2024-2025学年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3-31

PAGE8-其次节液体【素养目标定位】※了解液体的微观结构※知道生活中的表面张力现象※知道生活中的浸润和不浸润现象，了解毛细现象※了解液晶的特性及应用【素养思维脉络】课前预习反馈学问点1液体的微观结构1．液体的宏观性质液体的性质介于气体和固体之间。2．特点(1)与固体一样具有肯定的体积，不易__压缩__。(2)像气体一样没有固定的形态，具有__流淌性__。(3)液体表现出各向__同__性。(4)液体扩散比固体扩散__快__。学问点2液体的表面张力1．表面层(1)液体跟__气体__接触表面存在一个薄层叫作表面层。(2)表面层里的分子比液体内部__稀疏__，分子间的距离比液体内部__大一些__，分子力表现为__引__力。2．表面张力(1)液面各部分间相互__吸引__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__收缩__趋势，使液体表面积趋于__最小__。学问点3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__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的表面，这种现象叫作__不浸润__。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。学问点4毛细现象1．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，称为毛细现象。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__越小__，高度差越大。学问点5液晶1．液晶的定义有些化合物像液体一样具有__流淌性__，而其光学性质与某些__晶体__相像，具有各向__异__性，处于这种状态的化合物叫作液晶。2．液晶的用途液晶可用作__显示__元件，在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要应用。辨析思索『判一判』(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有液体表面张力的原因。(√)(4)若某种液体浸润某一固体，那么它对全部固体都浸润。(×)(5)液晶的各种物质性质均表现为各向异性。(×)(6)液晶具有液体的流淌性，液晶的分子排列与液态相同。(×)『选一选』(多选)下面说法正确的是(AB)A．鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿——不浸润现象B．细玻璃棒尖端放在火焰上烧溶后尖端变成球形——表面张力C．粉笔能吸干纸上的墨水——浸润现象D．布做的雨伞，虽然纱线间有空隙，却不漏雨水——毛细现象解析：A是不浸润现象，B是表面张力，C是毛细现象，D是不浸润现象。『想一想』农夫往往利用翻松地表土壤来保存土壤中的水分，你知道为什么吗？答案：把地表土壤锄松，破坏了土壤表层的毛细管，从而阻挡了水分上升到地面而被蒸发掉。课内互动探究探究液体的微观结构及表面张力┃┃思索探讨1__■如图所示是液体表面旁边分子分布的大致状况。请结合图片思索：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？提示：液体表面层内分子间距大于液体内部分子间距；分子力表现为引力。┃┃归纳总结__■1．液体的微观结构与宏观特性液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热运动主要表现为平衡位置旁边做微小的振动，所以液体具有肯定的体积，但液体分子只在很小的区域内有规则地排列，这种区域是短暂形成的，边界和大小随时变更，有时瓦解，有时又重新形成。所以液体具有流淌性，液体由大量这种短暂形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着。无肯定的形态，分子的移动比固定简单，所以扩散比固体要快。2.对液体表面张力的理解(1)液体表面张力的形成②分子间距离特点：由于蒸发觉象，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。在体积相同的状况下，球形的表面积最小。特殊提示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。┃┃典例剖析__■典例1(多选)以下说法正确的是(AD)A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体表面张力在起作用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重力和水的浮力平衡的结果D．喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果解题指导：表面张力使液体表面层像张紧的弹性膜，所以对小昆虫有弹力，使液滴呈球形。另外要明确表面张力与浮力的区分。解析：细致视察可以发觉，小昆虫在水面上站定或行进过程中，其腿部位置比四周水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性特别好的膜上一样，因此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状况一样，故A正确，C错；小木块浮于水面上时，木块下部事实上已经陷入水中受到水的浮力作用，是浮力与重力平衡的结果，而非表面张力在起作用，B错；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又处于失重状态，因而形成球状水珠，故D正确。┃┃对点训练__■1．(多选)(2024·广东佛山市顺德区校级期中)关于液体表面张力，下列说法中正确的有(BD)A．甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果B．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用D．