高中物理 第九章 固体液体和物态变化教案 新人教版选修33.docx

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高中物理第九章固体液体和物态变化教案新人教版选修33

第九章固体、液体和物态变化

固体1

考点一、正确理解晶体与非晶体的区别1

考点二、对晶体和非晶体的微观解释5

液体8

考点一、液体的微观结构及表面张力8

考点二、浸润和不浸润及毛细现象成因分析11

考点三、液晶15

饱和汽与饱和汽压16

考点一、汽化17

考点二、对饱和汽和饱和汽压的理解18

考点三、对空气湿度的理解21

物态变化中的能量交换23

考点一、熔化热23

考点二、汽化热25

考点三、从能量和微观的角度分析熔化过程与汽化过程的不同27

专题提升29

第九章固体、液体和物态变化

●固体

[目标定位]　1.知道晶体和非晶体外形和物理性质上的区别.2.知道晶体可分为单晶体和多晶体.3.了解晶体的微观结构，了解固体材料在生活、生产、科学研究等方面的应用．

考点一、正确理解晶体与非晶体的区别

晶体和非晶体

1．固体可以分为晶体和非晶体两类．

晶体又可以分为单晶体与多晶体．

2．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体．

3．单晶体有天然规则的几何形状，非晶体没有天然规则的几何形状．

4．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；晶体的某些物理性质表现为各向异性，非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，表现为各向同性；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

没有天然规则的形状

①有确定的熔点；

②导电、导热、光学性质表现为各向同性

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（　　）

图1

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

答案　D

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

答案　C

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

答案　A

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．

图2

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（　　）

图3

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

答案　CD

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

答案　BD

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

答案　C

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

答案　C

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

答案　AC

解析　劳厄在1