高中物理 第九章 固体液体和物态变化教案 3Word文档下载推荐.docx

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多晶体是各向同性的．

1．区别

分类

宏观外形

物理性质

非晶体

没有天然规则的形状

①没有固定的熔点；

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

①有确定的熔点；

2.区别晶体和非晶体关键看有无固定的熔点，单晶体与多晶体的区别关键看有无规则的几何外形及是否为各向异性．

例1

　下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是（　　）

A．所有的晶体都表现为各向异性

B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体

C．大粒盐磨成细盐，就变成了非晶体

D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点

答案　D

解析　只有单晶体才表现为各向异性，故A错；

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;

大粒盐磨成细盐,而细盐仍是形状规则的晶体,在放大镜下能清楚地观察到,故C错;

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

例2

　如图1所示，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程．图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T。

从图中可以确定的是（　　）

图1

A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0

B．曲线M的bc段表示固液共存状态

C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态

D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态

答案　B

解析　只有晶体存在固定的熔点T0,曲线M的bc段表示固液共存状态，曲线M的ab段表示固态,曲线N的ef段不表示固态，曲线N的fg段不表示液态，选项B正确，A、C、D错误．

题组一　晶体和非晶体

1．下列说法中正确的是（　　）

A．玻璃是晶体B．食盐是非晶体C．云母是晶体D．石英是非晶体

答案　C

解析　玻璃是非晶体，食盐、云母、石英都是晶体,故选项C正确．

2．云母薄片和玻璃片分别涂一层很薄的石蜡，然后用烧热的钢针去接触云母薄片及玻璃片的反面，石蜡熔化，如图1所示，那么（　　）

A．熔化的石蜡呈圆形的是玻璃片

B．熔化的石蜡呈圆形的是云母片

C．实验说明玻璃片有各向同性，可能是非晶体

D．实验说明云母有各向同性，是晶体

答案　AC

解析　单晶体在导热这一物理性质上具有各向异性，而非晶体则是各向同性．

3．下列说法中正确的是（　　）

A．只要是具有各向异性的固体就必定是晶体

B．只要是不显示各向异性的固体就必定是非晶体

C．只要是具有确定的熔点的固体就必定是晶体

D．只要是不具有确定的熔点的固体就必定是非晶体

答案　ACD

解析　多晶体和非晶体都表现各向同性，只有单晶体表现各向异性,故B错，A对；

晶体一定有确定的熔点，而非晶体无确定的熔点，故C、D均正确．

4．下列说法正确的是（　　）

A．黄金可以切割加工成各种形状,所以是非晶体

B．同一种物质只能形成一种晶体

C．单晶体的所有物理性质都是各向异性的

D．玻璃没有确定的熔点，也没有天然规则的几何形状

解析　常见的金属都是多晶体，因而黄金也是多晶体，只是因为多晶体内部小晶粒的排列杂乱无章，才使黄金没有规则的几何形状，故A错；

同一种物质可以形成多种晶体,如碳可以形成金刚石和石墨两种晶体,故B错；

单晶体只在某些物理性质上表现出各向异性，并不是所有物理性质都表现出各向异性，故C错;

玻璃是非晶体，因而没有确定的熔点和规则的几何形状，D对．

5．如图2是两种不同物质的熔化曲线，根据曲线判断下列说法正确的是（　　）

图2

A．a是晶体B．b是晶体

C．a是非晶体D．b是非晶体

答案　AD

解析　晶体在熔化过程中不断吸热，但温度却保持不变（熔点对应的温度），而非晶体没有确定的熔点，加热过程,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．

6．如图3所示，ACBD是一厚度均匀的由同一种材料构成的圆板．AB和CD是互相垂直的两条直径，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（　　）

图3

A．圆板是非晶体

B．圆板是多晶体

C．圆板是单晶体

D．圆板沿各个方向导电性能不同

答案　CD

7．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．可以根据各向异性或各向同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,则该球体一定是单晶体

