2018學(xué)年高中物理 第3章 固體和液體 固體、液體學(xué)案 教科版選修3-3.doc

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固體、液體 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．知道固體分為晶體和非晶體兩類，知道晶體分為單晶體和多晶體； 2．知道晶體的三個宏觀特性，并借此培養(yǎng)學(xué)生的觀察推理能力： 3．了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)，并能用微觀結(jié)構(gòu)理論解釋晶體的特性． 4．從分子的動理論觀點來剖析液體的微觀結(jié)構(gòu)； 5．研究氣體和液體接觸時形成的表面層以及液體和固體接觸時形成的附著層發(fā)生的現(xiàn)象，然后再討論表面層和附著層共同作用下產(chǎn)生的毛細現(xiàn)象； 6．知道什么是液體的表面張力； 7．知道什么是浸潤和不浸潤現(xiàn)象、條件以及毛細現(xiàn)象： 8．知道什么是液晶，知道液晶的特點和用途． 【要點梳理】 要點一、固體 1．晶體和非晶體 （1）常見的晶體和非晶體 常見的晶體：石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精、雪花． 要點詮釋：雪花是水蒸氣凝華時形成的晶體，它們的形狀雖然不同。但都是六角形的圖案．食鹽晶體總是立方體形，明礬晶體總是八面體形，石英晶體（俗稱水晶）的中間是一個六棱柱。兩端是六棱錐． 常見的非晶體：玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠． （2）晶體和非晶體的主要區(qū)別有兩點： 在外形上，晶體具有規(guī)則的幾何形狀，而非晶體則沒有． 食鹽晶體、明礬晶體、石英晶體的形狀雖然各不相同，但都有規(guī)則的幾何形狀，所以食鹽、明礬、石英都是晶體，有些晶體可以具有多種不同的幾何形狀，例如雪花可以有多種不同的幾何形狀，非晶體則沒有規(guī)則的幾何形狀． 在物理性質(zhì)上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的． 物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能、光的折射性能等．晶體的各向異性是指晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同．例如晶體在不同的方向上可以有不同的硬度、彈性、導(dǎo)熱性能、導(dǎo)電性能等． 另外，晶體有一定的熔點，而非晶體則是各向同性． 2．單晶體和多晶體 （1）單晶體和多晶體的定義 單晶體 具有規(guī)則的幾何形狀，外形都是由若干個平面圍成的多面體，這樣的固體叫單晶體． 如果一塊具有規(guī)則形狀的晶體，把它碾成小顆粒后，這些小顆粒仍然保持與原來整塊晶體形狀相似的規(guī)則外形，這樣的晶體叫單晶體． 具有規(guī)則的幾何形狀，各向異性，有確定的熔點三個宏觀特性的固體物質(zhì)叫做單晶體． 單個的晶體顆粒是單晶體． 多晶體 由于小晶粒雜亂無章地排列，使得這些金屬和巖石不再具有規(guī)則的幾何形狀，我們把這樣的晶體稱為多晶體． 如果一塊晶體，它是由許多取向不同的單晶體顆粒（晶粒）組成的，這樣的晶體叫做多晶體． 由許多無規(guī)則排列晶粒構(gòu)成的晶體稱為多晶體． 粘在一起的糖塊是多晶體． （2）單晶體和多晶體的區(qū)別 單晶體是一個完整的晶體，而多晶體是由很多小晶體（稱為晶粒）雜亂無章地排列而組成的． 單晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，而多晶體在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性． （3）單晶體和多晶體的聯(lián)系 多晶體和單晶體都有一定的熔點． （4）多晶體與非晶體的區(qū)別 多晶體與非晶體的相同點：①都沒有規(guī)則的幾何形狀；②在物理性質(zhì)上都是各向同性的． 