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液體人教版（2019）物理（選擇性必修第三冊(cè)）第二章

氣體、固體和液體目錄素養(yǎng)目標(biāo)01課程導(dǎo)入02新課講解03總結(jié)歸納04課堂練習(xí)05正確教育素養(yǎng)目標(biāo)1.知道液體的表面張力，了解表面張力形成的原因

2.了解浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象，知道毛細(xì)現(xiàn)象及形成的原因3.了解液晶的主要性質(zhì)，知道液晶在顯示技術(shù)中的應(yīng)用

在杯子中盛滿清水。將曲別針一枚一枚依次放入杯中，比一比看誰(shuí)放入的曲別針數(shù)量最多，而杯中的水不會(huì)溢出。你能解釋這一現(xiàn)象嗎?正確教育液體的表面張力液體的宏觀結(jié)構(gòu)（1）分子間距離很小。（2）分子間的相互作用力較大。（3）分子的熱運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)表現(xiàn)為振動(dòng)與移動(dòng)相結(jié)合。液體有一定的體積，不易被壓縮；在相同溫度下液體的擴(kuò)散速度比固體的擴(kuò)散速度快；液體沒有固定的形狀，具有流動(dòng)性；液體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性。液體的微觀結(jié)構(gòu)液體的微觀結(jié)構(gòu)決定了液體的宏觀性質(zhì)（1）各向同性：液體由大量暫時(shí)形成的雜亂無章分布的小區(qū)域構(gòu)成，所以液體表現(xiàn)出各向同性。（2）一定體積：液體分子的排列更接近于固體，在液體內(nèi)部，分子間的距離在r0左右，相互間的束縛作用強(qiáng)，主要表現(xiàn)為液體分子在平衡位置附近做微小振動(dòng)，所以液體具有一定的體積。（3）流動(dòng)性：液體分子能在平衡位置附近做微小的振動(dòng)，但沒有長(zhǎng)期固定的平衡位置，液體分子可以在液體中移動(dòng)，這是液體具有流動(dòng)性的原因。（4）擴(kuò)散特點(diǎn)：液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是液體分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，分子在液體中的移動(dòng)比固體中容易得多，所以液體的擴(kuò)散速度要比固體的擴(kuò)散速度快。

線兩側(cè)液體之間的作用力為引力液體的表面張力使液體表面繃緊液體跟氣體接觸的表面存在一個(gè)薄層，叫做表面層。1.產(chǎn)生：液體表面層分子間距較大，分子力表現(xiàn)為引力，宏觀表現(xiàn)為液體表面張力。2.定義：液體表面層相鄰部分之間的吸引力。3.方向：平行于液面（與液面相切）。4.作用效果：使液面張緊并收縮到最小。液體的表面張力液體表面層分子間距較大，分子力表現(xiàn)為引力，宏觀表現(xiàn)為液體表面張力。產(chǎn)生：定義：方向：作用效果：液體表面層相鄰部分之間的吸引力。平行于液面（與液面相切）。使液面張緊并收縮到最小。液體表面張力的微觀分析汽表面層液體液體表面附近分子微觀示意圖分子間距比較稀疏，分子間距r>r0，分子間的作用表現(xiàn)為引力.液體的表面張力①②液體表面收縮繃緊

兩側(cè)液體分子間作用力為引力

液體的表面張力表面張力方向與液面相切，垂直于所畫的線MN表面會(huì)使得液面收縮使其收縮到表面積最小經(jīng)典例題C1.水杯倒?jié)M水后水面會(huì)高出杯口一點(diǎn)兒而不會(huì)溢出，這是因?yàn)橐后w表面存在表面張力，產(chǎn)生表面張力的原因是(

