新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理第二章氣體固體和液體2.5液體課件新人教版選擇性必修第三冊

第二章氣體、固體和液體學(xué)習(xí)目標(biāo)1.結(jié)合生活實例分析,知道液體表面張力,了解表面張力產(chǎn)生的原因,能夠解釋日常生活中的表面張力現(xiàn)象,培養(yǎng)應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力.2.結(jié)合生活實例分析,了解浸潤和不浸潤的原因和應(yīng)用,知道毛細(xì)現(xiàn)象的原因和應(yīng)用,了解液晶的主要性質(zhì)及應(yīng)用,培養(yǎng)應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力.5

液體知識點一

液體的表面張力1.表面層:液體表面有一層跟氣體接觸的

,叫作表面層.表面層里的分子比較稀疏,分子間的距離r

r0,因此,在表面層分子間的作用力表現(xiàn)為

.2.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,它的作用效果是

,所以叫作液體的表面張力.表面張力具有使液體表面

的趨勢.薄層大于引力使液體表面繃緊收縮3.我們看到的小草上的露珠為什么都是球形的?答案:這是由液體表面張力引起的.表面張力使得液體表面具有收縮趨勢,且液體表面積趨于最小,在體積相同的條件下,球形的表面積最小,所以露珠呈球形.知識點二浸潤和不浸潤及毛細(xì)現(xiàn)象1.浸潤:一種液體會

某種固體并

在固體的表面上,這種現(xiàn)象叫作浸潤.2.不浸潤:一種液體

某種固體,也就

在這種固體的表面上,這種現(xiàn)象叫作不浸潤.3.毛細(xì)現(xiàn)象:浸潤液體在細(xì)管中

的現(xiàn)象,以及不浸潤液體在細(xì)管中

的現(xiàn)象,稱為毛細(xì)現(xiàn)象.示意圖如圖所示.潤濕附著不會潤濕不會附著上升下降4.把一塊玻璃分別浸入水和水銀中再取出來,可觀察到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?答案:水銀不浸潤玻璃,而水浸潤玻璃.知識點三液晶1.液晶是介于

和

之間的一種物質(zhì)狀態(tài).2.液晶態(tài)既具有液體的

,又在一定程度上具有晶體分子的

排列的性質(zhì).固態(tài)液態(tài)流動性規(guī)則小試身手判斷下列說法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯誤的打“×”).1.表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢.()2.表面張力是分子間作用力的宏觀表現(xiàn).()3.昆蟲可以在水面上自由走動是表面張力在起作用.()4.水對所有固體都浸潤.()5.毛細(xì)管插入水中,管的內(nèi)徑越大,管內(nèi)水面越高.()6.木塊漂浮在水面上是液體表面張力的作用.()7.毛細(xì)現(xiàn)象是浸潤或不浸潤的實例.()8.液晶在任何條件下都表現(xiàn)出各向異性.()√√√×××√×探究一液體的表面張力問題情境把一條細(xì)棉線的兩端分別系在鐵絲環(huán)的兩側(cè),要使棉線處于略為松弛的狀態(tài).然后將鐵絲環(huán)浸入肥皂液里,再拿出來時環(huán)上就留下了一層肥皂液的薄膜.這時薄膜上的棉線仍是松弛的(如圖甲所示).用燒熱的針刺破棉線一側(cè)的薄膜(如圖乙所示),觀察薄膜和棉線發(fā)生的變化.把一個棉線圈系在鐵絲環(huán)上,使環(huán)上布滿肥皂液的薄膜,這時膜上的棉線圈仍是松弛的(如圖丙所示).用燒熱的針刺破棉線圈里的薄膜,觀察棉線圈外的薄膜和棉線圈發(fā)生的變化(如圖丁所示).甲乙丙丁答案:用燒熱的針刺破棉線某一側(cè)的薄膜后,另一半肥皂膜就會立即收縮把松弛的棉線繃緊,并且始終向著肥皂膜一側(cè)收縮.2.觀察圖丙、丁,肥皂膜和棉線有何變化?答案:用燒熱的針刺破棉線圈里的薄膜,周圍肥皂膜收縮,棉線圈呈圓形.1.觀察圖甲、乙,肥皂膜和棉線有何變化?答案:這些現(xiàn)象表明液體的表面具有收縮趨勢.4.結(jié)合分子動理論的知識,分析為什么液體表面具有收縮趨勢.答案:液體表面層的分子分布比液體內(nèi)部分子的分布稀疏一些.液體表面層由于分子較稀疏,分子間距略大于平衡距離,分子之間的斥力小于引力,分子間的引力作用占優(yōu)勢,所以液體表面層中,任何兩部分之間存在著引力,它的作用是使液體表面繃緊,這就是液體的表面張力.液體的表面張力使液體表面具有收縮趨勢.3.這些現(xiàn)象表明了什么?過程建構(gòu)1.液體的微觀結(jié)構(gòu).(1)分子間距離的特點:液體表面層分子分布比內(nèi)部分子稀疏.(2)分子間的作用力的特點:液體內(nèi)部分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,而液體表面層分子之間距離較大,分子間的作用力表現(xiàn)為引力.2.表面張力.(1)液體的表面張力:由于表面層分子比較稀疏,分子間的作用力表現(xiàn)為引力.(2)方向:和液面相切,且與分界面垂直,如圖所示.(3)作用效果:使液面具有收縮的趨勢.【典例1】關(guān)于液體的表面張力,下列說法正確的是(

