人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學案：5 液體

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE15液體〖學習目標〗1.了解液體的表面張力現(xiàn)象，能解釋液體表面張力產(chǎn)生的原因.2.了解浸潤和不浸潤現(xiàn)象及毛細現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.3.了解液晶的特點及其應用．一、液體的表面張力1．表面層：液體表面跟氣體接觸的薄層．2．表面張力：(1)定義：在表面層，分子比較稀疏，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，這種力使液體表面繃緊，叫作液體的表面張力．(2)方向：總是跟液體相切，且與分界面垂直．二、浸潤和不浸潤1．浸潤和不浸潤(1)浸潤：一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上的現(xiàn)象．(2)不浸潤：一種液體不會潤濕某種固體，不會附著在這種固體的表面上的現(xiàn)象．(3)當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，液體能夠浸潤固體．反之，液體則不浸潤固體．2．毛細現(xiàn)象：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．三、液晶1．液晶：是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)．2．特點：(1)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)具有光學各向異性．1．判斷下列說法的正誤．(1)表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢，是分子力的宏觀表現(xiàn)．(√)(2)昆蟲可以在水面上自由走動是表面張力在起作用．(√)(3)水對所有固體都浸潤．(×)(4)毛細管插入水中，管的內(nèi)徑越大，管內(nèi)水面升高的越高．(×)(5)液晶是液體和晶體的混合物．(×)2．要增強雨傘的防水作用，傘面可選擇對水是________(選填“浸潤”或“不浸潤”)的布料；布料經(jīng)緯線間空隙很小，小水珠落在傘面上由于________的作用，不能透過空隙．〖答案〗不浸潤表面張力一、液體的表面張力導學探究如圖1所示是液體表面附近分子分布的大致情況．圖1請結合圖片思考：(1)液體表面層內(nèi)的分子間距離和分子力各有什么特點？(2)小昆蟲、縫衣針在水面上不下沉與小木塊浮在水面上的道理相同嗎？〖答案〗(1)液體表面層內(nèi)分子間距離大于r0，分子間作用力表現(xiàn)為引力．(2)不同．小昆蟲、縫衣針能在水面上不下沉是液體表面張力在起作用．小木塊浮在水面上是重力和水的浮力平衡的結果．知識深化1．液體表面張力的成因分析液體表面層分子比較稀疏，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，該引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面形成一層繃緊的膜．2．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?。?，吹出的肥皂泡呈球形，滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形(但由于受重力的影響，往往呈扁球形，在完全失重條件下才呈球形)．(2)表面張力的大小除了跟邊界線長度有關外，還跟液體的種類、溫度有關．(3)表面張力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各條分界線，如圖2所示．圖2關于液體的表面張力，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〖答案〗B〖解析〗液體表面層分子比液體內(nèi)部稀疏，分子間距離r略大于r0，故分子力表現(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，隨溫度的升高，液體表面層分子間的距離增大，引力作用隨之減小，所以表面張力減小，故B正確，A、C、D錯誤．(多選)下列現(xiàn)象中，能說明液體存在表面張力的有()A．水黽(一種昆蟲)可以停在水面上B．葉面上的露珠呈球形C．滴入水中的紅墨水很快散開D．懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動〖答案〗AB〖解析〗由于表面張力的存在，使得液體表面如同一張繃緊的橡皮膜，富有彈性且具有使液體收縮到最小的趨勢，水黽可以停在水面上，葉面上的露珠呈球形都是由于表面張力存在造成的，故選項A、B正確；滴入水中的紅墨水很快散開是擴散現(xiàn)象，懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運動是由于水分子在做無規(guī)則運動造成的，選項C、D錯誤．二、浸潤和不浸潤導學探究(1)把一塊玻璃分別浸入水和水銀里再取出來，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會沾上一層水．為什么會出現(xiàn)上述不同的現(xiàn)象呢？(2)如圖3所示，在灌溉完土地后農(nóng)民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法來保存土壤里的水分，你知道這是為什么嗎？圖3〖答案〗(1)水銀不浸潤玻璃，而水浸潤玻璃．(2)把地表土壤鋤松，破壞了土壤表層的毛細管，地下的水分就不會沿毛細管上升到地面而被蒸發(fā)掉．知識深化1．浸潤和不浸潤的形成原因(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)浸潤的成因當固體分子吸引力大于液體內(nèi)部分子力時，這時表現(xiàn)為液體浸潤固體．(3)不浸潤的成因當固體分子吸引力小于液體內(nèi)部分子力時，這時表現(xiàn)為液體不浸潤固體．