多晶體與非晶體的區(qū)剮：多晶體有一定的熔點，而非晶體則沒有一定的熔點． 3．晶體的微觀結(jié)構(gòu)及特點 （1）晶體的微觀結(jié)構(gòu) 晶體內(nèi)部的微粒是有規(guī)則地排列著的． 1982年，掃描隧道顯微鏡的問世，使人們第一次觀察到原子在物質(zhì)表面的排列狀況． （2）晶體的微觀結(jié)構(gòu)的特點 組成晶體的物質(zhì)微粒（分子、原子或離子），依照一定的規(guī)律在空間中整齊地排列． 晶體中物質(zhì)微粒的相互作用很強，微粒的熱運動不足以克服它們的相互作用而遠離． 微粒的熱運動表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近不停地做微小的振動． （3）晶體微觀結(jié)構(gòu)的空間點陣 組成晶體的物質(zhì)微粒（原子、分子或離子），依照一定的規(guī)律在空間中排成整齊的行列．這種在空間中規(guī)則的排列稱為空間點陣．空間點陣中的微粒相互作用很強，微粒的熱運動主要表現(xiàn)為在一定平衡的位置附近做微小的振動．晶體形狀的規(guī)則正是由于物質(zhì)微粒排列的有規(guī)則造成的． 如圖所示是食鹽的空間點陣示意圖．食鹽晶體是由鈉離子和氯離子組成的，這兩種離子在空間中三個互相垂直的方向上，都是等距離地交錯排列的，因而食鹽具有立方體的外形． 4．晶體與非晶體的辨別 晶體與非晶體的區(qū)別主要表現(xiàn)在有無確定的熔點，而不能靠是否有規(guī)則的幾何形狀辨別，因為雖然單晶體有規(guī)則的幾何外形，但多晶體與非晶體一樣都沒有規(guī)則的幾何外形．因此解題時應(yīng)認真審-題，抓住有無熔點這一特性作出正確的判斷． 5．關(guān)于晶體物理性質(zhì)的各向異性 （1）有些晶體沿不同方向?qū)峄驅(qū)щ娦阅懿煌行┚w沿不同方向的光學(xué)性質(zhì)不同，這類現(xiàn)象稱為各向異性． （2）只有單晶體才會有各向異性的物理性質(zhì)，多晶體與非晶體一樣，物理性質(zhì)是各向同性的． （3）某種晶體可能只有某種或幾種物理性質(zhì)各向異性，其他物理性質(zhì)各向同性，并不是所有的物理性質(zhì)都表現(xiàn)各向異性． 6．如何用微觀結(jié)構(gòu)理論解釋晶體的特性 （1）對各向異性的微觀解釋 如圖所示，這是在一個平面上晶體物質(zhì)微粒的排列情況．從圖中可以看出，在沿不同方向所畫的等長線段上，物質(zhì)微粒的數(shù)目不同．直線上物質(zhì)微粒較多，直線上較少，直線上更少．正因為在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同，才引起晶體在不同方向上物理性質(zhì)的不同． （2）對熔點的解釋 給晶體加熱到一定溫度時，一部分微粒有足夠的動能，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，熔化時晶體吸收的熱量全部用來破壞規(guī)則的排列，溫度不發(fā)生變化． （3）有的物質(zhì)有幾種晶體，如何解釋 這是由于它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的晶體結(jié)構(gòu)．例如碳原子按不同的結(jié)構(gòu)排列可形成石墨和金剛石，二者在物理性質(zhì)上有很大不同．白磷和紅磷的化學(xué)成分相同，但白磷具有立方體結(jié)構(gòu)，而紅磷具有與石墨一樣的層狀結(jié)構(gòu)． 7．對晶體的各向異性的正確理解 在物理性質(zhì)上，晶體具有各向異性，而非晶體則是各向同性的． 通常所說的物理性質(zhì)包括彈性、硬度、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、光的折射等．晶體的各向異性是指晶體在不同方向上的物理性質(zhì)不同。也就是沿不同方向去測試晶體的物理性能時測量結(jié)果不同． 8．多晶體的微觀結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體（晶粒）組成的．平常見到的各種金屬材料都是多晶體．把純鐵做成的樣品放在顯微鏡下觀察，可以看到它是由許許多多晶粒組成的．