)A.液體表面的分子距離較小，分子力體現(xiàn)為引力B.液體表面的分子距離較小，分子力體現(xiàn)為斥力C.液體表面的分子距離較大，分子力體現(xiàn)為引力D.液體表面的分子距離較大，分子力體現(xiàn)為斥力解析：產(chǎn)生表面張力的原因是液體表面的分子距離較大，分子力體現(xiàn)為引力。故選C。正確教育浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)浸潤(rùn)某種液體會(huì)潤(rùn)濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫浸潤(rùn)如：水浸潤(rùn)玻璃不浸潤(rùn)某種液體不會(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)如：水不浸潤(rùn)涂抹了蠟的玻璃蠟浸潤(rùn)液體潤(rùn)濕某種固體并附著在固體表面的現(xiàn)象不浸潤(rùn)液體不潤(rùn)濕某種固體、不附著在固體表面的現(xiàn)象蠟油附著層F液F固F固>F液F固<F液r<r0r>r0浸潤(rùn)不浸潤(rùn)你能判斷水銀和玻璃之間、水和玻璃之間是浸潤(rùn)還是不浸潤(rùn)嗎水能夠浸潤(rùn)玻璃水銀不能浸潤(rùn)玻璃水銀凸月面附著層水凹月面附著層液體浸潤(rùn)固體附著層附著層：液體和固體接觸位置形成的液體薄膜固體分子的作用力大于液體內(nèi)部分子的作用力附著層內(nèi)分子比液體內(nèi)部密集（r＜r0）附著層分子相互排斥附著層有擴(kuò)展趨勢(shì)固體液體斥力（擴(kuò)展）液體不浸潤(rùn)固體附著層附著層：液體和固體接觸位置形成的液體薄膜固體分子的作用力小于液體內(nèi)部分子的作用力

附著層內(nèi)分子比液體內(nèi)部稀疏（r＞r0）附著層分子相互吸引附著層有收縮趨勢(shì)固體液體引力（收縮）浸潤(rùn)現(xiàn)象的微觀解釋附著層固體液體附著層固體液體（1）附著層：液體與固體接觸的位置形成一個(gè)液體薄層，叫附著層.附著層中的液體分子同時(shí)受到固體分子的作用力和液體分子的作用力。

（2）浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)，是由于固體分子和液體分子對(duì)附著層內(nèi)液體分子的作用力不同引起的。（3）是否浸潤(rùn)與液體和固體的性質(zhì)有關(guān)。例如：水銀不浸潤(rùn)玻璃，而水銀能浸潤(rùn)鉛。與浸潤(rùn)現(xiàn)象有關(guān)的應(yīng)用脫脂棉球油脂涂到羽毛上用墨水寫字毛巾可被水浸潤(rùn)帳篷不被水浸潤(rùn)2.規(guī)范佩戴醫(yī)用防護(hù)口罩是預(yù)防新冠肺炎的有效措施之一，合格醫(yī)用口罩內(nèi)側(cè)使用對(duì)水不浸潤(rùn)的材料，如圖所示為一滴水滴在醫(yī)用口罩內(nèi)側(cè)的示意圖.以下說法正確的是()A.圖中水滴與空氣接觸的表面層的水分子比水滴的內(nèi)部密集B.該口罩為不合格產(chǎn)品，其內(nèi)側(cè)材料對(duì)所有的液體都浸潤(rùn)C(jī).該口罩為合格產(chǎn)品，其內(nèi)側(cè)材料并非對(duì)所有的液體都不浸潤(rùn)D.