2.2 2.3 材料及其应用（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册配套教参（鲁科版）

在各自的平衡位置附近振动，是因为微粒间存在着相互作用力的结果。 答案：AC 创新应用练 13．利用扫描隧道显微镜(STM)可以得到物质表面原子排列的图像，从而可以研究物质的构成规律。如图所示的照片是一些晶体材料表面的STM图像，通过观察、比较，可以看到这些材料都是由原子在空间排列而构成的，具有一定的结构特征。则构成这些材料的原子在物质表面排列的共同特点是： (1)________________________________________________________________________； (2)________________________________________________________________________。 解析：从题图中可以看出，这几种材料的原子排列均有一定的规则，因此是晶体物质，具有晶体的特点。 答案：(1)在确定方向上原子有规律地排列；在不同方向上原子的排列规律一般不同 (2)原子排列具有一定的对称性 第2节　表面张力和毛细现象 第3节　材料及其应用 [学科素养与目标要求] 物理观念：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．了解液体的微观结构、浸润和不浸润现象、毛细现象，了解这些现象的产生原因。 3．了解液晶的特点及其应用。 科学探究：通过观察和实验，知道液体的表面张力现象，浸润和不浸润现象及毛细现象。 一、表面张力 1．在液体内部，分子间距离在r0左右，在表面层，分子比较稀疏，分子间距大于r0，因此分子间的作用力表现为引力。 2．液体的表面张力 (1)表面张力：由于表面层内分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，作用是使液体表面绷紧。 (2)作用效果：使液面具有收缩的趋势。 二、浸润与不浸润及毛细现象 1．浸润和不浸润 (1)浸润：一种液体润湿某种固体并附着在该固体表面上的现象。 (2)不浸润：一种液体不润湿某种固体也不附着在该固体表面上的现象。 (3)浸润和不浸润是分子力作用的表现。 2．毛细现象 (1)定义：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象。 (2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大。 三、液晶 1．液晶的概念：既具有像液体那样的流动性和连续性，又具有像晶体那样的各向异性特点的流体，称为液晶。 2．液晶分子的特性 液晶分子的排列不稳定(选填“稳定”或“不稳定”)，液晶在温度改变时会改变颜色。 四、材料及应用 1．材料的种类 (1)按材料特性分为：结构材料和功能材料。 (2)按应用领域分为：信息材料、能源材料、建筑材料，生物材料、航空航天材料等。 (3)按习惯分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。 2．材料的应用 (1)微电子材料：半导体。 (2)力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变的纳米材料。 (3)石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，是已知强度最高的材料之一。 [基础知能小试] 1．判断下列说法的正误。 (1)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势，是分子力的宏观表现。(√) (2)昆虫可以在水面上自由走动是表面张力在起作用。(√) (3)复合材料则是由几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。(√) (4)毛细管插入水中，管的内径越大，管内水面升高的越高。(×) (5)液晶是液体和晶体的混合物。(×) 2．要增强雨伞的防水作用，伞面可选择对水是________(选填“浸润”或“不浸润”)的布料；布料经纬线间空隙很小，小水珠落在伞面上由于________的作用，不能透过空隙。 答案：不浸润　表面张力 要点一　液体的微观结构　液体的表面张力 　如图所示是液体表面附近分子分布的大致情况。 请结合图片思考： (1)液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点？ (2)液体像气体一样没有固定的形状，具有流动性，而又像固体一样具有一定的体积，不易被压缩，液体的这些特点是由什么决定的？ (3)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：(1)表面层内分子间距离大于r0，分子间作用力表现为引力。 (2)液体的微观结构。 (3)不同。小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉是液体表面张力在起作用。小木块浮在水面上是重力和水的浮力平衡的结果。 1．液体表面张力的成因分析 (1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面层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