名师一号高中物理 323第三章液体第二三节毛细现象液晶优秀课件 鲁科版选修

第二三节 毛细现象 液晶 课 标 解 读(学生用书P31) 1.了解浸润与不浸润现象,会对现象进行微观解释. 2.了解毛细现象,知道毛细现象的成因. 3.了解液晶的特性和应用. 阅读教材自主梳理(学生用书P31) 1.浸润与不浸润现象 (1)浸润与不浸润是发生在_与固体接触时产生的 两种不同的现象. a.浸润现象:液体附着在固体表面的现象叫做浸润现象. 浸润的特点:液体浸润固体时,液体在固体表面扩展成为一薄 层,液体能浸湿固体的表面. b.不浸润现象:液体不附着在固体表面的现象. 不浸润的特点:液体与固体的接触,液体薄层有_趋 势,液体成为液珠,_扩展成薄层把固体浸湿. 液体 收缩 不能 (2)附着层:液体和固体_时,在接触处会形成一液 体薄层,叫附着层. 附着层特点:液体浸润固体时,附着层有_的趋势,液体 不浸润固体时,附着层有_的趋势. 接触 扩展 收缩 (3)容器内液体的浸润与不浸润现象 把水装在玻璃管里,由于水浸润玻璃,器壁附近的液面沿 _,液面形成_弯月面. 把水银装在玻璃管里,由于水银不浸润玻璃,器壁附近的液面 沿_,液面呈_弯月面. 器壁向上扩展 凹形 器壁下移 凸形 2.毛细现象 (1)毛细管和毛细现象 浸润液体在细管里_的现象和不浸润液体在细管 里_的现象,叫毛细现象,能够发生_ 现象的管叫毛细管. 上升 下降 毛细 (2)实验探究:内径不同的细玻璃管插入不同液体中观察到的 毛细现象 a.把几根内径不同的细玻璃管插入水槽中,观察管内水面呈 _弯月面;管内水面比管外水面高,且管径越小, 水面越_. b.把细玻璃管插入水银中,水银面呈_弯月面,管内 水银面比管外水银面_,管内径越小,水银面越 _. 凹形 高 凸形 低 低 (3)大量毛细现象的实例 砖块吸水,粉笔吸墨水都是常见的毛细现象;植物根部的水分 上升到_的枝叶里也是毛细现象;如果要保持土 壤水份,需把地表土壤锄松,破坏土壤表层的_; 建筑房屋时在地基上铺一层油毡防止地下水分沿地基毛细 管上升,以使房屋保持干燥. 顶部 毛细管 3.液晶 (1)液晶 既具有象液体一样的_和_,又具有象 晶体那样的_特点的流体,叫做液晶. 流动性 连续性 各向异性 (2)液晶的分类 按分子的排列情况,液晶分为_型_型和近晶 型三类. 向列型液晶:分子呈长棒型,彼此间的长度方向大体一致,但彼 此前后,左右位置并不规则. 胆甾型液晶:分子分层排列,每一层内分子排列方向相同,相邻 两层分子排列方向稍有旋转,多层分子排列方向依次旋转, 形成_结构. 向列 胆甾 螺旋形 近晶型液晶:分子分层排列,每层分子排列近似于晶体的有序 结构,从某方向上看,液晶分子排列整齐,有特殊取向,类似于 晶体,物理性质上_,从另一方向看,分子排列杂 乱,因而具有_的性质,具有流动性. 各向异性 流体 (3)液晶的性质 a.液晶类似于晶体,在物理性质上各向异性,同时具有流动性和 连续性. b.外界条件的微小变化,会引起液晶分子_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,都可 以改变液晶的光学性质. 排列 (4)液晶的应用 a.液晶显示器 向列型液晶在外加_影响下,液晶分子排列会发生改变, 使液晶由透明变为不透明,去掉电压又恢复透明.控制电压,就可 以让液晶像闸门一样阻隔光线或让光线通过,其作用相当于光 _.利用向列型液晶的这种性质可以制造各种液晶显 示器.液晶显示器关键部件是液晶层,夹在成千上万个透明电极 之间,一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素,在电压控制下, 某些单元格透光,对应像素为_,某些单元格不透光, 对应像素为黑色.