物理选择性必修 第三册5 液体导学案

2.5液体

课前预习：

一、    液体的表面张力

1. 表面层：液体表面有一层跟      接触的薄层。在表面层，分子的距离r略     r0，分子间的作用力表现为         。
2. 表面张力：由于表面层分子分布比较      ，分子间的作用力表现为相互      而使液体表面绷紧的力。
3. 方向：和液面        ，垂直于液面上的各条分界线。
4. 作用效果：使液面具有        的趋势。

二、    浸润和不浸润及毛细现象

1. 浸润：一种液体会       某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润。
2. 不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不会      在固体的表面上，这种现象叫作不浸润。

3. 当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用      时，液体能够浸润固体。反之，液体则不浸润固体。

4. 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。毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差      。

三、液晶

1. 液晶的概念：液晶是介于       和       之间的一种物质状态。既具有液体的        ，又在一定程度上具有晶体分子的       排列的性质。

2. 构成液晶的分子大多为      状。

3. 液晶具有光学上的各向       。

思考判断：

(1)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势。(    )

(2)表面张力是液体表面各部分分子间存在的相互排斥力。(    )

(3)表面张力是根据效果命名的力，是液体表面层大量分子力的宏观表现，不是浮力。（    ）

(4)如果固体对液体分子的引力较弱，就会形成浸润现象。(    )

(5)浸润液体和不浸润液体在细管中都上升。(     )

(6)当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。反之，液体则不浸润固体。（    ）

课堂练习：

例1．关于液体的表面张力,下列说法中正确的是(　　)

A.表面张力是液体各部分间的相互作用

B.液体表面层分子分布比液体内部稀疏,分子间的相互作用力表现为斥力

C.表面张力的方向总是垂直液面,指向液体内部的

D.表面张力的方向总是沿液面分布的

例2．(多选)下列现象中,由于液体的表面张力造成的是(　　)

A.船浮于水面上

B.硬币或钢针浮于水面上

C.绸布伞有缝隙但不漏雨水

D.锋利的玻璃片,用酒精灯烧一段时间后变钝了

例3．关于浸润和不浸润及毛细现象,下列说法中正确的是(　　)

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,则液面成凹形,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

例4．(多选)液晶在现代生活中扮演着重要的角色,下列对于液晶的认识,正确的是(　　)

A.液晶态就是固态和液态的混合物

B.液晶具有各向异性的性质

C.液晶既有液体的流动性,又有晶体的各向异性

D.天然存在的液晶很多,如果这种物质是液晶,那么它在任何条件下都是液晶

课后巩固：

1.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.表面层里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

2.下列不属于液体表面张力作用具有收缩趋势而引起的现象是(　　)

A.小昆虫停留在水面上              B.用焊锡焊接处总是球形的

C.液体流不过网眼很密的筛子        D.雨水掉到游禽羽毛上时，雨水不能湿润羽毛

3.玻璃烧杯中盛有少许水银，在太空轨道上运动的宇宙飞船内，水银在烧杯中呈现的形状是图中的(　　)

4.如图所示，金属框内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，棉线的形状是选项图中的(　　)

5.(多选)将不同材料制成的甲、乙两细管插入相同的液体中，甲管内液面比管外液面低，乙管内液面比管外液面高，则(　　)

A.液体对甲材料是浸润的       

B.液体对乙材料是浸润的

C.甲不是毛细现象，乙是毛细现象

D.若甲、乙两管的内径变小，甲内液面更低，乙内液面更高

6.下面说法正确的是(　　)

A.鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿——毛细现象

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.压紧土壤可以把地下水分引上来——浸润现象

D.保存地下的水分就要把地面的土壤锄松——表面张力

7.(多选)下列说法正确的是(　　)

A.浸润液体在细管里上升

B.不浸润液体在细管里下降

C.建筑房屋时，在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细现象使地下水容易上升

D.农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生

8. 用内径很小的玻璃管做成的水银气压计,其读数比实际气压(　　)

A.偏大 B.偏小 

C.相同 D.无法解释

9.肥皂泡内气体的压强p与外界大气压强p0相比较应是(　　)

A.p>p0          B.p<p0         C.p＝p0      D.不能确定

10.(多选)关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是(　　)

A.晶体和液晶的性质是完全相同的         

B.液晶就是液体，具有液体的所有性质

C.液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态 

D.液晶具有液体的流动性，具有晶体的各向异性

11.(多选)关于液晶,下列说法中正确的是(　　)

A.其光学性质具有各向异性,故液晶属于晶体

B.人们常利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度

C.液晶可以制造显示器,在电子工业、航空工业、生物医学等领域有广泛应用

D.固体在受热熔化过程中,当温度处于熔点时,其状态就是液晶态

12.在2021年12月9日的天宫课堂中，航天员王亚平做了一个水球实验。水球表面上水分子间的作用力表现为___________（填“引力”或“斥力”），原因是表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离________（填“大”或“小”）。王亚平又将她和女儿用纸做的小花轻轻放在水球表面，纸花迅速绽放，水面对小花做了___________（填“正功”或“负功”）。

