2.5 液体 导学案-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理导学案聚焦液体的表面张力、浸润与不浸润及液晶，通过酱油瓶痕迹、露珠等生活现象导入，联系初中浮力知识，引导学生从宏观现象到微观分子解释，搭建认知支架。 资料设计小组讨论、实验分析及例题变式训练，结合生活应用培养科学探究与科学思维，通过微观结构解释现象深化物理观念，习题层次分明，助力学生自主学习与能力提升。

5．液体 【课标要求】观察液体的表面张力现象。了解表面张力产生的原因。知道毛细现象。 【学习目标】 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。 【学习重难点】 重点：1.液膜的收缩特性及液体表面张力产生的原因，液体的表面张力现象及其应用； 2．浸润和不浸润的区别。 难点：1.通过观察现象和实验操作总结液膜的收缩特性； 2．从微观分子结构解释液体表面张力以及浸润和不浸润的成因。 课本导练 必备知识 一、液体的表面张力 1．表面层：_____________，如图所示。 2．表面张力： (1)定义：_________________，叫作液体的表面张力。 (2)方向：____________________。如图所示，在液体表面任意画一条线MN，MN两侧的液体之间的引力方向如图所示。 (3)成因：___________________________________________________________。 3．作用效果：___________________________。 二、浸润和不浸润 1．浸润：______________________________。 2．不浸润：_______________________________________。 3．当_______________________________________时，液体能够浸润固体。反之则形成不浸润现象，表现为液体不浸润固体。 4．一种液体是否浸润某种固体，与____________________有关系。 三、液晶 1．概念：______________________________。 2．微观结构：_______________________________________。 3．特点 (1)液晶既具有液体的流动性，又在一定程度上具有____________________。 (2)液晶具有___________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。 展示讨论 小组讨论课本导练内容，并完成下列问题讨论且进行展示。 1．在一次小发明讨论会上，某同学有一个创意。他发现厨房碗柜里酱油瓶的下面总是有黑乎乎的酱油痕迹，这是由于每次倒酱油的时候总会有一些酱油沿着瓶口流淌下来并渗透所造成的。他想，只要选择恰当的材料做酱油瓶的瓶口，就能保持瓶子清洁。于是，他把酱油分别滴在不同的材料上进行实验。请观察图，为实现上述目的，你认为应该选择哪一种材料？请解释这项创意的道理。 点评点拨 一、液体的表面张力 早晨草叶上的露珠呈球形，水黾却在水上能够静止不动，初中我们曾学习过浮力定律，知道物体的沉浮条件，水黾是如何可以不用排开液体却依旧可以浮在水面上的？ 液体表面层 　 液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫作表面层.处于表面层的液体分子，一方面受到上方气体分子作用，另一方面又受到下方液体分子作用.如图所示，表面层的分子间的距离比液体内部分子间的距离大，同时，又比空气内分子间的距离小，表面层分子比较稀疏，分子间的距离r＞r0 ，分子间的作用力表现为引力. 液体的表面张力 1．在液体内部，分子间平均距离r略小于r0，分子间的作用力表现为斥力，而在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，因而液体表面各部分间相互吸引的力叫作液体的表面张力.如图所示，如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间存在着一对与线垂直、大小相等、方向相反的作用力，这种力在液体表面层内的各方向上都存在，它的作用是使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力. 2．液体表面张力的特点 （1）方向：液体的表面张力与液面相切，跟这部分液面的分界线垂直，如果液面是平面，液体的表面张力在平面上，如果是曲面，液体的表面张力在曲面的切面上． （2）作用：液体的表面张力是液面各部分相互吸引的力，液体的表面张力使液体表面有收缩的趋势，使液体的表面积趋于最小． （3）大小：液体的表面张力的大小与边界线长度有关，与液体的温度、液体的纯度、液体的种类有关.液体的温度越高，表面张力越小；液体的密度越大，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小． 例1． 下列现象中,能说明液体存在表面张力的有 （ ） A．水黾可以停在水面上 B．叶面上的露珠呈球形 C．滴入水中的红墨水很快散开 D．悬浮在水中的花粉做无规则运动 变式训练1． 下列说法正确的是（ ） A．液体表面张力是由于液体分子间斥力的作用产生的 B．液体表面张力是由于气体分子对表面层液体分子的吸引产生的 C．在液体的表面层里，分子间距大，分子间斥力消失，只有引力 D．由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势 二、浸润和不浸润 如图所示，将水滴在洁净的玻璃板上，水逐渐散开并附着在玻璃板上；将水滴在涂了蜡的玻璃板上，水滴可以在蜡面上滚来滚去，而不能附着在蜡面上。这说明了什么？ 浸润、不浸润的原因 1．附着层：当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层. 2．