大量按一定规律出现的黑白像素上便形成黑 白图像.彩色显示器每一个像素由3个单元格构成,每一个单元格 前面都有红色绿色和蓝色的过滤片,利用三原色原理,可以组合 成不同色彩. 电压 开关 白色 b.液晶测温 胆甾型液晶在温度改变时会改变_.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,灵敏度高,因此可以利用液晶的这种 温度效应可以探测温度,应用于各领域. 颜色 重 点 阐 释(学生用书P32) 1.附着层的微观结构和浸润不浸润现象 (1)当液体与固体相接触时,液体中与固体接触的液体薄层称 为附着层,附着层中的液体分子分别受到固体分子的吸引 力和液体内部分子吸引力,如果固体分子对附着层里的液 体分子的吸引力大于液体内部分子对附着层内液体分子的 吸引力.那么,液体分子都有挤入附着层的趋势,附着层内液 体分子比液体内部的分子密,附着层内分子间表现为斥力, 这时附着层就有扩展的趋势.滴在固体上的液滴就会在固 体的表面扩展为一薄层.浸湿这种固体的表面,这就是液体 的浸润现象. 如果附着层里的液体分子受到的固体分子的吸引力小于液体 内部分子的吸引力,附着层里的液体分子有挤入液体内部 的趋势,附着层内分子比液体内部分子稀疏,分子力表现为 引力,这时附着层和表面层相似,有收缩的趋势,液体不能浸 湿固体表面,这就是不浸润现象. (2)液体能否浸润固体,取决于两者的性质,而不单纯由液体或 固体单方面性质决定,同一种液体,对一些固体是浸润的,对 另一些固体是不浸润的.例如,水能浸润玻璃,但不能浸润石 蜡;水银不能浸润玻璃,但能浸润锌. 2.毛细现象 (1)毛细管毛细现象 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,叫做毛细现象.能够发生毛细现象的细管称为毛细管. 浸润液体在毛细管里上升后,液面呈凹形弯月面,上升的高 度与毛细管的内径有关,内径越小,上升的高度就越大.不浸 润液体在毛细管下降后,液面呈凸形弯月面,下降的高度也 与毛细管的内径有关,内径越小,下降的高度越大. (2)生活中的毛细现象 有一些物体,象棉花毛巾粉笔土壤砖块内,有许多细小孔 道,起毛细管作用,所以土壤水分蒸发,砖块毛巾吸水都是毛 细现象.植物根部的水份上升到顶部也是毛细现象.有时毛 细现象有害,就需要切断毛细管,防止毛细现象发生. 3.毛细现象的微观解释 如图所示,当毛细管插入浸润液体中时,在附着层内固体分子 对液体分子的吸引力大于液体内部分子的吸引力,液体内部 的分子都有挤入附着层的趋势,附着层内分子较密,分子力 表现为斥力,该斥力使附着层沿管壁上升,这部分液体上升 引起液面弯曲,呈凹形弯曲,使液体的表面积变大,与此同时 由于表面层表面张力的收缩作用,管内液体也随之上升,直 到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的液体的重力相等 时, 达到平衡,液面停止上升,稳定在一定的高度.当毛细管插入不 浸润液体时,内聚力大于附着力,附着层内分子较稀疏,分子 力表现为引力,附着层与表面层类似有收缩趋势,附着层沿 管壁下降,使液面呈凸形弯月面,表面积变大,由于表面张力 的作用,使管内液体下降,当表面张力向下的合力等于下降 的液体的重力时,达到平衡. 典 例 剖 析 (学生用书P33) 题型一 液体的浸润现象和不浸润现象 例1:关于浸润和不浸润,下面说法正确的是( ) A.水是浸润液体,水银是不浸润液体 B.在内径小的容器里,如果液体能浸润器壁,液面呈凸形 C.如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱,就会形成浸润现 象 D.鸭的羽毛上有一层很薄的脂肪,使羽毛不被水浸润 解析:是浸润液体还是不浸润液体不仅与液体有关,也与固体 有关,选项A错误.