（課改地區(qū)專用）2018-2019學(xué)年高考物理總復(fù)習(xí) 1.3.1 固體學(xué)案.doc

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1.3.1　固　體 學(xué)習(xí)目標(biāo) 核心提煉 1.知道什么是晶體和非晶體、單晶體和多晶體；能從微觀結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)、區(qū)分單晶體、多晶體和非晶體。 2個(gè)分類——晶體和非晶體、單晶體和多晶體 2個(gè)區(qū)別——外形上、物理性質(zhì)上 2.知道晶體和非晶體在外形上和物理性質(zhì)上的區(qū)別。了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)。 一、晶體和非晶體 1.固體的分類 (1)晶體：如石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精等。 (2)非晶體：如玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等。 2.晶體 (1)晶體又分為多晶體和單晶體。 (2)晶體具有規(guī)則的幾何形狀，確定的熔點(diǎn)。 思考判斷 (1)所有晶體都具有天然、規(guī)則的幾何外形。() (2)沒有固定熔點(diǎn)的固體一定是非晶體。(√) (3)物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的一定是非晶體。() 二、晶體的微觀結(jié)構(gòu) 對(duì)晶體微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí) (1)組成晶體的原子(或分子、離子)，按照一定的規(guī)則排列，具有空間上的周期性。 (2)微觀結(jié)構(gòu)的不同，造成晶體與非晶體形狀和物理性質(zhì)的不同。 (3)在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒按照不同規(guī)則在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石。有些晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。 思考判斷 (1)同一種物質(zhì)只能形成一種晶體。() (2)有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體。(√) (3)金剛石是晶體，石墨是非晶體。()  　對(duì)晶體和非晶體的理解 [要點(diǎn)歸納]　單晶體、多晶體及非晶體的異同 分類 微觀結(jié)構(gòu) 宏觀表現(xiàn) 外形 物理性質(zhì) 晶體 單晶體 組成晶體的物質(zhì)微粒(原子、分子、離子)在空間按一定規(guī)則排列——空間點(diǎn)陣 幾何形 狀天然、有規(guī)則 某些物理性質(zhì)各向異性 有一定的熔點(diǎn) 多晶體 由無數(shù)的晶體微粒(小晶粒)無規(guī)則排列組成 無天然、規(guī)則的幾何外形 各向同性 非晶體 內(nèi)部物質(zhì)微粒是無規(guī)則排列的 沒有一定的熔點(diǎn) [精典示例] [例1] 下列關(guān)于晶體和非晶體的說法中正確的是(　　) A.所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性 B.晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體 C.大粒鹽磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體 D.所有的晶體都有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn) 解析　只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性，故A錯(cuò)誤；單晶體有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體無規(guī)則的幾何形狀，金屬屬于多晶體，故B錯(cuò)誤；大粒鹽磨成細(xì)鹽，而細(xì)鹽仍是形狀規(guī)則的晶體，在放大鏡下能清楚地觀察到，故C錯(cuò)誤；晶體和非晶體的一個(gè)重要區(qū)別就是晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體無確定的熔點(diǎn)，故D正確。 答案　D 判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法 (1)區(qū)分晶體與非晶體的方法：看其有無確定的熔點(diǎn)，晶體具有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)。僅從各向同性或者幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體。 (2)區(qū)分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體表現(xiàn)出各向異性，而多晶體表現(xiàn)出各向同性?！　　　　　? [針對(duì)訓(xùn)練1] 在甲、乙、丙三種固體薄片上涂蠟，由燒熱的針接觸其上一點(diǎn)，蠟熔化的范圍如圖1甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖丁所示，以下說法可能正確的是(　　) 圖1 A.甲、乙為非晶體，丙是晶體 B.甲、乙為晶體，丙是非晶體 C.甲、丙為非晶體，乙是晶體 D.甲為多晶體，乙為非晶體，丙為單晶體 解析　由圖甲、乙、丙可知：甲、乙各向同性，丙各向異性；由圖丁可知：甲、丙有固定熔點(diǎn)，乙無固定熔點(diǎn)，所以甲、丙為晶體，乙為非晶體，其中甲可能為多晶體，丙為單晶體，故D正確。 答案　D 　晶體的微觀結(jié)構(gòu) [要點(diǎn)歸納]　 1.