第2章 5 液体(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

第二章　气体、固体和液体 5　液体 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 预习案 必备知识·问题导学 01 探究案 关键能力·互动探究 02 知能达标训练 04 提升案 随堂演练·基础落实 03 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 01 预习案 必备知识·问题导学 栏目导航 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 很小 固体 快 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 稀疏 吸引 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 润湿 不会润湿 分子力 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 上升 下降 越大 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 流动性 晶体 异性 显示 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 不浸润 表面张力 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 02 探究案 关键能力·互动探究 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 03 提升案 随堂演练·基础落实 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 答案　AD 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 04 知能达标训练 栏目导航 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 谢谢观看 栏目导航 第二章　气体、固体和液体 1 [学业要求] 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，了解浸润和不浸润现象及毛细现象，了解毛细现象产生的原因。 3．了解液晶的特点及其应用。 一、液体的表面张力 阅读教材，并回答： 1．亲自试一试：在杯子里加入清水，水静止后将一枚硬币轻轻放在水面上，硬币浮在水面上不下沉。 (1)观察并在草稿纸上画出硬币边缘水面的形状。 (2)缓缓加大压力，观察硬币没入水中前水面发生的变化？ (3)硬币受哪些力？为何不下沉？ 答案：(1)略　(2)水面弯曲　(3)重力和水面的拉力 2．教材图2.5­2演示实验： (1)实验1中：用烧热的针先刺破棉线一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化，并在图2中画出薄膜和棉线变化后的形状。 (2)再用烧热的针刺破棉线另一侧的薄膜，并在图3中画出棉线变化后的形状。 (3)实验2中：观察棉线圈外的薄膜和棉线圈有什么变化，并在图5中画出薄膜和棉线圈发生变化后的形状。 (4)刺破肥皂膜后，棉线张紧。试在图6、图7中画出棉线受到的作用力。 答案：(1)(2)(3)见教材　(4)如图所示 [概念·规律] 1．液体的微观结构 (1)分子间距：液体分子间的距离________。 (2)分子间作用力：液体分子间的作用力比______分子间的作用力要小。 (3)分子运动：在温度相同的情况下，液体的扩散速度要比固体的扩散速度______。 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。 二、浸润和不浸润 1．浸润 一种液体会________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__________某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象。 3．浸润和不浸润是__________作用的表现。 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。 5．毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越细，高度差________。 三、液晶 1．液晶的概念 像液体一样具有__________，其光学性质与某些________相似，具有各向________的有机化合物，称为液晶。 2．液晶的用途 液晶可以用作________元件，在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要应用。 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势 B．表面张力是分子力的宏观表现 C．水对所有固体都浸润 D．毛细管插入水中，管的内径越大，管内水面升得越高 答案　AB 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。 探究点一　液晶和液体的微观结构及表面张力 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。 (4)表面张力的方向：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，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，在完全失重条件下才呈球形)。 (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．液晶的特性及微观结构 (1)液晶是介于固态和液态之间的中间态，其分子排列介于二者之间，并且排列有序但是不稳定。 (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。 　关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　) A．液体表面层的分子分布比内部密 B．液体表面张力使其体积有收缩到最小的趋势 C．液体表面层分子之间只有引力而无斥力 D．液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势 [解析]　表面张力的作用效果是使液体表面收缩 选项 个性分析 A错误 液体表面层的分子分布比内部稀疏 B错误 表面张力使液体表面积有收缩至最小的趋势 D正确 C错误 表面层分子间引力、斥力同时存在，分子力表现为引力 [答案]　D ●核心素养·思维升华 分析表面张力问题的三点注意 (1)表面张力是液体表面层中大量分子间引力的宏观表现。 (2)表面张力的大小除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关。一般情况下，温度越高，表面张力就越小。 (3)表面张力的方向与液面相切。 　(多选)关于液晶，下列说法正确的有(　　) A．液晶是一种晶体 B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性 C．液晶的光学性质随温度的变化而变化 D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 [解析]　液晶的微观结构介于晶体(固体)和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但液晶分子的排列是不稳定的，选项A、B错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等因素变化时，液晶的光学性质会发生改变，选项C、D正确。 [答案]　CD 1．关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　) A．