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.通過觀察和實(shí)驗(yàn)，知道液體的表面張力現(xiàn)象、浸潤和不浸潤現(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．(　　)

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、浸潤和不浸潤、毛細(xì)現(xiàn)象 1．浸潤和不浸潤 (1)一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫做浸潤．一種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面，這種現(xiàn)象叫做不浸潤． (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)浸潤和不浸潤是分子力作用的表現(xiàn)． 2．毛細(xì)現(xiàn)象 (1)毛細(xì)現(xiàn)象：浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細(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邊界線長度有關(guān)，還與液體的種類、溫度有關(guān)． (3)表面張力的效果：使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最?。? 　對下列現(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．小昆蟲能在水面上自由來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；小昆蟲在水面上不下陷是液膜對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、不浸潤及毛細(xì)現(xiàn)象 1．浸潤和不浸潤現(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，這時(shí)表現(xiàn)為液體浸潤固體． (3)不浸潤的成因：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，這時(shí)表現(xiàn)為液體不浸潤固體． 2．毛細(xì)現(xiàn)象 (1)兩種表現(xiàn)：浸潤液體在細(xì)管中上升，以及不浸潤液體在細(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現(xiàn)象都有關(guān)系．

8、 如圖所示，甲是浸潤情況，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)于浸潤和不浸潤及毛細(xì)現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　) A．水銀是浸潤液體，水是不浸潤液體 B．在內(nèi)徑小的容器里，如果液體能浸潤容器壁，則液面成凹形，且液體在容器內(nèi)上升 C．如果固體分子對液體分子的引力較弱，就會形成浸潤現(xiàn)象 D．兩端開口、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]　液體對固體是否發(fā)生浸潤現(xiàn)象，是由液體和固體共同決定的，A錯(cuò)；如果液

9、體浸潤容器壁就會形成凹面，且液體在容器中上升，B對；如果固體分子對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，會看到液體的浸潤現(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)對同一種固體，有些液體浸潤，有些液體不浸潤；同一種液體，對一些固體是浸潤的，對另一些固體是不浸潤的．例如，水能浸潤玻璃，但不能浸潤石蠟，水銀不能浸潤玻璃，但能浸潤鉛． (2)浸潤情況下，管內(nèi)液面呈凹形，管內(nèi)液面要比管外高；不浸潤情況下，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)水對玻璃是浸潤液體而水銀對玻璃是不浸潤液體，它們在毛細(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．浸潤液體在細(xì)管中上升或不浸潤液體在細(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，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，如果把它加熱則會呈現(xiàn)出透明狀的液體狀態(tài)，把它冷卻則會出現(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；位置無序使它像液體，具有流動性，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、電場等外界作用下，會產(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)液晶的說法，正確的是(　　) A．液晶具有流動性 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 -