)A.表面張力是液體內(nèi)部各部分之間的相互作用力B.液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏,分子間的作用力表現(xiàn)為引力C.液體的表面張力隨溫度的升高而增大D.表面張力的方向與液面垂直解析:液體表面層分子比液體內(nèi)部稀疏,故分子間的作用力表現(xiàn)為引力,表面張力的方向沿液面的切線方向,與分界面垂直.表面張力是液體表面層分子間的作用力,溫度升高,液體表面層分子間的距離增大,引力作用減小,所以表面張力減小.B正確,A、C、D錯誤.答案:B分析表面張力問題的三點注意探究二浸潤和不浸潤問題情境在一塊潔凈的玻璃板上滴一滴水,水滴會逐漸散開并附著在玻璃板上(如圖甲所示);在另一塊涂了蠟的玻璃板上滴一滴水,這滴水卻可以滾來滾去,而不能附著在蠟面上(如圖乙所示).甲

玻璃面乙

蠟面1.水滴會逐漸散開并附著在玻璃板上而不能附著在蠟面上,這是什么現(xiàn)象?原因是什么?答案:水滴會逐漸散開并附著在玻璃板上是浸潤現(xiàn)象,水不能附著在蠟面上是不浸潤現(xiàn)象.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(qiáng)時,液體能夠浸潤固體.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弱時,液體不浸潤固體.2.下圖是玻璃管中的水和水銀的示意圖,水面形成凹面,水銀面為凸面.為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象?答案:水浸潤玻璃,管中形成凹面;水銀不浸潤玻璃,管中形成凸面.玻璃管中的水和水銀3.將兩個內(nèi)徑不同、兩端開口的潔凈細(xì)玻璃管豎直插入水中(如圖甲所示),觀察細(xì)玻璃管中液面的高度;再將另一組內(nèi)徑不同、兩端開口的塑料筆芯豎直插入水中(如圖乙所示),觀察筆芯中液面的高度.為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象?我們把這種現(xiàn)象稱為什么現(xiàn)象?甲

