《液体》教学课件

5.液体第二章内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习学习目标思维导图1.了解液体的表面张力现象,能解释液体表面张力产生的原因。(物理观念)2.了解浸润和不浸润现象及毛细现象,知道毛细现象的产生原因。(物理观念)3.了解液晶的特点及其应用。(物理观念)课前篇自主预习必备知识一、液体的表面张力1.表面层液体表面有一层与空气接触的薄层,叫作表面层。2.液体的表面张力(1)定义:如果在液体表面任意画一条直线,直线两侧存在着一对与线垂直、大小相等、方向相反的作用力,它的作用是使液体表面绷紧,叫作液体的表面张力。(2)方向:总是跟液面相切,且与分界面垂直。(3)作用效果:使液体表面具有收缩的趋势。(4)形成原因:表面层内分子间的距离略大于r0,因此分子间的相互作用力表现为引力。二、浸润和不浸润及毛细现象1.浸润: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。2.一种液体不会润湿某种固体,也就不会附着在这种固体表面,这种现象叫作不浸润。3.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)特点:管的内径越小,毛细现象就越明显。三、液晶1.概念:液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。2.特点(1)既具有液体的流动性,又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质。(2)具有光学各向异性。3.出现液晶态的条件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,在一定的浓度范围之内具有液晶态。自我检测1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因。(1)表面张力是分子力的宏观表现。(

)答案

√(2)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势。(

)答案

√(3)有些昆虫可以在水面上自由走动是由于液体的表面张力。(

)答案

√(4)若某种液体浸润某一固体,那么它对所有固体都浸润。(

)答案

×解析

某种液体浸润某一固体,对其他固体可能不浸润。(5)毛细管插入水中,管的内径越大,管内水面升高的越高。(

)答案

×解析

毛细管插入水中,若被水浸润,则管的内径越大,管内水面升高得越小。2.(多选)下面说法正确的是(

)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熔后尖端变成球形——表面张力C.粉笔能吸干纸上的墨水——不浸润现象D.布做的雨伞,虽然纱线间有空隙,却不漏雨水——毛细现象答案

AB解析

A是不浸润现象,B是表面张力,C是毛细现象,D是表面张力。3.(多选)关于液晶的以下说法正确的是(

)A.液晶表现出各向同性的性质B.有些物质在一定温度范围内具有液晶态C.因为液晶在一定条件下发光,所以可以用来做显示屏D.利用液晶的各向异性可制作显示器答案

BD解析

液晶像液体一样可以流动,又具有某些晶体结构特征,所以液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,故A错误;有些物质在一定温度范围内具有液晶态,故B正确;液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,不是液晶在一定条件下发光,故C错误;利用液晶的各向异性可制作显示器,故D正确。课堂篇探究学习探究一表面张力情境探究如图,早晨的草叶上的露珠晶莹剔透,水黾在水上能够静止不动,这两个看上去毫无关联的事情有什么本质上的联系?仔细观察,露珠的形状并不是标准的球形,而是稍微呈扁球形,原因是什么?要点提示

早晨草叶上露珠呈球形和水黾在水面上能够静止不动,都是由于液体的表面张力的作用。露珠的形状呈扁平状,是因为自身重力的作用。知识归纳液体的表面张力(1)形成原因表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大,分子间的相互作用表现为引力。(2)方向如图所示,表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线。(3)作用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,滴在洁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)。特别提醒

表面张力使液面具有收缩的趋势,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,分子间有吸引力。实例引导例1(吉林长春高二期中)如图所示,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。若肥皂膜的a部分用热针刺破,棉线的形状是下图中的哪一个(

)答案

A解析

液体表面的分子数目较少,分子间距大于r0,分子间表现为引力,即液体的表面张力,表面张力的作用效果是使液体的表面积减小,因此若将肥皂膜的a部分用热针刺破,b部分液体由于表面张力作用,表面积缩小将细线绷紧,故呈现A所示的形状,故A正确,B、C、D错误。误区警示

分析表面张力问题的两点注意(1)表面张力是液体表面层中大量分子间引力的宏观表现。(2)表面张力的方向与液面相切。变式训练1(多选)(广东韶关高二期中)关于液体表面张力,下列说法中正确的有(

)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(相切)答案

BD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;丁图中液体表面张力方向与液面平行(相切),故D正确。探究二浸润、不浸润和毛细现象情境探究1.日常生活中,如果你认真观察,会发现水中游禽会不时用嘴抹擦身上的羽毛(如图所示),你知道为什么吗?要点提示