特別提醒浸潤和不浸潤是發(fā)生在兩種材料(液體與固體)之間的，與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關系，不能單說哪一種材料浸潤或不浸潤．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．2．毛細現(xiàn)象的產(chǎn)生原因毛細現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤現(xiàn)象都有關系．如圖4所示，甲是浸潤情況，此時管內(nèi)液面呈凹形，因為液體的表面張力的作用，液體會受到向上的作用力，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向下的力，因而管內(nèi)液面比管外低．圖4(多選)(2019·石家莊市高二下期末)關于圖5，下列說法正確的是()圖5A．圖甲為浸潤現(xiàn)象，圖乙為不浸潤現(xiàn)象B．圖甲為不浸潤現(xiàn)象，圖乙為浸潤現(xiàn)象C．圖甲中附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子間距小D．圖乙中附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子間距小〖答案〗AC〖解析〗由題圖可知，圖甲為浸潤現(xiàn)象，圖乙為不浸潤現(xiàn)象，A正確，B錯誤；根據(jù)浸潤與不浸潤的特點可知，浸潤時，附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子間距小，不浸潤時，附著層的液體分子比液體內(nèi)部的分子間距大，C正確，D錯誤．(多選)在做毛細現(xiàn)象實驗時，我們可以看到的現(xiàn)象是()A．毛細管插入水中，管內(nèi)徑越小，管內(nèi)水面升高的越高；管內(nèi)徑越粗，管內(nèi)水面升高的越低B．毛細管插入水銀中，管內(nèi)徑越小，管內(nèi)水銀面升高的越高；管內(nèi)徑越粗，管內(nèi)水銀面升高的越低C．毛細管插入浸潤的液體中時管內(nèi)液面上升，插入跟它不浸潤的液體中時，管內(nèi)液面降低D．毛細管插入跟它不浸潤的液體中時管內(nèi)液面上升，插入浸潤的液體中時管內(nèi)液面下降〖答案〗AC〖解析〗毛細管插入水中，管內(nèi)徑越小，管內(nèi)水面升高的越高；管內(nèi)徑越粗，管內(nèi)水面升高的越低，故選項A正確；將毛細管插入水銀中，管內(nèi)液面會下降，故選項B錯誤；毛細管插入浸潤的液體中時管內(nèi)液面上升，插入跟它不浸潤的液體中時，管內(nèi)液面會降低，故選項C正確，D錯誤．三、液晶導學探究液晶是指液態(tài)晶體，這種說法對嗎？〖答案〗這種說法不對，液晶不是晶體，只是在物理性質(zhì)上與某些晶體相似，具有各向異性．知識深化1．液晶的特點(1)液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(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．(2)液晶具有光學上的各向異性，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)．2．液晶的應用(1)研究離子的滲透性．(2)液晶顯示．(多選)關于晶體、液晶、液體，下列說法正確的是()A．晶體和液晶的性質(zhì)是完全相同的B．液晶就是液體，具有液體的所有性質(zhì)C．液晶是介于晶體與液體之間的一種中間態(tài)D．液晶具有液體的流動性，具有晶體的各向異性〖答案〗CD〖解析〗晶體屬于典型的固體，其分子排列呈一定的點陣結構，有規(guī)律，而液晶分子的結構是介于液態(tài)的雜亂與晶體的規(guī)律排列之間的，其像液體一樣具有流動性，而在光學等物理性質(zhì)上又與晶體相似，具有各向異性．1．(液體的表面張力)(多選)(2020·佛山市順德區(qū)容山中學高二期中)關于液體表面張力，下列說法正確的有()圖6A．圖6甲中露珠呈球形，這是地球引力作用的結果B．乙圖中的液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，產(chǎn)生表面張力C．丙圖中水黽可以停在水面上，是由于水的浮力作用D．丁圖中液體表面張力方向與液面平行〖答案〗BD〖解析〗題圖甲中露珠呈球形，這是液體表面張力的結果，故A錯誤；題圖乙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，分子力表現(xiàn)為引力，從而產(chǎn)生表面張力，故B正確；題圖丙中水黽可以停在水面上，是由于水的表面張力作用，故C錯誤；題圖丁中液體表面張力方向與液面平行，故D正確．2．(液體的表面張力)如圖7所示，金屬框上陰影部分表示肥皂膜，它被棉線分割成a、b兩部分．若將肥皂膜的a部分用熱針刺破，棉線的形狀是下列選項圖中的()圖7〖答案〗D〖解析〗肥皂膜未被刺破時，作用在棉線兩側(cè)的表面張力互相平衡，棉線可以有任意形狀．當把a部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面張力的作用下，棉線將被繃緊．因液體表面有面積收縮到最小的趨勢，選項D正確．3．(浸潤、不浸潤及毛細現(xiàn)象)(2019·西安中學高二下期末)水對玻璃是浸潤液體，而水銀對玻璃是不浸潤液體，它們在毛細管中將發(fā)生上升或下降現(xiàn)象，現(xiàn)把粗細不同的三根毛細管插入水或水銀中，液柱如圖所示，其中正確的現(xiàn)象應是()〖答案〗D〖解析〗水銀對玻璃是不浸潤液體，不浸潤液體在毛細管內(nèi)附著層液體的分子密度較小，液體分子間距較大(大于r0)，此時附著層內(nèi)的分子相互作用表現(xiàn)為引力，液面呈現(xiàn)收縮的趨勢，即液面下降，故不浸潤液體在毛細管內(nèi)下降，而且毛細管越細，不浸潤液體在毛細管內(nèi)下降的高度越大，故A、C錯誤；水對玻璃是浸潤液體，浸潤液體在毛細管內(nèi)上升，而且毛細管越細，浸潤液體在毛細管內(nèi)上升的高度越大，故B錯誤，D正確．4．(液晶)(多選)以下關于液晶的說法正確的是()A．液晶態(tài)的存在只與溫度有關B．因為液晶在一定條件下發(fā)光，