第5节　液　体 教学课件

物理第二章气体、固体和液体第5节液体01必备知识素养奠基02关键能力素养形成03分层演练素养达标[学习目标]1．掌握通过实验，观察液体的表面张力现象。2．理解浸润和不浸润的概念，会分析其产生的原因。3．学会用分子动理论解释毛细现象，理解液晶的微观结构。知识点1液体的表面张力1．表面层(1)液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层。(2)表面层里的分子比液体内部______，分子间的距离比液体内部_________，分子力表现为___力。稀疏大一些引2．表面张力(1)液面各部分间相互______的力叫作表面张力。(2)表面张力是表面层内分子力作用的结果。表面张力使液体表面具有______趋势，使液体表面积趋于______。吸引收缩最小知识点2浸润和不浸润1．定义：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作______；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作_________。2．附着层：当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层。浸润不浸润3．毛细现象(1)定义：浸润液体在细管中______的现象，以及不浸润液体在细管中______的现象，叫作毛细现象。(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管内径的关系：毛细管内径______，高度差越大。上升下降越小[判一判]1．(1)表面张力是分子力的宏观表现。(

)(2)表面张力使液体表面具有向外扩张的趋势。(

)(3)有些昆虫可以在水面上自由走动是由于液体表面张力的存在。(

)(4)若某种液体浸润某一固体，那么它对所有固体都浸润。(

)√×√×知识点3液晶1．特点：液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质。分子取向排列的液晶具有光学各向异性。2．应用：手机屏幕、平板电视等。[判一判]2．(1)液晶的各种物质性质均表现为各向异性。(

)(2)液晶具有液体的流动性，液晶的分子排列与液态相同。(

)××1．(液体的表面张力)(多选)下列现象中，关于液体的表面张力说法正确的是(

)A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C．缝衣针浮在水面上不下沉是水的表面张力作用的结果D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果√√√解析：仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样，这是液体的表面张力在起作用。浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样，A、C正确；小木块浮于水面上时，木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)受到水的浮力作用，故小木块浮在水面是浮力与重力平衡的结果，而非液体表面张力在起作用，B错误；喷泉喷到空中的水分散时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态，因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小，表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势)，D正确。2．(浸润和不浸润)下列现象中属于浸润现象的是(

)A．内径很小的玻璃管竖直插在水银槽内，细管内的水银面比外面槽里的水银面低B．洒在玻璃板上的水滴会向四周扩展C．少量的油在汤里形成小油珠D．少量的水洒在蜡纸上，呈球形水珠√解析：细管内的水银面比外面槽里的水银面低，水银不浸润玻璃，A错误；洒在玻璃板上的水滴会向四周扩展，属于浸润现象，B正确；少量的油在汤里形成小油珠，油不浸润水，C错误；少量的水洒在蜡纸上，呈球形水珠，水不浸润蜡纸，D错误。3．(毛细现象)(多选)下列现象中利用了毛细现象的是(

)A．用粉笔吸干纸上的墨汁B．建房时，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸C．用棉线作酒精灯的灯芯D．想保存地下的水分，把地面的土壤锄松√√解析：粉笔和棉线内部有许多细小的孔道，起着毛细管的作用，A、C正确；砖的内部也有许多细小的孔道，会起到毛细管的作用，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，可以防止地下水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升，以保持房屋干燥，B错误；土壤里面有很多毛细管，地下的水分可沿着它们上升到地面，如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管，D错误。4．(液晶)关于液晶，以下说法正确的是(

)A．液晶表现各向同性的性质B．液晶态只是物质在一定温度范围内才具有的状态C．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料,液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色√解析：液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体的结构特征，液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故A错误；液晶态不是在一定温度范围内才具有的状态，故B错误；液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，不是液晶在一定条件下发光,故C错误，D正确。探究一液体的表面张力【问题导引】如图甲所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜。它被棉线分割成a、b两部分。若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是图乙中的哪一个？为什么？√提示：肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状。当把a部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧。因液体表面有收缩到面积最小的趋势，所以棉线被拉成凹的圆弧形状。1．液体表面张力的形成(1)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。(2)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。(3)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(1)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。(2)表面张力的大小与边界线长度有关，还跟液体的种类、温度有关。(3)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。在体积相同的情况下，球形的表面积最小。特别提醒：表面张力使液面有收缩的趋势,故往往会误认为收缩后r<r0。实质上液体表面张力是液体表面层分子间距离大于分子间平衡距离r0时,表现出的分子间的吸引力。【例1】如图所示，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(

