5.液体-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（人教版）

本讲义聚焦高中物理液体模块，系统梳理表面张力、浸润与不浸润、毛细现象及液晶等核心知识点，从宏观现象（如鸭子浮水、水黾停水面）切入，通过分子动理论解释微观成因，构建“现象-本质-应用”的学习支架。 资料以情境导入激发兴趣，师生互动实验（如刺破肥皂膜观察棉线变化）培养科学探究能力，微观解释强化物理观念，例题与针对练助力巩固。课中辅助教师引导学生深度理解，课后帮助学生查漏补缺，提升知识应用能力。

5.液体 【素养目标】　1.了解液体的表面张力，能从分子动理论的角度解释表面张力形成的原因。2.能从微观角度解释浸润和不浸润产生的原因。3.知道毛细现象产生的原因，了解毛细现象的应用与防止。 知识点一　液体的表面张力 【情境导入】　如图所示，鸭子、水黾、硬币都能在水面上不下沉，它们浮在水面上的原理相同吗？ 提示：不同。鸭子在水面上不下沉是水的浮力与重力作用的结果；水黾、硬币能在水面上不下沉是液体的表面张力与重力作用的结果。 【教材梳理】 (阅读教材P36—P37完成下列填空) 1.表面层：液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层。 2.分子间作用力的特点 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；在表面层，分子比较稀疏，分子间距离r略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 3.液体的表面张力 (1)定义：使液体表面绷紧的力。 (2)方向：总是跟液面相切，且与分界线垂直。 【师生互动】　如图甲所示，一根棉线的两端分别系在铁丝环的两侧，使环上布满肥皂液的薄膜，这时它处于略为松弛的状态。图乙中在铁丝环上系一棉线圈，环上布满肥皂液的薄膜，膜上的棉线圈也是松弛的。 任务1.用烧热的针刺破图甲中棉线某一侧的薄膜及刺破图乙中棉线圈里的薄膜，会出现什么现象？ 任务2.这说明液体的表面张力有什么效果？ 提示：任务1.图甲中的棉线会向另一侧弯曲且被拉紧，图乙中的棉线会被拉成一个圆。 任务2.使液体表面具有收缩的趋势，使表面积趋于最小。 【探究归纳】 1.液体表面张力的成因分析 (1)表面层分子间距离的特点：由于蒸发现象，液体表面层分子分布比内部稀疏。 (2)分子间作用力的特点：液体内部分子间距离较小，分子间作用力表现为斥力；而液体表面层分子间距离较大，分子间作用力表现为引力。 2.液体表面张力的特点 (1)表面张力是液体分子间作用力的宏观表现。 (2)大小：由分界线的长度和液体的种类、纯净度、温度等因素来决定。 (3)方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于分界线。 (4)作用效果：表面张力使液体表面具有收缩的趋势，而且使液体表面积趋于最小。 (多选)如图所示，关于液体表面张力，下列说法正确的有(　　) A.图甲中露珠近似呈球形，这是地球引力作用的结果 B.图乙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 学生用书⬇第55页 C.图丙中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用 D.图丁中液体表面张力方向与液面相切 答案：BD 解析：题图甲中露珠近似呈球形，这是液体表面张力作用的结果，A错误；题图乙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；题图丙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，且与分界线垂直，D正确。 分析表面张力问题的注意点 1.表面张力是根据效果命名的力，是液体表面层内大量分子间作用力的宏观表现。 2.液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。在体积相等的各种形状的几何体中，球体表面积最小，所以液滴总是呈球形。这是解释液滴及液体薄膜形状等问题的关键。 3.要注意区分液体表面张力与浮力。 针对练.下列说法正确的是(　　) A.把一枚缝衣针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于针与水分子间存在斥力 B.在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球形，是因为液体内分子间有相互吸引力 C.将玻璃管道裂口放在火上烧，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小 D.漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性 答案：C 解析：把缝衣针轻放在水面上，针会浮在水面上，是由于液体表面张力作用，故A错误；在处于失重状态的宇宙飞船中，由于液体表面层分子间有引力，产生表面张力，使水银表面收缩而成为球形，故B错误；玻璃管道裂口放在火上烧熔，熔化的玻璃在液体表面张力的作用下收缩到最小，从而变圆，故C正确；飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为液体表面张力，故D错误。故选C。 知识点二　浸润和不浸润 【情境导入】　如图甲所示，将水滴在洁净的玻璃板上，水滴会逐渐散开并附着在玻璃板上；如图乙所示，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？ 提示：水可以润湿玻璃，但水不能润湿蜡。 【教材梳理】 (阅读教材P37—P39完成下列填空) 1.浸润 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。 2.不浸润 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。 3.毛细现象 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。 【师生互动】　任务1.如图所示为两玻璃管A、B，A管中装的是水银，B管中装的是水。A管中的水银面是凸面，B管中的水面是凹面，是什么原因？ 提示：A管中的水银面是凸面是因为水银不浸润玻璃，B管中的水面是凹面是因为水浸润玻璃。 任务2.如图所示，在灌溉完土地后人们往往利用锄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：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。 【探究归纳】 1.浸润和不浸润现象成因的分析 (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。 