高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册5 液体学案设计

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册5 液体学案设计，共6页。学案主要包含了液体的表面张力，浸润和不浸润，液晶等内容，欢迎下载使用。

1、知道液体表面有收缩的趋势；了解液体表面张力的意义和方向。
2、知道液体对固体有浸润和不浸润的特点。
3、了解液晶的特点及应用。
知识点一、液体的表面张力
(1)定义：作用在液体表面上地并使液体表面绷紧地力叫液体的表面张力。
(2)作用：液体地表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。
(3)方向：液体的表面张力跟液面相切，且跟这部分页面的分界线垂直。
(4)大小：表面张力的大小除与分界线长度有关外，还跟液面的种类、温度有关。
(5)表面张力是根据效果命名的力，是液体表面层内大量分子力的宏观表现。
知识点二、浸润和不浸润
(1)浸润：液体附着在固体表面上的现象叫做浸润。
不浸润：液体不能附着在固体表面上的现象叫做不浸润。
落在洁净玻璃板上的小水银球能在上面滚来滚去而不附着在上面。
落在洁净玻璃板上的小水珠会附在玻璃板上形成薄层。
(2)理论分析：跟固体相接触的液体薄层叫附着层，由于不同固体和液体的分子性质不同使得有些附着层内液体分子较内部稀疏，分子力表现为引力，液面收缩，表现为不浸润；而有些附着层内液体分子较内部密集，分子力表现为斥力，液面扩展，表现为浸润。
(3)同一种物质，对有些液体浸润，对另一些液体不浸润。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。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。
知识点三、液晶
(1)液晶：像液体一样具有流动性，而其化学性质与某些晶体相似，具有各向异性的物质叫液晶。
(2)液晶的特点
位置无序使它像液体，而排列有序使它像晶体，所以液晶是有晶体结构的液体。
注意：液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子。
(3)液晶的用途
液晶可以用作显示元件，液晶在生物医学、电子工业、航空工业等方面都有重要应用。
为什么液晶能作显示元件 有一种液晶，受外加电压的影响，会由透明状态变成混浊状态而不再透明，去掉电压，又恢复透明，当输入电信号，加上适当电压，透明的液晶变得混浊，从而显示出设定的文字或数码。
1．生活中处处包含物理知识：雨天打伞时，雨水因为对伞布不浸润而没有透过伞布纱线间的缝隙说明液体具有________.干湿泡温度计是用两个相同的温度计并列制成的，使用时，其中一个温度计下端的玻璃泡包着湿布，另一个温度计的玻璃泡不包着湿布.若在相同室温下观察到两个温度计的读数差增大，表明空气的相对湿度_______.（选填“增大”、“减小”、“不变”）
【答案】表面张力 减小
【详解】
[1]雨水可以浸润雨伞却不能透过雨伞，说明液体具有表面张力；
[2]干泡温度计测量的是空气的正常温度，湿泡温度计上的水分蒸发，导致其示数比干泡温度计的示数小，当空气中的水蒸气含量较低时，湿泡温度计的蒸发变快，吸热增大，导致湿泡温度计温度下降大，两温度计的差值增大。
2．如图甲所示，在一透明细玻璃管中装有一定量的油，该种油对玻璃管___________（填“浸润”或“不浸润”），假设附着层中油分子间的平均距离为r1，内部油分子间的平均距离为r2，则r1___________（填“大于”“小于”或“等于”）r2；如图乙所示，在A、B两种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接触其上一点，石蜡熔化的范围分别如图乙中（a）、（b）所示，而A、B两种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图乙中（c）所示，则由此可判断出A为___________（填“单晶体”“多晶体”或“非晶体”），B为___________（填“单晶体”“多晶体”或“非晶体”）。
【答案】浸润 小于 多晶体 单晶体
【详解】
[1][2]由图甲可知该种油对玻璃管浸润，浸润现象中附着层的油分子间的平均距离小于内部油分子间的平均距离，分子力表现为斥力，在分子斥力的作用下沿着试管壁上升；
[3][4]晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，由熔化曲线可知，A与B均为晶体，单晶体是各向异性的，表面的石蜡熔化时是椭圆形，多晶体是各向同性的，表面的石蜡熔化时是圆形，因此A为多晶体，B为单晶体。
1．下列对生活中的热学现象分析正确的是（ ）
A．沙尘暴天气出现时，风沙弥漫，尘土飞扬，这是布朗运动现象
B．汽车尾气中存在多种成分气体，它们可以自发的分离
C．静止在水平地面上的卡车在缓慢装沙子的过程中，若车胎内气体温度不变，则胎内气体向外界放热
D．荷叶上露珠附着层的水分子比露珠的内部密集
【答案】C
【详解】
A．布朗运动是指悬浮在液体或气体的微粒所做的永不停息的无规则运动，布朗运动是肉眼看不见的，A错误；
B．汽车尾气中存在多种成分气体，但不能自发分离；若自发分离则违背了热力学第二定律，一切宏观热学想象都具有方向性，要实现具有逆过程必须付出能量代价，B错误；