晶粒有大有小，最小的只有，最大的也不超過．每個晶粒都是一個小單晶體，具有各向異性的物理性質(zhì)和規(guī)則的幾何形狀，因為晶粒在多晶體中雜亂無章地排列著，所以多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性．它在不同方向上的物理性質(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，而非晶體沒有． 9．非晶體又稱為粘滯系數(shù)很大的液體 非晶體在加熱時逐漸軟化，溫度持續(xù)上升，沒有確定的熔點，從物理性質(zhì)上看，與液體沒有質(zhì)的不同，所以有時又稱非晶體為粘滯系數(shù)很大的液體． 10．晶體和非晶體是相對的 晶體和非晶體并不是絕對的。它們在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 例如，天然水晶是晶體，而熔化以后再凝固的水晶（即石英玻璃）就是非晶體．有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體． 11．關(guān)于晶體和非晶體導(dǎo)熱特性的實驗說明 剝?nèi)∫槐釉颇钙?，用清潔的布將云母片擦拭干凈，在它的一面涂一層薄而均勻的石蠟，拿一個直徑的金屬球（可取用固體膨脹演示器上的銅球）。放在酒精燈上加熱，然后將云母片沒有涂蠟的那一面放在已加熱的小球上，即可觀察石蠟的熔化情況． 為了使實驗現(xiàn)象顯著，應(yīng)注意： （1）石蠟涂層必須薄而均勻； （2）實驗時加熱的物體也可以用鋼針，但用金屬球產(chǎn)生的熔蠟面較大； （3）實驗時把燒熱的金屬球放在沒有涂蠟的一面，效果會更好，因為此時石蠟的熔化顯然是由于云母片導(dǎo)熱的結(jié)果，如果實驗時把金屬球放在涂蠟的一面．因石蠟本身也會導(dǎo)熱，就會影響實驗的效果． 12．晶體的結(jié)合類型 常見的晶體結(jié)合類型有離子晶體、原子晶體和金屬晶體種． （1）離子晶體：由正、負離子通過離子鍵結(jié)合而成的晶體叫做離子晶體． （2）原子晶體：相鄰原子之間通過共價鍵結(jié)合而成的晶體叫做原子晶體． （3）金屬晶體：物質(zhì)微粒通過金屬鍵結(jié)合而成的晶體叫做金屬晶體． 要點二、液體 1．液體的微觀結(jié)構(gòu) 液體具有一定的體積，不易被壓縮，沒有固定的形狀，具有流動性，這些特點都是由它們的微觀結(jié)構(gòu)決定的． （1）液體分子的排列更接近于固體，是密集在一起的，因而液體具有一定的體積，不易壓縮． （2）液體分子之間的相互作用力不像固體中的微粒那樣強，液體分子只在很小的區(qū)域內(nèi)做有規(guī)則的排列，這種區(qū)域是暫時形成的，邊界和大小隨時改變，有時瓦解，有時又重新形成，液體由大量的這種暫時形成的小區(qū)域構(gòu)成，這種小區(qū)域雜亂無章地分布著，因而液體表現(xiàn)出各向同性． （3）液體分子間的距離小，相互作用力很大，液體分子的熱運動與固體類似，主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小的振動。但液體分子沒有長期固定的平衡位置，在一個平衡位置附近振動一小段時間以后，又轉(zhuǎn)移到另一個平衡位置附近去振動，即液體分子可以在液體中移動。這就是液體具有流動性的原因． （4）由于液體分子的移動比固體分子的移動容易得多，所以液體的擴散要比固體的擴散快． 要點詮釋：非晶體的微觀結(jié)構(gòu)跟液體非常相似，所以嚴格地說，只有晶體才叫做真正的固體． 2．液體的表面張力 （1）表面層和附著層 液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層，叫做表面層． 表面層里的分子要比液體內(nèi)部稀疏些，分子間距要比液體內(nèi)部大． 在液體內(nèi)部，分子間既存在引力，又存在斥力，引力和斥力的數(shù)量級相等，在通常情況下可認為它們是相等的．在表面層內(nèi)，分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力． 液體和固體接觸的一個薄層叫做附著層． 