對(duì)單晶體各向異性的解釋 圖2為在一個(gè)平面上單晶體物質(zhì)微粒的排列情況。在沿不同方向所畫的等長(zhǎng)線段AB、AC、AD上物質(zhì)微粒的數(shù)目不同。線段AB上物質(zhì)微粒較多，線段AD上較少，線段AC上更少。因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的排列情況不同，才引起單晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同。 圖2 2.對(duì)晶體具有一定熔點(diǎn)的解釋 給晶體加熱到一定溫度時(shí)，一部分微粒有足夠的動(dòng)能克服微粒間的作用力，離開平衡位置，使規(guī)則的排列被破壞，晶體開始熔化，熔化時(shí)晶體吸收的熱量全部用來破壞分子規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化。 3.對(duì)多晶體特征的微觀解釋 晶粒在多晶體里雜亂無章地排列著，所以多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性。它在不同方向的物理性質(zhì)是相同的，即各向同性。多晶體和非晶體的主要區(qū)別是多晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒有。 4.對(duì)非晶體特征的微觀解釋 在非晶體內(nèi)部，物質(zhì)微粒的排列是雜亂無章的，從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來看，在微粒非常多的情況下，沿不同方向的等長(zhǎng)線段上，微粒的個(gè)數(shù)大致相等，也就是說，非晶體在不同方向上的微粒排列及物質(zhì)結(jié)構(gòu)情況基本相同，所以非晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性。 5.同一種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)。有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體。 [精典示例] [例2] (多選)下列關(guān)于晶體空間點(diǎn)陣的說法，正確的是(　　) A.構(gòu)成晶體空間點(diǎn)陣的微粒，可以是分子，也可以是原子或離子 B.晶體的微粒之所以能構(gòu)成空間點(diǎn)陣，是由于晶體中微粒之間相互作用很強(qiáng)，所有微粒都被牢牢地束縛在空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)上不動(dòng) C.所謂空間點(diǎn)陣與空間點(diǎn)陣的結(jié)點(diǎn)，都是抽象的概念；結(jié)點(diǎn)是指組成晶體的微粒做永不停息的微小振動(dòng)的平衡位置；微粒在結(jié)點(diǎn)附近的微小振動(dòng)，就是熱運(yùn)動(dòng) D.相同的微粒，可以構(gòu)成不同的空間點(diǎn)陣，也就是同一種物質(zhì)能夠生成不同的晶體，從而能夠具有不同的物理性質(zhì) 解析　組成晶體的微粒可以是分子、原子或離子，這些微粒也就是分子動(dòng)理論所說的分子。顯然，組成晶體的微粒處在永不停息的無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)之中，微粒之間還存在相互作用力，晶體的微粒之所以能構(gòu)成空間點(diǎn)陣，是由于晶體微粒之間的相互作用力很強(qiáng)，微粒的熱運(yùn)動(dòng)不足以克服這種相互作用，所以B錯(cuò)誤，A、C、D正確。 答案　ACD [針對(duì)訓(xùn)練2] (多選)下列敘述中正確的是(　　) A.晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點(diǎn)陣排列 B.晶體具有天然規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定的規(guī)則排列 C.非晶體有規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點(diǎn) D.石墨和金剛石相比，硬度很小，這是由于石墨的微粒沒有按空間點(diǎn)陣排列 解析　晶體內(nèi)部微粒排列的空間結(jié)構(gòu)決定著晶體的物理性質(zhì)，也正是由于它的微粒按一定規(guī)則排列，使單晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀。非晶體沒有天然規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點(diǎn)。石墨與金剛石的硬度相差甚遠(yuǎn)是由于它們內(nèi)部微粒的排列結(jié)構(gòu)不同，石墨的層狀結(jié)構(gòu)決定了它的質(zhì)地柔軟，而金剛石的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了其中碳原子間的作用力很強(qiáng)，所以金剛石有很大的硬度。故A、B正確。 答案　AB 1.(晶體和非晶體)下列固體中全是由晶體組成的是(　　) A.石英、云母、明礬、食鹽、雪花、銅 B.石英、玻璃、云母、銅 C.食鹽、雪花、云母、硫酸銅、松香 D.蜂蠟、松香、橡膠、瀝青 答案　A 2.(晶體和非晶體)(多選)關(guān)于晶體和非晶體的幾種說法中，正確的是(　　) A.不具有規(guī)則幾何形狀的物體一定不是晶體 B.有些晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān)，這種特性叫做各向異性 C.若物體表現(xiàn)為各向同性，它就一定是非晶體 D.