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

2.5液体 学案 2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册 学号： 班级： 姓名： 【学习目标】 1. 了解表面张力及其产生的原因． 2. 了解浸润和不浸润的现象、毛细现象及其在生活中的应用． 3. 了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用． 【活动方案】 1. 演示实验： (1)如图所示，吸管穿在矩形框内，并能够自由移动．将矩形框浸在泡泡水中，拿出后矩形框上会附着液膜，当刺破一侧液膜时会发生什么现象？并简单说明原因． (2)把系有棉线的铁环放入肥皂液中，拿出后，使铁环上布满肥皂膜．刺破一侧的肥皂膜和棉线圈里的肥皂膜，观察液膜和棉线发生的变化，试画出实验后棉线的形状图． 　　　　　 2. 如图甲所示，液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层．结合图乙，写出使液体表面有收缩趋势的原因． 甲 乙 3. 设想在液体表面画一条直线 MN，把液体表面分为①②两部分，MN两侧的液体之间存在着一对与MN垂直、大小相等、方向相反的作用力，如图所示．由于是任意画的，所以这种力在液体表面层内的各个方向上都存在，力的方向总是跟液面　　　　，且与分界面　　　　．这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力． 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．观察下方的三张物理现象图片，在体积相同的条件下，　　　　的表面积最小. 肥皂泡呈球形 露珠呈球形 太空中水呈球形 4. 关于液体的表面张力，下列说法错误的是(　　) A. 表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面相切 B. 由于液体表面有收缩的趋势，故液体表面的分子间不存在斥力 C. 如图所示，有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于液体表面存在表面张力 D. 杯子装满水后，再一枚一枚地放入十几枚曲别针，杯中水不溢出．这是由于杯口水的表面张力的作用造成的 1. 一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润；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，这种现象叫作不浸润． (1)如图所示，玻璃上的水会散开并附着在玻璃板上，玻璃上的水银却可以滚来滚去，而不能附着在玻璃上，则水　　　　玻璃，水银　　　　玻璃．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．如果把水银滴到干净的铅板上，水银就会附着在铅板上，很难擦去，则水银　　　　铅． 玻璃上的水　 玻璃上的水银 (2)如图所示，液体与固体接触的位置形成一个液体薄层，叫附着层．附着层中的液体分子同时受到固体分子的吸引力和液体分子的吸引力．浸润和不浸润，是由于固体分子和液体分子对附着层内液体分子的吸引力不同而引起的． 浸润 不浸润 ①若固体分子对附着层内液体分子吸引力大于液体分子间的吸引力，附着层内的液体分子比液体内部的分子稠密，在附着层内，分子间距小于r0，分子间为斥力，附着层扩展，呈现　　　　现象． ②若固体分子对附着层内液体分子吸引力小于液体分子间的吸引力，附着层内的液体分子比液体内部的分子稀疏，在附着层内，分子间距大于r0，分子间为引力，附着层收缩，呈现　　　　现象． 总结：当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用　　　　（选填“强”或“弱”）时，液体能够浸润固体．反之，液体则　　　　固体． 2. 演示实验：把几根内径不同的细玻璃管插入红色的水中，观察发生的现象；把这些不同的细玻璃管插入水银中，观察发生的现象． (1)实验现象：把几根细管插入水中时，看到管中的水面比容器中的水面　　　　，且管的内径越小，管里的水面越　　　　；如果插入水银中，管中的水银面比容器中的水银面　　　　，且管的内径越小，管里的水银面越　　　　． (2)阅读教材中“毛细现象”的概念及其应用和防止，说说演示实验中哪种现象属于毛细现象． (3)毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系． 甲 乙 ①当细管插入浸润液体中时，管内液面呈凹形，而表面张力的收缩作用要使液面变小，于是管内液体随着　　　　（选填“上升”或“下降”），以减小液面，直到表面张力　　　　（选填“向上”或“向下”）的拉引作用跟管内升高的液柱的重力达到　　　　时，管内液体停止上升，稳定在一定的高度，如图甲所示． ②当细管插入不浸润液体中时，液体沿管壁下降，管内液面呈凸形，其表面张力的合力竖直向下，在表面张力的作用下，管内液体　　　　（选填“上升”或“下降”），直到下降液柱的重力等于表面张力的合力为止，如图乙所示． 