2019-2020學(xué)年高中物理 第九章 固體、液體和物態(tài)變化 第2節(jié) 液體學(xué)案 新人教版選修3-3

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1、第2節(jié)　液　體 　1.知道液體的微觀結(jié)構(gòu)．　2.通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)，知道液體的表面張力現(xiàn)象、浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象及毛細(xì)現(xiàn)象，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象．　3.知道液晶的特征，了解液晶的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、液晶的特性及應(yīng)用． 一、液體的微觀結(jié)構(gòu)和液體的表面張力 1．液體的微觀結(jié)構(gòu) (1)微觀結(jié)構(gòu)：液體分子之間的距離很小，分子間作用力比固體分子間作用力?。? (2)宏觀特性：有一定的體積，不易被壓縮，具有流動(dòng)性，比固體擴(kuò)散快． 2．液體的表面張力 (1)表面層：分子比較稀疏，分子間作用力表現(xiàn)為引力． (2)表面張力：使液體表面繃緊的力． 1．(1)表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢(shì)．(　　)

2、(2)表面張力是液體表面各部分間存在的相互吸引力．(　　) (3)水黽可以停在水面上不是表面張力引起的．(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)× 二、浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)、毛細(xì)現(xiàn)象 1．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn) (1)一種液體會(huì)潤(rùn)濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫做浸潤(rùn)．一種液體不會(huì)潤(rùn)濕某種固體，也就不會(huì)附著在這種固體的表面，這種現(xiàn)象叫做不浸潤(rùn)． (2)當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，接觸的位置形成一個(gè)液體薄層，叫做附著層． (3)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)是分子力作用的表現(xiàn)． 2．毛細(xì)現(xiàn)象 (1)毛細(xì)現(xiàn)象：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象． (2)毛細(xì)管內(nèi)外液面的高度差與毛細(xì)管

3、的內(nèi)徑有關(guān)，毛細(xì)管內(nèi)徑越小，高度差越大． 松土為什么能保持土壤中的水分？ 提示：把地面的土壤鋤松，破壞了土壤里的毛細(xì)管，地下的水分就不會(huì)沿著毛細(xì)管上升到地面被蒸發(fā)掉． 三、液晶 1．概念：有些化合物像液體一樣具有流動(dòng)性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性，人們把處于這種狀態(tài)的化合物叫液晶． 2．出現(xiàn)液晶態(tài)的條件：有些物質(zhì)在特定的溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)；另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí)，在一定的濃度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)． 3．微觀結(jié)構(gòu)：位置無(wú)序使它像液體，而排列有序使它像晶體，所以液晶是有晶體結(jié)構(gòu)的液體． 4．用途：當(dāng)前液晶最主要的應(yīng)用方向是在顯示器方面的應(yīng)用． 2．

4、(1)液晶是一種晶體．(　　) (2)液晶是一種液體．(　　) (3)液晶具有晶體的光學(xué)各向異性．(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√ 　液體表面層的微觀結(jié)構(gòu)與表面張力 1．表面層的微觀結(jié)構(gòu) (1)分子間距離特點(diǎn)：由于蒸發(fā)現(xiàn)象，液體表面分子分布比內(nèi)部分子稀疏． (2)分子力特點(diǎn)：液體內(nèi)部分子間引力、斥力基本上相等，而液體表面層分子之間距離較大，分子力表現(xiàn)為引力． (3)表面特性：表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力，使液體表面形成一層繃緊的膜． 2．表面張力及效果 (1)表面張力的方向：表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線．如圖所示．

5、(2)表面張力的大?。号c邊界線長(zhǎng)度有關(guān)，還與液體的種類(lèi)、溫度有關(guān)． (3)表面張力的效果：使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最小．而在體積相同的條件下，球形的表面積最?。? 　對(duì)下列現(xiàn)象的成因解釋正確的是(　　) A．小木塊能夠浮于水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果 B．小昆蟲(chóng)能在水面上自由來(lái)往而不陷入水中是液體的表面張力與其重力平衡的結(jié)果 C．噴泉噴射到空中形成一個(gè)個(gè)球形的小水珠是表面張力作用的結(jié)果 D．液面為凸形時(shí)表面張力使表面收縮，液面為凹形時(shí)表面張力使表面伸張 [解析]　木塊浮在水面上是浮力與其重力平衡，A錯(cuò)誤；小昆蟲(chóng)在水面上不下陷是液膜對(duì)其彈力與其重力平衡，B錯(cuò)

6、誤；水在表面張力作用下，收縮到表面積最小，即球形，C正確；不論液面為凸面還是凹面，表面張力的效果總使表面收縮到最小，故D錯(cuò)誤． [答案]　C 　1.液體表面張力產(chǎn)生的原因是(　　) A．在液體的表面層，分子間距大，分子之間斥力消失，只有引力 B．由于氣體分子對(duì)表面層液體分子的吸引 C．在液體的表面層里，由于分子間距比液體內(nèi)部大，分子間引力大于斥力 D．由于受到指向液體內(nèi)部的吸引力作用 解析：選C．在液體內(nèi)部，分子間距約為r0，分子間引力與斥力大致相等，在表面層，分子間距大于r0，分子間引力大于斥力，合力為引力，即表面張力． 　浸潤(rùn)、不浸潤(rùn)及毛細(xì)現(xiàn)象 1．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象成因

