2017_2018学年高中物理第九章固体液体和物态变化9.1固体9.2液体课件新人教版选修

1、第九章第九章固体、液体和物态变化固体、液体和物态变化1 1固体2 2液体读一读思一思辨一辨议一议一、晶体和非晶体阅读教材第32页“晶体和非晶体”部分,了解固体的分类和晶体的分类,体会晶体和非晶体之间有什么不同。1.固体可分为晶体和非晶体两类,其中石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精、雪花等是晶体,而玻璃、松香、蜂蜡、沥青、橡胶等是非晶体。2.晶体(1)晶体又分为多晶体和单晶体。(2)晶体具有规则的几何形状,确定的熔点。3.什么是各向异性?什么是各向同性?答案:有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同,有些晶体沿不同方向的光学性质不同,这类现象称为各向异性。非晶体沿各个方向的物理性质都是一样

2、的,这叫作各向同性。读一读思一思辨一辨议一议二、晶体的微观结构阅读教材第3334页“晶体的微观结构”部分,了解晶体的规则性以及不同微观结构和转化。1.为什么晶体的形状和物理性质会与非晶体不同呢?答案:因为它们具有不同的微观结构。2.在各种晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的周期性。3.有的物质在不同条件下可以形成不同的晶体,那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布,例如石墨和金刚石。4.同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体,这说明物质是晶体还是非晶体,并不是绝对的。读一读思一思辨一辨议一议三、液体的微观结构

3、及表面张力阅读教材第37页“液体的微观结构”和“液体的表面张力”两部分,比较液体的宏观结构和微观结构,知道什么是液体的表面张力。1.液体的微观结构特点。(1)分子距离:液体不易被压缩,这说明液体分子间的距离很小。(2)分子力:液体分子间的相互作用力很大。(3)分子的热运动:液体分子热运动与固体分子相似,但每个分子没有固定的位置,可在液体中移动,因此表现出流动性。2.什么是液体的表面层?表面层内分子间的相互作用有什么特点?答案:液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫作表面层。表面层内分子间的距离大于r0,因此分子间的相互作用表现为相互吸引。读一读思一思辨一辨议一议3.什么叫液体的表面张力?答案:如

4、果在液体表面任意画一条线,线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体表面绷紧,所以叫作液体的表面张力。4.试简述形成表面张力的原因。答案:液体表面具有收缩的趋势,这是因为在液体内部分子引力和斥力可以认为相等,而在表面层里分子间距较大,分子间的相互作用力表现为引力的缘故。读一读思一思辨一辨议一议四、浸润和不浸润及毛细现象阅读教材第39页“浸润和不浸润”和第40页“毛细现象”两部分,知道什么是浸润和不浸润以及毛细现象,了解毛细管内外液面的高度差与毛细管内径关系是怎样的。1.什么叫附着层?答案:当液体和固体接触时,接触的位置形成的一个液体薄层,叫作附着层。2.什么是浸润和不浸润?答案:一种液体

5、会润湿某种固体并附着在固体的表面上,这种现象叫作浸润;一种液体不会润湿某种固体,也就不会附着在这种固体表面,这种现象叫作不浸润。读一读思一思辨一辨议一议3.浸润和不浸润产生的原因各是什么?答案:浸润和不浸润是分子力作用的表现。当附着层的液体分子比液体内部分子稀疏,附着层内分子间的作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,这样的液体和固体之间表现为不浸润;如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离,附着层内分子之间的作用表现为斥力,附着层有扩展的趋势,这样的液体与固体之间表现为浸润。4.什么是毛细现象?毛细现象的特点是什么?答案: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,称为

6、毛细现象。毛细现象的特点是:管的内径越细,管内外液面的高度差越大。读一读思一思辨一辨议一议五、液晶阅读教材第40页“液晶”部分,知道液晶的概念是什么,了解液晶的用途有哪些。1.概念。有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,人们把处于这种状态的物质叫液晶。2.出现液晶态的条件。有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态;另一些物质,在适当的溶剂中溶解时,在一定的浓度范围之内具有液晶态。3.微观结构。位置无序使它像液体,而排列有序使它像晶体,所以液晶是有晶体结构的液体。4.用途。当前液晶最主要的应用方向是在显示器方面的应用。读一读思一思辨一辨议一议1.思考辨析。(1)