3. 将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入盛有某种液体的玻璃容器里，下列各图中可能正确的是(　　) A B C D 液晶在现代生活中扮演着重要角色，广泛应用于手机屏幕、平板电视等显示设备中．阅读教材中“液晶”部分，回答下列问题： 1. 有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，叫液晶． 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，既具有液体的　　　　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　　　　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. 下列四幅图中，属于液晶态分子排列图的是(　　) A B C D 3. 阅读科学漫步“液晶显示”，了解液晶在显示技术中的应用． 下列关于液晶的说法中正确的是(　　) A. 液晶是液体和晶体的混合物 B. 液晶分子在特定方向排列比较整齐 C. 电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光 D. 液晶具有液体的流动性，在低温时液晶会凝固成结晶态，结晶态分子的取向是无序的 【检测反馈】 1. 下列说法中正确的是(　　) A. 不论是何种液体，表面张力总要使液体表面积增大 B. 表面张力的方向总是向下 C. 表面层内的液体分子没有斥力，只有引力 D. 表面层内的液体分子分布比液体内部稀疏，分子间作用力表现为引力 2. 如图甲所示，系着细棉线的铁丝环从肥皂液里取出时留下一层薄膜，用烧热的针刺破左侧薄膜后，棉线和薄膜的形状如图乙所示．则(　　) A. 图甲中，两侧薄膜对棉线均没有作用力 B. 图甲中，薄膜的表面层与内部分子间距离相等 C. 图乙中，薄膜收缩使棉线绷紧 甲 乙 D. 图乙中，棉线某处受薄膜作用力方向沿棉线切线方向 3. 中国最早的农学论文《吕氏春秋·任地》论述到：“人耨必以旱，使地肥而土缓”．农谚“锄板底下有水”“锄头自有三寸泽”．这都是对松土保墒功能的生动总结．关于农业生产中的松土保墒环节蕴含的科学原理，下列说法正确的是(　　) A. 松土是把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，保存水分 B. 松土是为了让土壤里的毛细管变得更细，保护土壤里的水分 C. 松土保墒利用了浸润液体在细管中下降，不浸润液体在细管中上升的科学原理 D. 松土除了保墒外，还可促进蒸发、降低地温；“多锄地发暖”这句农谚没有科学道理 4. 关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是(　　) 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. 两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中，管内水柱高度相同 5. 关于下列四幅图中现象的分析，说法正确的是(　　) 甲 乙 丙 丁 A. 图甲中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 B. 图乙中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 C. 图丙中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象 D. 图丁中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象 6. 如图所示，将两端开口的洁净细玻璃管竖直插入水中，玻璃管内的液面比水面高，下列有关说法不正确的是(　　) A. 实验现象说明，水浸润玻璃 B. 水表面张力形成向上的拉力，使管中液体向上运动 C. 换用更细的玻璃管实验，管内外液面的高度差变大 D. 水分子与玻璃分子间的相互作用比水分子之间的相互作用弱 7. 如图所示，两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象管中水会沿管上升一段高度．如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是(　　) A B C D 8. 2021年12月9日，在“天宫课堂”中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时(　　) A. 气泡受到浮力 B. 水与气泡界面处，水分子间作用力表现为引力 C. 水球呈扁球状 D. 气泡内分子热运动停止 9. 通电雾化玻璃能满足玻璃的通透性和保护隐私的双重要求，被广泛应用于各领域．如图所示，通电雾化玻璃是将液体高分子晶膜固化在两片玻璃之间，未通电时，看起来像一块毛玻璃不透明；通电后，看起来像一块普通玻璃，透明．