2019-2020年高中物理 第2章 第2、3節(jié) 晶體的微觀結(jié)構(gòu) 固體新材料學(xué)案 粵教版選修3-3.doc

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2019-2020年高中物理 第2章 第2、3節(jié) 晶體的微觀結(jié)構(gòu) 固體新材料學(xué)案 粵教版選修3-3 1．了解固體的微觀結(jié)構(gòu)． 2．知道晶體和非晶體在物理性質(zhì)上的差別，是由于它們內(nèi)部物質(zhì)微粒的排列不同造成的． 3．了解新材料的基本特征及材料科學(xué)技術(shù)的有關(guān)知識及應(yīng)用，體會它們的發(fā)展對人類生活和社會發(fā)展的影響． 4．知道半導(dǎo)體的一些特點(diǎn)，了解半導(dǎo)體技術(shù)在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用．初步了解納米材料的特性，關(guān)注納米材料的研究和應(yīng)用． 1．人們根據(jù)晶體外形的規(guī)則性和物理性質(zhì)的各向異性提出了一種假說，認(rèn)為晶體內(nèi)部的微粒是有規(guī)則地排列著．后來人們應(yīng)用X射線對晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，證實(shí)了這種假說的正確性． 2．從微觀的角度看，組成晶體的微觀粒子按一定的規(guī)律在空間整齊排列．物質(zhì)微粒間有很強(qiáng)的相互作用，微粒的熱運(yùn)動不能克服它們的相互作用而遠(yuǎn)離，表現(xiàn)為在一定的平衡位置附近做微小振動． 3．晶體的外形規(guī)則可以用物質(zhì)微粒的規(guī)則排列來解釋，晶體的各向異性是因?yàn)樵诓煌较蛏衔镔|(zhì)微粒的排列情況不同而引起的，另外，晶體有確定的熔點(diǎn)也可以由晶體物質(zhì)粒子的規(guī)則排列得到解釋． 4．有的物質(zhì)在不同條件下能夠生成不同的晶體．這是因?yàn)榻M成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布．如碳原子如果按如圖甲所示那樣排列，就成為石墨，而按如圖乙所示那樣排列，就成為金剛石． 5．新材料的研發(fā)及其應(yīng)用，推動了人類文明和社會進(jìn)步，半導(dǎo)體材料是支撐現(xiàn)代文明社會的最重要的材料之一，磁存儲材料的發(fā)展推動了磁記錄技術(shù)的進(jìn)步，使電子計(jì)算機(jī)的微型化成為可能． 6．新材料的制備是今后新材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容之一，例如：利用空間失重條件進(jìn)行晶體生長，利用強(qiáng)磁場、強(qiáng)沖擊波、超高壓、超高真空以及強(qiáng)制冷等手段制備特殊性能的新材料． 1．關(guān)于晶體和非晶體的下列說法中，正確的是(D) A．凡是晶體，都具有確定的幾何外形 B．金屬整體表現(xiàn)為各向同性，故金屬是非晶體 C．化學(xué)成分相同的物質(zhì)，只能生成同一晶體 D．晶體的各向異性是由于組成晶體的微粒呈現(xiàn)有序排列的結(jié)果 2．晶體具有各向異性的特點(diǎn)是由于(A) 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．單晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)有規(guī)則性，多晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)無規(guī)則性 D．晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)有規(guī)則性 3．晶體在熔化過程中所吸收的熱量，主要用于(B) A．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，增加分子動能 B．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，增加分子勢能 C．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，增加分子勢能，同時(shí)增加分子動能 D．破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，但不增加分子勢能和分子動能 解析：晶體有固定的熔點(diǎn)，熔化過程吸收的熱量主要用于破壞空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，因溫度不變，所以分子動能不變，吸收的熱量用于增加分子勢能，內(nèi)能增加，所以選項(xiàng)B正確． 4．關(guān)于晶體和非晶體，正確的說法是(B) A．它們的微觀結(jié)構(gòu)相同 B．單晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是有規(guī)則地排列，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不規(guī)則地排列 C．晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運(yùn)動著的 D．