圖中水滴附著層(即固液接觸層)內(nèi)水分子比水滴內(nèi)部密集，因?yàn)楦街鴮铀肿邮艿降乃蝺?nèi)分子的作用力比受到的口罩內(nèi)側(cè)固體材料分子的作用力小經(jīng)典例題C答案：C解析：水滴與空氣接觸的表面層的水分子比水滴的內(nèi)部稀疏，故A錯(cuò)誤；由題圖可知，水珠并沒有浸潤(rùn)口罩內(nèi)側(cè)，因此是合格產(chǎn)品，浸潤(rùn)與不浸潤(rùn)現(xiàn)象是相對(duì)的，各種液體的密度、分子大小、分子間隙、分子間作用力大小等都各不相同，因此口罩內(nèi)側(cè)材料并不一定對(duì)所有的液體都不浸潤(rùn)，只要對(duì)水不浸潤(rùn)，就是合格產(chǎn)品，故B錯(cuò)誤，C正確；水滴附著層(即固液接觸層)內(nèi)水分子比水滴內(nèi)部稀疏，附著層水分子受到的水滴內(nèi)分子的作用力比受到的口罩內(nèi)側(cè)固體材料分子的作用力大，因而使水滴表面緊繃而減小與口罩內(nèi)側(cè)固體材料的作用，故D錯(cuò)誤.正確教育毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象浸潤(rùn)液體在細(xì)管里上升的現(xiàn)象和不浸潤(rùn)液體在細(xì)管里下降的現(xiàn)象，叫做毛細(xì)現(xiàn)象水在玻璃試管里水銀在玻璃試管里3.將粗細(xì)不同的兩端開口的玻璃細(xì)管插入盛有某種液體的玻璃容器里，下列各圖中可能正確的是()A. B. C. D.經(jīng)典例題D解析：液體不浸潤(rùn)固體，就不會(huì)附著在這種固體的表面，則邊界形成凸面。同時(shí)不浸潤(rùn)液體在毛細(xì)管中會(huì)下降，液面呈凸月面型，液體不附著在器壁，表面張力使其凸出。故選D。經(jīng)典例題4.將兩端開口的玻璃管豎直插在水中，現(xiàn)象如圖所示，則()A.水不浸潤(rùn)玻璃B.現(xiàn)象與液體的表面張力無關(guān)C.換成直徑更小的玻璃管，管內(nèi)外液面的高度差將變大D.水分子與玻璃分子間的相互作用比水分子之間的相互作用弱C答案：C解析：A.毛細(xì)作用，是液體表面對(duì)固體表面的吸引力，當(dāng)毛細(xì)管插入浸潤(rùn)液體中，管內(nèi)液面上升，高于管外，可知，水浸潤(rùn)玻璃，故A錯(cuò)誤；B.水可以浸潤(rùn)玻璃，說明附著層內(nèi)分子間的作用表現(xiàn)為斥力，現(xiàn)象與液體的表面張力有關(guān)，故B錯(cuò)誤；C.換成直徑更小的玻璃管，毛細(xì)作用更明顯，管內(nèi)外液面的高度差將變大，故C正確；D.水能浸潤(rùn)玻璃，是因?yàn)樗肿又g的相互作用弱于玻璃與水分子之間的相互作用，故D錯(cuò)誤，故選C。正確教育液晶液晶①物質(zhì)既有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的分子排列整齊，各向異性的狀態(tài)②液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。液晶態(tài)既具有液體的流動(dòng)性，又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列的性質(zhì)。（既不是液體，也不是晶體）