7、分析 (1)附著層內(nèi)分子受力情況：液體和固體接觸時(shí)，附著層的液體分子除受液體內(nèi)部的分子吸引外，還受到固體分子的吸引． (2)浸潤(rùn)的成因：當(dāng)固體分子吸引力大于液體內(nèi)部分子力時(shí)，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稠密，附著層中分子之間表現(xiàn)為斥力，具有擴(kuò)張的趨勢(shì)，這時(shí)表現(xiàn)為液體浸潤(rùn)固體． (3)不浸潤(rùn)的成因：當(dāng)固體分子吸引力小于液體內(nèi)部分子力時(shí)，附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏，附著層中分子之間表現(xiàn)為引力，具有收縮的趨勢(shì)，這時(shí)表現(xiàn)為液體不浸潤(rùn)固體． 2．毛細(xì)現(xiàn)象 (1)兩種表現(xiàn)：浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升，以及不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降． (2)產(chǎn)生原因：毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤(rùn)現(xiàn)象都有關(guān)系．

8、 如圖所示，甲是浸潤(rùn)情況，此時(shí)管內(nèi)液面呈凹形，因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ饔?，液體會(huì)受到一向上的作用力，因而管內(nèi)液面要比管外高；乙是不浸潤(rùn)情況，管內(nèi)液面呈凸形，表面張力的作用使液體受到一向下的力，因而管內(nèi)液面比管外低． 　關(guān)于浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)及毛細(xì)現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．水銀是浸潤(rùn)液體，水是不浸潤(rùn)液體 B．在內(nèi)徑小的容器里，如果液體能浸潤(rùn)容器壁，則液面成凹形，且液體在容器內(nèi)上升 C．如果固體分子對(duì)液體分子的引力較弱，就會(huì)形成浸潤(rùn)現(xiàn)象 D．兩端開(kāi)口、內(nèi)徑不同的幾支細(xì)玻璃管豎直插入水中，管內(nèi)水柱高度相同 [解析]　液體對(duì)固體是否發(fā)生浸潤(rùn)現(xiàn)象，是由液體和固體共同決定的，A錯(cuò)；如果液

9、體浸潤(rùn)容器壁就會(huì)形成凹面，且液體在容器中上升，B對(duì)；如果固體分子對(duì)液體表面層分子的引力大于液體內(nèi)部分子的引力，附著層內(nèi)的分子較密，分子力表現(xiàn)為斥力，會(huì)看到液體的浸潤(rùn)現(xiàn)象，C錯(cuò)；內(nèi)徑不同的幾支細(xì)玻璃管，管內(nèi)水柱的高度不同，管越細(xì)，高度越高，毛細(xì)現(xiàn)象越明顯，D錯(cuò)． [答案]　B (1)對(duì)同一種固體，有些液體浸潤(rùn)，有些液體不浸潤(rùn)；同一種液體，對(duì)一些固體是浸潤(rùn)的，對(duì)另一些固體是不浸潤(rùn)的．例如，水能浸潤(rùn)玻璃，但不能浸潤(rùn)石蠟，水銀不能浸潤(rùn)玻璃，但能浸潤(rùn)鉛． (2)浸潤(rùn)情況下，管內(nèi)液面呈凹形，管內(nèi)液面要比管外高；不浸潤(rùn)情況下，管內(nèi)液面呈凸形，比管外低．毛細(xì)管內(nèi)外液面的高度差與毛細(xì)管的內(nèi)徑有關(guān)，毛細(xì)

10、管內(nèi)徑越小，高度差越大．　 　2.(多選)水對(duì)玻璃是浸潤(rùn)液體而水銀對(duì)玻璃是不浸潤(rùn)液體，它們?cè)诿?xì)管中將產(chǎn)生上升或下降的現(xiàn)象，現(xiàn)把不同粗細(xì)的三根毛細(xì)管分別插入水和水銀中，如圖所示，正確的現(xiàn)象應(yīng)是(　　) 解析：選AD．浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升或不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象為毛細(xì)現(xiàn)象，管子越細(xì)，現(xiàn)象越明顯，A、D對(duì)，B、C錯(cuò)． 　液晶的特點(diǎn)和應(yīng)用 1．液晶的特點(diǎn) (1)液晶是一種介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)，是有規(guī)則分子排列的有機(jī)化合物，如果把它加熱則會(huì)呈現(xiàn)出透明狀的液體狀態(tài)，把它冷卻則會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶顆粒的渾濁固體狀態(tài)，由于它的這種特性，被稱(chēng)之為液晶． (2)液晶分子既可保持排列有序性，保

11、持各向異性，又可以自由移動(dòng)；位置無(wú)序使它像液體，具有流動(dòng)性，而排列有序使它像晶體，所以液晶是有晶體結(jié)構(gòu)的液體． (3)液晶在光照、溫度、電場(chǎng)等外界作用下，會(huì)產(chǎn)生很多的光學(xué)性質(zhì)．目前使用的液晶材料多數(shù)是人工合成的，天然的液晶材料很少． 2．液晶的應(yīng)用：液晶在生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、航空工業(yè)中都有重要作用． 　關(guān)于液晶，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．液晶是液體和晶體的混合物 B．液晶分子在特定方向排列比較整齊 C．電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光 D．所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶 [解析]　液晶是某些特殊的有機(jī)化合物，在某些方向上分子排列規(guī)則，某些方向上雜亂．液晶本身不能發(fā)光，所以選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確． [答案]　B 　3.(多選)下列有關(guān)液晶的說(shuō)法，正確的是(　　) A．液晶具有流動(dòng)性 B．液晶具有各向異性 C．液晶具有穩(wěn)定的空間排列規(guī)律 D．液晶就是液態(tài)的晶體 解析：選AB.液晶既有液體的流動(dòng)性，又具有晶體分子排列整齊、各向異性的特點(diǎn)，但其空間排列規(guī)律不穩(wěn)定，故選AB. - 5 -