在物質(zhì)內(nèi)部的各個(gè)平面上，微粒數(shù)相等的是晶體，微粒數(shù)不相等的是非晶體 解析：晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)是有規(guī)則的，而非晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)是無規(guī)則的，A錯(cuò)誤，B正確．物質(zhì)微粒都是永不停息地運(yùn)動著的，C錯(cuò)誤．從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)看，D也錯(cuò)誤． 5．關(guān)于新材料的開發(fā)與應(yīng)用和技術(shù)產(chǎn)品與產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的關(guān)系不正確的是(D) A．半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn)，促進(jìn)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展 B．高溫高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料，為宇航工業(yè)奠定了基礎(chǔ) C．低消耗的光導(dǎo)纖維是現(xiàn)代光纖通信的重要材料 D．在遠(yuǎn)古時(shí)代，人們就已經(jīng)開始利用半導(dǎo)體制造電器了 解析：在人類歷史上，曾經(jīng)歷了石器時(shí)代、青銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代，不同材料的應(yīng)用體現(xiàn)了不同的生產(chǎn)力水平．遠(yuǎn)古時(shí)代，人們選擇石器做工具，它是當(dāng)時(shí)自然界中最硬的材料了.20世紀(jì)下半葉進(jìn)入新技術(shù)革命時(shí)代，新材料成為各個(gè)高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的突破口；半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn)，大力促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展；高溫高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)材料，為宇航工業(yè)奠定了基礎(chǔ)；低消耗的光導(dǎo)纖維，是現(xiàn)代光纖通信的重要材料．故D選項(xiàng)不正確． 6．納米晶體材料在現(xiàn)代科技和國防中具有重要的應(yīng)用．下列關(guān)于晶體的說法正確的是(C) A．晶體內(nèi)的微觀粒子在永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動 B．晶體內(nèi)的微觀粒子間的相互作用很強(qiáng)，使各粒子緊緊地靠在一起 C．晶體的微觀粒子在不同方向上排列情況不同 D．晶體的微觀粒子在空間排列上沒有順序，無法預(yù)測 解析：晶體內(nèi)微觀粒子的排列具有周期性． 7．下列說法中不正確的是(C) A．晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槲镔|(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?yàn)樗鼈兊奈镔|(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內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的 解析：物質(zhì)微粒微觀上是規(guī)則排列的，因此宏觀上體現(xiàn)為規(guī)則的幾何形狀，A選項(xiàng)正確；碳原子能夠生成石墨和金剛石等不同的晶體，因?yàn)樘荚有纬闪瞬煌目臻g結(jié)構(gòu)，B選項(xiàng)正確；非晶體和多晶體都具有各向同性，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；晶體的各向異性是由于晶體內(nèi)部微粒的空間排列有序，由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，D選項(xiàng)正確． 8．石墨和金剛石性質(zhì)有很大差異，是由于(D) A．石墨是各向異性的，而金剛石是各向同性的 B．它們的化學(xué)成分不同 C．它們都是各向同性的 D．它們的物質(zhì)微粒按不同的規(guī)則排列 解析：石墨具有層狀結(jié)構(gòu)，每層中碳原子呈六邊形結(jié)構(gòu)；金剛石中碳原子呈正四面體結(jié)構(gòu)，不同的結(jié)構(gòu)決定了它們的性質(zhì)不同． 9．家庭、學(xué)校等有關(guān)的門鎖常用“碰鎖”，然而，這種鎖使用一段時(shí)間后，鎖舌就會變澀而不易被碰入，造成關(guān)門困難．這時(shí)，你可以用鉛筆在鎖舌上摩擦幾下，碰鎖便開關(guān)自如如初，并且可以持續(xù)幾個(gè)月之久．請你動手試一試，并回答其中的道理． 答案：石墨由于具有層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間結(jié)合不是很緊密，層與層之間易脫落，故能起到潤滑作用．在鎖舌上用鉛筆摩擦幾下，碰鎖便開關(guān)自如如初，也是根據(jù)這個(gè)道理．