丁图中液体表面张力方向与液面平行解析：甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力的结果，故A错误；乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，从而产生表面张力，故B正确；丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用，故C错误；表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，故D正确。探究对浸润和不浸润现象及毛细现象的分析┃┃思索探讨2__■日常生活中，假如你细致视察的话，会发觉水中游禽会时常的用嘴抹擦身上羽毛(如图所示)你知道为什么吗？提示：游禽在用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不能浸润羽毛。┃┃归纳总结__■1．附着层内分子受力状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)产生缘由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，甲是浸润状况，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；乙是不浸润状况，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。特殊提示同一种固体，对有些液体浸润，对有些液体不浸润，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。┃┃典例剖析__■典例2(多选)以下各种说法中正确的有(CD)A．因为水银滴在玻璃上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体B．由于大气压作用，液体在细管中上升或下降的现象称为毛细现象C．在人造卫星中，由于一切物体都处于完全失重状态，所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时，必需用盖子盖紧，否则容器中的液体肯定会沿器壁流散D．当A液体和B固体接触时，发生浸润现象还是发生不浸润现象，关键取决于B固体分子对附着层A液体分子的吸引力比液体内的分子对附着层分子吸引力大些还是小些解题指导：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。浸润与不浸润是两者合力的表现。解析：水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，所以A错；在处于完全失重状态的人造卫星上，假如液体浸润其器壁，液体和器壁的附着层就会扩张，沿着器壁流散，故必需盖紧，C正确；D选项正确说明白发生浸润和不浸润现象的微观原理，D对；毛细现象是由于液体浸润固体(细管)引起液体上升及不浸润固体引起的液体下降的现象，不是大气压作用，B错。┃┃对点训练__■2．(多选)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插入水和水银中，如图所示，正确的现象应是(AD)解析：浸润液体在细管中上升或不浸润体在细管中下降的现象为毛细现象，管子越细，现象越明显，AD对，BC错。核心素养提升正确区分表面张力、液面弹力及浮力浮力的实质是物体的下表面与上表面所受的压力之差。表面张力的实质是液体表面层内各部分之间的相互吸引力，是分子力的宏观体现。须要留意的是，表面张力作用于液体的表面层里，并不是作用于液面上的物体上。昆虫与极细的针漂移于水面上是表面张力在起作用，表面张力使水面上形成一个膜(表面层)，正是这个膜托住了昆虫与细针，即膜对它们的支持力与其重力平衡。案例我们有时会发觉，有些硬币可以浮在水面上，这是因为(D)A．硬币所受的重力与表面张力和浮力的合力平衡B．硬币所受的重力与浮力平衡C．硬币所受的重力与表面张力平衡D．表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”，对硬币产生一个向上的支持力，硬币所受的重力与支持力平衡解析：这一现象是表面张力作用的结果。由于硬币密度大于水的密度，硬币放入水中易下沉，而硬币表面由于常常和手接触，有一层油膜，这一层油膜使硬币与水不浸润。将硬币轻轻放在安静的水面时，表面张力使水面收缩形成一个膜，正是这个膜托住了硬币，即膜对硬币的支持力与硬币所受的重力平衡。故D正确。课堂巩固达标1．(2024·江苏省徐州市高二月考)下列叙述中正确的是(A)A．因液体表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力B．用粉笔吸干纸上的墨汁，不能用来说明毛细现象C．因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体D．液体表面张力总是垂直于液体表面，使液体表面积趋于最小解析：与气体接触的液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，即存在表面张力，故A正确；因为粉笔疏松多孔，所以粉笔吸干纸上的墨汁是利用了毛细现象，故B错误；浸润与不浸润是由液体和固体共同确定的。液体浸润固体，附着层面积要扩张，不浸润固体附着层面积要收缩；水银不浸润玻璃，但可能浸润其他固体，故C错误；表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直，故D错误。2．(2024·河北省邢台市高二下学期检测)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，棉线的形态是图乙中的(D)解析：肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力相互平衡，棉线可以有随意形态。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态。正确选项为D。3．(2024·江苏省苏州五中高二下学期期中)关于下列四幅图中所涉及物理学问的论述中，正确的是(B)A．甲图中，由两分子间作用力随距离变更的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力均为零B．乙图中，由肯定质量的氧气分子分别在不同温度下速率分布状况，可知温度T1<T2C