第二章 5. 液体-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步学习方案（人教版2019）

●物理·选择性必修第三册（配RJ版） 丫提升案随堂演练·基础落实 /夯基铺·提技能·素养达成 1.(多选)对下列几种固体物质的认识，正确 M 的有 ( A.食盐熔化过程中，温度保持不变，说明 食盐是晶体 B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母 A.晶体和非晶体均存在固定的熔点T。 片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂 B.曲线M的bc段表示固液共存状态 蜡是晶体 C.曲线M的ab段、曲线N的ef段均表 示固态 C.天然石英表现出各向异性，是由于该物 D.曲线M的cd段、曲线N的fg段均表 质的微粒在空间的排列不规则 示液态 D.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于 4.(多选)关于石墨与金刚石的区别，下列说 组成它们的物质微粒排列结构不同 法正确的是 ( ) 2.(晶体与非晶体的区别)下列固体中全是由 A.石墨与金刚石是同种物质微粒组成的 晶体组成的是 ( 空间结构不同的晶体 A.石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜 B.金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬， B.石英、玻璃、云母、铜 石墨晶体是层状结构，所以质地松软 C.食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香 C.石墨与金刚石是不同物质的微粒组成 D.蜂蜡、松香、橡胶、沥青 的不同晶体 3.如图所示，曲线M、N分别表示品体和非 D.石墨导电、金刚石不导电是由于组成它 晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴 们的化学元素不同 表示时间t,纵轴表示温度T,从图中可以 确定的是 提示 请完成[知能达标训练]作业（七） 液体 [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。 预习案必备知识·问题导学 /通教材·理知识·素养初成 一、液体的表面张力 (1)观察并在草稿纸上画出硬币边缘水面 阅读教材，并回答： 的形状。 1.亲自试一试：在杯子里加入清水，水静止后 (2)缓缓加大压力，观察硬币没入水中前水 将一枚硬币轻轻放在水面上，硬币浮在水 面发生的变化？ 面上不下沉。 48 第二章气体、固体和液体。 (3)硬币受哪些力？为何不下沉？ 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.教材图2.5-2演示实验： 2.不浸润 (1)实验1中：用烧热的针先刺破棉线一侧 一种液体 某种固体，不会附 的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化，并在 着在这种固体的表面上的现象。 图2中画出薄膜和棉线变化后的形状。 3.浸润和不浸润是 作用的表现。 (2)再用烧热的针刺破棉线另一侧的薄膜， 4.毛细现象 并在图3中画出棉线变化后的形状。 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 (3)实验2中：观察棉线圈外的薄膜和棉线 三、液晶 圈有什么变化，并在图5中画出薄膜和棉 1.液晶的概念 线圈发生变化后的形状。 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。 (4)刺破肥皂膜后，棉线张紧。试在图6、 2.液晶的用途 图7中画出棉线受到的作用力。 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。 [自我诊断] 1.(多选)下列说法正确的是 [概念·规律] A.表面张力的作用是使液面具有收缩的 1.液体的微观结构 趋势 (1)分子间距：液体分子间的距离 B.表面张力是分子力的宏观表现 (2)分子间作用力：液体分子间的作用力比 C.水对所有固体都浸润 分子间的作用力要小。 D.毛细管插入水中，管的内径越大，管内 (3)分子运动：在温度相同的情况下，液体的 水面升得越高 扩散速度要比固体的扩散速度 2.要增强雨伞的防水作用，伞面可选择对水 2.表面张力 是 (选填“浸润”或“不浸润”)的布 由于表面层分子分布比较 ,分子 料：布料经纬线间空隙很小，小水珠落在伞 间的作用力表现为相互 而使液体 面上由于 的作用，不能透过 表面绷紧的力。 空隙。 49 。物理·选择性必修 第三册（配RJ版） 探究案关键能力·互动探究 /析考点·倍规作·素养提升 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 例关于液体的表面张力，下列说法正 (1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体 确的是 表面分子分布比内部分子稀疏。 A.液体表面层的分子分布比内部密 (2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥 B.液体表面张力使其体积有收缩到最小 力基本上相等，而液体表面层分子之间距 的趋势 离较大，分子力表现为引力。 C.液体表面层分子之间只有引力而无 (3)表面特性：表面层分子之间的引力 斥力 使液面产生了表面张力，使液体表面形 D.