要點詮釋：附著層內(nèi)液體分子的疏密由固體分子對附著層內(nèi)液體分子的吸引力和液體內(nèi)部分子對附著層內(nèi)液體分子的吸引力兩個力的強弱決定．附著層內(nèi)的液體分子結(jié)構(gòu)可能比液體內(nèi)部的密集，也可能比液體內(nèi)部的稀疏． （2）表面張力 液體表面各部分之間相互吸引的力叫做表面張力． 液體的表面就像緊繃著的橡皮膜，它有著一種收縮的趨勢．使液體表面具有收縮趨勢的拉力叫做表面張力． 如果在液體表面任意畫一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力，它的作用是使液體表面繃緊，所以叫做液體的表面張力． 在液體表面上想象的畫一根直線，直線兩旁的液膜一定存在著相互作用的拉力，液體表面出現(xiàn)的這種張力，稱為表面張力． 實驗表明：液體表面具有收縮的趨勢，這是因為在液體內(nèi)部分子引力和斥力可以認為相等，而在表面層里分子間距較大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引力．液面各部分間相互吸引的力叫做表面張力． （4）表面張力的作用效果 液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢． 要點詮釋：在體積相等的各種形狀的物體中，球形體積最小，故草葉上的露珠、小水銀滴要收縮成球形． 3．浸潤和不浸潤 （1）實驗：把一塊玻璃分別浸入水和水銀里再取出來，觀察現(xiàn)象。 現(xiàn)象：從水銀中取出的玻璃上沒有附著水銀，從水中取出的玻璃上沾有一層水，為什么會出現(xiàn)上述兩種不同的現(xiàn)象呢？ （2）浸潤和不浸潤 浸潤 一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫做浸潤． 液體附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做浸潤． 水會附著在玻璃上形成薄層，這種現(xiàn)象叫做浸潤． 不浸潤 一種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面，這種現(xiàn)象叫做不浸潤． 液體不附著在固體表面上的現(xiàn)象叫做不浸潤． 水銀在玻璃板上成為球形，不附著在玻璃板上，這種現(xiàn)象叫做不浸潤． 要點詮釋：同一種物體，對有些液體浸潤，對有些液體不浸潤；同一種液體，對一些固體是浸潤的，對另一些固體是不浸潤的．例如：水能浸潤玻璃，但不能浸潤石蠟；水銀不能浸潤玻璃，但能浸潤鉛． （3）浸潤與不浸潤的分析 浸潤與不浸潤的現(xiàn)象是分子力作用的表現(xiàn)．當(dāng)液體與固體接觸時。在接觸處形成一個液體薄層，叫做附著層，附著層里的分子既受到固體分子的吸引，又受到液體內(nèi)部分子的吸引，如果受到的固體分子的吸引比較弱，附著層里的分子就比液體內(nèi)部稀疏，在附著層里就出現(xiàn)跟表面張力相似的收縮力，這時跟固體接觸的液體表面有縮小的趨勢，形成不浸潤現(xiàn)象．相反，如果受到的固體分子的吸引相當(dāng)強，附著層里的分子就比液體內(nèi)部密，在附著層里就出現(xiàn)液體相互排斥的力，這時跟固體接觸的液體表面有擴展的趨勢，產(chǎn)生浸潤現(xiàn)象． （4）內(nèi)聚力、附著力 物體是由分子組成的．同一種物質(zhì)的分子之間的相互作用力，叫做內(nèi)聚力；而不同物質(zhì)的分子之間的相互作用力，叫做附著力．在內(nèi)聚力小于附著力的情況下，就會產(chǎn)生“浸潤現(xiàn)象”；反之，則會出現(xiàn)“不浸潤現(xiàn)象”．雨衣不透水，正是由于水的內(nèi)聚力大于水對雨衣的附著力的緣故． 4．毛細現(xiàn)象 （1）浸潤液體在細管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細現(xiàn)象． （2）毛細現(xiàn)象的應(yīng)用舉例：植物的根輸送水、下雨時磚墻滲水、農(nóng)民鏵鋤土壤． （3）毛細現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 毛細現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤現(xiàn)象都有關(guān)系． 