第2章 5.液体-【名师导航】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步课件(人教版)

第二章　气体、固体和液体 5．液体 2 学习任务 1．知道液体的表面张力，了解表面张力形成的原因。 2．了解浸润和不浸润现象，知道毛细现象及形成的原因。 3．了解液晶的主要性质，知道液晶在显示技术中的应用。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 关键能力·情境探究达成 01 知识点一　液体的表面张力 知识点二　浸润和不浸润 知识点三　液晶 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 4 1．表面层：液体表面的一层跟_____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_____，且与分界面垂直， 如图所示。 知识点一　液体的表面张力 气体 大于 引力 稀疏 吸引 相切 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 4．作用效果：使液面具有_____的趋势。 提醒：表面张力是根据效果命名的力，是液体表面层内大量分子力的宏观表现。 收缩 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 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。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 【问题】 若将肥皂膜的a部分用烧热的针刺破，棉线的形状是图乙中的哪一个？为什么？ 提示：D。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侧肥皂膜刺破时，在b部分肥皂膜表面张力的作用下，棉线被绷紧，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。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 1．液体分子分布特点：由于蒸发现象，液体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：液体内部分子间平均距离r略小于r0，分子间的作用力表现为斥力，而液体表面层分子之间距离r略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 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间的作用力作用的结果。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 4．表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，如图所示。 5．表面张力的作用：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，在失重条件下才呈完美的球形。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 【典例1】　(多选)(2022·广东韶关期中)如图所示，关于液体表面张力，下列说法正确的有(　　) A．甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果 B．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力 C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用 D．丁图中液体表面张力方向与液面相切 √ √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 BD　[甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力作用的结果，A错误；乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子间作用力表现为引力，从而产生表面张力，B正确；丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用，C错误；表面张力产生在液体表面层，它的方向与液面相切，且与分界面垂直，D正确。] 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 [跟进训练] 1．(2022·江苏泰州高三期末)2021年12月9日，我国航天员在空间站成功进行了太空授课。实验时航天员从注射器中挤出一滴水，水滴在空中的形状是(　　) A　　 　B　　 　 C　　　　D A　[空间站中水滴处于完全失重状态，则在水的表面张力作用下，水滴在空中应该呈现球形，故选A。] √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 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。 知识点二　浸润和不浸润 润湿 附着 浸润 不浸润 分子力 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 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 下降 越大 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 【问题】 (1)把两块玻璃分别浸入水和水银里再取出来，可观察到从水银中取出的玻璃上没有附着水银，从水中取出的玻璃上会沾上一层水。为什么会出现上述不同的现象呢？ (2)如图所示，在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤里的水分。你知道这是为什么吗？ 提示：(1)水银不浸润玻璃，而水浸润玻璃。 (2)把地表土壤锄松，破坏了土壤表层的毛细管， 地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而被蒸发 掉，保存地下的水分。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 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。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 2．毛细现象 (1)两种表现：浸润液体在细管中上升，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．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 【典例2】　(2022·江苏东海教育局教研室高二期中)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．酱油滴与甲材料不浸润 B．酱油滴与乙材料浸润 C．酱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 √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 C　[只要选择酱油不浸润的材料做酱油瓶就能保持瓶子清洁，从题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。] 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 [跟进训练] 2．(2022·江苏南通高二期中)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 C　[由题图知水浸润玻璃，水银不浸润玻璃，故A、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。] √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 1．液晶：既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的_________的性质。液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。 2．