《高二物理备课导学案（人教版2019选择性必修第三册）》2.4 固体（原卷版）

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第 4 节　固体

【知识梳理与方法突破】

一、晶体和非晶体

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)物理性质各向异性，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)具有确定的熔点，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

是看有无确定的熔点。

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内部结构上的区别。

(2)多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有确定的熔点，非晶体则没有，例如很多同学认为

玻璃应是多晶体，但实验证明玻璃没有确定的熔点，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

理性质时，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。

【例 1】随着科技的发展，国家对晶体材料的研究也越来越深入，尤其是对稀士晶体的研究，已经走在世

界的前列。关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．晶体都有规则的几何外形，非晶体则没有规则的几何外形

B．同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现

C．单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点

D．多晶体是由单晶体组合而成的，但单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性

【针对训练 1】2020 年，“嫦娥五号”探测器胜利完成月球采样任务并返回地球。探测器上装有用石英制

成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷“压电效应”。如图所示，石英晶体沿垂直

于x轴晶面上的压电效应最显著。石英晶体（　　）

A．没有确定的熔点 B．具有各向同性的压电效应

C．没有确定的几何形状 D．是单晶体

二、晶体的微观结构

1．晶体内部的微粒是按各自的规则排列着的，具有空间上的周期性

2．同种元素的微粒能够按照不同规则在空间分布形成不同的物质。

3．说明

(1)原子(或者分子、离子)并不是像结构图上所画的那些点一样静止不动，它们时刻都在不停地振动，结

构图中所画的那些点，是它们振动的平衡位置。

(2)同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，也就是说，物质是晶体还是非晶体，并不是绝

对的。

【例 2】关于石墨和金刚石的区别，下面说法正确的是（　　）

A．石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体

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．石墨与金刚石是不同的物质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

【针对训练 2】石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构，单

碳层石墨烯是单层的石墨，厚1毫米的石墨大概包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、

强度最高、导热性最好的新型材料。则（　　）

A．石墨中的碳原子静止不动

B．碳原子的直径大约为3×10-9m

C．石墨烯碳原子间只存在分子引力

D．石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变

【对点检测】

1．关于晶体和非晶体，下列说法错误的是（　　）

A．有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质

B．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体

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

2．辨别物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是()

A．从外形来判断

B．从各向异性或各向同性来判断

C．从导电性能来判断

D．从是否具有确定的熔点来判断

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