如圖所示，甲是浸潤情況，此時管內(nèi)液面呈凹形，因為水的表面張力作用，液體會受到一向上的作用力，因而管內(nèi)液面要比管外高；乙是不浸潤情況，管內(nèi)液面呈凸形，表面張力的作用使液體受到一向下的力，因而管內(nèi)液面比管外低 5．液晶 （1）液晶 有些化合物像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，人們把處于這種狀態(tài)的物質(zhì)叫做液晶． 人們通常把介于晶體和液體之間的中間態(tài)叫做液晶態(tài)，把處于液晶態(tài)的物質(zhì)叫做液晶． 物理學(xué)中把這種既具有像液體那樣的流動性和連續(xù)性，又具有晶體那樣的各向異性特點的流體，叫做液晶． 要點詮釋：組成晶體的物質(zhì)微粒（分子、原子或離子）依照一定的規(guī)律在空間有序排列，構(gòu)成空間點陣，所以液晶表現(xiàn)為各向異性．液體表現(xiàn)出分子排列無序性和流動性．液晶呢（分子既保持排列有序性，又保持各向異性，還可以自由移動，位置無序，因此也保持了流動性． （2）液晶的特點 位置無序使它像液體，而排列有序使它像晶體，所以液晶是有晶體結(jié)構(gòu)的液體． 注意：液晶物質(zhì)都具有較大的分子，分子形狀通常是棒狀分子、碟狀分子、平板狀分子． （3）液晶的用途 液晶可以用作顯示元件，液晶在生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、航空工業(yè)等方面都有重要應(yīng)用． 要點詮釋：液晶是現(xiàn)代生活的一個重要角色。從最初的電子手表到如今的筆記本電腦、液晶電視、可視電話……液晶一步步地深入到了我們的生活．在顯示器中將扮演主要角色． 要點三、知識網(wǎng)絡(luò) 物理性質(zhì)各向異性 有規(guī)則的幾何外形 有確定的熔點 物理性質(zhì)各向同性 有確定的熔點 單晶體 多晶體 晶體的微觀結(jié)構(gòu) 晶體 無規(guī)則的幾何外形 無確定的熔點 物理性質(zhì)各向同性 非晶體 固體 液體的微觀結(jié)構(gòu) 液體的性質(zhì) 液體的表面張力和毛細現(xiàn)象 液晶、液晶的性質(zhì)及應(yīng)用 液體 【典型例題】 類型一、固體 例1．下列物質(zhì)哪些是晶體，哪些是非晶體？ A．鐵 B．橡膠 C．玻璃 D．食鹽 E．云母 F．塑料 【思路點撥】在了解晶體、非晶體性質(zhì)的基礎(chǔ)上作出判斷． 【答案】A、D、E是晶體，B、C、F是非晶體． 【解析】在了解晶體、非晶體性質(zhì)的基礎(chǔ)上作出判斷．屬于晶體的有：鐵、食鹽、云母，屬于非晶體的有：橡膠、玻璃、塑料 【總結(jié)升華】判斷晶體與非晶體的依據(jù)是看它們有無確定的熔點，同時還要知道一些常見的晶體、非晶體，如所有的金屬都是晶體，這一規(guī)律在判斷時就很有用。 舉一反三: 【變式1】下列說法中，正確的是（ ）． A．只要是具有各向異性的物體必定是晶體 B．只要是不顯示各向異性的物體必定是非晶體 C．只要是具有確定的熔點的物體必定是晶體 D．只要是不具有確定的熔點的物體必定是非晶體 【答案】A、C、D 【解析】多晶體和非晶體都具有各向同性，只有單晶體是各向異性，故B錯，A對；晶體一定具有確定的熔點，而非晶體無確定的熔點。故C、D均正確． 【變式2】對下列幾種固體物質(zhì)的認識，正確的有（ ）． A．食鹽熔化過程中，溫度保持不變，說明食鹽是晶體 B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說明蜂蠟是晶體 C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則 D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同 【答案】A、D 【解析】晶體有確定的熔點，A正確；B中的實驗是表明云母具有各向異性，是晶體。