晶體有一定的熔化溫度，非晶體沒有一定的熔化溫度 解析　只有單晶體有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體沒有確定的幾何形狀，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；有些晶體的物理性質(zhì)與方向有關(guān)，這種特性叫各向異性，選項(xiàng)B正確；若物體表現(xiàn)為各向同性，則可能是多晶體，也可能是非晶體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；晶體有一定的熔化溫度，非晶體沒有一定的熔化溫度，選項(xiàng)D正確。 答案　BD 3.(晶體的微觀結(jié)構(gòu))(多選)下列說法正確的是(　　) A.晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(zhì)微粒是規(guī)則排列的 B.有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，因?yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能夠形成不同的空間結(jié)構(gòu) C.凡具有各向同性的物質(zhì)一定是非晶體 D.晶體的各向異性是由晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的 解析　晶體的外形、物理性質(zhì)都是由晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定的，A、B、D正確；具有各向同性的物質(zhì)不一定是非晶體，多晶體也具有這樣的性質(zhì)，C錯(cuò)誤。 答案　ABD 4.(晶體的微觀結(jié)構(gòu))(多選)晶體具有各向異性的特點(diǎn)是由于(　　) A.晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同 B.晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況相同 C.晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無規(guī)則性 D.晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性 解析　晶體的各向異性取決于晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性，即不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同。故A、D正確。 答案　AD 基礎(chǔ)過關(guān) 1.(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是(　　) A.金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體 B.晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的 C.單晶體和多晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn) D.單晶體和多晶體的物理性質(zhì)是各向異性的，非晶體是各向同性的 解析　金剛石、食鹽和水晶是晶體，玻璃是非晶體，A錯(cuò)誤；晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的，B正確；晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒有固定的熔點(diǎn)，C正確；單晶體的物理特性是各向異性，而多晶體是各向同性的，D錯(cuò)誤。 答案　BC 2.(多選)下列說法中正確的是(　　) A.只要是具有各向異性的固體就必定是晶體 B.只要是不顯示各向異性的固體就必定是非晶體 C.只要是具有確定的熔點(diǎn)的固體就必定是晶體 D.只要是不具有確定的熔點(diǎn)的固體就必定是非晶體 解析　多晶體和非晶體都表現(xiàn)各向同性，只有單晶體表現(xiàn)各向異性，故B錯(cuò)誤，A正確；晶體一定有確定的熔點(diǎn)，而非晶體無確定的熔點(diǎn)，故C、D正確。 答案　ACD 3.(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是(　　) A.可以根據(jù)各向異性或各向同性來鑒別晶體和非晶體 B.一塊均勻薄片，沿各個(gè)方向?qū)λ┘永?，發(fā)現(xiàn)其強(qiáng)度一樣，則此薄片一定是非晶體 C.一個(gè)固體球，如果沿其各條直徑方向的導(dǎo)電性能不同，則該球體一定是單晶體 D.一塊晶體，若其各個(gè)方向的導(dǎo)熱性能相同，則這塊晶體一定是多晶體 解析　多晶體和非晶體都具有各向同性，單晶體具有各向異性，A、B錯(cuò)誤，C、D正確。 答案　CD 4.(多選)云母薄片和玻璃片分別涂一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸云母薄片及玻璃片的反面，石蠟熔化，如圖1所示，那么(　　) 圖1 A.熔化的石蠟呈圓形的是玻璃片 B.熔化的石蠟呈圓形的是云母片 C.實(shí)驗(yàn)說明玻璃片有各向同性，可能是非晶體 D.實(shí)驗(yàn)說明云母有各向同性，是晶體 解析　云母片在導(dǎo)熱這一物理性質(zhì)上具有各向異性，而玻璃片則是各向同性。A、C正確。 答案　AC 5.(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是(　　) A.人造晶體在現(xiàn)代技術(shù)中應(yīng)用廣泛，但沒有固定的熔點(diǎn) B.晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒按一定規(guī)則排列且不停振動(dòng)，非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒無規(guī)則排列且在不停地運(yùn)動(dòng)著 C.晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒卻在不停地運(yùn)動(dòng)著 D.