浸润情况下,液面应呈凹形,选项B错误.固 体分子与液体分子间的引力较弱时,会形成不浸润现象,选 项C错误.脂肪与水是不浸润的,选项D正确. 答案:D 规律技巧:浸润与不浸润是由液体和固体共同决定的,一种液 体对一种固体是浸润的,对另一种固体可能就是不浸润的. 关键决定于附着力和内聚力的大小,附着力大于内聚力,液 体对固体是浸润的,相反是不浸润的,同时掌握附着层的特 点,液体浸润固体,附着层内分子密,分子力表现为斥力,附着 层有扩展趋势;液体不浸润固体,附着层内分子稀疏,分子力 表现为引力,附着层有收缩的趋势. 变式训练1:下列现象中属于不浸润现象的是( ) A.使用钢笔难以在油纸上写出字迹 B.洒在玻璃板上的水滴会迅速向四周扩展 C.少量的水洒在蜡纸上,成球形水珠 D.少量的油在汤里形成小油珠 答案:AC 题型二 附着层分子的分布特点与浸润不浸润现象的关系 例2:对浸润液体来说,在液体与固体接触的附着层内( ) A.分子的分布比液体内部密,分子间的作用力表现为引力 B.分子的分布比液体内部密,分子间的作用力表现为斥力 C.分子的分布比液体内部疏,分子间的作用力表现为引力 D.分子的分布比液体内部疏,分子间的作用力表现为斥力 解析:由于附着力大于内聚力,所以附着层内分子的分布比液 体内部密,分子间的作用力表现为斥力,附着层有扩展的趋 势.选项B正确. 答案:B 规律技巧:附着层的特点决定液体是否浸润固体,附着层内分 子比液体内部密,分子之间表现为斥力,附着层有扩张趋势, 这时液体对固体是浸润的;相反,如果附着层内分子比液体 内部稀疏,分子间表现为引力,附着层有收缩的趋势,这时液 体对固体是不浸润的. 变式训练2:若液体对某种固体是浸润的,当液体装在由这种固 体物质做成的细管中时,则( ) A.附着层分子密度大于液体内分子的密度 B.附着层分子的作用力表现为引力 C.管中的液体一定是凹弯月面的 D.液体跟固体接触的面积有扩大的趋势 解析:这首先是浸润现象,这时固体分子与液体分子间的引力 相当强,造成附着层内分子的分布就比液体内部更密,附着 层内的分子间表现为斥力,因而使液体跟固体接触的面积 有扩大的趋势. 答案:ACD 题型三 对毛细现象的理解 例3:把极细的玻璃管插入水和水银中,如图所示,正确表示毛 细现象的是( ) 解析:水能浸润玻璃,所以水在细管中能上升一定高度,同时管 内水面呈凹形弯月面,与玻璃管外壁接触的液面向上弯曲 ,A正确.水银不浸润玻璃,水银在细管下降一定高度,且管内 水银面呈凸形弯月面,玻璃管外壁接触处的液面向下弯曲 ,C正确. 答案:AC 规律技巧:浸润液体在毛细管内,液面呈凹形弯月面,像一张绷 紧了的凹形弹性薄膜,表面张力对液体产生向上的提拉作 用,液体沿管上升,直到表面张力的提拉作用等于升高的液 柱所受重力时为止.不浸润液体在毛细管内,液面呈凸形弯 月面,表面张力对管内液体有向下的作用,使管内液面下降. 变式训练3:用干净的玻璃毛细管做毛细现象的实验时,可以看 到( ) A.毛细管插入水中,管越细,管内水面越高,管越粗,管内水面越 低 B.毛细管插入水银中,管越细,管内水银面越高 C.毛细管插入跟它浸润的液体中时,管内液面上升,插入跟它 不浸润的液体中时,管内液面降低 D.毛细管插入跟它不浸润的液体中时,管内液面上升,插入跟 它浸润的液体中时,管内液面降低 答案:AC 课内针对性训练 (学生用书P34) 1.以下说法正确的是( ) A.因为水银滴在玻璃板上将成为椭球状,所以说水银是一种不 浸润液体 B.液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质 共同决定的 C.