专题9.1 固体-2020届高中物理同步讲义 人教版（选修3-3）

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1、第九章 固体、液体和物态变化第1节 固体一、晶体与非晶体1单晶体的特征（1）具有天然的规则外形，这种规则的外形不是人工造成的。（2）物理性质 ，这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性，是判断单晶体最主要的依据。（3）具有一定的熔点，单晶体在这一点上和多晶体没有区别。从宏观上区分晶体和非晶体的重要依据是看有无一定的 。2多晶体和非晶体（1）多晶体虽无天然规则的几何形状，物理性质各向同性，但组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质，这是多晶体和非晶体在 上的区别。（2）多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有一定的熔点，非晶体则没有，例如很多同学认为玻璃应是

2、多晶体，但实验证明玻璃没有一定的熔点，故应是非晶体。3正确理解单晶体的各向异性（1）在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是 的。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质时，测试结果不同。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，举例如下：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。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。立方体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。

3、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。4晶体和非晶体的特性（1）单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。（2）只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。（3）只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。（4）晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。5晶体与非晶体的区别单晶体多晶体非晶体外形规则不规则 熔点确定 不确定物理性质 各向同性各向同性典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态。同一物质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可以转化为晶体6判断晶体与非晶体、

4、单晶体与多晶体的方法（1）区分晶体与非晶体的方法：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，仅从各向同性或者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：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。7晶体的微观结构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

5、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。各向异性 熔点 内部结构 各向同性 不规则 确定 各向异性单晶体、多晶体及非晶体的区别分类宏观外形物理性质非晶体

6、没有确定的形状没有确定的熔点导电、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有确定的熔点导电、导热、光学性质表现为各向异性多晶体没有确定的形状有确定的熔点导热、导电、光学性质表现为各向同性【例题】关于晶体和非晶体，下列说法正确的是A常见的金属为单晶体B颗粒的盐磨成了细盐，就变成非晶体C晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性D在各种晶体中，原子（或者分子、离子）排列具有空间上的周期性参考答案：D试题解析：根据晶体的微观结构可知在各种晶体中，原子（或者分子、离子）排列具有空间上的周期性，故D正确。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晶

7、体在熔化过程中所吸收的热量，主要用于A破坏空间点阵结构，增加分子动能B破坏空间点阵结构，增加分子势能C破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能D破坏空间点阵结构，但不增加分子势能和分子动能3如图所示，四块固体中，属于非晶体的是A明矾B石英C冰块D塑料管4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5下列说法正确的是A多晶体没有确定的熔点B小露珠呈球形是因为液体表面有张力C悬浮在液体中的微粒越小布朗运动越不明显D分子间的距离减小斥力和引力都变小6实验小组想测试两种材料的导电性能，他们将这两种材

8、料加工成厚度均匀、横截面为正方形的几何体，分别如图甲、乙所示，经测试发现，材料甲沿ab、cd两个方向的电阻相等，材料乙沿ef方向的电阻大于沿gh方向的电阻，关于这两种材料，下列说法中正确的是A材料甲一定是晶体B材料甲一定是非晶体C材料乙一定是单晶体D材料乙一定是多晶体7下列说法正确的是A多晶体没有确定的熔点B小露珠呈球形是因为液体表面有张力C悬浮在液体中的微粒越小布朗运动越不明显D分子间的距离减小斥力和引力都变小8对下列几种固体物质的认识，正确的有A食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C天然石英表现为各向异性，

9、是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的化学元素不同9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10如图所示，一块密度、厚度均匀的长方体被测样品，长AB为宽CD的2倍，若用多用电表沿两对称轴测其电阻所得阻值均为R，则这块样品是A金属 B多晶体C单晶体 D非晶体11甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、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，下列说法正确

10、的是A甲、乙为非晶体，丙是晶体B甲、乙、丙都是晶体C甲、丙为非晶体，丙是晶体D甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体12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13下图所示是a、b两种不同物质的熔化曲线，下列说法正确的是Aa是晶体 Bb是晶体Ca是非晶体 Db是非晶体14下列关于晶体空间点阵的说法，正确的是A构成晶体空间点阵的物质微粒，可以是分子，也可以是原子或离子B晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由于晶体中物质微粒之间相互作用很强，所有物质微粒都被牢牢地束缚在空间点阵的结点上不动C所谓空间点阵与空间点阵的结点，都是抽

11、象的概念；结点是指组成晶体的物质微粒做永不停息的微小振动的平衡位置；物质微粒在结点附近的微小振动，就是热运动D相同的物质微粒，可以构成不同的空间点阵；也就是同一种物质能够生成不同的晶体，从而能够具有不同的物理性质15国家游泳中心水立方，像一个透明的水蓝色的“冰块”，透过它游泳池中心内部设施尽收眼底。这种独特的感觉就源于建筑外墙采用了一种叫做ETFE（四氟乙烯和乙烯的共聚物）的膜材料。这种膜材料属于非晶体，那么它具有的特性是A在物理性质上具有各向同性B在物理性质上具有各向异性C具有一定的熔点D没有一定的熔点16用沥清铺成的路面，冬天变硬，夏天变软，沥青是晶体材料还是非晶体材料，列举生活中的晶体和

12、非晶体例子。17下列说法中正确的是A常见的金属材料都是多晶体B只有非晶体才显示各向同性C凡是具有规则的天然几何形状的物体必定是单晶体D多晶体不显示各向异性18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19如图，在甲、乙两个固体薄片上涂上一层很薄的石蜡，然后用烧热的针尖接触薄片，接触点周围的石蜡被熔化，甲片熔化了的石蜡呈椭圆形，乙片熔化了的石蜡呈圆形，则甲 乙A甲片一定是晶体B乙片一