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)，在一定的濃度范圍具有液晶態(tài)。③液晶的分子外形特征：液晶物質(zhì)都具有較大的分子，分子形狀通常是棒狀分子、碟狀分子、平板狀分子④液晶態(tài)的分子排列

液晶物質(zhì)都具有較大的分子，分子形狀通常是棒狀分子。從某個(gè)方向上看液晶分子排列比較整齊，但從另一個(gè)方向看，液晶分子的排列是雜亂無章的⑤物理性質(zhì)具有液體的流動(dòng)性具有晶體的光學(xué)各向異性

液晶的光學(xué)性質(zhì)對(duì)外界條件的變化反應(yīng)敏捷。物理性質(zhì)很容易在外界條件(如電場(chǎng)、壓力、光照、溫度)的影響下發(fā)生改變.

當(dāng)某些液晶中滲入少量多色性染料后，在不同的電場(chǎng)強(qiáng)度下，對(duì)不同顏色的光的吸收強(qiáng)度不一樣，這樣就能顯示各種顏色。液晶本身并不發(fā)光。液晶的應(yīng)用①利用液晶上加電壓時(shí)，旋光特性消失，實(shí)現(xiàn)顯示功能，如電子手表、計(jì)算器、微電腦等。②利用溫度改變時(shí)，液晶顏色會(huì)發(fā)生改變的性質(zhì)來測(cè)溫度。液晶顯示器手機(jī)液晶屏幕經(jīng)典例題5.下列圖示哪個(gè)是液晶態(tài)，這三種狀態(tài)有什么區(qū)別和聯(lián)系。解析：從某個(gè)方向上看液晶分子排列比較整齊，但從另一個(gè)方向看，液晶分子的排列是雜亂無章的，故乙圖是液晶態(tài)。區(qū)別與聯(lián)系：固態(tài)，從宏觀上講，是指具有一定的體積和形狀的物體，從微觀上講，是指組成物質(zhì)的微觀粒子按一定規(guī)則周期性、對(duì)稱性地排列，固態(tài)物質(zhì)微粒都有較強(qiáng)的相互作用力，這些微粒在各自的平衡位置附近做無規(guī)則的振動(dòng)，一般不能離開自己的平衡位置，因此固體有一定的體積，也有一定的形狀，此外，對(duì)于單晶體，它還具有規(guī)則的幾何形狀和物理性質(zhì)各向異性的特點(diǎn)。解析：液態(tài)，從宏觀上講，是指具有一定的體積，不容易被壓縮，但沒有一定的形狀，能夠流動(dòng)的物體。從微觀上講，組成物質(zhì)的微粒間也有較強(qiáng)的作用力，分子的排列情況更接近于固體，只是它們的有規(guī)則排列局限于很小的區(qū)域內(nèi)，而眾多的這些小區(qū)域之間則是完全無序地聚合在一起。組成液體的分子的運(yùn)動(dòng)主要也是在某一平衡位置附近做無規(guī)則振動(dòng)，但振動(dòng)一小段時(shí)間就會(huì)掙脫周圍分子的束縛而轉(zhuǎn)移到另一個(gè)新的平衡位置附近，因此液體具有流動(dòng)性。液晶態(tài)既具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體的分子排列整齊，各向異性的狀態(tài)。液體液體的表面張力浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)液晶定義：液體表面層相鄰部分之間的吸引力方向：平行于液面（與液面相切）作用效果：使液面張緊并收縮到最小浸潤(rùn)不浸潤(rùn)毛細(xì)現(xiàn)象具有液體的流動(dòng)性，具有晶體的光學(xué)各向異性的特點(diǎn)一般用途如圖所示，a、b是航天員在“天宮一號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙做水球?qū)嶒?yàn)時(shí)水球中形成的氣泡。a、b兩氣泡溫度相同且a的體積大，氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，則()A.該水球內(nèi)的水分子之間只有引力

B.水球呈球形是表面張力作用的結(jié)果C.a內(nèi)氣體的分子平均動(dòng)能比b的小

D.a、b兩氣泡的內(nèi)能相等B答案：B解析：A.分子之間同時(shí)存在引力和斥力，故A錯(cuò)誤；B.液體表面張力是分子間相互作用的結(jié)果。就水來說，內(nèi)部的水分子處于其他水分子的包圍之中，各個(gè)方向分子的引力會(huì)相互抵消。但是表層水分子受到的內(nèi)部水分子引力遠(yuǎn)大于外部空氣分子的引力。所以，表面的水分子永遠(yuǎn)受到指向液體內(nèi)部的力，總是趨向內(nèi)部移動(dòng)。這樣，液體總是會(huì)力圖縮小其表面積。而同樣體積的物體，球體的表面積最小，所以水球呈球形是表面張力作用的結(jié)果，故B正確；CD.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，a、b兩氣泡溫度相同，則a內(nèi)氣體的分子平均動(dòng)能與b的相等，內(nèi)能是指所有分子的動(dòng)能與勢(shì)能之和，氣體只考慮分子動(dòng)能，但是由于氣泡體積不同，所以分子數(shù)目不同，故內(nèi)能不同，故CD錯(cuò)誤。故選B。2.噴霧型防水劑的原理是噴劑在玻璃上形成一層薄薄的保護(hù)膜，形成類似于荷葉外表的效果.水滴以橢球形分布在表面，故無法停留在玻璃上.從而在遇到雨水的時(shí)候，雨水會(huì)自然流走，保持視野清晰.如圖所示.下列說法正確的是()A.水滴呈橢球形是液體表面張力作用的結(jié)果，與重力無關(guān)B.照片中的玻璃和水滴發(fā)生了浸潤(rùn)現(xiàn)象C.水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內(nèi)部的水分子間距大D.照片中水滴表面分子比水滴的內(nèi)部密集C答案：C解析：液體表面張力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈橢球形，A錯(cuò)誤；照片中的玻璃和水滴不浸潤(rùn)，B錯(cuò)誤；水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內(nèi)部的水分