液体表面张力使其表面积有收缩到最 小的趋势 成一层绷紧的膜。 (4)表面张力的方向：表面张力的方向和液 ©核心素养·思维升华 面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图 分析表面张力问题的三点注意 所示。 (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。 2.表面张力及其作用 (3)表面张力的方向与液面相切。 (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液 例2 (多选)关于液晶，下列说法正确 体表面积趋于最小。而在体积相同的条件 的有 下，球形的表面积最小。例如，吹出的肥皂泡 A.液晶是一种晶体 呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形 B.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各 (但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完 向异性 全失重条件下才呈球形)。 C.液晶的光学性质随温度的变化而变化 (2)表面张力的大小除了跟边界线长度有 D.液品的光学性质随外加电压的变化而 关外，还跟液体的种类、温度有关。 变化 3.液晶的特性及微观结构 O针对训练 (1)液晶是介于固态和液态之间的中间态， 1.关于液体的表面张力，下列说法正确的是 其分子排列介于二者之间，并且排列有序 ( 但是不稳定。 A.液体的表面张力使表面层内液体分子 (2)液晶具有光学上的各向异性，液晶分子 间的平均距离小于。 的排列不稳定，微小的外界变动都会改变 B.液体的表面张力使表面层内液体分子 分子排列，从而改变液晶的某些性质。 间的平均距离大于r。 50 第二章气体、固体和液体。 C.产生表面张力的原因是表面层内液体 A.气泡受到浮力 分子间只有引力没有斥力 B.气泡内分子热运动停止 D.表面张力使液体的表面有收缩的趋势 C.气泡内气体在分界面处对水无压力 2.在天宫课堂中，航天员往水球中注入一个 D.水与气泡的分界面处，水的分子间作用力 气泡，气泡静止在水中，此时 表现为引力 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 面张力的作用使液体受到一向下的力，因 (1)附着层内分子受力情况：液体和固体接 而管内液面比管外低。 触时，附着层的液体分子除受液体内部的 例3（多选）如图所示，把极细的玻璃管 分子吸引外，还受到固体分子的吸引。 分别插人水与水银中，能正确表示毛细现 (2)浸润的成因：当固体分子吸引力大于液 象的是 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 水 为斥力，具有扩张的趋势，这时表现为液体 浸润固体。 例4 (多选)将不同材料制成的甲、乙两 (3)不浸润的成因：当固体分子吸引力小于 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 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 A.液体对甲材料是浸润的 现为引力，具有收缩的趋势，这时表现为液 B.液体对乙材料是浸润的 体不浸润固体。 C.甲管中发生的不是毛细现象，而乙管中 2.毛细现象 发生的是毛细现象 (1)两种表现：浸润液体在细管中上升，以 D.若甲、乙两管的内径变小，则甲管内液 及不浸润液体在细管中下降。 面更低，乙管内液面更高 (2)产生原因：毛细现象的产生与表面张力 ©核心素养·思维升华 及浸润现象都有关系。 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 甲 引力小于液体分子之间的引力，使附着层内分 如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈 子的分布比液体内部更稀疏，使液体跟固体的 凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到 接触面有收缩的趋势。毛细现象是指浸润液 一向上的作用力，因而管内液面要比管外 体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细 高：乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表 管中下降的现象。 51 ●物理·选择性必修第三册（配RJ版） ○针对训练 插入水和水银中，如图所示，其中错误 3.(多选)水可以浸润玻璃，而水银不浸润 的是 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 提升案随堂演练·基础落实 /分基础·经技能·素养达成 1.(多选)如图所示，对于液体在器壁附近发 4.(多选)如图所示，a、b是航天员在天宫一 生弯曲的现象，下列说法正确的是( 号实验舱做水球实验时水球中形成的气 表面层 表而层 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 附者层1 附若层川 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 水球 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 A.水球呈球形是表面张力作用的结果 2.(多选)关于浸润和不浸润现象，下列说法 B.此时水球内的水分子之间只有引力 正确的是 ( C.a内气体的分子平均动能比b的大 A.