高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册5 液体图文ppt课件

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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)
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一、液体的表面张力1.表面层:液体表面有一层跟气体接触的　　　　,叫作表面层。 2.分子力的特点在液体内部,分子间的平均距离r略小于　　　　,分子间的作用力表现为　　　　;在表面层,分子比较　　　　,分子间距离r略大于　　　　,分子间的作用力表现为　　　　。 3.表面张力(1)定义:液体表面的使液体表面　　　　的力,叫作液体的表面张力。 
(2)作用效果:使液体表面具有　　　　的趋势。 
二、浸润和不浸润1.浸润和不浸润(1)一种液体会　　　　某种固体并　　　　在固体的表面上,这种现象叫作　　　　;一种液体不会润湿某种固体,也就不会附着在这种固体的表面,这种现象叫作　 。 (2)浸润和不浸润是　 　　　作用的表现。 
同一液体对某些固体浸润,对另外一些固体可能不浸润
2.毛细现象(1)毛细现象:浸润液体在细管中　　　　的现象,以及不浸润液体在细管中　　　　的现象,称为毛细现象。(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关,毛细管的内径越小,高度差　　　　。 
上升还是下降由两物体共同决定 
三、液晶1.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　　　　性,又在一定程度上具有晶体分子的_________　　　　　　的性质。 (2)具有光学各向　　　性。 3.出现液晶态的条件有些物质在特定的　　　　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。 
4.微观结构分子位置无序使它像液体,而排列　　　　使它像晶体。 5.用途液晶广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中,在生命科学中也有应用。
情境链接小昆虫、缝衣针在水面上不下沉与小木块浮在水面上的道理相同吗?
提示 不同,小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉不是重力和水的浮力平衡的结果。
教材拓展阅读教材P37思考与讨论,思考为什么在空间站里,水滴的形状是一个完美的球形?
提示 因为在体积相同的情况下,球形的表面积最小。
易错辨析(1)表面张力是分子力的宏观表现。(　　)(2)木块浮在水面上是液体表面张力的作用。(　　)(3)若某种液体浸润某一固体,那么它对所有固体都浸润。(　　)(4)毛细管插入水中,管的内径越大,管内水面升高的高度越大。(　　)
提示木块浮在水面上是浮力的作用。
提示某种液体浸润某一固体,对其他固体可能不浸润。
提示毛细管插入水中,若被水浸润,则管的内径越大,管内水面升高的高度越小。
(5)液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性。(　　)(6)液晶的光学性质随外加电压的变化而变化。(　　)
提示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。
如图所示,早晨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。露珠的形状呈扁球形,是因为自身重力的作用。
1.液体分子分布特点:由于蒸发现象,表面层分子的分布比液体内部稀疏,即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大。2.分子力特点:液体内部分子间的作用力表现为斥力,而液体表面层分子之间距离较大,分子力表现为引力。3.表面特性:表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是液体表面层分子力作用的结果。
4.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。
5.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)。
【例1】 关于表面张力,以下说法正确的是(　　)A.小昆虫在水面上自由往来而不陷入水中是液体表面张力在起作用B.小木块能够浮在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果C.缝衣针浮在水面上不下沉是重力与水的浮力平衡的结果D.露珠表面的水分子之间的距离小于内部的水分子之间的距离
解析 小昆虫在水面上自由往来而不陷入水中是液体表面张力在起作用,选项A正确;小木块能够浮在水面上是浮力与其重力平衡的结果,选项B错误;缝衣针浮在水面上不下沉是重力与水的表面张力平衡的结果,选项C错误;露珠表面层水分子间距离大于液体内部水分子间距离,分子间表现为引力,表面存在张力,选项D错误。
1.(2023福建漳州高二期末)天宫课堂中,航天员王亚平先做了一个水球,然后将用纸做的小花轻轻放在水球表面,纸花迅速绽放。纸花绽放的原因是(　　)A.水球表面分子力表现为引力B.水球表面分子力表现为斥力C.纸花分子间分子力表现为引力D.纸花分子间分子力表现为斥力
解析 液体表面层由于蒸发等原因导致分子数较少,则表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离大,故水球表面上水分子间的作用力表现为引力,收缩导致纸花绽放,A正确,B错误;纸花绽放与纸花分子间的作用力无关,C、D错误。
探究点二　浸润、不浸润和毛细现象
将靠得很近的两根木质筷子竖直插入盛水的碗中。(1)你会发现两根筷子之间的水面会沿着筷子上升,这是为什么?(2)若改变两根筷子之间的距离,你又会有什么发现?
