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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册5 液体示范课课件ppt
展开1.观察液体的表面张力现象。2.了解表面张力产生的原因。知道毛细现象。 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。2.了解浸润和不浸润现象及毛细现象产生的原因。3.了解液晶的特点及其应用。
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:液体表面的这种力使液体表面_______,叫作液体的表面张力。(2)作用效果:使液体表面具有___________。说明:表面张力使液体表面积收缩到最小。
『判一判』(1)表面张力是分子力的宏观表现。( )(2)表面张力使液体表面具有向外扩张的趋势。( )(3)有些昆虫可以在水面上自由走动是由于有液体表面张力的缘故。( )
『选一选』(多选)下列有关表面张力的说法中正确的是( )A.表面张力的作用是使液体表面伸张B.表面张力的作用是使液体表面收缩C.有些小昆虫能在水面自由行走,这是表面张力的缘故D.用滴管滴液体,滴的液滴总是球形,这是表面张力的缘故解析: 表面张力的作用效果是使液体表面收缩,选项A错误,B正确;由于表面张力,被压弯的液面收缩,使小昆虫浮在液面上,C正确;在体积相等的各种形状的物体中,球形表面积最小,所以液滴总是球形,D正确。
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上,这种现象叫作_________。(2)浸润和不浸润是_________作用的表现。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_______。
『判一判』(4)若某种液体浸润某一固体,那么它对所有固体都浸润。( )
1.液晶: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___________的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。2.出现液晶态的条件:液晶是一种特殊物质,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_______范围内具有液晶态。3.液晶的微观结构:通常_______分子的物质容易具有液晶态。
『判一判』(5)液晶的各种物理性质均表现为各向异性。( )(6)液晶具有液体的流动性,液晶的分子排列与液态相同。( )
『想一想』农民往往利用翻松地表土壤来保存土壤中的水分,你知道为什么吗?答案:把地表土壤锄松,破坏了土壤表层的毛细管,从而阻止了水分上升到地面而被蒸发掉。
要|点|提|炼对液体表面张力的理解1.液体表面张力的形成(1)分子间距离特点:由于蒸发现象,液体表面分子分布比内部分子稀疏。(2)分子力特点:液体内部分子间引力、斥力基本上相等,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,使液体表面形成一层绷紧的膜。
2.表面张力及其作用(1)表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线。如图所示。(2)表面张力的大小与边界线长度有关,还跟液体的种类、温度有关。(3)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。在体积相同的情况下,球形的表面积最小。
表面张力使液面有收缩的趋势,故往往会误认为收缩后r
解析: 液体表面张力是液体表面层里的分子比液体内部分子稀疏,分子间的距离比液体内部分子间距离大,分子力表现为引力的结果,而非气体分子对表面层液体分子的吸引产生的,表面张力使液体表面具有收缩的趋势,故A、B、C错误,D正确。
关于液体的表面张力,下列说法中错误的是( )A.表面张力是液面各部分间相互吸引的力,方向与液面相切B.表面张力是液面分子间的作用力的宏观体现C.表面层的分子距离比液体内部的小,分子间的作用力表现为引力D.不论是水还是水银,表面张力都要使液面收缩
解析: 表面张力是液面各部分间相互吸引的力,方向与液面相切,在液体与气体相接触的表面层中,液体分子的分布比液体内部的稀疏,即分子间距大于r0,分子间的相互作用力表现为引力,其宏观表现是使液面收缩,好像绷紧的橡皮膜一样,所以错误的只有C选项。
对浸润和不浸润、毛细现象、液晶的分析
要|点|提|炼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。
4.毛细现象(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,液体会受到一向上的作用力,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一向下的力,因而管内液面比管外低。
5.液晶液晶是介于液体与固体之间的一种中间态的物质,在特定方向上分子排列整齐,其物理性质表现为各向异性,另一方向上分子排列是杂乱的,具有液体的特征,所以液晶还具有流动性,但液晶并不是液体和晶体的混合物。
典|例|剖|析 关于浸润和不浸润及毛细现象,下列说法正确的是( )A.水银是浸润液体,水是不浸润液体B.在内径小的容器里,如果液体能浸润容器壁,则液面为凹形,且液体在容器内上升C.如果固体分子对液体分子的引力较弱,就会形成浸润现象D.两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中,管内水柱高度相同
解析: 同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的,水对玻璃来说是浸润液体,对石蜡来说是不浸润液体,水银对玻璃来说是不浸润液体,对铅来说是浸润液体,A错误;在内径小的容器里,如果液体能浸润器壁,则液面为凹形,且液体在容器内上升,如果液体不能浸润器壁,则液面为凸形,B正确;如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱,就会出现不浸润现象,C错误;内径不同的几支细玻璃管,管内水柱的高度不同,管越细,高度越高,毛细现象越明显,D错误。