水银是浸润液体，水是不浸润液体 D.在水球表面滴一小滴红墨水，若水球未 B.在内径小的容器里，如果液体能浸润容 破，最后水球将呈红色 器壁，则液面成凹形，且液体在容器内 5.2021年12月9日中国空间站首次太空授 上升 课活动中，航天员做了一个“水球开花”实 C.如果固体分子对液体分子的引力较弱， 验。她将用纸做的小花轻轻放在水球表 就会形成浸润现象 面，纸花迅速绽放。关于该实验现象，下列 D.在人造卫星中，由于一切物体都处于完 说法正确的是 () 全失重状态，所以一个固定着的容器中 A.纸花“开放”过程中水面对小花做正功 装有浸润其器壁的液体时，必须用盖子 B.水球表面上水分子间的作用力表现为 盖紧，否则容器中液体一定会沿器壁 流散 斥力 3.关于液晶，下列说法不正确的是 ( C.表面层内水分子间的平均距离比内部 A.液晶态是介于固态和液态之间的中 分子间的平均距离小 间态 D.水球表面对纸花的作用力和纸花受到 B.液晶具有流动性 的重力是一对平衡力 C.液晶表现出各向同性 请完成[知能达标训练」作业（八) D.液品表现出各向异性 524.解析(1)活塞从位置a到6过程中，气体做等温变化，： [针对训练 初态p1=1.0×105Pa、V1=S·11ab 2.C晶体的外形、物理性质都是由晶体的微观结构决 定的，A、B、D正确；各向同性的物质不一定是非晶 末态p2=?、V2=S·10ab 体，多晶体也具有这样的性质，C错误。 根据p1V1=p2V2 提升案随堂演练·基础落实 解得p2=1.1×105Pa 此时对活塞根据平衡条件F+p1S=p2S十FN 1.AD晶体的特点是在熔化过程中温度保持不变，有固 解得卡销b对活塞支持力的大小FN=100N。 定的熔，点，食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是 (2)将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞 品体，A正确；蜂蜡是非晶体，B错误；天然石英表现为 刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态 各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则，C p2=1.1×105Pa,T2=300K 错误：石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们 的物质微粒排列结构不同，D正确。 末态，对活塞根据平衡条件3S=F十p1S 2.A 解得p3=1.2×105Pa 3.B晶体与非晶体间关键区别在于晶体存在固定的熔 设此时温度为T3,根据=奥 T2T3 点，固液共存态时吸热且温度不变，而非晶体没有固定 熔点，故B正确，A、C、D错误。 解得T3≈327K。 答案(1)100N(2)327K 4.AB石墨和金刚石都是碳原子按照不同的排列规律构 成的不同晶体，金刚石中的碳原子间距离相等，有很强 4固体 的相互作用力，因此它结构紧密，质地坚硬，几乎不导 预习案必备知识·问题导学 电，而石墨中的碳原子间距离不相等，形成层状结构，其 一、1.(1)石英(2)玻璃 原子间距离很大，作用力较弱，因此质地松软，由此可知 2.形状熔点同性形状熔点异性形状 A、B正确，C、D错误。 熔点同性 5液体 二、1.周期性2.不同规则晶体 预习案必备知识·问题导学 [自我诊断] 1.B2.品体 一、1.答案：(1)略(2)水面弯曲(3)重力和水面的拉力 2.答案：(1)(2)(3)见教材 探究案关键能力·互动探究 (4)如图所示 探究点一 [例1门[解析]单品体具有各向异性，而多晶体具有各 向同性，故A正确，B错误：非晶体的物理性质，在各个 方向上都是相同的，C正确；品体分为单晶体和多晶体， 多晶体具有各向同性，在各个方向上物理性质都是相同 的，D错误。 [答案]AC [概念·规律] [针对训练] 1.(1)很小(2)固体 (3)快 1.C根据各向异性和各向同性只能确定是否为单晶体， 2.稀疏吸引 无法用来鉴别多晶体和非晶体，选项A错误：薄片在力 二、1.润湿2.不会润湿3.分子力4.上升下降 学性质上表现为各向同性，无法确定薄片是多晶体还是 5.越大 非品体，选项B错误：固体球在导电性质上表现为各向 三、1.流动性 晶体异性2.显示 异性，则一定是单晶体，选项C正确：某一晶体的物理性 [自我诊断] 质显示各向同性，并不意味着该物质一定是多晶体，因 1.AB 为单晶体并非所有物理性质都表现为各向异性，选项D: 2.不浸润表面张力 错误。 探究案关键能力·互动探究 探究点二 探究点一 [例2][解析]组成晶体的物质微粒可以是分子、原子 [例1][解析] 表面张力的作用效果是使液体表面 或离子，这些物质微粒也就是分子动理论所说的“分 收缩 子”。显然，组成晶体的物质微粒处在永不停息的无规 则的热运动之中，但同时物质微粒之间还存在相互作 选项 个性分析 用。组成晶体的物质微粒之所以能构成空间点阵，是由 A错误 液体表面层的分子分布比内部稀疏 于晶体中物质微粒之间的相互作用很强，物质微粒的热 运动不足以克服这种相互作用而彼此远离。相同的物 B错误 表面张力使液体表面积有收缩至最小的 质微粒，可构成不同的空间点阵，如金刚石和石墨，故选 D正确 趋势 项A、C、D正确，B错误。 [答案]ACD 表面层分子间引力、斥力同时存在，分子力 C错误 [例3][解析]组成晶体的物质微粒是有规则排列的， 表现为引力 由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，造成晶体 [答案]D 在不同方向上物理性质的不同。所以，正确答案为 [例2][解析]液晶的微观结构介于晶体（固体）和液 A、D。 