出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质状态，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。 知识点三　液晶 规则排列 温度 浓度 棒状 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 如图所示，液晶是现代生活中的一个重要角色，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……液晶一步步地深入了我们的生活。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 【问题】 (1)为什么“液体”和“晶体”联系在一起了？ (2)液晶到底是什么物质？ 提示：(1)(2)某些化合物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。液晶物质都具有较大的分子，通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子。不同分子形状的液晶其用途往往也不同，但它在作为显示元件方面的用途已经深入生物医学、电子工业、航空工业以及生活中的各个方面，在今后的显示器中，液晶将扮演主角。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 1．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，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。 (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。 2．液晶的应用 (1)研究离子的渗透性。 (2)液晶显示。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 【典例3】　液晶显示器是一种采用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 √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 C　[液晶有人工合成的，也有天然的，例如液晶结构也存在于人体组织中，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。] 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 [跟进训练] 3．关于液晶的说法正确的是(　　) A．有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 B．液晶是液体和晶体的混合物 C．液晶分子保持固定的位置和取向，同时具有位置有序和取向有序 D．液晶具有流动性，光学性质各向同性 A　[有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，A正确；液晶是介于液态和固态之间的一种物质状态，B错误；液晶分子具有流动性，光学性质各向异性，C、D错误。] √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 学习效果·随堂评估自测 02 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 29 1．(多选)下列现象中由液体的表面张力造成的是(　　) A．两滴水银相接触，立即会合并到一起 B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形 C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿 D．水珠在荷叶上呈球形 ABD　[两滴水银相接触，立即会合并到一起，是表面张力的原因，A正确；熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形，是因为表面张力使液体表面具有收缩的趋势，B正确；用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿，跟各种模型有关，不是表面张力造成的，C错误；水珠在荷叶上呈球形，是因为表面张力使液体表面具有收缩的趋势，D正确。] 1 2 3 4 √ √ √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 2．(2022·江苏宿迁高二期末)许多孩子喜欢玩吹肥皂泡的游戏，在如图所示的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(　　) 1 2 3 4 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 √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 C　[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。] 1 2 3 4 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 3．(多选)把极细的玻璃管分别插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是(　　) 1 2 3 4 A　　 　　　　B C　　 　　　　D AC　[因为水能浸润玻璃，无论管内外均为浸润，选项A正确，B错误；水银不浸润玻璃，选项C正确；选项D中外面浸润，里面不浸润，是不可能的，选项D错误。] √ √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 4．下列最接近液晶分子示意图的是(　　) 1 2 3 4 A　　　　B　 　　　C　　 　　D B　[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，在某个方向上看其分子排列较整齐，另一个方向杂乱无章，所以与A、C图的规则排列有区别，与D图所示的分子无序排列不同，B图所示最接近液晶分子排列。] √ 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 回归本节知识，自我完成以下问题： 1．表面张力的作用效果是什么？表面张力是怎样形成的？ 提示：液体的表面张力使液面具有收缩趋势；表面张力是因为表面层分子间的作用力表现为引力。 2．某种液体浸润和不浸润是固定的吗？取决于什么？ 提示：不是，同种液体，对有些固体是浸润的，对有些固体是不浸润的；浸润与不浸润取决于附着层中液体分子的受力情况。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 阅读材料·拓展物理视野 03 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 36 生物也“懂”物理 如果一只动物不小心从树上掉了下来，它们当然不会知道这是地球重力的作用。不过，这并不意味着动物们不会利用物理规律来适应环境。当我们掌握了相关物理知识，将会理解一些令人觉得不可思议的动物“神技”和生活习性。 红颈瓣蹼鹬是一种小型水禽，喙又细又长，以微型甲壳类生物为食。大部分水禽在收集了少量含有食物的水之后，会通过吸或用舌头将其送入喉咙，并过滤出其中的食物。而红颈瓣蹼鹬则是从水里“啄”出食物，然后用长长的喙一点点地夹食物，把食物送进喉咙。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 红颈瓣蹼鹬为什么可以通过细长的嘴把食物送进喉咙里呢？它既不靠吸，也不用舌头，而是靠表面张力。红颈瓣蹼鹬在进食时，喙并不会张得很大。它会先让一滴含有浮游生物的水滴“粘”在它的上、下颌上，然后迅速张开喙。这时水滴散开，喙中的水滴会向后移动，离喉咙较近的那部分水带着食物进入喉咙。当喙再次合上时，就可以进行下次进食了。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 红颈瓣蹼鹬虽然不懂物理，却会巧妙地利用水的表面张力来进食。这个例子说明了生物是如何巧妙地利用大自然的物理规律来适应环境的。 问题　红颈瓣蹼鹬是利用什么物理原理喝水觅食的？ 提示：表面张力。 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 点击右图进入… 课 时 分 层 作 业 5．液体 关键能力·情境探究达成 学习效果·随堂评估自测 课时分层作业 阅读材料·拓展物理视野 章末综合测评 40 $$