人教版高中物理选修3课件第9章 固体、液体和物态变化-1固体 液体

人教版高中物理选修3课件第9章 固体、液体和物态变化-1固体 液体

§1．2.固体　液体 § 一、固体 § 1．晶体和非晶体 § (1)固体分类：固体可分为① 、② § 两类．如石英、云母、明矾、食盐、硫酸 铜、蔗糖、味精等是 ．玻璃、蜂蜡、松香、 沥青、橡胶等是 ． 晶体 非晶体 晶体 非晶体 § (2)晶体与非晶体的区别 比较内容 固体分类　　　 宏观外形 物理性质 非晶体 没有确定的 . ① 固定熔点 ②导电、导热、光学性 质表现为 . 晶 体 单晶体 有天然规则 的 . ① 确定的熔点 ②导热、导电、光学性 质表现为各向异性 多晶体 没有确定 的 . ① 确定的熔点 ②导热、导电、光学性 质表现为各向同性 各向同性 形状 形状 形状 没有 有 有 § 2.晶体的微观结构 § (1)规则性：单晶体的原子(分子、离子)都是按照各自 的规则排列，具有 上的周期性． § (2)变化或转化：在不同条件下，同种物质的微粒按 照 在空间排列，可以生成不同的晶体，例 如石墨和金刚石．有些晶体 可以转化 为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃． 空间 在一定条件下 同规则 § 二、液体 § 1．液体的微观结构及表面张力 § (1)微观结构：分子之间的距离很小，分子间 作用力比固体分子间作用力 ． § (2)宏观性质：有一定的体积，不易 ，具 有 性，比固体扩散 ． § (3)表面张力：由于表面层分子间比较稀疏， 分子间的作用力表现为相互吸引，使液体 § 的力． 要小 速度快 压缩 流动 表面收缩 § 2．浸润和不浸润及毛细现象 § (1)浸润：一种液体会 某种固体并 在固体的 表面上的现象． § (2)不浸润：一种液体不会 某种固体， § 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， 毛细管内径越小，高度差 ． 润湿 附着 润湿 不会附着 分子力 上升 下降 越大 § 3．液晶 § (1)液晶的概念：像液体一样具流动性，其光 学性质与某些晶体相似，具有各向异性的有机 化合物，称为液晶． § (2)特点 § ①液晶具有液体的 ． § ②液晶具有晶体的光学 ． § ③液晶的物理性质很容易在外界条件(如电场、 压力、光照、温度)的影响下发生改变． 流动性 各向异性 § (3)液晶分子的微观结构 § 从某个方向分子排列整齐 ，从另一方 向分子排列 ． § (4)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． 有规则 杂乱无章 显示 § 一、晶体和非晶体的比较以及晶体的微观 结构 § 1．固体可以分为晶体、非晶体两大类，其 中晶体又分为单晶体和多晶体，其区别和 联系如下： § 2．晶体的微观结构与物理性质 § 晶体的微观结构决定其宏观物理性质，改变物 质的微观结构从而改变物质的属性，如碳原子 可以组成性质差别很大的石墨和金刚石，有些 晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化． § 【特别提醒】　晶体、非晶体的区分关键是看 有无固定的熔点，单晶体与多晶体的区分关键 是看有无规则外形及物理性质是各向异性还是 各向同性． § 关于晶体和非晶体，下列说法中正确 的是(　　) § A．晶体和非晶体都有固定的熔点 § B．晶体有固定的熔点，而非晶体没有固定的 熔点 § C．所有晶体都是各向异性的 § D．多晶体没有确定的几何形状 § 解析：　晶体有固定的熔点，而非晶体没 有固定的熔点，所以选项A错，B正确；晶 体中的单晶体各向异性，多晶体各向同性， 所以选项C错；单晶体有确定的几何形状， 而多晶体和非晶体均无确定的几何形状， 所以选项D正确，故选B、D. § 答案：　BD § 二、微观结构理论对晶体特性的解释 § 1．各向异性的微观解释 § 如图所示，这是在一个平面上晶体物质微粒的 排列情况，从图上可以看出，在沿不同方向所 画的等长直线AB、AC、AD上物质微粒的数 目不同．直线AB上物质微粒较多，直线AD上 较少，直线AC上更少．正因为在不同方向上 物质微粒的排列情况不同，才引起晶体的不同 方向上物理性质的不同． § 2．熔点的微观解释 § 给晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够 的动能，克服微粒间的作用力，离开平衡位置， 使规则的排列被破坏，晶体开始熔解，熔解时 晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温 度不发生变化． § 3．