第09讲 液体【帮课堂】2021-2022学年高二物理同步精品讲义（人教版2019选择性必修第三册）

第09讲 液体 ( 目标导航 ) 课程标准 课标解读 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。 ( 知识精讲 ) 知识点01 液体的表面张力 1．表面层：液体表面跟气体接触的薄层。 2．表面张力：(1)定义：在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。 (2)方向：总是跟液体相切，且与分界面垂直。 【知识拓展】 1．液体表面张力的成因分析 液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该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。 (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。 (3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。 【即学即练1】金属铝熔化成液体后通入氢气，在液态铝内产生大量气泡，冷凝后得到带有微孔的泡沫铝，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．泡沫铝是晶体，某些物理性质具有各向异性 B．在冷凝过程中，气泡收缩，外界对气体做功，气体内能增加 C．液态铝与氢气泡的接触面存在表面张力，将会阻碍气泡的膨胀 D．由于充入了气体，泡沫铝分子间距离增大，分子间只存在分子引力 【答案】C 【解析】A．泡沫铝是晶体，但是是多晶体，表现为各向同性，A错误； B．在金属液体冷凝过程中，气泡收缩变小，外界对气体做功，同时温度降低，放出热量，气体内能降低，B错误； C．金属铝熔化成液体后通入氢气，产生大量气泡，液体表面分子间存在表面张力，液态铝表面张力将会阻碍气泡的膨胀，C正确； D．分子之间同时存在引力和斥力，当时，分子力表现为引力，不是只存在引力，故D错误。 故选C。 知识点02 浸润和不浸润 1．浸润和不浸润 (1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象； (2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象； (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强时，液体能够浸润固体；反之，液体则不浸润固体。 2．毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。 【知识拓展】 1．浸润和不浸润的形成原因 (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力时，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力时，这时表现为液体不浸润固体。 2．毛细现象的产生原因 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如下图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体的表面张力的作用，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。 【即学即练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．图甲说明油滴与甲材料不浸润 B．图乙说明油滴与乙材料浸润 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 【答案】C 【解析】ABC．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C正确。 D．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。 故选C。 知识点03 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)液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质； (2)具有光学各向异性。 【知识拓展】液晶的特点 (1)液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列； (2)液晶具有光学上的各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质。 【即学即练3】下列说法中不正确的是（　　） A．液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 B．非晶体呈各向同性，晶体也有可能呈各向同性 C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面