7、铁块没有规则的几何形状,所以是非晶体。 ()解析:常见的金属材料是多晶体。答案:(2)晶体具有确定的熔点。 ()解析:无论单晶体还是多晶体都有确定的熔点,而非晶体无确定的熔点。答案:(3)具有各向同性的固体一定是非晶体。 ()解析:非晶体在物理性质上一定表现出各向同性,但多晶体在物理性质上也表现出各向同性。答案:读一读思一思辨一辨议一议(4)若某种液体浸润,那么它对所有固体都浸润。 ()解析:同一种液体,对有些固体浸润,对有些固体不浸润,同一种固体,可以被某些液体浸润,也可以不被另一些液体浸润。答案:读一读思一思辨一辨议一议2.探究讨论。(1)观察图示,都是由碳原子组成的石墨和金刚石,物理性质

8、却有很大差别,为什么石墨很软,金刚石却很坚硬?答案:金刚石和石墨中的碳原子排列规则不同。读一读思一思辨一辨议一议(2)雨伞的伞面上有很多细小的孔,为什么下雨时,雨水不会从孔里漏下来?答案:因为雨水将纱线浸湿后,在纱线孔隙中形成水膜,水膜的表面张力使雨水不会漏下来。(3)液晶电视已经走进寻常百姓家,液晶显示器是如何显示各种颜色的呢?答案:在液晶中掺入少量多色性染料,当液晶中电场强度不同时,它对不同颜色的光吸收强度不一样,从而显示出各种颜色。读一读思一思辨一辨议一议(4)在教材第38页图9.2-3的现象中,刺破棉线一侧的薄膜后棉线立即被拉紧,说明了什么问题?答案:说明液面是一个绷紧的膜,棉线两侧的

9、膜间相互作用力为引力,刺破一侧的薄膜后,该侧引力消失,另一侧引力使膜收缩而使棉线张紧。(5)浸润、不浸润现象与毛细现象有何异同?答案:浸润、不浸润是因液体的附着层内分子的引力或斥力所致,而毛细现象的发生是附着层的引力或斥力与表面张力共同作用的效果。探究一探究二探究三问题导引问题导引1.“某球形固体物质,由于它具有规则的几何外形,所以它一定是单晶体”,这种说法对吗?为什么?要点提示要点提示不对。单晶体规则的几何外形是天生的,而多晶体和非晶体也可以人为加工成规则的几何外形,所以物体外形是否规则不是判断其是否是单晶体的依据。2.某固体物质,若其各向导热性能不同,则该物质一定是单晶体吗?要点提示要点提

10、示一定是单晶体。这是因为只有单晶体才具有各向异性。3.某固体物质,如果在熔化的过程中,温度保持不变,则该固体物质一定是晶体吗?要点提示要点提示一定是,这是因为所有的晶体(无论是单晶体还是多晶体)都具有确定的熔点,而非晶体没有。探究一探究二探究三名师精讲名师精讲1.晶体与非晶体的区别探究一探究二探究三2.晶体的微观结构与物理性质(1)晶体结构。组成晶体的物质微粒有规则地在空间排列,呈现空间上的周期性。晶体内部各微粒之间存在很强的相互作用力,结构不同、作用力的大小也不同,微粒被相互的作用力约束在一定的位置上。微粒在各自的平衡位置附近做微小的振动。当外界干扰强烈或温度变化时,结构也发生变化,周期性被