当液体和固体接触时,是发生浸润现象还是发生不浸润现象 ,关键决定于固体分子对附着层液体分子的吸引力比液体 内部的分子对附着层分子吸引力大些还是小些 D.细管内装有浸润液体的液面呈凹形弯月面 解析:水银不浸润玻璃,但浸润锌,选项A错.液体浸润固体还是 不浸润固体,由液体和固体两者的性质共同决定,选项B正 确.C选项说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理,选项C 正确.液体浸润固体时,附着层有扩展的趋势,选项D正确. 答案:BCD 2.用内径很细的玻璃管做成的水银气压计,其读数比实际气压 ( ) A.偏高 B.偏低 C.相同 D.无法判断 解析:水银对玻璃是不浸润的,由于内径很细,则可发生毛细现 象,对液柱有压低作用,所以水银柱高度降低,示数偏低,故选 B正确. 答案:B 3.关于液晶,下列说法中正确的是( ) A.液晶是一种晶体 B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性 C.液晶的光学性质随温度的变化而变化 D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 解析:液晶的微观结构介于晶体和液体之间,虽然液晶分子在 特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不 稳定的,选项AB错误.外界条件的微小变化都会引起液晶 分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质.温度压力外 加电压等因素变化时,都会改变液晶的光学性质.选项CD 正确. 答案:CD 课外梯度练习 (学生用书P34) A组 基础知识 强化训练 1.若液体对固体是浸润的,则附着层( ) A.分子密度大于液体内部分子密度 B.分子力表现为引力 C.有扩散的趋势 D.有收缩的趋势 答案:AC 2.关于液晶的说法正确的是( ) A.液晶态介于固态和液态之间,其分子排列比较松散,因此液 晶具有流动性 B.因为液晶具有流动性,所以液晶具有各向同性 C.因为液晶分子排列有一定取向,所以具有各向异性 D.棒状分子的物质都具有液晶态 解析:液晶因为分子排列有一定取向,所以具有各向异性,与流 动性无关;棒状分子碟状分子和平板状分子的物质只是容 易具有液晶态. 答案:AC 3.下列有关液晶的说法,正确的是( ) A.液晶具有流动性 B.液晶具有各向异性 C.液晶具有稳定的空间排列规律 D.液晶就是液态的晶体 解析:液晶既有液体的流动性,又具有晶体的分子排列整齐各 向异性的状态;但其空间排列规律不稳定,故选项AB正确. 答案:AB 4.玻璃上的水银滴呈椭球形,产生这种不浸润的原因是( ) A.水银具有流动性 B.玻璃表面光滑 C.水银与玻璃接触时,附着层里的水银受到玻璃分子的引力较 弱 D.水银与玻璃接触时,附着层里的分子比水银内部稀疏 答案:CD 5.同一种液体,滴在固体A的表面时,出现图甲所示情况,当把毛 细管B插入这种液体时,液面又出现图乙的情况,若A固体和 B毛细管都很干净,则( ) A. A固体和B管可能是同种材料 B.A固体和B管一定不是同种材料 C.固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子 对液体附着层内的分子引力小些 D.液体对B毛细管不浸润 解析:由图可看出,该液体对固体A不浸润,对毛细管B浸润,说 明AB一定不会是同一种材料,选项A错,B正确.由于液体对 固体A不浸润,说明附着层内分子表现为引力,分子较液体 内部稀疏,因此可知,固体分子的吸引力小于液体内部分子 对附着层内液体分子的吸引力.液体是浸润B管的,B对附着 层内液体分子的吸引力大于液体内部分子对它的吸引力, 所以选项C的说法是正确的. 答案