D．一块晶体，若其各个方向的导热性能相同，则这块晶体一定是多晶体

8．下列固体中全是由晶体组成的是（　　）

A．石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜

B．石英、玻璃、云母、铜

C．食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香

D．蜂蜡、松香、橡胶、沥青

答案　A

9.某一固体具有确定的熔点，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

解析　无论是单晶体还是多晶体都有确定的熔点．

考点二、对晶体和非晶体的微观解释

晶体的微观结构

1．在各种晶体中,原子（或分子、离子）都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性．

2．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如碳原子按不同结构可分为石墨和金刚石．

3．同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体．

1．对单晶体各向异性的解释

如图2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．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．对晶体具有一定熔点的解释

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，晶体开始熔解，熔解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．

3．对多晶体特征的微观解释

晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着,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．

4．对非晶体特征的微观解释

在非晶体内部，物质微粒的排列是杂乱无章的，从统计的观点来看,在微粒非常多的情况下，沿不同方向的等长直线上，微粒的个数大致相等，也就是说，非晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，所以非晶体在物理性质上表现为各向同性．

5．同种物质可能以晶体和非晶体两种不同形态出现，晶体和非晶体可在一定条件下相互转化．

例3

　2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·

海姆和康斯坦丁·

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0.34nm的石墨烯,是碳的二维结构．如图3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．石墨是单质，石墨烯是化合物

C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体

D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的

解析　石墨、石墨烯、金刚石都为晶体且都为单质，A、B错误,C正确;

两位科学家是通过物理变化的方法获得石墨烯的，D正确．故正确的答案为C、D.

题组二　晶体和非晶体的微观结构

1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．人造晶体在现代技术中应用广泛，但没有固定的熔点

B．晶体内部的物质微粒按一定规则排列且不停振动，非晶体内部的物质微粒在不停地运动着

C．晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒却在不停地运动着

D．晶体管的制造材料是晶体

答案　BD

解析　有确定熔点是晶体的属性，A错误；

组成物质的微粒永远在做热运动，不管是晶体还是非晶体,B正确，C错误；

晶体管是由晶体材料制成的，D正确．

2．有关晶体的微观结构，下列说法中正确的有（　　）

A．同种元素的原子按不同结构排列有相同的物理性质

B．同种元素的原子按不同结构排列有不同的物理性质

C．同种元素形成晶体只能有一种排列规律

D．同种元素形成晶体可能有不同的排列规律

解析　同种元素的原子可以按不同结构排列，形成不同的物质，不同物质的物理性质不同，如同是由碳元素组成的石墨和金刚石的密度、机械强度、导热性能、导电性能和光学性质等都有很大差别，所以B、D正确，A、C错误．

3．纳米晶体材料在现代科技和国防中具有重要的应用．下列关于晶体的说法正确的是（　　）

A．晶体内的微观粒子在永不停息地做无规则热运动

B．晶体内的微观粒子间的相互作用很强，使各粒子紧紧地靠在一起

C．晶体的微观粒子在不同方向上排列情况不同

D．晶体的微观粒子在空间排列上没有顺序,无法预测

解析　

4．下列说法错误的是（　　）

A．晶体具有天然规则的几何形状,是因为物质微粒是规则排列的

B．有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的物质微粒能够形成不同的空间结构

C．凡各向同性的物质一定是非晶体

D．晶体的各向异性是由晶体内部结构决定的

解析　晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决定的，A、B、D正确；

各向同性的物质不一定是非晶体，多晶体也具有这样的性质,C错误．

5．下列关于探索晶体结构的几个结论中正确的是（　　）

A．1912年,德国物理学家劳厄用X射线来探测固体内部的原子排列，才证实了晶体内部的物质微粒的确是按一定的规律整齐地排列起来的

B．组成晶体的物质微粒,没有一定的规则,在空间杂乱无章地排列着，并且晶体的微观结构没有周期性特点

C．晶体内部各微粒之间还存在着很强的相互作用力,这些作用力就像可以伸缩的弹簧一样,将微粒约束在一定的平衡位置上

D．热运动时，晶体内部的微粒可以像气体分子那样在任意空间里做剧烈运动

解析　劳厄在1912年用X射线证实了晶体内部结构的规律性．而晶体内部微粒都只能在各自的平衡位置附近振动，是因为微粒间存在着相互作用力的结果．

6．利用扫描隧道显微镜（STM）可以得到物质表面原子排列的图象，从而可以研究物质的构成规律．如图4所示的照片是一些晶体材料表面的STM图象，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征．则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是：