11、破坏,晶体也可以转化为非晶体。(2)物理性质。晶体的微观结构决定其宏观物理性质,改变物质的微观结构从而改变物质的属性,如碳原子可以组成性质差别很大的石墨和金刚石,有些晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。探究一探究二探究三典例剖析典例剖析【例题1】 下列说法正确的是()A.显示各向异性的物体必定是晶体B.不显示各向异性的物体必定是非晶体C.具有确定熔点的物体必定是晶体D.不具有确定熔点的物体必定是非晶体【思考问题】 (1)晶体分哪几类?提示晶体分为单晶体和多晶体。(2)晶体和非晶体熔化过程有何不同?提示晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点。(3)单晶体、多晶体和非晶体怎么区分?提示单晶体的物

12、理性质为各向异性,多晶体和非晶体的物理性质为各向同性,但多晶体有确定的熔点。探究一探究二探究三解析:单晶体具有各向异性,故只要具有各向异性的固体必定是晶体,故A正确;非晶体和多晶体均显示各向同性,故不显示各向异性的物体不一定是非晶体,还可能是多晶体,故B错误;晶体均具有确定的熔点,非晶体不具有确定的熔点,所以具有确定熔点的物体必是晶体,不具有确定的熔点的固体就必定是非晶体,故C、D正确。答案:ACD探究一探究二探究三变式训练变式训练1导学号导学号60854065关于晶体和非晶体,下列说法正确的是()A.单晶体有规则的几何形状B.晶体在物理性质上一定是各向异性的C.晶体熔化时具有一定的熔点D.晶

13、体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的解析:单晶体一定具有规则的几何形状,故A正确;多晶体是由许多杂乱无章的排列着的小晶体组成的,所以具有各向同性,故B错误;不论是单晶体还是多晶体,熔化时具有一定的熔点,故C正确;晶体和非晶体在适当的条件下是可以相互转化的,如天然石英为晶体,而人为熔化后将变成非晶体,故D正确。答案:ACD探究一探究二探究三问题导引问题导引在地球上,较小的水银滴看似球形,较大的水银滴则为扁平形状。那么,在处于运行在轨道上的宇宙飞船中,一大滴水银会呈什么形状?为什么?要点提示要点提示呈球形。原因是水银滴处于完全失重状态,由重力引起的一切现象均消失,水银表面由于表面张力而收缩,在

14、体积相同的情况下,球体的表面积最小,因此水银滴最终收缩为球形。探究一探究二探究三名师精讲名师精讲1.液体的微观结构液体中的分子跟固体一样是聚集在一起的,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子只在很小的区域内有规则地排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重新形成。液体由大量这种暂时形成的小区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着。探究一探究二探究三2.液体的宏观特性(1)各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成,所以液体表现出各向同性。(2)一定体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子聚集在一起,分子间距接近于r0,相互间的束缚

15、作用强,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积。(3)流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因。(4)扩散特点:液体中扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快。探究一探究二探究三3.液体的表面张力及其作用(1)表面张力的形成原因。表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力。(2)表面张力的方向。表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线。如图所示。探究一探究二探究三(3)表

16、面张力的大小。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。(4)表面张力的作用。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)探究一探究二探究三典例剖析典例剖析【例题2】 关于液体,下列说法正确的是()A.液体的性质介于气体和固体之间,更接近气体B.小液滴成球状,说明液体有一定形状和体积C.液面为凸形时表面张力使表面收缩,液面为凹形时表面张力使表面伸张D.液体的扩散比固体的扩散快【思考问题】 (1)液体的宏观

17、特性有哪些?提示具有一定的体积,无一定的形状,还有流动性。(2)表面张力的作用是什么?提示表面张力使液体表面具有收缩的趋势。探究一探究二探究三解析:液体性质介于气体和固体之间,更接近于固体,具有不易被压缩、有一定体积、没有一定形状、扩散比固体快等特点,选项A、B错误,D正确;无论液面为凸形还是凹形,表面张力总是使表面收缩,选项C错误。答案:D题后反思题后反思求解此题应把握以下三点:(1)理解液体微观结构,牢记液体的宏观特性。(2)理解表面张力的成因。(3)理解表面张力的作用。探究一探究二探究三变式训练变式训练2关于液体的表面张力,下列说法正确的是()A.液体表面张力是液体各部分之间的相互吸引力