对同种物质能形成不同晶体的解释 § 同种物质微粒能够形成不同的晶体结构． § 例如：白磷和红磷的化学成分相同，但白磷具 有立方体结构，而红磷具有与石墨一样的层状 结构． § 晶体在熔解过程中所吸收的热量主要用于(　　) § A．破坏空间点阵结构，增加分子动能 § B．破坏空间点阵结构，增加分子势能 § C．破坏空间点阵结构，增加分子势能，同时增加分子动能 § D．破坏空间点阵结构，但不增加分子势能和分子动能 § 解析：　晶体有固定的熔点，熔解过程吸收的热量主要用于 破坏空间点阵结构，因温度不变，所以分子平均动能不变， 吸收的热量用于增加分子势能，内能增加，所以选项B正确． § 答案：　B § 三、对液体表面张力的理解 § 1．表面张力的形成 § (1)分子分布：液体表面层的分子分布比液体 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，而液体表面层里分子之间距离较 大，分子力表现为引力． § (3)表面特性：表面层分子间的引力使液面产 生了表面张力，液体表面好像绷紧的膜． § (4)表面张力的方向：与液面相切，垂直于 液面上的各条分界线．如图所示． § 2．表面张力的作用 § (1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液 体面积趋于最小，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，滴在洁净玻璃上 的水银滴呈球形．(由于受重力的影响，往往 呈扁球形，在失重条件下才呈球形) § (2)表面张力的大小除跟边界长度有关外，还 跟液体的种类、温度有关． § 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： § 答案：　D § 【反思总结】　由分子动理论知，分子间的引 力和斥力同时存在，分子力为二者的合力，液 体表面层分子间表现为引力　 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 § 四、对浸润和不浸润现象及毛细现象的分析 § 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． § 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，具有扩散的趋势，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． § 4．毛细现象 § (1)两种表现：浸润液体在细管中上升及不浸 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． § 把极细的玻璃管分别插入水中与水银中， 如图所示，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项中 外面浸润，里面不浸润，所以是不可能的， 故正确的为A、C. § 答案：　AC § ◎ 教材资料分析 § 〔思考与讨论〕——教材P32 § 把一些常见的固体物质分为两组：一组是玻璃、 蜂蜡、硬塑料等；另一组是盐粒、砂糖、石英 等．两类固体物质的外表各有什么特征？ § 【点拨】　玻璃、蜂蜡在外表上没有规则的几 何外形，而盐粒、石英在外表上具有天然规则 的几何外形． § 〔思考与讨论〕——教材P33 § 通过晶体呈现的特殊物理性质，你认为晶体在 微观结构上可能有什么特点？ § 【点拨】　晶体在沿不同的方向上物质微粒的 数目不同，即在不同方向上物质微粒的排列情 况不同，从而引起晶体的不同方向上物理性质 的不同． § 〔说一说〕——教材P38 § 为什么有了表面张力，液滴就有了呈球形的趋 势？为什么液滴越小，形状就越接近球形？ § 【点拨】　表面张力的作用是使液面收缩，而 在体积相同的各种形状中，球形表面积最小， 故表面张力要使液滴收缩成球形，但由于重力 作用，液滴会呈椭球形，因液滴越小，重力的 影响越小，故液滴越小，形状就越接近球 形．如果完全消除重力的影响，如处在完全失 重状态的宇宙飞船中，再大的液滴也会收缩成 规则的球形． § 〔说一说〕——教材P39 § 浸润现象和不浸润现象在日常生活中是常见 的．例如，脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不 能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药 液．用不能被水浸润的塑料制作的酱油瓶，向 外倒酱油时不易外洒．你还能举出其他实例吗？ § 【点拨】　我们用的毛巾都是用可以被水浸润 的织物做成的；洗衣服时，为了除去衣服上的 油污，我们加入洗涤剂． § 〔说一说〕——教材P40 § 建筑房屋的时候，在砌砖的地基上铺一层油毡 或涂过沥青的厚纸，防止地下的水分沿着夯实 的地基以及砖墙的毛细管上升，以使房屋保持 干燥．