固體、液體學(xué)案-高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

PAGE134.固體5．液體核心素養(yǎng)目標物理觀念：(1)知道什么是晶體和非晶體、單晶體和多晶體．(2)掌握晶體和非晶體在外形上和物理性質(zhì)上的區(qū)別．(3)通過實驗，觀察液體的表面張力現(xiàn)象，了解表面張力產(chǎn)生的原因．(4)理解液晶的微觀結(jié)構(gòu)、特點和應(yīng)用．科學(xué)思維：(1)學(xué)會用晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點來解釋單晶體外形的規(guī)則性和物理性質(zhì)的各向異性．(2)理解浸潤和不浸潤現(xiàn)象的概念，會分析其產(chǎn)生的原因．(3)學(xué)會用分子動理論解釋毛細現(xiàn)象.知識點一、晶體和非晶體1．固體可以分為________和________兩類．石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、味精等是________，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是________．2．單晶體具有天然的、________的幾何形狀，多晶體和非晶體沒有________的幾何形狀，我們在初中已經(jīng)學(xué)過，晶體________的熔點，非晶體________．3．有些晶體沿不同方向的導(dǎo)熱或?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________，非晶體沿各個方向的物理性質(zhì)都是一樣的，這叫作________，由于多晶體是許多________雜亂無章地組合而成的，所以多晶體是具有________的．【拓展】多晶體和非晶體的區(qū)別(1)多晶體具有各向同性，組成多晶體的晶粒具有各向異性．(2)多晶體有一定的熔點，非晶體沒有．知識點二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)1．規(guī)則性：在各種晶體中，原子(或分子、離子)都是按照一定的規(guī)則排列的，具有空間上的________．2．變化或轉(zhuǎn)化：在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒按照________在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石．有些晶體________可以轉(zhuǎn)化為非晶體，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃．知識點三、液體的表面張力1．表面層：液體跟氣體接觸的表面存在的一個________，它使液體表面具有收縮的趨勢．2．液體內(nèi)部和表面層內(nèi)分子力的比較：在液體內(nèi)部，分子間平均距離r略________r0，分子間的作用力表現(xiàn)為________；在表面層，分子比較稀疏，分子間距離r略________r0，分子間的作用力表現(xiàn)為________．3．液體的表面張力：(1)定義：這種力使液體________繃緊，叫作液體的表面張力．(2)作用效果：使液體表面具有________趨勢．(3)力的方向：總是跟液面________，且與分界面________．點睛晶體與非晶體的物理性質(zhì)不同的原因是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)不同，即構(gòu)成物質(zhì)的分子的排列方式不同．液面MN分界線兩則分子間距離大于r0，分子間作用力表現(xiàn)為相互作用的引力，這兩個力關(guān)于MN這條線對稱，且與MN垂直．

知識點四、浸潤和不浸潤1．浸潤和不浸潤(1)一種液體會________某種固體并________在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫作________；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)象叫作________．實驗表明，水可以________玻璃，但水________蠟．(2)當(dāng)液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強時，液體能夠________固體；反之，液體則________固體．一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系．(3)浸潤和不浸潤是________作用的表現(xiàn)．2．毛細現(xiàn)象(1)毛細現(xiàn)象：浸潤液體在細管中________的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細管中________的現(xiàn)象，稱為毛細現(xiàn)象．(2)毛細管內(nèi)外液面的高度差與毛細管的內(nèi)徑有關(guān)，毛細管的內(nèi)徑越小，高度差________．(3)由于液體浸潤管壁，液面呈如圖所示的形狀，液面彎曲．液體表面張力形成向________的拉力，這個力使管中液體向________運動．當(dāng)管中液體上升到一定高度時，液體所受重力與這個使它向上的力平衡，液面穩(wěn)定在一定的高度．【注意】浸潤和不浸潤可以用液體與固體接觸的液體層的液體分子的分布來解釋，浸潤的本質(zhì)是擴展，不侵潤的本質(zhì)是收縮．知識點五、液晶1．液晶：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________的物質(zhì)叫液晶．這是介于液態(tài)和固態(tài)間的一種中間態(tài)．2．