18、B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为零C.不论是水还是水银,表面张力都会使表面收缩D.表面张力的方向与液面相垂直解析:液体表面张力是液体表面各部分之间相互吸引的力,选项A错误。液体的表面层分子要比内部稀疏些,分子间的距离较内部分子间距离大,表面层分子间表现为引力,选项B错误。液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势,选项C正确。液体表面张力的方向总是与液面相切,总是跟液面分界线相垂直,选项D错误。答案:C探究一探究二探究三问题导引问题导引将一滴水银滴在玻璃上,会发生浸润现象吗?为什么?要点提示要点提示不会;在水银与玻璃接触的附着层里的分子间的距离比水银内部分子距离大,从而表现为不浸润。

19、探究一探究二探究三名师精讲名师精讲1.对浸润和不浸润的理解(1)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。(2)浸润的成因:当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩展的趋势,这时表现为液体浸润固体。(3)不浸润的成因:当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收缩的趋势,这时表现为液体不浸润固体。探究一探究二探究三2.对毛细现象的理解(1)两种表现:浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降。(2)产

20、生原因:毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,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一向下的力,因而管内液面比管外低。探究一探究二探究三典例剖析典例剖析【例题3】 导学号导学号60854066把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是()探究一探究二探究三【思考问题】 (1)毛细现象与哪些因素有关?提示毛细现象的产生与表面张力和浸润都有关。(2)细管中液面为凹面时,表面张力的合力方向向哪?提示液面为凹面时,除“凹底”外四周各处的表面张力

21、方向均为斜向上方,因此,这些力的合力方向竖直向上。解析:因为水能浸润玻璃,无论管内外均为浸润,所以选项A正确,B错误;水银不浸润玻璃,选项C正确;选项D中外面浸润,里面不浸润,所以是不可能的。答案:AC题后反思题后反思毛细现象中,若液体与管浸润,则管壁给液体向上的拉力,使靠近管壁处的液体上升,液面下凹;若液体不浸润管,则管壁给液体向下的拉力,使靠近管壁处的液体下降,液面上凸。探究一探究二探究三变式训练变式训练3下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是()A.水是浸润液体,水银是不浸润液体B.浸润现象中,附着层里分子比液体内部稀疏C.不浸润现象中,附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引

22、强D.不浸润现象中,附着层里分子间表现出吸引力;浸润现象中,附着层里分子间表现出排斥力解析:一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质均有关,不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体,选项A错误。在浸润现象中,附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大,分子分布比液体内部更密,因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力,附着层有扩展的趋势,故选项B、C错误,选项D正确。答案:D123451.(考查晶体和非晶体)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是()A.有规则几何外形的固体一定是晶体B.晶体在物理性质上一定是各向异性的C.非晶体不可能转化为晶体D.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点解

23、析:因为外形是否规则可以用人工的方法处理,所以选项A错误;多晶体在物理性质上是各向同性的,选项B错误;实验证明非晶体在适当的条件下可以转化为晶体,选项C错误;晶体与非晶体的区别表现在是否有确定的熔点,选项D正确。答案:D123452.(晶体的微观结构)关于石墨和金刚石的区别,下面说法正确的是()A.石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体B.金刚石晶体结构紧密,所以质地坚硬,石墨晶体是层状结构,所以质地松软C.石墨与金刚石是不同的物质微粒组成的不同晶体D.石墨导电,金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同解析:由化学知识知道,石墨和金刚石是碳的同素异形体,其化学性质相同。它们的分子的空间结构不同,石墨中的碳原子排列为层状结构,层与层之间距离很大,所以其质地松软;金刚石中的碳原子排列紧密,相互间作用力很强,所以其质地坚硬。显然选项A、C、D错误,选项B正确。答案:B123453.(表面张力的理解)下列关于液体表面张力的理解,正确的是()A.表面张力是由于液体表面发生形变引起的B.表面张力是由于液体表面层内分子间引力大