图4

（1）________________________________________________________________________;

（2）________________________________________________________________________．

答案　

（1）在确定方向上原子有规律地排列；

在不同方向上原子的排列规律一般不同　

（2）原子排列具有一定的对称性

解析　从题图中可以看出,这几种材料的原子排列均有一定的规则,因此是晶体物质，具有晶体的特点．

A．它们由不同的空间点阵构成

B．晶体内部的物质微粒是规则排列的，非晶体内部的物质微粒在不停地运动着

C．晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的

D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不等的是非晶体

解析　空间点阵是晶体的一个特殊结构，是晶体的一个特性，所以A是错误的；

不管是晶体还是非晶体，组成物质的微粒永远在做热运动，所以C是错误的;

非晶体没有规则的形状,也就没有层面的说法，即使是晶体，各个层面的微粒数也不见得相等，所以D也是错误的．故正确答案为B.

8．某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体（　　）

A．一定是非晶体

B．可能具有确定的熔点

C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形

D.一定不是单晶体,因为它具有各向同性的物理性质

解析　导热性能各向相同的物体可能是非晶体,也可能是多晶体，因此，A选项不正确；

多晶体具有确定的熔点,因此B选项正确；

物体外形是否规则不是判断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C选项错误；

单晶体也不一定各个物理特性都有各向异性，故D错．

●液体

[目标定位］　1.了解液体表面张力现象.2。

能解释液体表面张力产生的原因。

了解液体的微观结构，了解浸润和不浸润现象.4。

知道液晶的特点及其应用.

考点一、液体的微观结构及表面张力

1．液体的微观结构与宏观特性：

液体中的分子密集排列在一起,所以液体具有一定的体积．液体之间的分子作用力比固体分子间的作用力要小，所以液体没有固定的形状,具有流动性．分子的移动比固体分子容易，所以扩散比固体要快．

2．液体表面张力的成因分析：

（1）由于蒸发现象,液体表面分子分布比内部分子稀疏，因而分子力表现为引力．

（2）表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜．

（3）表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图1所示．

3．表面张力及其作用:

（1）表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形（但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形）．

（2）表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关．

　下列叙述中正确的是（　　）

A．液体表面张力随温度升高而增大

B．液体尽可能在收缩它们的表面积

C．液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能

D．液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些

答案　BC

解析　液体的表面层由于和气体接触，与内部情况不同，表面层分子的分布要比内部稀疏，分子间就表现为引力，宏观上即表面张力，这样液体表面就有收缩到最小的趋势．随温度的升高,表面层分子距离要增大,引力作用随之减小，所以表面张力要减小．而在液体内，分子间的引力基本等于斥力，即r＝r0，分子势能最小,在表面层r＞r0，所以分子势能比液体内部的分子势能大．

借题发挥　表面层液体分子间距离大于r0，升温时，表面层分子距离增大，要克服分子引力做功，故液体分子势能增大,而由分子间作用的特点可知表面张力将随分子间距的增大而减小．

题组一　液体及液体表面张力

1．下列关于液体的说法中正确的是（　　）

A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看做是粘滞性极大的液体

B．液体的物理性质一般表现为各向同性

C．液体的密度总是小于固体的密度

D．所有的金属在常温下都是固体

答案　AB

解析　由液体的微观结构知A、B正确；

有些液体的密度大于固体的密度,例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故C错;

金属汞在常温下就是液体，故D错．

2．液体表面张力产生的原因是（　　）

A．液体表面层分子较紧密，分子间引力大于引力

B．液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力

C．液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力

D．液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力

解析　液体表面层内分子比内部稀疏．液体表面层内分子间的相互作用表现为引力，即分子间的引力比斥力大,故正确答案为C.

