

非晶体在外观上没有规则的形状，没有确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性．

【答案】　见解析

[能力提升]

8．如图214a、b是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线，你认为在下列说法中，正确的是（　　）

图214

A．a是一种晶体的熔化曲线

B．b是一种晶体的熔化曲线

C．a是一种非晶体的熔化曲线

D．b是一种非晶体的熔化曲线

E．a中有一段吸热但温度不变的过程

【解析】　晶体在熔化过程中，不断吸热，但温度（熔点对应的温度）却保持不变，而非晶体没有确定的熔点，不断加热，非晶体先变软，然后熔化，温度却不断上升，因此a对应的是晶体，b对应的是非晶体，故A、D、E正确．

9．一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215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，则这块样品不可能是（　　）

图215

A．单晶体B．多晶体

C．非晶体D．金属

E．方铅矿石

【解析】　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，说明该物体沿O1O1′和O2O2′方向电阻率（即导电性能）不同，即表现出各向异性的物理性质，所以可能是单晶体，方铅矿石是单晶体．如果是普通金属，可以分析出沿O1O1′方向电阻比较大．故不可能的是B、C、D三种物品．

10．有一块物质薄片，某人为了检验它是不是晶体，做了一个实验．他以薄片的正中央O为坐标原点，建立xOy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和y1点的温度都在缓慢升高．

甲同学说：

若两点温度的高低没有差异，则该物质薄片一定是非晶体．

乙同学说：

若两点温度的高低有差异，则该物质薄片一定是晶体．

请对两位同学的说法作出评价．

（1）甲同学的说法是________（选填“对”或“错”）的；

理由是________________________________________________________________

________________________________________________________________.

（2）乙同学的说法是________（选填“对”或“错”）的；

理由是________________________________________________________________．

【解析】　单晶体中，物质微粒的排列顺序及物质结构在不同方向上是不一样的，因此单晶体表现出各向异性．而非晶体中，物质微粒排列顺序及物质结构在不同方向是一样的，因此非晶体表现出各向同性．对于多晶体，由于其中小晶粒是杂乱无章地排列的，因此也表现出各向同性．由此可知，表现出各向同性的不一定是非晶体，而表现出各向异性的一定是晶体．

【答案】　

（1）错　因为有些晶体在导热性上也有可能是各向同性的（或两个特定方向上的同性并不能说明各个方向上都同性）

（2）对　因为只有晶体才具有各向异性

11．一电炉的功率P＝200W，将质量m＝240g的固体样品放在炉内，通电后电炉内的温度变化如图216所示．设全部电能转化为热能并全部被样品吸收，试问：

该固体样品的熔点和熔化热为多大？

（熔化热指单位质量的某种物质在熔化过程中吸收的热量）

30110021】

图216

【解析】　由熔化曲线上温度不变的部分可找出熔点为60℃，根据熔化时间和电炉功率可计算电流做功的多少，这些电能全部转化为内能并全部用于样品的熔化．熔化时间t＝2min，电流做功W＝Pt.

设样品的熔化热为λ，

样品熔化过程中共吸收热量Q＝λm.

由W＝Q，即Pt＝λm，得

λ＝

＝

J/kg＝1×

105J/kg.

【答案】　60℃　1×

105J/kg

12．如图217所示是对某种合金连续不断地加热过程中，温度随时间变化的曲线．据图回答：

图217

（1）这种合金在固态时是不是晶体？

（2）这种合金的熔点是多少？

（3）熔化过程用了多少时间？

（4）图中BC段表示这种合金处于什么状态？

【解析】　

（1）图中BC阶段表示该合金的熔化过程，说明有一定的熔点，所以这种合金在固态时是晶体．

（2）熔点为210℃.

（3）熔化过程用了Δt＝（14－6）min＝8min.

（4）BC段为固、液共存状态．

【答案】　

（1）是　

（2）210℃　（3）8min　（4）固、液共存状态