土壤里有很多毛细管，地下的水分可以 沿着它们上升到地面，如果要保存地下的水分， 就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛 细管．相反，如果想把地下的水分引上来，就 不仅要保持土壤里的毛细管，而且还要使它们 变得更细，这时就要用磙子压紧土壤．你能再 举一些生活中的实例吗？ § 【点拨】　毛巾吸汗、砖块吸水、粉笔吸墨水、 植物的根部吸水等. § 关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　 　) § A．所有的晶体都表现为各向异性 § B．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则 的金属一定是非晶体 § C．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗 粒即为一个单晶体 § D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没 有确定的熔点 § 解析：　晶体和非晶体的区别. § 答案：　D 选项 个性分析 A错误 只有单晶体才表现为各向异性 B错误 单晶体有规则的几何形状，而多晶体无规则的几何形 状，金属属于多晶体 C错误 大块塑料是非晶体，粉碎成形状规则的颗粒，依然是 非晶体 D正确 晶体和非晶体的一个重要区别就是有无确定的熔点 § 【反思总结】　晶体和非晶体最本质的区 别是晶体有确定的熔点，而非晶体没 有．由于多晶体和非晶体都具有各向同性、 无规则外形的特点，仅从各向同性或几何 形状不能断定某一固体是晶体还是非晶 体． § 【跟踪发散】　1－1：某球形固体物质，其各 向导热性能相同，则该物体(　　) § A．一定是非晶体 § B．可能具有确定的熔点 § C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形 § D．一定不是单晶体，因为它具有各向同性的 物理性质 § 解析：　导热性能各向相同的物体可能是非晶 体，也可能是多晶体，因此，A选项不正确； 多晶体具有确定的熔点，因此B选项正确；物 体外形是否规则不是判断是否是单晶体的依据， 应该说，单晶体具有规则的几何外形是“天生” 的，而多晶体和非晶体也可以有规则的几何外 形，当然，这只能是“后天”人为加工的，因 此C选项错误；因为单晶体区别于多晶体和非 晶体在于其物理性质上的各向异性，因此D选 项正确． § 答案：　BD § 下面有关表面张力的说法中，正确的是(　 　) § A．表面张力的作用是使液体表面伸张 § B．表面张力的作用是使液体表面收缩 § C．有些小昆虫能在水面上自由行走，这是由 于有表面张力的缘故 § D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是 由于表面张力的缘故 § 解析：　表面张力的作用效果是使液体表面收缩，B对；A错； 由于表面张力，液面被压弯并收缩，使小昆虫浮在液面上，C 对；由于表面张力使液滴收缩成球形，D对．故选BCD. § 答案：　BCD § 【反思总结】　对于液体的表面张力要明确以下三点： § (1)液体表面张力的产生是由于液体表面层内的分子比液体内 部稀疏，分子间表现为引力，表面张力为表面层里分子的分 子力． § (2)表面张力的作用效果是使液体表面具有收缩到最小的趋 势． § (3)表面张力的方向与液面相切． § 【跟踪发散】　2－1：下列关于液体表面张力 的说法中，正确的是(　　) § A．液体表面张力的存在，使得表面层分子的 分布比内部要密些 § B．液体表面层分子间的引力小于液体内部分 子间的引力，因而产生表面张力 § C．液体表面层分子间只有引力而无斥力是产 生表面张力的原因 § D．表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势 § 解析：　液体表面层单位体积的分子数较 少，表面层分子比液体内部稀疏，分子之 间距离较大，而分子力表现为引力，使表 面层有收缩的趋势．故D正确． § 答案：　D § 关于液晶，下列说法正确的是(　　) § 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．液晶的光学性质随光照的变化而变化 § 解析：　 § 答案：　CD § 【反思总结】　液晶的特点 § (1)位置无序像液体． § (2)排列有序像晶体． § (3)液晶是有晶体结构的液体． § 【跟踪发散】　3－1：关于液晶的以下说法正 确的是(　　) § A．