要点提示 (1)因为水和筷子是浸润的,当两根筷子之间的距离很小时,由于毛细现象使得两根筷子之间的水面会沿着筷子上升。(2)两根筷子间距离越小,水面升高的高度越大。
1.浸润和不浸润现象成因分析(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:当固体分子对液体分子的吸引力大于液体内部分子力时,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,具有扩张的趋势,这时表现为液体浸润固体。(3)不浸润的成因:当固体分子对液体分子的吸引力小于液体内部分子力时,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。
【例2】 小明发现倒酱油的时候总会有一些酱油沿着瓶口流到瓶子外面,他认为如果选用合适的瓶口材料就能保持瓶子清洁。如图所示是酱油滴在两种材料表面的油滴形状,下列说法正确的是(　　)A.油滴与甲材料不浸润B.油滴与乙材料浸润C.油瓶口的材料选用乙材料较合适D.水银在两种材料表面的形状一定与酱油滴形状相同
解析 只要选择酱油不浸润的材料做酱油瓶就能保持瓶子清洁,从图示的情况可以看出酱油与甲材料是浸润的,与乙材料是不浸润的,所以应该选择乙材料,选项A、B错误,C正确;液体在某种材料表面的形状不但与浸润和不浸润有关,而且与液体的体积有关,即使是浸润的,液滴的体积不同其形状也不同,所以无法确定水银在两种材料表面的形状是否与酱油滴的形状相同,选项D错误。
2.如图所示是分别装有水和水银的两个玻璃杯,下列说法正确的是(　　)A.水不浸润玻璃B.水银浸润玻璃C.水的表面层中的水分子之间的作用力表现为引力D.水银的表面层中的水银分子之间的作用力表现为斥力
解析 由题图知水浸润玻璃,故A错误;由题图知水银不浸润玻璃,故B错误;表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大,分子间作用力表现为引力,故C正确,D错误。
如图所示,液晶是现代生活的一个重要角色,从最初的电子手表到如今的笔记本电脑、液晶电视、可视电话……液晶一步步地深入到我们的生活中。(1)为什么“液体”和“晶体”联系在一起了?液晶到底是什么物质?
(2)液晶作为显示元件方面的用途已经深入到了生物医学、电子工业、航空工业以及生活中的各个方面,液晶显示器靠什么性质显示各种颜色?
要点提示 (1)某些物质像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,人们把处于这种状态的物质叫作液晶。构成液晶的分子为有机分子,大多为棒状。(2)液晶具有光学各向异性。
1.液晶的主要性质(1)液晶具有晶体的各向异性原因是在微观结构上,从某个方向看,液晶的分子排列比较整齐,有特殊的取向。(2)液晶具有液体的流动性原因是从另一方向看液晶分子排列是杂乱的,因而液晶又具有液体的性质,具有一定的流动性。
(3)液晶分子的排列特点液晶分子的排列特点是从某个方向上看,液晶分子的排列比较整齐;但是从另一个方向看,液晶分子的排列又是杂乱无章的。(4)液晶的物理性质液晶的物理性质很容易受外界的影响(如电场、压力、光照、温度)发生改变。
2.液晶的主要应用液晶在温度改变时会改变颜色。随着温度的升高,色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化,温度下降时又按相反顺序变色,而且灵敏度很高,在不到1 ℃的温差内就可以显出整个色谱。利用液晶的这种温度效应可以探测温度。
【例3】 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
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。
3.(2023山东潍坊昌乐一中月考)液晶能够显示数码和图像,其原因是(　　)A.液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下,其分子排列发生变化,改变了液晶的光学性质B.有的液晶在电压的作用下能由透明状态变浑浊,可用来显示文字和数码C.有的液晶可以随温度的变化而改变颜色D.有的液晶既可以探测温度又可以显示数码
解析 液晶能够显示数码和图像,主要原因是其在电压的作用下能由透明状态变浑浊,B符合题意;液晶在温度、压力、摩擦、电磁的作用下,其分子排列发生变化,液晶的光学性质发生变化,有的液晶可以随温度的变化而改变颜色,可以用来探测温度又可以显示数码,但这些不是液晶显示数码和图像的原因,A、C、D不符合题意。
1.(液晶)关于液晶,下列说法正确的是(　　)A.液晶是液体和晶体的混合物B.液晶分子在特定方向排列比较整齐C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下,能够发光D.所有物质在一定条件下都能成为液晶
解析 液晶是某些特殊的有机化合物,在某些方向上分子排列规则,某些方向上杂乱,液晶本身不能发光,所以选项A、C、D错误,选项B正确。
2.(浸润和表面张力)图甲是吹肥皂泡游戏的场景,在图乙玻璃杯内注入肥皂水,把用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中,沾满肥皂水后取出,可以吹出肥皂泡,下列说法正确的是(　　)A.肥皂水不浸润玻璃杯壁B.肥皂泡表面张力方向和表面垂直C.肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关D.肥皂泡表面液体分子间只存在引力,没有斥力
解析 一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系,由题图乙可以看出,肥皂水浸润玻璃,故A错误;肥皂泡表面张力方向和表面平行,故B错误;表面张力让液体收缩,而球面是同体积物体中表面积最小的,所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关,故C正确;肥皂泡表面液体分子间既存在引力也存在斥力,合力表现为引力,故D错误。