游禽在用嘴把油脂涂到羽毛上,使水不能浸润羽毛。

2.如图所示为大树生长和蘑菇生长时根部分布情况,越往下,根的直径越怎样?有什么好处?如果除草时把部分树根铲断,使树对水分的吸收产生什么影响?要点提示

越往下根的直径越小,越容易发生毛细现象,除草时部分树根被铲断,将会使树根吸收地下水分受阻。知识归纳1.对浸润和不浸润的理解(1)附着层内分子受力情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。2.对毛细现象的理解(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)产生原因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,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到向上的作用力,因而管内液面要比管外高;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到向下的力,因而管内液面比管外低。(3)特点:对同一种液体,毛细管的内径越小,液体在管内上升或下降的高度越大。

实例引导例2(山东高三二模)合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的,图为一滴水滴在某一次性防护口罩内侧的照片,对此以下说法正确的是(

)A.照片中的口罩一定为不合格产品B.照片中附着层内分子比水的内部稀疏C.照片中水滴表面分子比水的内部密集D.水对所有材料都是不浸润的答案

B解析

合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都不浸润的,照片中的口罩正好发生了不浸润现象,A错误;根据照片所示,水发生了不浸润现象,则附着层内分子比水的内部稀疏,B正确;照片中水滴为球形,水滴表面分子比水的内部分子间距大,分子之间的作用力为引力,则照片中水滴表面分子应比水的内部稀疏,C错误;水不是对所有材料都是不浸润的,比如水可以浸润玻璃,D错误。规律总结同一种固体,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。变式训练2(新疆乌鲁木齐高二期末)水对玻璃是浸润液体,而水银对玻璃是不浸润液体,它们在毛细管中将发生上升或下降的现象,现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中,液柱如图所示,其中正确的现象应是(

)答案

A解析

水对玻璃是浸润液体,浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大,液体分子间距较小(小于r0),分子相互作用表现为斥力,液面呈现扩散的趋势,在毛细管内上升,而且毛细管越细,浸润液体在毛细管内上升的高度越大,故A正确,B错误;水银对玻璃是不浸润液体,不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小,液体分子间距较大(大于r0),此时附着层内的分子相互作用表现为引力,液面呈现收缩的趋势,不浸润液体在毛细管内下降,而且毛细管越细,不浸润液体在毛细管内下降的高度越大,故C、D错误。探究三液晶情境探究1.液晶是指液态晶体,这种说法对吗?要点提示

这种说法不对,液晶不是晶体,只是某些性质与晶体相似。

2.液晶电视已经走进寻常百姓家,液晶显示器是靠什么性质显示各种颜色的呢?要点提示

光学性质具有各向异性。

知识归纳液晶的特点1.液晶具有液体的流动性。2.液晶具有光学各向异性。3.液晶受到外界影响时,物理性质会发生明显的变化。实例引导例3(湖南邵阳高三模拟)液晶显示器是一种采取液晶为材料的显示器,由于机身薄,省电,辐射低等优点深受用户的青睐,下列关于液晶说法正确的是(

)A.液晶都是人工合成的,天然的液晶并不存在B.液晶既有液体的流动性,又有光学的各向同性C.当某些液晶中渗入少量多色性染料后,在不同的电场强度下,对不同颜色的光的吸收强度不一样,这样就能显示各种颜色D.液晶的结构与液体的结构相同答案

C解析

液晶有人工合成的,也有天然的,例如液晶也存在于生物结构中,故A错误;液晶既有液体的流动性,又有光学的各向异性,故B错误;当某些液晶中渗入少量多色性染料后,在不同的电场强度下,对不同颜色的光的吸收强度不一样,这样就能显示各种颜色,故C正确;液晶是介于液态与固态之间的一种物质状态,结构与液体的结构不同,故D错误。变式训练3(多选)关于液晶,下列说法中正确的有(

)A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C.液晶的光学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化答案

CD解析

液晶的微观结构介于固体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,选项A、B错误。外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质,温度、压力、外加电压等因素的变化,都会改变液晶的光学性质,选项C、D正确。1．(多选)下列现象中，由液体的表面张力造成的是 (

)A．两滴水银相接触，立即会合并到一起B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿D．水珠在荷叶上呈球形【答案】ABD【解析】用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的，故本题选A、B、D．2．(多选)关于液体的表面张力，下列说法正确的是 (

)A．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离小于r0B．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离大于r0C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势【答案】BD【解析】在液体与气体接触的表面处形成一个特殊的薄层，称为表面层，在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离r>r0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势．故B、D正确．3．(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

(

)【答案】AC【解析】因为水能浸润玻璃，无论管内外均为浸润，所以A正确，B错误；水银不浸润玻璃，C正确；D中外面浸润，里面不浸润，所以是不可能的．4．下列对浸润与不浸润现象的认识中，正确的是 (

)A．水是浸润液体，水银是不浸润液体B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏C．不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强D．不浸润现象中，附着层里分子间表现出吸引力；浸润