2.5  液体

课前预习：

一、液体的表面张力

1. 气体   大于  引力   2. 稀疏   吸引    3. 相切    4. 收缩

二、浸润和不浸润及毛细现象

1. 润湿    2. 附着   3. 强  4. 上升   下降     越大

三、液晶

1. 固态 液态 流动性 规则 2. 棒  3. 异性

思考判断：

(1) (√)   (2) (×)    (3)（√）   (4) (×)    (5)(×)   (6)（√）  

课堂练习：

例1.    答案　D 解析:表面张力是液体表面层分子间的相互作用,而不是液体各部分间的相互作用,故A错误;与气体接触的液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离,分子间的距离大于分子的平衡距离r0,分子引力大于分子斥力,分子力表现为引力,即存在表面张力,故B错误;表面张力使液体表面有收缩的趋势,它的方向沿液面分布,跟液面相切,故C错误,D正确。

例2.  答案　BCD   解析:船浮于水面上是由于浮力造成的,不是由于液体的表面张力造成的,故A错;硬币或钢针能浮于水面上,是由于液体表面张力的作用,故B正确;绸布伞浸湿后,虽然有缝隙,但是由于表面张力作用,使雨水漏不下来,故C正确;表面张力可以使液体表面呈球形,锋利的玻璃片,用酒精灯烧一段时间后变钝了,是液体的表面张力造成的,故D正确。

例3.    答案　B 解析:浸润与不浸润是相对的,对玻璃来说水银是不浸润液体,但不是对任何固体水银都是不浸润液体,故A错误;在玻璃试管中,如果液体能够浸润器壁,液面呈凹形,且液体在容器内上升,故B正确;固体分子对液体分子的引力大于液体分子间引力时,才会形成浸润现象,故C错误;由于细玻璃管的内径不同,竖直插入水中时,管内水柱高度不同,故D错误。

例4.  答案　BC 解析:液晶是介于液态与固态之间的一种物质状态,不是固态与液态的混合物,故A错误;液晶具有与晶体相似的性质,如具有光学各向异性,故B正确;液晶是像液体一样可以流动,又具有某些晶体结构特征的一类物质,所以液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,故C正确;天然存在的液晶并不多,多数液晶是人工合成的,如果这种物质是液晶,那么它在加热的条件下可能变成液体,故D错误。

课后巩固：

1. 答案　C

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。

2. 答案　D  

解析　小昆虫停留在水面上使水面略有凹陷，凹陷处水面具有收缩趋势的表面张力的向上分力对昆虫的支持作用使其能停留在水面上。焊锡熔化成液态时，由于液态锡滴表面张力的作用，其表面积具有收缩到最小的趋势，使锡滴成为球形。网眼很密的筛子被水浸润后，在网眼上形成一层水膜，当水通过水膜时，水膜的具有收缩趋势的表面张力使水无法流过网眼。游禽羽毛上有很多油脂，形成油脂层，水不浸润油脂层，因而不能湿润羽毛。

3. 答案　D  

解析　因为水银不浸润玻璃，所以在完全失重的情况下，其形状只由表面张力决定，在表面张力作用下，水银的表面要收缩至最小，因而最终水银成球形。故D正确。

4. 答案　D  

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。当把肥皂膜的a部分刺破后，在肥皂膜的b部分的表面张力的作用下，棉线将被绷紧。因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最小，所以棉线被拉成凹的圆弧形状，故D正确。

5. 答案　BD  

解析　液体对固体浸润的情况下，在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下，液面将上升，所以A错误，B正确；毛细现象是指浸润液体在细管中上升，以及不浸润液体在细管中下降的现象，所以C错误；在液体和毛细管材料一定的情况下，管越细毛细现象越明显，所以D正确。

6. 答案　B   

解析　鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿是不浸润现象，故A错误；细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形，是表面张力的作用，因为表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，而体积相同情况下球的表面积最小，故呈球形，B正确；压紧土壤可以把地下水分引上来是毛细现象，故C错误；保存地下的水分就要把地面的土壤锄松，防止毛细现象的发生，故D错误。

7. 答案　ABD  

解析　毛细现象和液体的浸润、不浸润相联系。浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，故A、B正确；建筑房屋时，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，防止地下的水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升，以使房屋保持干燥，土壤里有很多毛细管，地下的水分可以沿着它们上升到地面。如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管。相反，如果想把地下的水分引上来，不仅要保持土壤里的毛细管，而且还要使它们变得更细，这时就要用工具将土壤压结实，故C错误，D正确。

8. 答案　B

解析:因为水银不浸润玻璃,所以玻璃管中的水银呈凸形;因为玻璃管很细,会发生毛细现象,使水银柱下降,所以气压计的读数应比实际气压偏小,选项B正确。

9. 答案　A

解析　由于液体的表面张力作用，肥皂泡有收缩的趋势，所以内部压强要大于外部压强，故A正确。

10. 答案　CD   

解析　晶体属于典型的固体，其分子排列呈一定的点阵结构，有规律，而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的，其像液体一样具有流动性，而在光学性质等物理性质上又与晶体相似，具有各向异性，  故A、B错误，C、D正确。

11. 答案　BC 解析:液晶具有晶体的各向异性和液体的流动性,但液晶不是晶体,故A错误;有一种液晶,随温度的逐渐升高,其颜色按顺序改变,利用这种性质,可用来探测温度,故B正确;液晶可以制造显示器,我们所用的显示器有很大部分属于液晶显示器,在电子工业、航空工业、生物医学等领域有广泛应用,故C正确;液晶是介于液态与结晶态之间的一种特殊的物质状态,并不是固液共存的状态,故D错误。
12. 答案     引力     大     正功

解析 水球表面上水分子间的作用力表现为引力，原因是表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离大；王亚平又将她和女儿用纸做的小花轻轻放在水球表面，纸花迅速绽放，水面对小花做了正功。