玻璃管乙

塑料筆芯答案:水浸潤玻璃,水在玻璃管中上升;水不浸潤塑料,水在塑料管中下降.管越細(xì),上述現(xiàn)象越明顯.浸潤液體在細(xì)管中上升,不浸潤液體在細(xì)管中下降,我們把這種現(xiàn)象稱為毛細(xì)現(xiàn)象.過程建構(gòu)1.浸潤和不浸潤現(xiàn)象的成因分析.(1)附著層內(nèi)分子受力情況:液體和固體接觸時,附著層的液體分子除受液體內(nèi)部的分子吸引外,還受到固體分子的吸引.(2)浸潤的成因:當(dāng)固體分子對液體分子的吸引力大于液體內(nèi)部分子間的作用力時,附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稠密,附著層中分子之間表現(xiàn)為斥力,具有擴(kuò)張的趨勢,這時表現(xiàn)為液體浸潤固體.(3)不浸潤的成因:當(dāng)固體分子對液體分子的吸引力小于液體內(nèi)部分子間的作用力時,附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏,附著層中分子之間表現(xiàn)為引力,具有收縮的趨勢,這時表現(xiàn)為液體不浸潤固體.2.對浸潤和不浸潤的理解.(1)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.例如,水銀不浸潤玻璃,但浸潤鉛;水浸潤玻璃,但不浸潤石蠟.(2)浸潤和不浸潤可以用附著層的液體分子的分布來解釋,浸潤的本質(zhì)是擴(kuò)張,不浸潤的本質(zhì)是收縮.3.毛細(xì)現(xiàn)象.(1)兩種表現(xiàn):浸潤液體在細(xì)管中上升,不浸潤液體在細(xì)管中下降.(2)產(chǎn)生原因:毛細(xì)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,甲表示的是浸潤情況,此時管內(nèi)液面呈凹形,由于液體的表面張力作用,液體會受到一向上的作用力,因而管內(nèi)液面要比管外高;乙表示的是不浸潤情況,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.【典例2】(多選)若液體對某種固體是浸潤的,當(dāng)液體裝在由這種固體物質(zhì)做成的細(xì)管中時,下列說法正確的是(

)A.附著層分子密度大于液體內(nèi)分子的密度B.附著層分子間的作用力表現(xiàn)為引力C.管中的液體表面一定是凹形的D.液體跟固體接觸的面積有擴(kuò)大的趨勢答案:

ACD解析:由題知,發(fā)生浸潤現(xiàn)象,這時固體分子與液體分子間的引力大于液體內(nèi)部分子間的作用力,造成附著層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部密,附著層內(nèi)分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,使液體跟固體接觸的面積有擴(kuò)大的趨勢.【典例3】(多選)如圖所示,對于液體在器壁附近發(fā)生彎曲的現(xiàn)象,下列說法正確的是 (

)A.表面層Ⅰ內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部的疏B.表面層Ⅱ內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部的密C.附著層Ⅰ內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部的密D.附著層Ⅱ內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部的疏甲乙解析:表面層內(nèi)分子比液體內(nèi)部疏,分子間的作用力表現(xiàn)為引力,A正確,B錯誤.附著層Ⅰ內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子密集,分子間距離小于r0,分子間作用力表現(xiàn)為斥力,附著層有擴(kuò)張趨勢,C正確.附著層Ⅱ內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏,液體分子間距離大于r0,分子間作用力表現(xiàn)為引力,附著層有收縮的趨勢,D正確.答案:ACD【典例4】(多選)如圖所示,把極細(xì)的玻璃管分別插入水中與水銀中,能正確表示毛細(xì)現(xiàn)象的是 (

)ABCD解析:水浸潤玻璃,而水銀不浸潤玻璃,A、C正確,B、D錯誤.答案:AC探究三液晶問題情境液晶具有液體的流動性,但在低溫時液晶會凝固成結(jié)晶態(tài),分子的取向、重心的位置均是有序的(如圖甲所示).當(dāng)溫度升高時,晶體中分子的熱運(yùn)動增強(qiáng),分子重心位置的有序性消失,轉(zhuǎn)為液晶態(tài),分子取向有序程度下降(如圖乙所示).當(dāng)溫度進(jìn)一步升高時,分子取向有序性也消失,完全進(jìn)入無序的狀態(tài)(如圖丙所示),變成液態(tài).甲

結(jié)晶態(tài)乙

液晶態(tài)丙

液態(tài)1.液晶是怎樣的物質(zhì)狀態(tài)?有何特性?答案:液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài).液晶態(tài)既具有液體的流動性,又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列的性質(zhì).2.液晶分子排列有何特點?有何物理性質(zhì)?答案:液晶分子的排列特點:從某個方向上看液晶分子排列比較整齊,但從另一個方向看,液晶分子的排列是雜亂無章的.液晶在不同方向上光學(xué)性質(zhì)不同.過程建構(gòu)1.液晶的概念:某些有機(jī)物在一定溫度范圍內(nèi)或在溶劑中呈現(xiàn)出介于固態(tài)與液態(tài)之間的有序流體，稱為液晶.2.液晶的特點.(1)液晶具有液體的流動性和連續(xù)性.(2)液晶具有晶體的光學(xué)各向異性.(3)在不同方向上液晶分子的排列情況不同.(4)液晶受到外界影響時,物理性質(zhì)會發(fā)生明顯的變化.3.液晶的應(yīng)用.液晶在電子工業(yè)(如用于電子手表和電腦等)、航空工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用.【典例5】(多選)關(guān)于液晶的分子排列,下列說法正確的是 (