体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有 [答案]AD 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 部水分子引力远大于外部空气分子的引力。所以，表面 化，从而改变液晶的某些性质，温度、压力、外加电压等 的水分子求远受到指向液体内部的力，总是趋向向内部 因素变化时，液晶的光学性质会发生改变，选项C、D 移动。这样，液体总是会力图缩小其表面积。而同样体 正确。 积的物体，球体的表面积最小，所以A正确：分子之间 [答案]CD 引力和斥力同时存在，B错误：温度是衡量分子平均动 [针对训练] 能的标准，因为两部分气体温度相同，所以气体的平均 1.D与气体接触的液体，其表面分子间距离大于液体内 分子动能相同，C错误；由于分子的扩散，在水球表面滴 部分子间距离，液体表面层的分子间同时存在相互作用 一小滴红墨水，若水球未破，最后水球将呈红色， 的引力和斥力，但由于分子间的距离r>r0,分子间的引 D正确。 力大于分子间的斥力，分子力表现为引力，即存在表面 :5.A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 张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势，故A、B、C错 A正确：由于液体表面层由于蒸发等原因导致分子数较 误，D正确。 少，则表面层水分子间的平均距离比内部分子间的平均 2.D由于在失重状态下，气泡不会受到浮力，A错误：气 距离大，故水球表面上水分子间的作用力表现为引力， 泡内分子一直在做无规则的热运动，B错误：由于在失 故B、C错误；水球表面对纸花的支持力和纸花受到的 重状态下，气泡内气体在界面处存在压强，所以对水产 重力是一对平衡力，故D错误。 生压力，C错误：水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水 章末整合提升 分子间作用力表现为引力，D正确。 【体系构建】 探究点二 [例3][解析]因为水能浸润玻璃，所以A正确，B错 气体分子平均动能的标志℃K+273.15己 误：水银不浸润玻璃，C正确，D错误。 p2V?气体质量体积一定压强不太大温度不太低 [答案]AC P2 [例4幻[解析]液体对固体浸润的情况下，在附着层分 T 号△T气体质量压强一定压强不太大温度 子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下，液面 不太低 V2 将上升，所以A错，B对；毛细现象是指浸润液体在细管 AT无分子势能C2V21 T2 T2 中上升，以及不浸润液体在细管中下降的现象，C错；在 gV+…+y P2 几何形状熔点各向异性 液体和毛细管材科一定的情况下，管越细毛细现象越明 T 02T2 显，D对。 几何形状熔点 各向同性周期性几何形状熔点 [答案]BD 各向同性振动与移动相结合 【分项提升】 [针对训练] [例1门[解析] (1)气体体积不变，由查理定律得 3.BC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。）分 1-2 T T2 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 即1.5X103Pe=,e 300K 400K' 升的高度越大，故A正确，B错误：水银对玻璃是不浸润 解得p2=2.0×105Pa。 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。），此时附着层内的分子 (2)p=+=1.2X105Pa,T,=360K, 相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下 设气体温度为360K时活塞离缸底的距离为3， 降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸 由理想气体状态方程得 润液体在毛细管内下降的高度越大，故C错误，D正确。 PiV1_DVa,V]=hS.V:-4S. 提升案随堂演练·基础落实 解得l3=18cm。 1.ACD对任何液体，表面层的分子分布都比液体内 [答案](1)2.0×105Pa(2)18cm 部稀，故B错误，A正确；浸润液体的附着层内分子 [针对训练] 分布比液体内部密，而不浸润液体的附着层内分子 :1解析(1)由题意可知，倒置前后N内气体的体积和温 分布比液体内部稀，故C、D正确。 度不变，由理想气体状态方程可知，N内气体的压强也 2.BD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 不变，为pN=十号=2p0。设倒置后，两部分气体体 面，且液体在容器中上升，B正确：如果围体分子对液体 积相等时M内气体的压强为p1、温度为T1, 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 由题意可知p=pN十号-30， 象，C错误：在处于完全失重状态的人造卫星上，如果液 倒置前后，M内气体体积不变，由查理定律得= 体浸润器壁，液体和器壁的附着层就会扩张，沿着器壁 ToT' 流散，故必须用盖子盖紧，D正确。 联立以上各式解得T1=3T0 (2)倒置后，设活塞向下移动的距离是△h,N内气体的 3.C 4.AD液体表面张力是分子间相互作用的结果。就水来 温度TN=君T、压强为pN,M内气体的温度TM= 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 T,压强为p。 12