可以判断该通电雾化玻璃中的液晶(　　) 　　　　 A. 是液态的晶体 B. 具有光学性质的各向同性 C. 不通电时，入射光在液晶层发生了全反射，导致光线无法通过 D. 通电时，入射光在通过液晶层后按原有方向传播 10. 已知玻璃管插入水中后，管中水升高的高度与管的直径成反比．如图所示，将两块压紧的玻璃板，右侧稍稍分开一些插入水中，稳定后在玻璃板正前方可以观察到板间液面的形状是(　　) A B C D 【参考答案】 【活动方案】 活动一： 1. (1)吸管会瞬间被另一侧液膜拉了过去，直到液膜的面积缩小到最小．吸管一定是受到另一侧液膜给它的力的作用． (2) 2. 表面层分子间距比较稀疏，分子间的平均距离略大于平衡距离，分子间作用力表现为引力，引力使液体表面收缩紧绷，使其有收缩到表面积最小的趋势． 3. 相切　垂直　球形 4. B　表面张力产生在液体表面层，它的方向与液体表面相切，故A正确；液体表面的分子之间引力和斥力同时存在，故B错误；有些小昆虫能在水面自由行走是因为液体表面张力的作用，故C正确．杯子装满水后，再一枚一枚地放入十几枚曲别针，杯中水不溢出，这是由于杯口水的表面张力的作用造成的，D正确．故选B. 活动二： 1. (1)浸润　不浸润　浸润 (2)①浸润　②不浸润 总结：强　不浸润 2. (1)高　高　低　低 (2)都属于． (3)①上升　向上　平衡　②下降 3. B 活动三： 1. (1)流动　(2)各向异 2. B　液晶在某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的，选项A、D中分子排列非常有序，不符合液晶分子的排列规律，故A、D错误；选项B中分子排列比较整齐，但从另外一个角度看也具有无序性，符合液晶分子的排列规律，故B正确；选项C中，分子排列是完全无序的，不符合液晶分子的排列规律，故C错误． 3. B　液晶是某些特殊的有机化合物，在某些方向上分子排列规则，某些方向上杂乱，液晶本身不能发光，液晶具有液体的流动性，也具有晶体的特性，在低温时会凝固成结晶态，而结晶态的分子取向是有序的，所以A、C、D错误，B正确. 【检测反馈】 1. D 2. C　图甲中，薄膜的表面层分子间距离大于内部分子间距离，产生了表面张力，两侧薄膜对棉线均有作用力，A、B错误；图乙中，由于表面张力薄膜收缩使棉线绷紧，棉线某处受薄膜作用力方向与棉线垂直，C正确，D错误． 3. A　松土是把地面的土壤锄松，目的是破坏这些土壤里的毛细管，防止发生浸润现象，可有效减少水分蒸发，保存水分，B、C错误，A正确；松土除了保墒外，还减少土壤下水分蒸发，提高地温，D错误． 4. B　浸润与不浸润是相对的，不能说哪种液体是浸润液体或不浸润液体，故A错误；在玻璃试管中，如果液体能够浸润器壁，液面呈凹形，且液体在容器内上升，故B正确；固体分子对液体分子的引力大于液体分子间引力时，才会形成浸润现象，故C错误；由于细玻璃管的内径不同，竖直插入水中时，管内水柱高度不同，故D错误． 5. B　因为液体表面张力的存在，水昆才能停在水面而不沉，故A错误；将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；毛细管中，浸润液体呈凹液面且高于管外液面，不浸润液体呈凸液面且低于管外液面，都属于毛细现象，故C错误；玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力的原因，不是浸润现象，故D错误． 6. D　附着层内分子间作用力表现为斥力，附着层有扩展的趋势，此时液体表面张力会对管中的液体形成一个向上的拉力，则管内的液面会稍微高于管外的液面高度．水在玻璃管中液面会上升是浸润现象，故A、B正确；管的内径越小，毛细现象越明显，管内外液面的高度差变大，故C正确；浸润现象，说明水分子和玻璃分子的相互作用比水分子之间的相互作用强，故D错误．故选D. 7. D　因开始时液柱在管中上升一定高度且液面呈现凹状，可知液体关于玻璃管是浸润的；如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后液面仍呈现凹状，且液体不可能向外喷出．D正确． 8. B　“天宫课堂”中物体在失重状态下，气泡不会受到浮力，A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，B正确；由于在失重状态下，水球呈球状而不是扁球状，C错误；气泡内分子一直在做无规则的热运动，D错误． 9. D　液晶是介于晶体和液体之间的中间状态，具有液体流动性又具有晶体光学性质的各向异性，故A、B错误；不通电时，即在自然条件下，液晶层中的液晶分子无规则排列，入射光在液晶层发生了漫反射，穿过玻璃的光线少，所以像毛玻璃不透明．通电时，液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列，入射光在通过液晶层后按原方向传播，故C错误，D正确． 10. A　根据题意有h＝(k为大于零的常数)，两玻璃板之间的缝隙宽度d与到缝隙最左端的距离x的关系为d＝k′x(k′为大于零的常数)，所以液面的高度与到缝隙最左端的距离x的关系为h＝，故A正确． 学科网（北京）股份有限公司 $