(多选)把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,能正确表示毛细现象的是( )
解析: 因为水能浸润玻璃,所以水在细玻璃管中上升,且液面与管壁接触的位置向上弯,故A正确,B错误;因为水银不浸润玻璃,所以水银在细玻璃管中下降,且液面与管壁接触位置向下弯,故C正确,D错误。
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,但不稳定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: 液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质,液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定,液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,但液晶本身不发光,并不是所有物质都能成为液晶,故选B。
正确区分表面张力、液面弹力及浮力浮力的实质是物体的下表面与上表面所受的压力之差。表面张力的实质是液体表面层内各部分之间的相互吸引力,是分子力的宏观体现。需要注意的是,表面张力作用于液体的表面层里,并不是作用于液面上的物体上。昆虫与极细的针漂浮于水面上是表面张力在起作用,表面张力使水面上形成一个膜(表面层),正是这个膜托住了昆虫与细针,即膜对它们的支持力与其重力平衡。
我们有时会发现,有些硬币可以浮在水面上,这是因为( )A.硬币所受的重力与表面张力和浮力的合力平衡B.硬币所受的重力与浮力平衡C.硬币所受的重力与表面张力平衡D.表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对硬币产生一个向上的支持力,硬币所受的重力与支持力平衡
解析:这一现象是表面张力作用的结果。由于硬币密度大于水的密度,硬币放入水中易下沉,而硬币表面由于经常和手接触,有一层油膜,这一层油膜使硬币与水不浸润。将硬币轻轻放在平静的水面时,表面张力使水面收缩形成一个膜,正是这个膜托住了硬币,即膜对硬币的支持力与硬币所受的重力平衡。故D正确。
一、液体表面张力1.(多选)以下说法正确的是( )A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体表面张力在起作用B.小木块能够浮于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和水的浮力平衡的结果D.喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果
解析: 仔细观察可以发现,小昆虫在水面上站定或行进过程中,其腿部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,因此这是液体的表面张力在起作用。浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A正确,C错误;小木块浮于水面上时,木块下部实际上已经陷入水中受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,B错误;喷泉喷到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作用且又处于失重状态,因而形成球状水珠,故D正确。
2.(2023·河北省邢台市高二下学期检测)如图甲所示,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。若将肥皂膜的a部分用热针刺破,棉线的形状是图乙中的( )
解析:肥皂膜未被刺破时,作用在棉线两侧的表面张力互相平衡,棉线可以有任意形状。当把a部分肥皂膜刺破后,在b部分肥皂膜表面张力的作用下,棉线将被绷紧。因液体表面有收缩到面积最小的趋势,所以棉线被拉成凹的圆弧形状。正确选项为D。
二、浸润和不浸润3.(2023·河南周口质检)关于浸润与不浸润现象,下列几种说法正确的是( )A.水是浸润液体B.水银是不浸润液体C.同一种液体对不同的固体,可能是浸润的,也可能是不浸润的D.只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
解析: 浸润或不浸润,是一种液体对某一种固体来说的,孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义。同一种液体对不同的固体,可能浸润,也可能不浸润,例如水对玻璃浸润,而对石蜡就不浸润。浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降,都属于毛细现象。故选项C正确。
4.(2023·重庆万州区模拟)如图(a)(b)所示,将不同材料制作的甲、乙细管竖直插入水中,甲管内水面低于管外水面,乙管内水面高出管外水面。下列说法正确的是( )A.水能浸润甲管,不能浸润乙管B.与甲管接触附着层内水分子间的作用力表现为斥力C.两图所示现象均是毛细现象D.用乙管所用材料制作防水衣,防水效果比甲管所用材料制作的好
解析: 管径很细的管子叫作毛细管,将毛细管插入水内时,管内、外液面会产生高度差,如果水浸润管壁,管内液面高于管外液面;如果水不浸润管壁,管内液面低于管外液面,所以水对乙管是浸润的,对甲管是不浸润的,故A错误;水对甲管是不浸润的,与甲管接触附着层内的水分子之间的作用力表现为引力,故B错误;甲管中液面比管外液面低,乙管中液面比管外液面高都是毛细现象,故C正确;用甲管所用材料制作的防水衣,防水效果比用乙管所用材料制作的好,故D错误。
三、液晶5.护肤乳液在一定条件下能形成层状液晶,则( )A.所有物质都能形成层状液晶B.层状液晶的光学性质具有各向异性C.层状液晶是液体与晶体的混合物D.层状液晶不会随温度升高发生变化
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