而蜂蠟是非晶體，B錯誤；天然石英是晶體，離子是按照一定的規(guī)則排列的，C錯誤；碳原子能夠按照不同的規(guī)則在空間分布，成為石墨或金剛石，D正確。． 【總結(jié)升華】判斷固體物質(zhì)是晶體還是非晶體，要看其是否具有確定的熔點；區(qū)分單晶體與多晶體，要看其物理性質(zhì)是各向異性還是各向同性。 例2．如圖所示為食鹽晶體的結(jié)構(gòu)示意圖，食鹽晶體是由鈉離子（圖中）和氯離子（圖中）組成的，這兩種離子在空間中三個互相垂直的方向上，都是等距離地交錯排列的．已知食鹽的摩爾質(zhì)量是，食鹽的密度是，阿伏加德羅常數(shù)為，試估算食鹽晶體中兩個最近的鈉離子中心的距離． 【答案】見解析 【解析】食鹽中有個氯離子和個鈉離子，離子總數(shù)為，因而摩爾體積與摩爾質(zhì)量和物質(zhì)密度的關(guān)系為： ， 所以一個離子所占的體積為： 。 由圖可知就是圖中每四個離子所夾的立方體的體積，此立方體的邊長 ． 而最近的兩個鈉離子中心的距離 =410－10 m。 【總結(jié)升華】食鹽晶體是由氯離子與鈉離子構(gòu)成的，每一個離子都占據(jù)一個立方體空間，該立方體的邊長就是一個鈉離子和相鄰的一個氯離子中心間的距離。 舉一反三: 【變式1】晶體具有各向異性的特點是由于（ ）． 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 【答案】A、D 【解析】晶體的各向異性是因為晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性。使不同方向上的物質(zhì)微粒的排列情況不同． 【總結(jié)升華】有些物質(zhì)在不同條件下生成不同的晶體，那是因為組成它們的微粒能夠按照不同的規(guī)則在空間分布。例如：金剛石和石墨都是由碳元素構(gòu)成的，它們有不同的點陣結(jié)構(gòu)。 【變式2】下列說法錯誤的是（ ）． A．晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因為物質(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，因為它們的物質(zhì)微粒能夠形成不同的空間結(jié)構(gòu) C．凡各向同性的物質(zhì)一定是非晶體 D．晶體的各向異性是由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的 【答案】C 【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．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錯誤． 例3．在圖甲、乙、丙三種固體薄片上涂蠟，由燒熱的針接觸其上一點，蠟熔化的范圍如圖甲、乙、丙所示，而甲、乙、丙三種固體在熔解過程中溫度隨加熱時間變化的關(guān)系如圖丁所示，以下說法正確的是（ ）． 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 【答案】B、D 【解析】由丁圖知甲、丙為晶體，乙為非晶體，A、B、C錯；甲、乙薄片上熔化的石蠟呈圓形，表示它的導(dǎo)熱性是各向同性的；丙薄片上熔化的石蠟呈橢圓形，表示它的導(dǎo)熱性是各向異性的，由于非晶體和多晶體都是各向同性的，所以甲為多晶體，而單晶體是各向異性的，所以丙是單晶體，D正確；故選D。 【總結(jié)升華】當(dāng)晶體被研磨成粉末狀后，外形失去其規(guī)則性，各向異性也難以顯示。此時，可根據(jù)其是否有一定的熔化溫度，作為判斷晶體與非晶體的依據(jù)。 舉一反三: 【變式】下列關(guān)于金剛石與石墨的說法正確的是（ ）． A．它們是同一種物質(zhì)，只是內(nèi)部微粒的排列不同 B．它們的物理性質(zhì)有很大的差異 C．由于它們內(nèi)部微粒排列規(guī)則不同，所以金剛石為晶體，石墨是非晶體 D．金剛石是單晶體，石墨是多晶體 【答案】A、B 【解析】同一種物質(zhì)微?？赡苄纬刹煌木w結(jié)構(gòu)，從而生成種類不同的幾種晶體，金剛石與石墨是它的一個特例． 例4．