2024新鲁科版（2019）《高中物理》选择性必修第三册第二章 固体与液体 知识点总结 .docx

1、新教材 鲁科版2019版 物理选择性必修第三册第2章知识点清单目录第2章固体与液体第1节固体类型及微观结构第2节表面张力和毛细现象第3节材料及其应用 第2章固体与液体第1节固体类型及微观结构一、晶体和非晶体1. 固体的分类：固体可以分为晶体和非晶体两大类。(1)晶体：晶体具有固定的熔点和沸点，其分子的空间排列有规律，包括糖、食盐、味精、冰、雪、金、银、铜、铁等。(2)非晶体：非晶体没有固定的熔点和沸点，其分子的空间排列无规律，包括玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等。2. 晶体的分类及特点(1)晶体可分为单晶体和多晶体两类。(2)单晶体定义：具有规则的几何形状，外形都是由若干个平面围成的多面体。物理

2、性质：表现为各向异性。(3)多晶体定义：没有规则的几何形状，由大量细微的单晶体杂乱无章地排列在一起构成的。物理性质：表现为各向同性。3. 非晶体的物理性质：非晶体在各个方向上的物理性质表现为各向同性。4. 晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化。 二、固体的微观结构1. 晶体的微观结构：在单晶体内部，沿不同方向的等长线段上，微粒个数通常是不相等的，这说明单晶体在不同方向上的微粒排列及物质结构情况是不一样的，故单晶体在物理性质上表现为各向异性。2. 非晶体的微观结构：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，沿不同方向的等长线段上，微粒的个数大致相等，非晶体

3、在不同方向上的微粒排列及物质结构情况基本相同，故非晶体在物理性质上表现为各向同性。3. 同种物质微粒在不同的条件下有可能生成不同的晶体，虽然构成这些晶体的物质微粒都相同，但是由于它们的排列形式不同，物理性质也不同。三、晶体、非晶体、单晶体、多晶体间的比较1. 单晶体、多晶体和非晶体的区别与联系对象内容晶体非晶体单晶体多晶体宏观外形有规则的几何形状没有规则的几何形状没有规则的几何形状物理性质有确定的熔点各向异性有确定的熔点不显示各向异性没有确定的熔化温度各向同性分子排列有规则有规则无规则形成与转化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；有些非

4、晶体在一定条件下也可以转化为晶体四、晶体的微观结构及固体性质的微观解释1. 对同素异形体的解释有的物质有几种晶体，是因为它们的物质微粒能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差别。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，二者在物理性质上也有很大差别。2. 对晶体具有固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，晶体开始熔化，熔化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。第2节表面张力和毛细现象一、表面张力1. 实验：观察肥皂

5、膜的变化(1)现象图1图2如图1，U形铁丝框上的肥皂膜会把滑杆拉回。如图2，肥皂膜里的棉线圈是松弛的，当刺破圈里的肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧，形成圆形。(2)结论：液体的表面有一种收缩的趋势。2. 表面层(1)定义：液体与气体接触的表面存在的一个薄层。(2)特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏，分子间的距离略大于分子力平衡的距离，分子间的作用力表现为引力。3. 液体的表面张力(1)定义：液体表面各部分之间的相互引力。(2)作用效果：表面张力使液体表面绷紧。 二、浸润与不浸润1. 定义(1)浸润：液体润湿某种固体并附着在固体表面上的现象。(2)不浸润：液体不润湿某种固体也不附着在固体表面

6、上的现象。2. 产生的原因(1)三个相关概念附着层：当液体跟固体接触时，在接触处会形成一液体薄层。内聚力：附着层中的液体分子受到的液体内部分子的吸引力。附着力：附着层中的液体分子受到的固体分子的吸引力。(2)产生原因分析：由于内聚力与附着力的大小不同。当内聚力大于附着力时，液体不浸润固体。当内聚力小于附着力时，液体浸润固体。三、毛细现象1. 定义：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象。2. 毛细管：能发生毛细现象的管。3. 特点：水在玻璃管中会出现凹形弯月面，水银在玻璃管中则会出现凸形弯月面。且管的内径越小，前者水面越高，后者水银面越低。四、液晶1. 液晶的概念：物理学中把