13、定是非晶体C甲片不一定是晶体D乙片不一定是非晶体20晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵（图中的小黑点表示晶体分子 ），图中AB、AC、AD为等长的三条直线。下列说法中正确的是AA处的晶体分子可以沿三条直线发生定向移动B三条直线上晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的C三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的D以上说法均不正确21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_在空间分布。如碳原子如果按照图甲那样排列，就成为_，而按照图乙那样排列，就成为_。22如图表示一个氯化钠（NaCl）晶体的晶胞，其形状是一个立方体，其空间结构

14、是每个立方体的8个角上分别排有一个离子，钠离子和氯离子是交错排列的。图中以表示钠离子，以表示氯离子。若已知氯化钠的摩尔质量为M=5.85102 kg/mol，密度为=2.22103 kg/m3，试估算相邻最近的两个钠离子间的距离。23（2015新课标全国卷）下列说法正确的是A将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质C由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变1B【解析】晶体

15、(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，ACD错误。2B【解析】晶体有固定的熔点，熔化过程吸收的热量用于破坏空间点阵结构，因温度不变，所以分子动能不变，吸收的热量用于增加分子势能，内能增加，所以B正确。3D【解析】明矾、石英、冰块为晶体，塑料为非晶体。故选D。4A【解析】玻璃、蜂蜡、松香、橡胶、沥青为非晶体。故选项A正确。5B【解析】多晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，所以A错误；由于表面张力，液体表面总要收缩到尽可能小的面积，故小露珠呈球形，所以B正确；悬浮在液体中的微粒越小布朗运动越明显，所以C错误；分子间的距离减小斥力和引力都变大，故D错误。7

16、B【解析】多晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，所以A错误；由于表面张力，液体表面总要收缩到尽可能小的面积，故小露珠呈球形，所以B正确；悬浮在液体中的微粒越小布朗运动越明显，所以C错误；分子间的距离减小斥力和引力都变大，故D错误。8A【解析】晶体在熔化过程中温度保持不变，有固定的熔点，食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体，选项A正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母片是晶体，选项B错误；天然石英表现为各向异性，是该物质的微粒在空间的排列规则造成的，选项C错误；石墨和金刚石的物理性质不同，是组成它们的物质微粒排列结构不同造成的，所以D错误。综上本题

17、选A。9D【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。10C【解析】LABLCD，而RAB=RCD，说明该样品具有各向异性，故C项正确。11D【解析】单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形。非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，因此丙为单晶体，甲、乙可能是多晶体与非晶体，根据温度随加

18、热时间变化的关系，可知，甲、丙为晶体，乙是非晶体。故D正确，ABC错误。【名师点睛】各向异性就是说在不同的方向上表现出不同的物理性质。单晶体具有各向异性，并不是每种晶体在各种物理性质上都表现出各向异性。有些晶体在导热性上表现出显著的各向异性，如云母、石膏晶体；有些晶体在导电性上表现出显著的各向异性，如方铅矿；有些晶体在弹性上表现出显著的各向异性如立方体形的铜晶体；有些晶体在光的折射上表现出各向异性，如方解石。12AC【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。13AD【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

19、度）。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。故选项AD正确。15AD【解析】非晶体没有一定的熔点，在物理性质上表现为各向同性。故选AD。16沥青冬天变硬，夏天变软，说明它没有一定的熔点，所以沥青是非晶体。食盐、味精、冰糖为晶体，玻璃为非晶体。17ACD【解析】常见的金属都是多晶体，A正确；非晶体和多晶体的物理性质都表现为各向同性，B错误，D正确；有天然的规则的几何形状的物体一定是单晶体，C正确。18AB【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，故选项AB正确。19AD【解析

20、】单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡是椭圆形。非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，这与水在蜡的表面呈圆形是同样的道理。非晶体各向同性的每个方向导热相同，所以是圆形，单晶体的各向异性在不同方向上导热不同，但是为平滑过渡，是由于晶粒在某方向上按照一定规律排布，所以是椭圆形，这里所说的方向例如沿着晶体几何轴线，或与集合轴线成一定夹角等等。故AD正确，BC错误。20C【解析】晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条直线发生定向移动，故A错误；三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的，故B错误，C正确；D错误。【名师点睛】只要掌握了晶体的各种性质就能顺利解决

21、此类题目，而只要稍一看课本此类知识就不难掌握。21不同规则 石墨 金刚石根据晶体的微观结构可知，不同的物质在不同的条件下可以生成不同的晶体，碳原子按照图甲所示排列成为石墨，按照图乙所示进行排列生成的就是金刚石。224.01010 m每个离子分属于8个小立方体，所以图中的每个离子对图中画出的这一个立方体的贡献是个离子，即平均每个立方体含有一个离子，如图所示。因此，可以想象每个离子占有一个如题图所示的小立方体空间，或者说，一个氯化钠分子占有两个小立方体的空间。设小立方体的边长为a，则相邻最近的两个钠离子间的距离d=a。可见，只要能设法求出a，就能完成本题所求。以1 mol氯化钠为研究对象，其摩尔体积V=，每个分子的体积V0=（NA为阿伏加德罗常数）。每个小立方体的体积小立方体的边长两相邻的钠离子的最近距离为d=a代入数据：d=a=2.81010m4.01010m。