如圖所示是兩種不同物質(zhì)的熔化曲線，根據(jù)曲線判斷下列說法正確的是（ ）． A．是晶體 B．是晶體 C．是非晶體 D．是非晶體 【答案】A、D 【解析】晶體在熔化過程中不斷吸熱，但溫度卻保持不變（熔點對應(yīng)的溫度），而非晶體沒有確定的熔點，不斷加熱，非晶體先變軟，然后熔化，溫度卻不斷上升，因此對應(yīng)的是晶體，對應(yīng)的是非晶體． 【總結(jié)升華】①晶體的溫度升高時，組成晶體的微粒運動加劇，當(dāng)熱運動達到足以破壞其空間排列的規(guī)律性時，晶體開始熔化，要破壞微?？臻g排列的規(guī)律性就需要克服微粒的強大作用力做功，因為在晶體尚未全部熔化之前，吸收的熱量全部用來破壞其空間排列的規(guī)律性，所以晶體熔化時有確定的熔點，雖然在熔化過程中不斷地吸收熱量，但溫度并不升高，如果晶體全部熔化后仍吸收熱量，溫度將由熔點繼續(xù)升高． ②晶體熔化時溫度保持不變，分子的平均動能不變，晶體熔化過程中吸收的熱量使分子間的距離增大，全部用來增加分子間的勢能，因為物體的內(nèi)能是所有分子動能和分子勢能的總和，所以晶體熔化時內(nèi)能增大． 舉一反三: 【變式】關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是（ ）． A．具有各向同性的物體一定沒有明顯的熔點 B．晶體熔化時，溫度不變，則內(nèi)能也不變 C．通常的金屬材料在各個方向上的物理性質(zhì)都相同，所以這些金屬都是非晶體 D．晶體和非晶體體在適當(dāng)條件下可相互轉(zhuǎn)化 【答案】D 【解析】多晶體顯示各向同性，但具有確定的熔點，A錯；晶體熔化時，其溫度雖然不變，但其體積和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化，則內(nèi)能就可能發(fā)生變化，故B錯；金屬材料雖然顯示各向同性，并不意味著一定是非晶體，可能是多晶體，故C錯；D對． 類型二、液體 例5．以下關(guān)于液體的說法正確的是（ ）． A．非晶體的結(jié)構(gòu)跟液體非常類似，可以看成是粘滯性極大的液體 B．液體的物理性質(zhì)一般表現(xiàn)為各向同性 C．液體的密度總是小于固體的密度 D．所有的金屬在常溫下都是固體 【思路點撥】由液體的微觀結(jié)構(gòu)及汞的特性可得。 【答案】A、B 【解析】 由液體的微觀結(jié)構(gòu)知A、B正確；有些液體的密度大于固體的密度，例如汞的密度就大于鐵、銅等固體的密度，故C錯；金屬汞在常溫下就是液體，故D錯． 【總結(jié)升華】此類問題關(guān)鍵是必須對液體、固體分子的微觀結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確地理解．從而作出正確地選擇． 例6．玻璃燒杯中盛有少許水銀，在太空軌道上運行的宇宙飛船內(nèi)，水銀在燒杯中呈怎樣的形狀（如圖所示）？（ ）． 【答案】D 【解析】因為水銀不浸潤玻璃，所以在完全失重的情況下，水銀的形狀只由表面張力決定．因為在表面張力作用下水銀的表面要收縮至最小，所以最終水銀成球形． 【總結(jié)升華】體積一定的，球的表面積最小，同時還應(yīng)明確宇宙飛船內(nèi)完全失重，且水銀不浸潤玻璃，這兩點是解題的關(guān)鍵． 舉一反三: 【變式】關(guān)于浸潤與不浸潤現(xiàn)象，下面的幾種說法中正確的是（ ）． A．水是浸潤液體 B．水銀是不浸潤液體 C．同一種液體對不同的固體，可能是浸潤的，也可能是不浸潤的 D．只有浸潤液體在細管中才會產(chǎn)生毛細現(xiàn)象 【答案】C 【解析】浸潤或不浸潤，是指一種液體對某一種固體來說的．孤立地說某種液體浸潤或不浸潤都沒有意義．同一種液體對不同的固體，可能浸潤，也可能不浸潤，例如水對玻璃浸潤，而對荷葉就不浸潤．浸潤液體在細管中上升，不浸潤液體在細管中下降，都屬于毛細現(xiàn)象．只有選項C正確． 【總結(jié)升華】浸潤和不浸潤是相對的；不浸潤液體在細管中下降也是毛細現(xiàn)象． 例7．把極細的玻璃管插入水中與水銀中，如圖所示，正確表示毛細現(xiàn)象的是（ ）． 【思路點撥】掌握不同情況下的浸潤的特點即可解題。 