C．卡车上缓慢装入沙子，则外界对车胎内气体做正功，又因气体温度不变，则内能不变，W>0则Q<0，则胎内气体向外界放热，C正确；
D．荷叶上露珠附着层的水分子比内部稀疏，出现表面张力，D错误。
故选C。
2．下列说法错误的是（ ）
A．浸润和不浸润现象是液体分子间相互作用的表现
B．一定质量的0℃的水的内能等于相同质量的0℃的冰的内能
C．干旱天气里锄松土壤，破坏土壤中的毛细管，有利于保存地下水分
D．一些昆虫可以停在水面上，是由于水表面存在表面张力的缘故
【答案】B
【详解】
A．浸润和不浸润现象是液体分子间具有相互作用力的表现，故A正确；
B．水结冰时要释放热量，所以一定质量的0℃的水的内能大于相同质量的0℃的冰的内能，故B错误；
C．干旱天气里锄松土壤能破坏土壤中的毛细管，有利于保存地下水分，故C正确；
D．一些昆虫可以停在水面上，是利用了水的表面张力，故D正确。
本题要求选择错误的，故选B。
3．关于固体、液体和物态变化，下列说法正确的是（ ）
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．液晶具有液体的流动性和多晶体的各向异性
C．一定质量的理想气体，在压强不变时，气体分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度升高而减少
D．水的饱和汽压随温度和体积的增大而增大
【答案】C
【详解】
A．当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，空气的绝对湿度不一定大，故A错误；
B．液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的流动性，又像某些单晶体那样具有光学各向异性，故B错误；
C．一定量的理想气体，温度升高，气体分子的平均动能增大，分子对器壁的平均撞击力增大，要保证压强不变，分子单位时间对器壁单位面积平均碰撞次数必减少，故C正确；
D．水的饱和汽压随温度的增大而增大，与体积无关，选项D错误。
故选C。
4．由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是呈球形。分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中（ ）
A．a点B．b点C．c点D．d点
【答案】D
【详解】
在小水滴表面层中，水分子间距较大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力；当r=r0时，F引=F斥，分子力F=0，分子势能最小，故c点为分子间作用力为零的情况，即c点表示平衡位置，故表现为引力的位置只能为d点。
故选D。
5．下列现象中属于浸润现象的是（ ）
A．内径很小的玻璃管竖直插在水银槽内，细管内的水银面比外面槽里的水银面低
B．洒在玻璃板上的水滴会向四周扩展
C．少量的油在汤里形成小油珠
D．少量的水洒在蜡纸上，成球形水珠
【答案】B
【详解】
A．细管内的水银面比外面槽里的水银面低，水银不浸润玻璃，属于毛细现象，A错误；
B．洒在玻璃板上的水滴会向四周扩展，属于浸润现象，B正确；
C．少量的油在汤里形成小油珠，油不浸润水，C错误；
D．少量的水洒在蜡纸上，成球形水珠，水不浸润蜡纸，D错误。
故选B。
6．下列关于液体表面张力的说法中，正确的是（ ）
A．液体表面张力的存在，使得表面层内分子的分布比内部要密些
B．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子比较稀疏，分子间斥力大于引力
C．液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因
D．表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势
【答案】D
【详解】
A．液体表面张力的存在，使得液体表面绷紧，但表面层分子的分布还是比内部稀疏，故A错误。
BC．液体表面与气体接触，使得表面的分子距离大于液体内部分子间的距离，液体表面层的分子间同时存在引力和斥力，但是由于分子间的距离大于分子的平衡距离，分子间的引力大于斥力，分子力间作用力表现为引力，即存在表面张力，故B、C错误。
D．表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势，故D正确。
故选D。
7．水滴处于失重状态的飞船中呈球形，则水滴（ ）
A．呈球形是因为水滴在飞船中不受重力
B．表面分子间作用力表现为斥力
C．表面分子间作用力表现为引力
D．表面分子间作用力的方向指向液体内部
【答案】C
【详解】
A．水滴处于失重状态的飞船中，水滴也是失重状态，仍然受重力作用，重力提供向心力，选项A错误；
BC．处于失重状态的水滴由于液体的表面张力的作用而呈球形，水滴表面分子间作用力表现为引力，表面张力的方向与液面相切，选项BD错误，C正确。
故选C。
8．在水中浸入两个同样细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，如图所示，水在直管中上升的高度比弯管的最高点还要高，那么弯管中的水将（ ）
A．不断地流出B．不会流出C．不一定会流出D．无法判断会不会流出
【答案】B
【详解】
因为毛细吸水是靠毛细管内部表面张力大小，而两个毛细管一样，且弯直不影响张力，所以两个毛细管张力吸的水多少是相同的，即弯管剩余长度与直管剩余长度一样，所以水不会流出，故选项B正确。