)√[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。【例2】(2022·江苏南京外国语学校模拟预测)用纸折一只小船静放水面，在船尾P附近滴一滴洗洁精，小船会自动加速前进一小段距离，如图甲。现将两纸片a和b对称静放在水盆中的水面中心O两侧，如图乙。则下列说法正确的是(

)A．小船自动加速前进是因为加入洗洁精后表面张力变大了B．小船自动加速前进是因为水的表面张力做功C．若在O处滴入少量洗洁精，纸片a和b会绕O点做匀速圆周运动D．若在O处滴入少量洗洁精，纸片a和b会立即向O点运动√[解析]

小船自动加速前进是因为滴一滴洗洁精会减小水的表面张力，与小船另一侧的水的表面张力不一样大，故小船会移动，水的表面张力做功，故A错误，B正确；若在O处滴入少量洗洁精，纸片a和b会向远离O点的方向运动，故C、D错误。[针对训练1]关于液体的表面张力，下列说法正确的是(

)A．液体表面张力具有使其体积收缩到最小的趋势B．液体表面层的分子分布比内部密C．液体表面张力具有使其表面积收缩到最小的趋势D．液体表面层分子之间只有引力而无斥力√解析：表面张力具有使液体表面收缩到最小的趋势，不是使其体积收缩到最小的趋势，A错误，C正确；液体表面张力的存在，使表面层分子的分布比内部要疏，B错误；液体表面层分子之间既有引力也有斥力，只是由于分子间距离较大，表现为引力，D错误。[针对训练2]

(多选)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．木船漂浮在水面上解析：用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的，C错误；D项是浮力等于重力的结果，故A、B正确，D错误。√√探究二对浸润和不浸润现象及毛细现象的分析【问题导引】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。为什么会出现上述不同的现象呢？2．在日常生活中，如果认真观察的话，你会发现水中游禽会不时地用嘴抹擦身上羽毛，你知道为什么吗？提示：1.水银不浸润玻璃，而水浸润玻璃。2．游禽在用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不能浸润羽毛。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吸引力时，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吸引力时，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。4．毛细现象(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。特别提醒：同一种固体，被有些液体浸润，不被有些液体浸润，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。【例3】

(多选)同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况。若A固体和B毛细管都很干净，则下列说法正确的是(

)A．A固体和B管可能是由同种材料制成的B．A固体和B管一定不是由同种材料制成的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的引力小些D．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的引力大些√√[解析]

由所给现象知，该液体对A不浸润，对毛细管B浸润，A错误，B正确；液体对A不浸润，对毛细管B浸润，说明固体A的分子对液体附着层内的分子引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小,C正确，D错误。【例4】某同学将一个表面洁净、两端开口的细直玻璃管竖直插入不同液体中，他用放大镜观察，能看到的情景是(

)√[解析]

图A中液体与玻璃管表现为不浸润，即附着层内分子间作用力表现为引力，附着层有收缩的趋势，液体表面张力会对管中的液体形成向下的拉力，则管内的液面会稍微低于管外的液面高度，故A错误；图B中的液体与玻璃管外部表现为不浸润，而在管内部表现为浸润，这是相互矛盾的，故B错误；图C中液体与玻璃管表现为不浸润，即附着层内分子间作用力表现为引力，附着层有收缩的趋势，液体表面张力会对管中的液体形成向下的拉力，则管内的液面会稍微低于管外的液面高度，故C正确；图D中的液体与玻璃管表现为浸润，即附着层内分子间作用力表现为斥力，附着层有扩展的趋势，此时液体表面张力会对管中的液体形成一个向上的拉力，则管内的液面会稍微高于管外的液面高度，故D错误。[针对训练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，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，B、C错误，D正确。探究三液晶1．液晶：像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性。这是介于液态和固态之间的一种中间态。2．出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，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，在一定浓度范围内具有液晶态。3．液晶的微观结构：不是所有物质都具有液晶态。通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态。4．应用(1)液晶在目前最主要的应用方面是在显示器方面的应用。这是利用了液晶的多种光学效应。在某些液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性。(2