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3-3

PAGE6-液体一、液体的微观结构1．气体中分子分布是比较稀疏的，而液体分子间的距离及固体分子间的距离都要比气体小得多．2．液体不像固体那样具有肯定的形态，而且液体能够流淌．这说明液体分子间的相互作用力比固体分子间的相互作用力要小．由于液体分子的移动比固体分子的移动更简单，所以在温度相同的状况下，液体的扩散速度要比固体的扩散速度快．二、液体的表面张力1．表面层：液体跟气体的接触表面存在一个薄层叫做表面层．在液体内部，分子间的距离在r0左右，而在表面层内的分子距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引．2．假如在液体表面随意划一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，引力的作用是使液体表面绷紧，所以叫做液体的表面张力，在表面张力的作用下，液体表面具有收缩趋势．早晨起来，假如你到开满鲜花的公园漫步，会发觉草叶上沾满了露珠，煞是好看．可你想过没有，草叶上的小水珠为什么呈球形呢？提示：液体的表面张力有使液体的表面积收缩到最小的趋势，相同的体积下，球的表面积最小．三、浸润和不浸润1．一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做浸润；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上，这种现象叫做不浸润．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，叫做附着层．3．浸润和不浸润是分子力作用的表现．四、毛细现象1．毛细现象：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的内径有关，毛细管的内径越小，高度差越大．松土为什么能保持土壤中的水分？提示：把地面的土壤锄松，破坏了土壤里的毛细管，地下的水分就不会沿着毛细管上升到地面被蒸发掉．五、液晶1．液晶：像液体一样具有流淌性，而其光学性质与某些晶体相像，具有各向异性的物质叫液晶．它是介于液态和固态间的一种中间态．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，在肯定浓度范围内具有液晶态．3．液晶的微观结构：通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质简单具有液晶态．4．应用：除用作显示器外，在生物医学、电子工业、航空工业等领域都有重要的应用．考点一液体的微观结构及表面张力1．液体的微观结构与宏观特性：液体中的分子是密集排列在一起的，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置旁边做微小的振动，所以液体具有肯定的体积．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．分子的移动比固体分子简单，所以扩散比固体要快．2．液体表面张力的成因分析(1)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．(4)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．3．表面张力及其作用(1)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，滴在干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)．(2)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】液体表面的各部分之间存在表面张力，是因为()A．表面层中的分子间的距离大于内部分子间的距离，分子间的相互作用力表现为引力B．表面层中的分子间的距离等于平衡距离，因此各分子都稳定在自己的平衡位置上C．表面层中的分子间的距离小于平衡距离，因此分子间的作用力很强D．液体内部的分子吸引表面层中的分子，使其表面收缩，这种分子间吸引力的宏观表现就是液体的表面张力从液体表面张力产生的缘由入手分析．【解析】依据表面层的特点，表面层内的液体分子间距大于内部分子间距，分子已离开了平衡位置，分子间表现为引力，使液面有收缩的趋势，故选A.【答案】A总结提能表面层内的液体分子较液体内部稀疏，表现为引力．(多选)下面关于液体表面层的一些说法正确的是(BD)A．液体表面张力，总是垂直于液体表面的B．表面层分子间有引力存在的同时也有斥力，但是引力大于斥力，所以有表面张力C．液体表面层的分子分布比液体内部都要密，是产生表面张力的缘由D．处于液体表面层的分子，比起液体内部的分子应有较大的势能解析：本题考查对液体表面张力的正确理解．表面张力产生的缘由是由于液体表面层的分子分布较液体内部稀疏，分子间距大于平衡距离，分子间的引力大于斥力，表面层大量分子相互作用的合力表现为沿液体表面方向拉紧的力，液体内部分子成为表层分子，须要克服引力做功，因此势能增加．故正确答案为B、D.考点二浸润和不浸润及毛细现象的分析1．浸润和不浸润现象成因分析(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，具有扩张的趋势，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．2．毛细现象(1)两种表现：浸润液体在细管中上升，以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．【例2】(多选)下列说法正确的是()A．浸润液体在细管里能上升B．不浸润液体在细管里下降C．在建筑房屋时，在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细现象使地下水简单上升D．农田里假如要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，这样可以削减毛细现象的发生液体与固体所接触的附着层存在浸润与不浸润的现象．【解析】浸润液体在毛细管中液面边缘部分的表面张力使液体上升，即浸润使液体沿细管上升，相反，不浸润液体在细管中下降．农田里松土是为了切断毛细管，建筑房屋时地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，同样是为了阻断毛细管，这些都是防止毛细现象的做法．【答案】ABD总结提能浸润与不浸润是由液体和固体共同确定的，液体浸润固体，附着层要扩张，不浸润固体，附着层要收缩．(多选)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(AC)解析：因为水能浸润玻璃，所以A正确，B错误．水银不浸润玻璃，C正确．D项中外面浸润，里面不浸润，所以是不行能的，故正确的为A、C.1．杭州的“龙井茶虎跑泉水”天下著名．有人说，虎跑泉水水质特殊好，不信，可用一只碗舀满虎跑泉水，然后当心地将硬币放在水面上，硬币则可以漂移在水面上；假如将硬币一枚接一枚当心地投入水中，只见水面会高出碗的边缘而不致溢出，对此正确的观点是(C)A．这是虎跑泉水的特有现象，由此可证明泉水的质地的确优良B．这种现象的发生主要是由于泉水里面添加了某种特殊物质C．这种现象是正常的，并非是虎跑泉水所特有D．这种现象不行能发生解析：这是液体的表面张力现象，并非虎跑泉水的特有现象．2.在天平的左盘挂一根铁丝，右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，此时天平平衡，如图所示，现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面，则(C)A．天平仍旧平衡B．由于铁丝离开水面沾上液体，重量增加而使天平平衡破坏，左端下降C．由于铁丝刚离开液面，和液面间生成一液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降D．以上说法都不对解析：铁丝在刚离开液面时和液面之间形成一层膜，膜中分子密度小，分子稀疏，分子间距离较大，分子力表现为引力，对铁丝产生向下的拉力作用，使天平左端下降，故C正确．3.在水中浸入两个同样细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，如图，水在直管中上升的高度比在弯管中的最高点还要高，那么弯管中的水将(B)A．会不断地流出B．不会流出C．不肯定会流出D．无法推断会不会流出解析：水滴在弯管口处受重力的作用而向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出，故选项B正确．4．(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