江苏专版2018版高中物理第九章固体液体和物态变化2液体学案新人教版选修3_320180425112.doc

2液体学习目标1.了解液体的表面张力现象，能解释液体表面张力产生的原因.2.了解液体的微观结构，了解浸润和不浸润现象及毛细现象.3.了解液晶的特点及其应用一、液体的微观结构、液体的表面张力导学探究(1)如图1所示是液体表面附近分子分布的大致情况请结合图片思考：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？图1(2)液体像气体一样没有固定的形状，具有流动性，而又像固体一样具有一定的体积，不易被压缩，液体的这些特点是由什么决定的？答案(1)表面层内分子间距离大于r0，分子间作用力表现为引力(2)液体的微观结构知识梳理(1)液体的微观结构及宏观特性液体分子的排列更接近于固体，是密集在一起的，因而液体具有一定的体积，不易压缩液体之间的分子作用力比固体分子间的作用力要小，所以液体没有固定的形状，具有流动性由于液体分子的移动比固体分子容易，所以扩散速度比固体要快液体分子的热运动的特点表现为振动与移动相结合非晶体的微观结构跟液体非常相似，所以严格地说，只有晶体才能叫做真正的固体(填“晶体”或“非晶体”)(2)液体的表面张力表面张力：由于表面层内分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，作用是使液体表面绷紧方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图2所示图2(3)作用效果：使液面具有收缩的趋势二、浸润和不浸润、毛细现象导学探究(1)把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来，可观察到从水银中取出的玻璃上没有附着水银，从水中取出的玻璃上会沾上一层水，为什么会出现上述两种不同的现象呢？(2) 如图3所示，在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤的水分，你知道这是为什么吗？图3答案(1)水银不浸润玻璃，而水浸润玻璃(2)把地表土壤锄松，破坏了土壤表层的毛细管，地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而被蒸发掉知识梳理(1)浸润和不浸润浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象浸润和不浸润是分子力作用的表现(2)毛细现象定义：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大三、液晶(1)液晶某些化合物像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，于是把这些化合物取名为液晶(2)液晶的特点位置无序使它像液体一样具有流动性，而排列有序使它像晶体一样具有各向异性液晶的物理性质容易在外界的影响(如电场、压力、光照、温度)下发生改变(3)液晶分子的排列特点从某个方向上看液晶分子排列比较整齐，但从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的(4)液晶的应用液晶显示器利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度液晶在电子工业、航空工业、生物医学等领域有广泛应用一、液体的微观结构及表面张力(1)液面表面张力的成因分析：分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜(2)表面张力及其作用：表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小而在体积相同的条件下，球形的表面积最小例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关例1关于液体的表面张力，下列说法正确的是()A表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力B液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力C液体的表面张力随温度的升高而增大D表面张力的方向与液面垂直答案B解析液体表面层分子较液体内部稀疏，故分子力表现为引力，表面张力的方向沿液面的切线方向与分界线垂直表面张力是液体表面层分子间的作用力，随温度的升高，液体表面层的分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小故选项B正确，选项A、C、D错误分析表面张力问题的三点注意(1)表面张力是液体表面层中大量分子间引力的宏观表现.(2)表面张力的大小除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关.一般情况下，温度越高，表面张力就越小.(3)表面张力的方向与液面相切.二、浸润和不浸润及毛细现象*(1)浸润和不浸润的形成原因附着层内分子受力情况液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引浸润的成因当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体不浸润的成因当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体浸润和不浸润是发生在两种材料(液体与固体)之间的，与这两种物质的性质都有关系，不能单说哪一种材料浸润或不浸润例如：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润铅*(2)毛细现象的产生原因毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系如图4所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体的表面张力的作用，液体会受到向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到向下的力，因而管内液面比管外低图4例2将不同材料制成的甲、乙两细管插入相同的液体中，甲管内液面比管外液面低，乙管内液面比管外液面高，则()A液体对甲材料是浸润的B液体对乙材料是浸润的C甲管中发生的不是毛细现象，而乙管中发生的是毛细现象D若甲、乙两管的内径变小，则甲管内液面更低，乙管内液面更高答案BD解析液体对固体浸润的情况下，在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下，液面将上升，所以A错，B对；毛细现象是指浸润液体在细管中上升，以及不浸润液体在细管中下降的现象，所以C错；在液体和毛细管材料一定的情况下，管越细毛细现象越明显，所以D对三、液晶例3关于液晶，下列说法中正确的有()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答案CD解析液晶的微观结构介于固体和液体之间，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A、B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C、D正确液晶的特点(1)液晶具有流动性，具有液