液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于r0 B．液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离大于r0 C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力 D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势 解析　与气体接触的液体，其表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力和斥力，但由于分子间的距离r>r0，分子间的引力大于分子间的斥力，分子力表现为引力，即存在表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势，故A、B、C错误，D正确。 答案　D 2．在天宫课堂中，航天员往水球中注入一个气泡，气泡静止在水中，此时(　　) A．气泡受到浮力 B．气泡内分子热运动停止 C．气泡内气体在分界面处对水无压力 D．水与气泡的分界面处，水的分子间作用力表现为引力 解析　由于在失重状态下，气泡不会受到浮力，A错误；气泡内分子一直在做无规则的热运动，B错误；由于在失重状态下，气泡内气体在界面处存在压强，所以对水产生压力，C错误；水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，D正确。 答案　D 探究点二　浸润和不浸润及毛细现象的分析 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。 2．毛细现象 (1)两种表现：浸润液体在细管中上升，以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。 　(多选)如图所示，把极细的玻璃管分别插入水与水银中，能正确表示毛细现象的是(　　) [解析]　因为水能浸润玻璃，所以A正确，B错误；水银不浸润玻璃，C正确，D错误。 [答案]　AC 　(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．甲管中发生的不是毛细现象，而乙管中发生的是毛细现象 D．若甲、乙两管的内径变小，则甲管内液面更低，乙管内液面更高 [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，B对；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，C错；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，D对。 [答案]　BD ●核心素养·思维升华 　　浸润是固体分子对液体分子的引力大于液体分子之间的引力，使附着层内分子的分布比液体内部更密，使液体跟固体的接触面有扩大的趋势。不浸润是固体分子对液体分子的引力小于液体分子之间的引力，使附着层内分子的分布比液体内部更稀疏，使液体跟固体的接触面有收缩的趋势。毛细现象是指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。 3．(多选)水可以浸润玻璃，而水银不浸润玻璃，它们在毛细管中将发生上升或下降的现象。现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，如图所示，其中错误的是(　　) 解析　水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小(小于r0)分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上升的高度越大，故A正确，B错误；水银对玻璃是不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小，液体分子间距较大(大于r0)，此时附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故C错误，D正确。 答案　BC 1．(多选)如图所示，对于液体在器壁附近发生弯曲的现象，下列说法正确的是(　　) A．表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏 B．表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密 C．附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部密 D．附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏 解析　对任何液体，表面层的分子分布都比液体内部稀，故B错误，A正确；浸润液体的附着层内分子分布比液体内部密，而不浸润液体的附着层内分子分布比液体内部稀，故C、D正确。 答案　ACD 2．(多选)关于浸润和不浸润现象，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．在人造卫星中，由于一切物体都处于完全失重状态，所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时，必须用盖子盖紧，否则容器中液体一定会沿器壁流散 解析　液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体共同决定的，A错误；如果液体浸润容器壁就会形成凹面，且液体在容器中上升，B正确；如果固体分子对液体附着层分子的引力大于液体内部分子的引力，附着层内的分子较密，分子力表现为斥力，会看到液体的浸润现象，C错误；在处于完全失重状态的人造卫星上，如果液体浸润器壁，液体和器壁的附着层就会扩张，沿着器壁流散，故必须用盖子盖紧，D正确。 答案　BD 3．关于液晶，下列说法不正确的是(　　) A．液晶态是介于固态和液态之间的中间态 B．液晶具有流动性 C．液晶表现出各向同性 D．液晶表现出各向异性 答案　C 4．(多选)如图所示，a、b是航天员在天宫一号实验舱做水球实验时水球中形成的气泡，a、b两气泡温度相同且a的体积大，气泡内的气体视为理想气体，则下列说法正确的是(　　) A．水球呈球形是表面张力作用的结果 B．此时水球内的水分子之间只有引力 C．a内气体的分子平均动能比b的大 D．在水球表面滴一小滴红墨水，若水球未破，最后水球将呈红色 解析　液体表面张力是分子间相互作用的结果。就水来说，内部的水分子处于其他水分子的包围之中，各个方向分子的引力会相互抵消。但是表层水分子受到的内部水分子引力远大于外部空气分子的引力。所以，表面的水分子永远受到指向液体内部的力，总是趋向向内部移动。这样，液体总是会力图缩小其表面积。而同样体积的物体，球体的表面积最小，所以A正确；分子之间引力和斥力同时存在，B错误；温度是衡量分子平均动能的标准，因为两部分气体温度相同，所以气体的平均分子动能相同，C错误；由于分子的扩散，在水球表面滴一小滴红墨水，若水球未破，最后水球将呈红色，D正确。 5．2021年12月9日中国空间站首次太空授课活动中，航天员做了一个“水球开花”实验。她将用纸做的小花轻轻放在水球表面，纸花迅速绽放。关于该实验现象，下列说法正确的是(　　) A．纸花“开放”过程中水面对小花做正功 B．水球表面上水分子间的作用力表现为斥力 C．表面层内水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离小 D．水球表面对纸花的作用力和纸花受到的重力是一对平衡力 解析　在水球表面层内分子力表现为引力，纸花绽放的过程，分子力与移动方向相同，可知水面对小花做正功，故A正确；由于液体表面层由于蒸发等原因导致分子数较少，则表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均距离大，故水球表面上水分子间的作用力表现为引力，故BC错误；水球表面对纸花的支持力和纸花受到的重力是一对平衡力，故D错误。 答案　A $$