学生用书⬇第56页 (2)浸润的成因：当固体分子的吸引力大于液体内部分子间作用力时，附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层中分子间作用力表现为斥力，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：当固体分子的吸引力小于液体内部分子间作用力时，附着层内液体分子比液体内部分子稀疏，附着层中分子间作用力表现为引力，具有收缩的趋势，这时表现为液体不浸润固体。 2.毛细现象的理解 (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与不浸润现象都有关系。如图甲是浸润现象，管内液面呈凹形，因为液体的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面比管外高；如图乙是不浸润现象，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的作用力，因而管内液面比管外低。 对浸润与不浸润现象的理解 对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图所示，对此有下列几种解释，其中正确的是(　　) ①图Ⅰ中表面层分子的分布比液体内部疏 ②图Ⅱ中表面层分子的分布比液体内部密 ③图Ⅰ中附着层分子的分布比液体内部密 ④图Ⅱ中附着层分子的分布比液体内部疏 A.只有①对 B.只有①③④对 C.只有③④对 D.全对 答案：B 解析：由于蒸发作用，液体表面层分子密度较小，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面层分子间作用力表现为引力，题图Ⅰ、Ⅱ中表面层分子的分布比液体内部疏，故①正确，②错误。题图Ⅰ中附着层内分子比液体内部分子密，表现为浸润；题图Ⅱ中附着层内分子比液体内部分子疏，表现为不浸润，故③④正确。故选B。 针对练.一种液体不浸润某种固体的原因是(　　) A.液体分子对固体分子的吸引比固体分子之间的吸引弱 B.液体分子对固体分子的吸引比固体分子之间的吸引强 C.固体分子对液体分子的吸引比液体内部分子之间的吸引弱 D.固体分子对液体分子的吸引比液体内部分子之间的吸引强 答案：C 解析：液体不浸润固体是由于固体分子对液体分子的吸引比液体内部分子之间的吸引弱，此时液体分子更倾向于彼此结合而非附着在固体表面，导致液体不浸润固体。故选C。 对毛细现象的理解 (多选)水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把三根不同粗细的毛细管(玻璃)插入水和水银中，如图所示，正确的现象应是(　　) 答案：AD 解析：浸润液体在毛细管中上升或不浸润液体在毛细管中下降的现象均为毛细现象，毛细管越细，毛细现象越明显。故选AD。 针对练.(多选)同一种液体，滴在A固体的表面时，出现如图甲所示的情况；当把B毛细管插入这种液体时，液面出现如图乙所示的情况。若A固体和B毛细管都很干净，则(　　) A.A固体和B毛细管可能是同种材料 B.A固体和B毛细管一定不是同种材料 C.A固体的分子对液体附着层内分子的引力比B毛细管的分子对液体附着层内分子的引力小些 D.液体对B毛细管浸润 答案：BCD 解析：由题图可知，该液体对A固体不浸润，对B毛细管浸润，所以A、B一定不是同种材料，A错误，B、D正确；根据浸润与不浸润的特点可知，A固体的分子对液体附着层内分子的引力比B毛细管的分子对液体附着层内分子的引力小些，C正确。 学生用书⬇第57页 知识点三　液晶 【情境导入】　我们经常接触到的有液晶手表、液晶电视，可以说我们的生活已经离不开液晶产品，那么，液晶是液体或者晶体吗？ 提示：液晶既不是液体也不是晶体。 【教材梳理】 (阅读教材P39—P40完成下列填空) 1.液晶：介于固态和液态之间的一种物质状态。 2.特点 (1)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的性质。 (2)分子取向排列的液晶具有光学各向异性。 【师生互动】　如图所示，液晶电视是我们日常家电之一。它宽广的画面可以呈现给人以身临其境的真实感。液晶作为显示元件，请简析其原理。 提示：液晶可用作显示元件，是因为在外加电压的影响下，液晶分子排列会发生改变，使液晶由透明变为不透明，去掉电压又恢复透明。控制电压就可以让液晶像闸门一样阻隔光线，或让光线穿过，其作用相当于光开关，利用液晶的这种性质可制造各种液晶显示屏。 【探究归纳】 1.液晶的特点 (1)位置无序使它像液体一样具有流动性，而排列有序使它像晶体一样具有各向异性。 (2)液晶的物理性质容易在外界的影响(如电场、摩擦、容器的表面差异、压力、温度)下发生改变。 2.液晶分子的排列特点 从某个方向上看，液晶分子排列比较整齐，但从另一个方向上看，液晶分子的排列是杂乱无章的。 3.液晶的应用 (1)液晶显示器。 (2)利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度。 (3)液晶在电子工业、航空工业、生命科学等领域有广泛应用。 (多选)液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶电视的液晶层工作原理的说法正确的是(　　) A.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性 B.液晶的光学性质随温度的变化而变化 C.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 D.利用了液晶对光具有各向异性的特点 答案：CD 解析：液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，故A错误；液晶电视依据的是液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，故B错误，C正确；液晶电视就是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D正确。 针对练.关于液晶，下列说法正确的是(　　) A.液晶是液体和晶体的混合物 B.所有物质都具有液晶态 C.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 D.电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光 答案：C 解析：液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，不是液体和晶体的混合物，A错误；只有部分物质具有液晶态，B错误；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；电子手表中的液晶在外加电压的影响下，由透明变浑浊，但本身不能发光，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $