高中物理人教版3第九章固體液體和物態(tài)變化2液體 第9章

2液體學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.知道液體的微觀結(jié)構(gòu)．2．掌握通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察液體的表面張力現(xiàn)象．(重點(diǎn))3．理解浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)的概念，會(huì)分析其產(chǎn)生的原因．(難點(diǎn))4．學(xué)會(huì)用分子動(dòng)理論解釋毛細(xì)現(xiàn)象，理解液晶的微觀結(jié)構(gòu)．(重點(diǎn))液體的微觀結(jié)構(gòu)與液體的表面張力eq\a\vs4\al([先填空])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要?。?．宏觀性質(zhì)有一定的體積，不易壓縮，具有流動(dòng)性，比固體擴(kuò)散速度快．3．分子力的特點(diǎn)在液體內(nèi)部，分子間的距離在r0左右，而在表面層，分子比較稀疏，分子間的距離大于r0，因此分子間的作用表現(xiàn)為相互吸引．4．液體的表面張力(1)定義：液體表面各部分之間相互吸引的力．(2)作用效果：使液體表面具有收縮趨勢(shì)．(3)表面層：液體跟氣體接觸的表面存在的一個(gè)薄層．eq\a\vs4\al([再判斷])1．液體表面張力具有使液體表面收縮的趨勢(shì)．(√)2．木塊浮在水面上是液體表面張力的原因．(×)3．液體分子間的相互作用力比固體分子間作用力弱．(√)eq\a\vs4\al([后思考])1．我們看到的小草上的露珠為什么都是球形的？【提示】這是由于液體表面張力的作用．表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最小．所以露珠呈球形．2．根據(jù)液體的表面層分子與液體的內(nèi)部分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，說(shuō)明液體表面層為什么會(huì)存在張力？【提示】液體表面層的分子分布比液體內(nèi)部分子的分布稀疏一些．液體表面層由于分子較稀疏，分子之間距離就較大些，分子之間的斥力小于引力，在這個(gè)特殊層中分子間的引力作用占優(yōu)勢(shì)，所以液體表面層中，任何兩部分之間存在著相互吸引力，它的作用是使液體表面繃緊，這就是液體的表面張力．eq\a\vs4\al([核心點(diǎn)擊])1．液體分子分布特點(diǎn)：由于蒸發(fā)現(xiàn)象，表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏，即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大．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，使液體表面好像一層繃緊的膜．所以說(shuō)表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果．4．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9-2-1所示．圖9-2-15．表面張力的作用：表面張力使液體表面具有收縮趨勢(shì)，使液體表面積趨于最?。隗w積相同的條件下，球形的表面積最小．例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形．但由于受重力的影響，往往呈扁球形，在失重條件下才呈球形．1．液體表面具有收縮趨勢(shì)原因的下列說(shuō)法不正確的是()A．液體可以流動(dòng)B．液體表面層分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離C．與液面接觸的容器壁的分子，對(duì)液體表面分子有吸引力D．液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離E．液體表面層分子的勢(shì)能比液體內(nèi)部分子的勢(shì)能大，液體達(dá)到穩(wěn)定平衡，勢(shì)能應(yīng)最小，故有收縮趨勢(shì)【解析】由于液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，所以表面層分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，這種引力使液體表面層的相鄰部分之間有相互吸引的力(即表面張力)，表面張力使液體表面具有收縮的趨勢(shì)，故D、E正確．【答案】ABC2．下列現(xiàn)象中，哪些是液體的表面張力造成的()A．兩滴水銀相接觸，立即會(huì)合并到一起B(yǎng)．熔化的蠟從燃燒的蠟燭上流下來(lái)，冷卻后呈球形C．用熔化的玻璃制成各種玻璃器皿D．水珠在荷葉上呈球形E．木船漂浮在水面上【解析】用熔化的玻璃制成各種器皿，跟各種模型有關(guān)，并非表面張力造成的，E項(xiàng)是浮力等于重力的結(jié)果，故本題選A、B、D.【答案】ABD3．下列現(xiàn)象中，關(guān)于液體的表面張力說(shuō)法正確的是()A．小昆蟲能在水面上自由來(lái)往而不陷入水中靠的是液體的表面張力作用B．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C．縫衣針浮在水面上不下沉是水的表面張力作用的結(jié)果D．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E．懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是受水的表面張力作用的結(jié)果【解析】仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，小昆蟲在水面上站定或行進(jìn)過(guò)程中，其腳部位置比周圍水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣，因此，這是液體的表面張力在起作用．浮在水面上的縫衣針與小昆蟲情況一樣，故A、C選項(xiàng)正確．小木塊浮于水面上時(shí)，木塊的下部實(shí)際上已經(jīng)陷入水中(排開(kāi)一部分水)受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結(jié)果，而非表面張力在起作用，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤．噴泉噴到空中的水分散時(shí)，每一小部分的表面都有表面張力在起作用且水處于完全失重狀態(tài)，因而形成球狀水珠(體積一定情況下以球形表面積為最小，表面張力的作用使液體表面有收縮到最小面積的趨勢(shì))，故D選項(xiàng)正確，E中是水分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，E錯(cuò)．