晶體管的制造材料是晶體 解析　有確定熔點(diǎn)是晶體的屬性，A錯(cuò)誤；組成物質(zhì)的微粒永遠(yuǎn)在做熱運(yùn)動(dòng)，不管是晶體還是非晶體，B正確，C錯(cuò)誤；晶體管是由晶體材料制成的，D正確。 答案　BD 6.有一塊長(zhǎng)方形的銅條，有關(guān)它的三種說法：①這是一塊單晶體，因?yàn)樗幸?guī)則的幾何形狀；②這是一塊多晶體，因?yàn)樗鼉?nèi)部的分子排列是不規(guī)則的；③這是一塊非晶體，因?yàn)樗奈锢硇再|(zhì)是各向同性的。這三種說法中(　　) A.①②是錯(cuò)的 B.②③是錯(cuò)的 C.①③是錯(cuò)的 D.都是錯(cuò)的 解析　銅條雖具有規(guī)則的幾何形狀，但它是多晶體，它是由許多單晶體顆粒組合而成的，每個(gè)單晶體顆粒內(nèi)部分子排列是規(guī)則的，但構(gòu)成多晶體的單晶體顆粒的排列是不規(guī)則的，所以D正確。 答案　D 7.關(guān)于晶體和非晶體，下列說法正確的是(　　) A.它們都由不同的空間點(diǎn)陣構(gòu)成 B.晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是規(guī)則排列的，非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒無規(guī)則排列 C.晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運(yùn)動(dòng)著的 D.在物質(zhì)內(nèi)部的各個(gè)平面上，微粒數(shù)相等的是晶體，微粒數(shù)不等的是非晶體 解析　空間點(diǎn)陣是晶體的一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)，是晶體的一個(gè)特性，所以A錯(cuò)誤；不管是晶體還是非晶體，組成物質(zhì)的微粒永遠(yuǎn)在做熱運(yùn)動(dòng)，所以C錯(cuò)誤；非晶體沒有規(guī)則的形狀，也就沒有層面的說法，即使是晶體，各個(gè)層面的微粒數(shù)也不見得相等，所以D錯(cuò)誤。 答案　B 能力提升 8.(多選)如圖2是兩種不同物質(zhì)的熔化曲線，根據(jù)曲線判斷下列說法正確的是(　　) 圖2 A.a是晶體 B.b是晶體 C.a是非晶體 D.b是非晶體 解析　晶體在熔化過程中不斷吸熱，但溫度卻保持不變(熔點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度)，而非晶體沒有確定的熔點(diǎn)，加熱過程，非晶體先變軟，然后熔化，溫度卻不斷上升，因此a對(duì)應(yīng)的是晶體，b對(duì)應(yīng)的是非晶體。 答案　AD 9.(多選)如圖3所示，ACBD是一厚度均勻的由同一種材料構(gòu)成的圓板。AB和CD是互相垂直的兩條直徑，把圓板從圖示位置轉(zhuǎn)90后電流表讀數(shù)發(fā)生了變化(兩種情況下都接觸良好)。關(guān)于圓板，下列說法正確的是(　　) 圖3 A.圓板是非晶體 B.圓板是多晶體 C.圓板是單晶體 D.圓板沿各個(gè)方向?qū)щ娦阅懿煌? 解析　電流表讀數(shù)變化，說明圓板在導(dǎo)電這一物理性質(zhì)上具有各向異性。 答案　CD 10.(多選)2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫，以表彰他們?cè)谑┎牧戏矫娴淖吭窖芯?。他們通過透明膠帶對(duì)石墨進(jìn)行反復(fù)地粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34 nm 的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)。如圖4所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學(xué)知識(shí)判斷，下列說法中正確的是(　　) 圖4 A.石墨是晶體，石墨烯是非晶體 B.石墨是單質(zhì)，石墨烯是化合物 C.石墨、石墨烯與金剛石都是晶體 D.他們是通過物理變化的方法獲得石墨烯的 解析　石墨、石墨烯、金剛石都為晶體且都為單質(zhì)，A、B錯(cuò)誤，C正確；兩位科學(xué)家是通過物理變化的方法獲得石墨烯的，D正確。 答案　CD 11.(多選)有關(guān)晶體的微觀結(jié)構(gòu)，下列說法中正確的有(　　) A.同種元素的原子按不同結(jié)構(gòu)排列有相同的物理性質(zhì) B.同種元素的原子按不同結(jié)構(gòu)排列有不同的物理性質(zhì) C.同種元素形成晶體只能有一種排列規(guī)律 D.同種元素形成晶體可能有不同的排列規(guī)律 解析　同種元素的原子可以按不同結(jié)構(gòu)排列，形成不同的物質(zhì)，不同物質(zhì)的物理性質(zhì)不同，例如：由碳元素組成的石墨和金剛石的密度、機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能和光學(xué)性質(zhì)等都有很大差別，所以B、D正確，A、C錯(cuò)誤。 答案　BD 12.利用掃描隧道顯微鏡(STM)可以得到物質(zhì)表面原子排列的圖象，從而可以研究物質(zhì)的構(gòu)成規(guī)律。如圖5所示的照片是一些晶體材料表面的STM圖象，通過觀察、比較，可以看到這些材料都是由原子在空間排列而構(gòu)成的，具有一定的結(jié)構(gòu)特征。則構(gòu)成這些材料的原子在物質(zhì)表面排列的共同特點(diǎn)是： 圖5 (1)_____________________________________________________________； (2)___________________________________________________________。 解析　從題圖中可以看出，這幾種材料的原子排列均有一定的規(guī)則，因此是晶體物質(zhì)，具有晶體的特點(diǎn)。 答案　(1)在確定方向上原子有規(guī)律地排列；在不同方向上原子的排列規(guī)律一般不同　(2)原子排列具有一定的對(duì)稱性