3．关于液体的表面张力,下列说法正确的是（　　）

A．表面张力是液体内部分子间的相互作用力

B．液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为引力

C．不论是水还是水银,表面张力都会使表面收缩

D．表面张力的方向与液面垂直

解析　液体表面层内分子较液体内部稀疏,故分子力表现为引力，表面张力的作用使液面具有收缩的趋势，其方向沿液面的切线方向与分界线垂直．表面张力是液体表面分子间的作用力．故B、C正确，A、D错误．

4．下列现象中，由于液体的表面张力而引起的是（　　）

A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用

B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果

C．缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果

D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果

解析　仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中，其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,因此,这是液体的表面张力在起作用，浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样，故A选项正确，C选项错误；

小木块浮于水面上时，木块的下部实际上已经陷入水中（排开一部分水）受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用，故B选项错误；

喷泉喷到空中的水分散时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态，因而形成球状水珠（体积一定情况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势），故D选项正确．

5．下列现象中，哪些是液体的表面张力所造成的（　　）

A．两滴水银相接触，立即会合并到一起

B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形

C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿

D．水珠在荷叶上呈球形

答案　ABD

解析　用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的,故本题选A、B、D。

6．如图1所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈,先使框架布满肥皂膜，然后将P和Q两部分肥皂膜刺破，线的形状将变成下图中的（　　）

7．如图所示，玻璃烧杯中盛有少许水银，在太空轨道上运行的宇宙飞船内，水银在烧杯中呈怎样的形状（　　）

解析　因为水银不浸润玻璃，所以在完全失重的情况下，水银的形状只由表面张力决定．因为表面张力作用下水银的表面要收缩至最小，所以最终水银成球形．

8．下列关于液体表面张力的说法中，正确的是（　　）

A．液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密些

B．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，从而表现为引力，因而产生表面张力

C．液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因

D．表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势

9。

下列关于液体表面张力的说法中正确的是（　　）

A．表面张力的作用是使液体表面伸张

B．表面张力的作用是使液体表面绷紧

C．有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由于水的表面张力的缘故

D．用滴管滴液滴，滴的液滴总近似成球形,这是由于表面张力的缘故

答案　BCD

解析　表面张力的作用效果是使液体表面绷紧，由于表面张力，使小昆虫站在液面上；

由于表面张力使液滴收缩成球形．故正确答案为B、C、D。

考点二、浸润和不浸润及毛细现象成因分析

1．附着层内分子受力情况

液体和固体接触时,附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引．

2．浸润的成因

当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体．

3．不浸润的成因

当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体．

4．毛细现象

（1）两种表现：

浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降．

（2）产生原因：

毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系．

如图2所示,甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面（b）要比管外（a）高；

乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面（d）比管外（c）低．

温馨提示　同一种固体，对于有些液体浸润，有些液体不浸润；

同一种液体,对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的．例如：

水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；

水银不能浸润玻璃,但能浸润铅．

　将不同材料制成的甲、乙细管插入相同的液体中，甲管内液面比管外液面低，乙管内液面比管外液面高，则（　　）

A．液体对甲材料是浸润的

B．液体对乙材料是浸润的

C．甲管中发生的不是毛细现象，而乙管中发生的是毛细现象

D．若甲、乙两管的内径变小，则甲管内液面更低,乙管内液面更高

解析　液体对固体浸润的情况下，在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下，液面将上升，所以A错，B对；

毛细现象是指浸润液体在细管中上升，以及不浸润液体在细管中下降的现象，所以C错；

在液体和毛细管材料一定的情况下，管越细毛细现象越明显，所以D对．

借题发挥　浸润是固体分子对液体分子的引力大于液体分子之间的引力,使附着层内分子的分布比液体内部更密,使液体跟固体的接触面有扩大的趋势．不浸润是固体分子对液体分子的引力小于液体分子之间的引力，使附着层内分子的分布比液体内部更稀疏,由于表面张力使液体跟固体的接触面有收缩的趋势．毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润的液体在细管中下降的现象．

　附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是（　　）

A．附着层里液体分子间的斥力强

B．附着层里液体分子间的引力强

C．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引弱

D．固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引强

题组二　浸润、不浸润及毛细现象

1。

对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图2所示，对此有下列几种解释,其中正确的是（　　）

①Ⅰ图中表面层分子的分布比液体内部疏　②Ⅱ图中表面层分子的分布比液体内部密　③Ⅰ图中附着层分子的分布比液体内部密　④Ⅱ图中附着层分子的分布比液体内部疏

A．只有①对B．只有①③④对

C．只有③④对D．全对

解析　浸润的情况下，液体会沿着管壁上升，这是由于附着层内