液晶态只是物质在一定温度范围内才具有 的存在状态 § B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用 来做显示屏 § C．人体的某些组织中存在液晶结构 § D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶 中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不 同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以 显示出各种颜色 § 解析：　液晶态可在一定温度范围或某一 浓度范围内存在，它对离子的渗透作用同 人体的某些组织相似，在外加电压下，它 对不同色光的吸收强度不同． § 答案：　CD § 1．(2010年全国卷·新课标，33)关于晶体和非 晶体，下列说法正确的是(　　) § A．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体 § B．晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则 的 § C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没 有固定的熔点 § D．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的， 非晶体是各向同性的 § 答案：　BC § 2．晶体具有各向异性是由于(　　) § A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同 § B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同 § C．晶体内部结构的无规则性 § D．晶体内部结构的有规则性 § 解析：　组成晶体的物质微粒是有规则排列的，由于 在不同方向上物质微粒的排列情况不同，造成晶体在 不同方向上物理性质的不同．所以，正确答案为A、 D. § 答案：　AD § 3．附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原 因是(　　) § A．附着层里液体分子间的斥力强 § B．附着层里液体分子间的引力强 § C．固体分子对附着层里的液体分子的吸引比 液体内部分子的吸引弱 § D．固体分子对附着层里的液体分子的吸引比 液体内部分子的吸引强 § 解析：　附着层里的分子既受到固体分子的吸 引，又受到液体内部分子的吸引，如果受到的 固体分子的吸引比较弱，附着层里的部分分子 进入液体内部，从而使附着层的分子比液体内 部稀疏，所以C正确，A、D错．对于B，虽然 附着层分子稀疏，分子间的吸引强，这是附着 层分子稀疏后的一个结果，并不是引起附着层 分子稀疏的原因，因此B也错． § 答案：　C § 4．若液体对某种固体是浸润的，当液体装在 由这种固体物质做成的细管中时，则(　　) § A．附着层分子密度大于液体内分子的密度 § B．附着层分子的作用力表现为引力 § C．管中的液体一定是凹弯月面的 § D．液体跟固体接触的面积有扩大的趋势 § 解析：　这首先是浸润现象，这时固体分子与 液体分子间的引力相当强，造成附着层内分子 的分布就比液体内部更密，这样就会使液体分 子间出现相互斥力，使液体跟固体接触的面积 有扩大的趋势． § 答案：　ACD § 5．洗涤剂能除去衣服上的污垢，其原因是(　 　) § A．降低了水的表面张力，使水和洗涤剂容易 进入被洗物质的纤维和附着的污垢粒子之间 § B．增加了水的表面张力，使水和洗涤剂容易 进入被洗物质的纤维和附着的污垢粒子之间 § C．洗涤剂分子的吸引力将污垢粒子吸入水中 § D．洗涤剂的分子斥力将污垢粒子推离衣服纤 维表面 § 解析：　洗涤剂中含有能浸润污垢粒子的 物质，即洗涤剂分子对污垢粒子的吸引力 大于衣服分子对污垢粒子的吸引力，从而 将污垢粒子吸入水中，C正确． § 答案：　C § 6．在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上蜡，用烧热的 针接触其上一点，蜡熔化的范围如图所示，而甲、乙、 丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系 如图所示，则(　　) § A．甲、乙是非晶体，丙是晶体 § B．甲、丙是非晶体，乙是晶体 § C．甲、丙是多晶体，乙是晶体 § D．甲是多晶体，乙是非晶体，丙是单晶体 § 解析：　由蜡的熔化图片可知甲、乙导热性质 表现为各向同性，丙表现为各向异性故丙一定 是单晶体．由熔化图线可知，甲有一定的熔化 温度是晶体(多晶体)，乙没有一定的熔化温度 是非晶体，故选项D正确． § 答案：　D