)A.液晶分子在特定方向上排列整齊B.液晶分子的排列不穩(wěn)定,外界條件的微小變化都會引起液晶分子排列的變化C.液晶的分子排列整齊且穩(wěn)定D.液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定解析:液晶分子在特定方向上排列比較整齊,A正確.液晶分子的排列不穩(wěn)定,外界條件的微小變化都會引起液晶分子排列的變化,B正確,C錯誤.液晶的物理性質(zhì)不穩(wěn)定,液晶受到外界影響時,物理性質(zhì)會發(fā)生明顯的變化,D錯誤.答案:AB課堂評價1.下列說法正確的是 (

)A.液體的性質(zhì)介于氣體和固體之間,更接近氣體B.小液滴成球狀,說明液體有一定形狀和體積C.液面為凸形時表面張力使表面收縮,液面為凹形時表面張力使表面伸張D.液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快答案:D解析:液體性質(zhì)介于氣體和固體之間,更接近固體,具有不易被壓縮、有一定體積、沒有一定形狀、擴(kuò)散比固體快等特點,A、B錯誤,D正確.無論液面為凸面還是凹面,表面張力總是使表面收縮,C錯誤.2.(多選)將不同材料制成的甲、乙兩細(xì)管插入相同的液體中,甲管內(nèi)液面比管外液面低,乙管內(nèi)液面比管外液面高,則(

)A.液體對甲材料是浸潤的B.液體對乙材料是浸潤的C.甲管中發(fā)生的不是毛細(xì)現(xiàn)象,而乙管中發(fā)生的是毛細(xì)現(xiàn)象D.若甲、乙兩管的內(nèi)徑變小,則甲管內(nèi)液面更低,乙管內(nèi)液面更高答案:BD解析:在液體對固體浸潤的情況下,附著層液體分子的斥力和表面層分子的引力的共同作用使液面上升,所以A錯誤,B正確.毛細(xì)現(xiàn)象是指浸潤液體在細(xì)管中上升,以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象,所以C錯誤.在液體和毛細(xì)管材料一定的情況下,管越細(xì),毛細(xì)現(xiàn)象越明顯,所以D正確.3.下列現(xiàn)象不是由于液體的表面張力而引起的是(

)A.液體與固體、氣體不同,它在不同容器內(nèi),盡管形狀不同,但體積相同B.兩滴水銀相互接觸,立即合并成一滴C.新的棉織品水洗后都要縮水D.小昆蟲能在水面上自由走動答案:A解析:同一體積的液體在不同容器內(nèi)有不同的形狀,這是由液體分子的排列規(guī)律決定的,與表面張力無關(guān).兩滴水銀接觸合并為一滴,新棉織品水洗后縮水,小昆蟲在水面上自由走動,都是由于液體的表面張力的作用.不是由表面張力引起的只有選項A.4.(多選)下列有關(guān)表面張力的說法正確的是(

)A.表面張力的作用是使液體表面伸張B.表面張力的作用是使液體表面收縮C.有些小昆蟲能在水面上行走,這是表面張力的作用D.用滴管滴液滴,滴的液滴總是球形的,這是表面張力的作用答案:BCD解析:表面張力的作用效果是使液體表面收縮,故選項A錯誤,選項B正確.由于表面張力,液面收縮,小昆蟲能在液面上行走,選項C正確.由于表面張力,液滴收縮成球形,選項D正確.5.下列關(guān)于液晶的說法正確的是(

)A.有一些液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化B.液晶是液體和晶體的混合物C.液晶分子保持固定的位置和取向,且位置有序,取向有序D.液晶具有流動性,光學(xué)性質(zhì)具有各向同性答案:A解析:液晶具有光學(xué)各向異性的特點,