出現(xiàn)液晶態(tài)的條件：液晶是一種特殊物質(zhì)，有些物質(zhì)在特定的________范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)，另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r，在一定________范圍內(nèi)具有液晶態(tài)．3．液晶的微觀結(jié)構(gòu)：通常________分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)．4．應(yīng)用：除用做________外，在生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用．【拓展】根據(jù)液晶的形成條件，液晶可分為熱致液晶和溶致液晶．①熱致液晶是指由單一化合物或由少數(shù)化合物的均勻混合物形成的液晶，通常在一定溫度范圍內(nèi)才顯現(xiàn)液晶相的物質(zhì)．②溶致液晶：是一種包含溶劑化合物在內(nèi)的兩種或多種化合物形成的液晶，是在溶液中溶質(zhì)分子濃度處于一定范圍內(nèi)時出現(xiàn)液晶相．要點一晶體和非晶體單晶體、多晶體及非晶體的共性、區(qū)別與聯(lián)系(1)固體可以分為晶體、非晶體兩大類，其中晶體又分為單晶體和多晶體．其共性和區(qū)別如下：(2)聯(lián)系：在一定條件下，晶體可以變?yōu)榉蔷w，非晶體也可以變?yōu)榫w．【注意】物理性質(zhì)上各向異性，則一定是單晶體；各向同性則可能是非晶體、多晶體，也可能是單晶體．因為單晶體的某些物理性質(zhì)具有各向異性，而另外某些物理性質(zhì)具有各向同性．題型1晶體與非晶體的辨別【例1】下列關(guān)于晶體和非晶體的說法中正確的是()A．所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B．大顆粒的鹽磨成細鹽，就變成了非晶體C．因為金屬的物理性質(zhì)表現(xiàn)出各向同性，故金屬是非晶體D．所有的晶體都有確定的熔點，而非晶體沒有確定的熔點辨別晶體和非晶體，必須要弄清的三個要點(1)在外形上，單晶體具有天然的、規(guī)則的幾何形狀，而多晶體和非晶體則沒有．注意：若經(jīng)過人為加工，多晶體和非晶體也可以有規(guī)則的幾何形狀，這里說的幾何形狀是指天然結(jié)晶的形狀，而非人工加工的形狀．(2)在物理性質(zhì)上，單晶體具有各向異性，而多晶體和非晶體則是各向同性的．(3)晶體(單晶體和多晶體)具有固定的熔點，而非晶體則沒有固定的熔點．題型2對晶體微觀結(jié)構(gòu)的理解【例2】(多選)單晶體不同于非晶體，它具有規(guī)則的幾何外形，在不同方向上物理性質(zhì)不同，而且具有一定的熔點，下列哪些說法可以用來解釋晶體的上述特性()A．組成單晶體的物質(zhì)微粒，在空間按一定的規(guī)律排列B．單晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同，是由于不同方向上微粒數(shù)目不同，微粒間距離也不相同C．單晶體在不同方向上物理性質(zhì)不同，是由于不同方向上物質(zhì)微粒性質(zhì)不同D．單晶體在熔化時吸收熱量，全部用來瓦解單晶體原子或分子間的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化為分子勢能，因此，單晶體在熔化過程中保持一定的溫度不變．只有空間結(jié)構(gòu)完全被破壞，單晶體完全變?yōu)橐后w后，繼續(xù)加熱，溫度才會升高要點二液體的表面張力和液晶1．表面張力及其作用：(1)表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最?。?2)表面張力的大小除了跟邊界線長度有關(guān)外，還跟液體的種類、溫度有關(guān)．2．液晶的特性及微觀結(jié)構(gòu)：(1)液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的中間態(tài)，其分子排列介于二者之間，并且排列有序但是不穩(wěn)定的．(2)液晶具有光學(xué)上的各向異性，液晶分子的排列不穩(wěn)定，微小的外界變動都會改變分子排列，從而改變液晶的某些性質(zhì)．晶體的微觀結(jié)構(gòu)特點(1)組成晶體的物質(zhì)微粒(分子、原子或離子)，依照一定的規(guī)律在空間整齊地排列．(2)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之間的相互作用而使其遠離．(3)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．晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定其宏觀物理性質(zhì)．題型1液體的表面張力【例3】(多選)關(guān)于液體的表面張力，下列說法正確的是()A．液體與大氣相接觸的表面層內(nèi)，分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引B．液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內(nèi)部C．布雨傘能夠遮雨，其原因之一是液體表面存在張力D．荷葉上的露珠呈球形的主要原因是液體的表面張力