【答案】ACD表面張力的特點(diǎn)1．表面張力是液體分子間的作用力的宏觀表現(xiàn)．2．表面張力的方向與液面相切，垂直于分界線．3．表面張力的大小由分界線的長(zhǎng)度、液體的種類、純凈度和溫度等因素來(lái)決定．4．表面張力的作用是使液體表面積有收縮到最小的趨勢(shì)．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)、毛細(xì)現(xiàn)象、液晶eq\a\vs4\al([先填空])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上，這種現(xiàn)象叫做不浸潤(rùn)．(2)附著層：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，稱為毛細(xì)現(xiàn)象．(2)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)管的內(nèi)徑越小，高度差越大．3．液晶(1)液晶：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，具有各向異性的物質(zhì)叫液晶．這是介于液態(tài)和固態(tài)間的一種中間態(tài)．(2)出現(xiàn)液晶態(tài)的條件：液晶是一種特殊物質(zhì)，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)，在一定濃度范圍內(nèi)具有液晶態(tài)．(3)液晶的微觀結(jié)構(gòu)：通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)．(4)應(yīng)用：除用作顯示器外，在生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、航空工業(yè)等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用．eq\a\vs4\al([再判斷])1．毛細(xì)現(xiàn)象是浸潤(rùn)或不浸潤(rùn)的實(shí)例．(√)2．一種液體可能浸潤(rùn)某種固體，也可能不浸潤(rùn)另一種固體．(√)3．液晶在任何條件下，都表現(xiàn)出各向異性．(×)eq\a\vs4\al([后思考])1．你知道為什么松土能保持土壤中的水分嗎？【提示】把土壤鋤松，破壞了土壤中的毛細(xì)管，地下的水分就不會(huì)沿毛細(xì)管上升到地面被蒸發(fā)掉．2．液晶是液體與晶體的混合物嗎？【提示】液晶是介于液體與固體之間的一種中間態(tài)的物質(zhì)，在特定方向上分子排列整齊，其物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，另一方向上分子排列是雜亂的，具有液體的特征，所以晶體還具有流動(dòng)性，但液晶并不是液體和晶體的混合物．eq\a\vs4\al([核心點(diǎn)擊])1．浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象成因分析(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，不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降．甲乙圖9-2-2(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．如圖9-2-2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饔茫后w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．4．若液體對(duì)某種固體是浸潤(rùn)的，當(dāng)液體裝在由這種固體物質(zhì)做成的細(xì)管中時(shí)，則()A．附著層分子密度大于液體內(nèi)分子的密度B．附著層分子的作用力表現(xiàn)為引力C．管中的液體表面一定是下凹D．液體跟固體接觸的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)E．液體跟固體接觸的面積有收縮的趨勢(shì)【解析】這是浸潤(rùn)現(xiàn)象，這時(shí)固體分子與液體分子間的引力相當(dāng)強(qiáng)，造成附著層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部密，這樣就會(huì)使液體間出現(xiàn)相互排斥力，使液體跟固體接觸的面積有擴(kuò)大的趨勢(shì)．【答案】ACD5．關(guān)于浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)現(xiàn)象，下面的幾種說(shuō)法中不正確的是()A．水是浸潤(rùn)液體B．水銀是不浸潤(rùn)液體C．同一種液體對(duì)不同的固體，可能是浸潤(rùn)的，也可能是不浸潤(rùn)的D．只有浸潤(rùn)液體在細(xì)管中才會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象E．浸潤(rùn)液體和不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中都會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象【解析】浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)，是指一種液體對(duì)某一種固體來(lái)說(shuō)的，孤立地說(shuō)某種液體浸潤(rùn)或不浸潤(rùn)都沒(méi)有意義．同一種液體對(duì)不同的固體，可能浸潤(rùn)，也可能不浸潤(rùn)，例如水對(duì)玻璃浸潤(rùn)．而對(duì)荷葉就不浸潤(rùn)；浸潤(rùn)液體在細(xì)管中上升，不浸潤(rùn)液體在細(xì)管中下降，都屬于毛細(xì)現(xiàn)象，選項(xiàng)C、E正確．【答案】ABD6．關(guān)于液晶的特點(diǎn)及應(yīng)用正確的是()A．棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)呈液晶態(tài)B．利用液晶在溫度變化時(shí)由透明變渾濁的特性可制作電子表、電子計(jì)算器的顯示元件C．有一種液晶，隨溫度的逐漸升高，其顏色按順序改變，利用這種性質(zhì)，可用來(lái)探測(cè)溫度D．利用液晶可檢查腫瘤，還可以檢查電路中的短路點(diǎn)E．液晶具有穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu)【解析】通常棒狀