【答案】A、C 【解析】因為水能浸潤玻璃，所以A正確，B錯誤；水銀不浸潤玻璃，C正確；D項中外面浸潤，里面不浸潤，所以是不可能的。故正確選項為A、C． 【總結(jié)升華】浸潤時表面張力產(chǎn)生的附加壓強指向液體外，不浸潤時產(chǎn)生的附加壓強指向液體內(nèi)．同時應(yīng)明確水浸潤玻璃，而水銀不浸潤玻璃這一事實． 舉一反三: 【變式】下列有關(guān)液晶的一些性質(zhì)的說法中，正確的是（ ）． A．液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的 B．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化 C．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨所加電場的變化而變化 D．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨所加壓力的變化而變化 【答案】B、C、D 【解析】液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移動，故A錯；B、C、D均正確． 【總結(jié)升華】液晶分子的排列是不穩(wěn)定的，外界條件（如溫度、電場等）的微小變化都會引起液晶分子排列的變化，因而改變液晶的某些性質(zhì)．例如溫度、壓力、摩擦、電磁作用、容器表面的差異等。都可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)． 例8．下列敘述中正確的是（ ）． A．棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)呈液晶態(tài) B．利用液晶在溫度變化時由透明變渾濁的特性可制作電子表、電子計算器的顯示元件 C．有一種液晶，隨溫度的逐漸升高，其顏色按順序改變，利用這種性質(zhì)，可用來探測溫度 D．利用液晶可檢查腫瘤，還可以檢查電路中的短路點 【答案】B、C、D 【解析】通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)，但不是任何時候都呈液晶態(tài)，故A錯． 舉一反三: 【變式】為什么水在玻璃上形成浸潤現(xiàn)象而在石蠟上卻形成不浸潤現(xiàn)象？ 【答案】見解析 【解析】（1）水在玻璃上形成浸潤現(xiàn)象，原因是當(dāng)水與玻璃接觸時，在接觸處形成一個附著層，附著層中的水分子受到玻璃分子的吸引比水內(nèi)部水分子的吸引強，結(jié)果附著層中的水分子比水內(nèi)部更密，這時在附著層就出現(xiàn)水相互排斥的力，使跟玻璃接觸的水面有擴展的趨勢，因而形成浸潤現(xiàn)象． （2）水在石蠟上卻形成不浸潤現(xiàn)象，因為水與石蠟接觸時，在接觸處形成一個附著層，附著層中的水分子受到石蠟分子的吸引比內(nèi)部水分子的吸引弱，結(jié)果附著層中的水分子比水內(nèi)部稀疏，這時在附著層中就出現(xiàn)跟表面張力相似的收縮力，使跟石蠟接觸的水的表面有縮小的趨勢，因而形成不浸潤現(xiàn)瓤 例9．某同學(xué)將一直玻璃毛細管插入水中，發(fā)現(xiàn)管中水面上升的高度較大（如圖（）所示）．于是他用同樣的玻璃毛細管做成一個彎管，將長臂插入水中，使彎管頂部到水面的高度（如圖（）所示），他認為將有水不斷地從短臂管口流出．你說對嗎？為什么？ 【思路點撥】根據(jù)毛細現(xiàn)象的原理來分析。 【答案】見解析 【解析】由于管子的內(nèi)徑相同，又，故水一定能沿彎管的長臂上升，經(jīng)過頂部，充滿整個彎管，但肯定不會從短臂管口流出． 從圖（）可以看出，毛細管中被“拉起”的水柱重量為（為毛細管內(nèi)截面積，為水的密度），顯然，該水柱受到豎直向上的“拉力”．實際上所說的“拉力”是表面張力（為內(nèi)徑，是表面張力系數(shù)）． 如圖（b），短臂管中水柱長為，其重量等于，在短臂管口處該水柱受到的向上的“拉力”只要等于，水就不會流出．由于，所以該同學(xué)的想法是不會實現(xiàn)的． 換一種說法：如果水能從圖（b）的短臂管口流出，這等于是一臺“第一類永動機”，是違背能量守恒定律的．