【點撥】同一種元素可以組成不同的晶體．如碳原子按不同的結(jié)構(gòu)排列可成為石墨和金剛石．分析表面張力問題的三點注意①表面張力不是指個別分子間的相互引力，而是表面層中大量分子間引力的宏觀表現(xiàn)，凡是液體與氣體接觸的表面都存在表面張力．②表面張力的大小除了跟分界線長度有關(guān)外，還跟液體的性質(zhì)和溫度有關(guān)．一般情況下，溫度越高，表面張力就越小．③雜質(zhì)也會明顯地改變液體的表面張力大?。热鐫崈舻乃泻艽蟮谋砻鎻埩Γ从蟹试硪旱乃谋砻鎻埩捅容^?。簿褪钦f，潔凈水的表面具有更大的收縮趨勢．題型2液晶的特點及應(yīng)用【例4】(多選)下列關(guān)于液晶的說法中，正確的是()A．液晶是液體和晶體的混合物B．液晶能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C．液晶表現(xiàn)各向同性的性質(zhì)D．液晶的微觀結(jié)構(gòu)介于晶體和液體之間，其光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點液晶的特性有以下四個方面(1)液晶具有液體的流動性．(2)液晶具有各向異性，但液晶的各向異性是有條件的，在某些條件時會表現(xiàn)出各向同性．(3)液晶分子的排列特點：從某個方向上看液晶分子的排列比較整齊，但是從另一個方向看，液晶分子的排列是雜亂無章的．(4)液晶的物理性質(zhì)很容易在外界因素的影響(如電場壓力、光照、溫度)下發(fā)生改變．要點三浸潤和不浸潤、毛細現(xiàn)象的分析浸潤和不浸潤現(xiàn)象的特點(1)分子力作用的結(jié)果．(2)浸潤時附著層面積有擴大的趨勢，不浸潤時附著層面積有縮小的趨勢．(3)具有相對性．題型1浸潤和不浸潤現(xiàn)象【例5】(多選)如果某液體對某種固體是浸潤的，當(dāng)該液體裝在由這種固體物質(zhì)做成的細管中時，下列說法正確的是()A．附著層里分子的密度大于液體內(nèi)部分子的密度B．附著層分子的作用力表現(xiàn)為引力C．管中的液面一定是凹形的D．液面跟固體接觸的面積有擴大的趨勢題型2毛細現(xiàn)象【例6】(多選)水對玻璃是浸潤液體而水銀對玻璃是不浸潤液體，它們在毛細玻璃管中將產(chǎn)生上升或下降的現(xiàn)象，現(xiàn)把不同粗細的三根毛細玻璃管分別插入水和水銀中，如圖所示，正確的現(xiàn)象應(yīng)是()變式訓(xùn)練9(多選)下列現(xiàn)象中與毛細現(xiàn)象有關(guān)的是()A．磚塊吸水B．毛巾的一角浸入水中，水會沿毛巾上升，使毛巾濕潤C．洗凈的衣服在太陽下被曬干D．按動自來水筆的儲水囊，將墨水吸入囊中浸潤和不浸潤問題的判斷方法液體盛放在玻璃容器中，液面與器壁接觸的位置是彎曲的，有的向上彎曲，有的向下彎曲，如圖所示，這也是浸潤和不浸潤兩種現(xiàn)象的區(qū)別．生活中的毛細現(xiàn)象磚塊吸水、毛巾吸汗、粉筆吸墨水、吸水紙有吸水性、油沿?zé)粜鞠蛏仙⒌叵滤赝寥郎仙?、植物吸收水分……【隨堂演練】1．如圖所示，四塊固體中，屬于非晶體的是()2．(多選)關(guān)于液面表面張力，下列說法中正確的是()A．甲圖中露珠呈球形，這是地球引力作用的結(jié)果B．乙圖中液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，產(chǎn)生表面張力C．丙圖中水黽可以停在水面上，是由于水的表面張力作用D．丁圖中液體表面張力方向與液面平行3．液體表面具有收縮趨勢的原因是()A．液體可以流動B．液體表面層分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離C．與液面接觸的容器壁的分子對液體表面分子有吸引力D．液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離(約為r0)4．(多選)關(guān)于液晶，下列說法中正確的有()A．液晶是一種晶體B．液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性C．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化D．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化5．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、丙三種固體在熔化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6．如圖所示，金屬框架的A、B間系一個棉線圈，先使框架布滿肥皂膜，然后將P和Q兩部分的肥皂膜刺破，線的形狀將變成下列圖中的()4．固體5．液體基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)研讀教材一、1.晶體非晶體晶體非晶體2．規(guī)則確定有確定沒有確定的熔化溫度3．各向異性各向同性單晶體各向同性二、1.周期性2．不同規(guī)則在一定條件下三、1.薄層2．小于斥力大于引力3．(1)表面(2)收縮(3)相切垂直四、1.(1)潤濕附著浸潤不浸潤浸潤不浸潤(2)浸潤不浸潤(3)分子力2．(1)上升下降(2)越大(3)上上五、1.各向異性2．溫度濃度3．棒狀4．顯示器課堂互動合作探究要點一【例1】【解析】A錯：單晶體具有各向異性，而多晶體具有各向同性．B錯：食鹽是晶體，大顆粒的鹽磨成細鹽仍有規(guī)則的幾何外形和確定的熔點．C錯：多晶體具有各向同性，金屬是晶體．D對：單晶體和多晶體都有固定的熔點，非晶體沒有固定的熔點．【答案】D【例2】【解析】單晶體微粒有規(guī)則的分布是單晶體有規(guī)則幾何外形的原因，單晶體在物理性質(zhì)上的各向異性是由于空間結(jié)構(gòu)中不同方向的微粒數(shù)目不同，微粒間距離也不相同．晶體熔點的存在是由于晶體在熔化時要吸收熱量用來瓦解空間點陣，增加分子勢能．熔化過程中分子熱運動的平均動能不變，即溫度不變．只有當(dāng)晶體全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w后溫度才會升高，分子熱運動的平均動能才會增加．【答案】ABD要點二【例3】【解析】A對：液體與大氣相接觸，液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間的作用力表現(xiàn)為引力．B錯：表面張力產(chǎn)生在液體表面層，方向平行于液體表面．C對：雨水不能透過布雨傘，是因為液體表面存在張力．D對：荷葉上的露珠呈球形，是液體表面張力使其表面積具有收縮到最小趨勢的緣故．【答案】ACD【例4】【解析】A錯：液晶并不是指液體和晶體的混合物，是物質(zhì)的一種特殊狀態(tài)．B對，C錯：液晶像液體一樣可以流動，并且光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性．D對：根據(jù)液晶的特點可知，液晶的微觀