浸润原因：附着层内的分子受到固体分子的吸引比较强，造成液体分子在附着层的分布比液体内部更密，在附着层里就出现液体分子间相互排斥的力，这时跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润现象. 3．不浸润原因：附着层内的分子受到固体分子的吸引比较弱，造成液体分子在附着层的分布比液体内部更稀疏，在附着层里就出现跟表面张力相似的收缩力，这时跟固体接触的液体表面有收缩的趋势，形成不浸润现象. 毛细现象 1．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，称为毛细现象. 2．毛细现象产生的原因：毛细现象的产生与液体的表面张力及浸润现象都有关系. (1)浸润：如图甲所示，此时管中液面呈凹形，由于液体的表面张力作用，液体会受到向上的作用力，因而管中液面要比管外液面高. (2)不浸润，如图乙所示，管中液面呈凸形，由于液体的表面张力作用，液体受到向下的作用力，因而管中液面比管外液面低. (3)液体浸润管壁，液体边缘部分的表面张力方向如图甲，表面张力使管中的液体上升，当液体的重力跟表面张力相等时，液面稳定. 3．毛细现象的应用实例：植物的根输送水分，棉灯芯吸油，粉笔吸干纸上的墨水迹等. 例2． 水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，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，液柱如图所示，其中正确的现象应是（ ） A． B． C． D． 变式训练2． 规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一，合格医用口罩内侧使用对水不浸润的材料，如图所示为一滴水滴在医用口罩内侧的示意图．以下说法正确的是（ ） A．图中水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部密集 B．该口罩为不合格产品，其内侧材料对所有的液体都浸润 C．该口罩为合格产品，其内侧材料并非对所有的液体都不浸润 D．图中水滴附着层(即固液接触层)内水分子比水滴内部密集，因为附着层水分子受到的水滴内分子的作用力比受到的口罩内侧固体材料分子的作用力小 三、液晶 液晶的特点 (1)液晶是一种介于固体和液体之间的物质. 液晶分子既可以排列有序，保持各向异性，又可以自由移动，位置无序，因此也保持了流动性. (2)液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷. 液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等都可以改变液晶的光学性质. (3)液晶的微观结构：构成液晶的分子为有机分子，大多为棒状. 液晶的一般用途 液晶在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等方面都有广泛的应用. 例3． 下列属于液晶分子示意图的是（ ） A． B． C． D． 小结小测 一、课堂小结 二、课堂小测 （1）晶体在熔化过程中要吸收热量，但温度保持不变，所以内能也保持不变。（ ） （2）水相对于玻璃是浸润液体，水银相对于玻璃是不浸润液体。（ ） （3）由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，表面层分子之间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势。（ ） （4）空气相对湿度越大，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快。（ ） （5）多晶体具有无规则的几何形状，物理性质表现为各向同性。（ ） 【参考答案】 课本导练 必备知识 【答案】 一、1．表面层：液体表面跟气体接触的薄层，如图所示。 2．表面张力： (1)定义：使液体表面绷紧的力，叫作液体的表面张力。 (2)方向：总是跟液面相切，且与分界面垂直。如图所示，在液体表面任意画一条线MN，MN两侧的液体之间的引力方向如图所示。 (3)成因：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。 3．作用效果：使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小。 【答案】 二、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力比液体分子之间的相互作用力强时，液体能够浸润固体。反之则形成不浸润现象，表现为液体不浸润固体。 4．一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系。 【答案】 三、1．概念：液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。 2．微观结构：构成液晶的分子为有机分子，大多为棒状，由于这种长棒状的分子结构，使得分子集合体在没有外界干扰的情况下趋向分子相互平行排列。 3．特点 (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规则排列的性质。 (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。 展示讨论 1．【答案】 黄色材料，解释见解析 点评点拨 一、液体的表面张力 【答案】 思维探究 早晨草叶上的露珠呈球形和水黾在水面上能够静止不动，都是由于液体的表面张力的作用。 例1．【答案】AB 变式训练1．【答案】D 二、浸润和不浸润 【答案】 思维探究 水可以润湿玻璃，但水不润湿蜡。 例2．【答案】A 变式训练2．【答案】C 例3．【答案】B 小结小测 二、课堂小测 【答案】 × √ × × √ 学科网（北京）股份有限公司 $