体的特点(2)液晶在不同方向上光学性质不同(3)在不同方向上液晶分子的排列情况不同(4)液晶受到外界影响时，物理性质会发生明显的变化.1(表面张力)下列现象中，不是由于液体的表面张力引起的()A小昆虫能在水面上自由走动B熔化的蜡烛从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形C小孩吹出的肥皂泡为球形D树叶能漂浮在水面上答案D解析小昆虫能在水面上自由走动正是由于表面张力的作用，故A不符合题意；熔化的蜡烛从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形，是由于表面张力的收缩作用，故B不符合题意；小孩吹出的肥皂泡为球形，是由于表面张力的收缩作用，故C不符合题意；树叶能漂浮在水面上，是由于树叶受到水的浮力，与表面张力无关，故D符合题意2(浸润与不浸润)关于浸润现象，下列说法正确的是()A水是浸润液体，水银是不浸润液体B水是不浸润液体，水银是浸润液体C浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏D不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏答案D解析同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的，水对玻璃来说是浸润液体，对蜂蜡来说是不浸润液体，水银对玻璃来说是不浸润液体，对铅来说是浸润液体，故A、B错；浸润现象中，附着层里的分子比液体内部密集，不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏，C错，D对3(毛细现象)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，管内液面下降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，管内液面下降答案AC解析水浸润玻璃，附着层内分子之间表现为斥力，附着层扩张，液面上升，且管越细，液面上升得越高水银不浸润玻璃，附着层内分子之间表现为引力，附着层收缩，毛细管中液面下降，故A、C正确4(液晶)下列关于液晶的说法中正确的是()A有一些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化B液晶是液体和晶体的混合物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液晶具有流动性，光学性质具有各向同性答案A解析液晶具有光学各向异性的特点，液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，故A正确，B错误；液晶是物质的一种状态，并不是固体与液体的混合物，液晶像液体一样具有流动性，分子的位置不是固定的，光学性质具有各向异性，故C、D错误题组一液体的微观结构、表面张力1关于液体的特点，下列描述正确的是()A每一个液体分子都没有固定的位置，液体分子的平衡位置时刻变动B液体蒸发，是因为某些动能较大的分子克服其他分子的作用力的缘故C液体变成固体(凝固)时体积一定减小D液体跟其他固体一样，也是热胀冷缩的答案AB解析液体易流动，是因为液体分子没有固定的平衡位置；液体蒸发，是由于那些动能较大的分子挣脱其他分子的作用力而成为自由分子，故A、B正确；以水为反例可以说明C、D错误2下列叙述中正确的是()A液体表面张力随温度升高而增大B液体尽可能在收缩它们的表面积C液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能D液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些答案BC解析这是有关液体表面层分子相互作用的问题，液体的表面层由于和气体接触，与内部情况不同，表面层分子的分布要比内部稀疏这样分子间就表现为引力了，宏观上即表面张力，这样液体表面就有收缩到最小的趋势随温度的升高，表面层分子距离更要增大，引力作用随之减小，所以表面张力要减小而在液体内，分子间的引力基本等于斥力，即rr0，分子势能最小，在表面层rr0，所以分子势能比液体内部的分子势能大3关于液体的表面张力，下列说法正确的是()A由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于r0B由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离大于r0C产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力D表面张力使液体的表面有收缩的趋势答案D解析在液体与气体接触的表面处形成一个特殊的薄层，称为表面层，在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离rr0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势故D项正确4如图1所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使框架布满肥皂膜，然后将P和Q两部分的肥皂膜刺破，线的形状将变成下列选项图中的() 图1答案C解析由于液体表面张力的作用，液体表面有收缩到最小的趋势，故C正确5下列现象中，哪些是液体的表面张力造成的()A两滴水银相接触，立即会合并到一起B熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形C用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿D水珠在荷叶上呈球形答案ABD解析用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模具有关，并非表面张力造成的，故本题选A、B、D.题组二对浸润和不浸润及毛细现象的理解6由于海水表面有表面张力的作用，水珠之间相互吸引着，这样使得风很难把水珠刮起，只能够形成海浪，所以海洋上的风中只带有少量的水沫；而沙漠中的沙子却不一样，沙粒之间几乎没有作用力，所以风很容易刮起大量的沙子根据以上规律联系所学知识请你设想，如果玻璃杯中盛有少量水银，放在在太空轨道上运动的宇宙飞船内，水银在杯子中将呈现的形状是下图中的()答案D解析在宇宙飞船内完全失重的情况下，由于重力的存在而产生的一切现象都消失；因为液体的表面张力不受失重的影响，水银不浸润玻璃，水银的形状只由表面张力来决定在液体表面张力的作用下，水银的表面有收缩到最小的趋势，而体积一定时，球形的表面积最小所以最终水银会呈现球形，D正确7下列对浸润及不浸润的理解正确的是()A在夏季，人穿棉线衣服感觉舒适是因为汗水对棉线浸润B单杠、双杠运动员上杠表演前，手及杠上涂镁粉，是因为水对镁粉浸润C布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为水对伞面不浸润D酒精灯的灯芯经常是用丝线做成，因为酒精对丝线浸润答案AB解析雨伞不漏雨水是因为水浸润伞面后水的表面张力作用，C错；酒精灯的灯芯经常用棉线做成，酒精对棉线浸润，D错，A、B对8水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管分别插入水和水银中，如图所示，正确的现象应是()答案AD解析浸润液体在细管中上升以及不浸润液体在细管中