7、既具有像液体那样的流动性和连续性，又具有像晶体那样的各向异性特点的流体，称为液晶。2. 性质：外界条件的微小变化，会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器的表面差异等，都可能改变液晶的光学性质。五、对液体表面张力的理解1. 液体表面张力的形成(1)分子分布特点液体表面层分子分布比内部稀疏，即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大。(2)分子间的作用力的特点在液体内部，分子间的作用力约为零；在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力。(3)表面特性如果在液体表面任意画一条直线MN，线两侧的液体之间的作用力是引力，它使液体表面绷紧，所以叫作液

8、体的表面张力。(4)表面张力的方向表面张力的方向与液面相切，垂直于液面上的分界线，如图所示。2. 表面张力的作用液体的表面张力具有使液体表面收缩的趋势，使液体的表面积趋于最小，在体积相同的条件下，球的表面积最小。例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃上的水银滴呈球形。(由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形) 六、浸润和不浸润及毛细现象成因分析1. 液体能否浸润固体由内聚力和附着力大小决定(1)内聚力大于附着力。附着层的分子比液体内部稀疏，附着层内出现与液体表面张力相似的收缩力，此时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润现象。(2)内聚力小于附着力。附着层中的分子比液体内部

9、更密，附着层中出现液体分子相互推斥的力，此时跟固体接触的液面有扩展的趋势，形成浸润现象。2. 毛细现象浸润液体在毛细管里上升后，液体表面呈凹形，不浸润液体在毛细管里下降后，液体表面呈凸形的现象。七、对液晶主要性质的理解随着人们对物质状态认识的深入，发现物质除了通常呈现的固态、液态和气态外，还存在着一些其他的状态，如等离子态、液晶态、超导态、中子态等。其中，液晶态具有一些独特的光学性质，被人们不断地认识和应用，大部分彩电、电脑显示器使用的都是液晶屏幕。问题1：什么是液晶态呢? 提示研究发现有许多物质可以呈现介于晶体和液体之间的状态，它们一方面像液体一样具有流动性，另一方面又像晶体，分子在某些方向

10、的排列比较整齐，具有各向异性。问题2：液晶有哪些主要的用途?提示液晶的特性决定了它的用途，它在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等诸多领域都有广泛的应用。问题3：液晶可以作为显示元件，这利用了液晶的什么性质?提示受外加电压的影响，液晶由透明状态变成浑浊状态而不再透明，去掉电压，又恢复透明，当输入电信号，加上适当电压，透明的液晶变得浑浊，从而显示出设定的文字或数码。问题4：液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷的原因是什么呢?提示液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质。例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器的表面差异等，都可能改变液晶的光

11、学性质。1. 液晶的主要性质(1)液晶具有像晶体那样的各向异性的特点原因是在微观结构上，从某个方向看，液晶的分子排列比较整齐，有特殊的取向。(2)液晶具有液体的流动性原因是从另一方向看液晶分子排列是杂乱的，因而液晶又具有液体的性质，具有一定的流动性。(3)液晶的物理性质液晶的物理性质很容易受外界的影响(如电场、压力、光照、温度)发生改变。2. 液晶的主要应用(1)可以制成各种液晶显示器。(2)液晶在温度改变时会改变颜色。随着温度的升高，色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化，温度下降时又按相反顺序变色，而且灵敏度很高，在不到1 的温差内就可以显出整个色谱。利用液晶的这种温度效应可以探测温度

12、。第3节材料及其应用一、材料对人类社会的影响1. 人类在不同时代对材料的开发与应用有所不同。每一种重要材料的开发和应用，都把人类文明推向一个新的阶段。2. 材料、信息、能源被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱。二、材料的种类1. 按材料特性分为：结构材料和功能材料。2. 按应用领域分为：信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等。3. 按习惯分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。三、材料的应用1. 半导体：半导体是具有优异特性的微电子材料，主要应用于计算机、通信、军事、工业医疗等各个领域。2. 纳米材料(1)纳米是长度单位，1 nm=10-9 m。粒度在1100 nm的材料称为纳米材料。(2)当材料小到纳米尺度时，其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会突变。3. 石墨烯(1)石墨烯是人们发现的第一种由单层原子构成的材料，碳原子之间相互连接成六角网格。(2)石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，是已知强度最高的材料之一。主要应用在化学、材料、物理、生物、环境、能源等众多科学领域。