高中物理第九章固体、液体和物态变化第2节液体问题导学案新人教版选修3-31

高中物理第九章固体、液体和物态变化第2节液体问题导学案新人教版选修3-31

第 2 节 液体 课堂合作探究 问题导学 一、液体的表面张力 活动与探究 1 1．尝试利用液体的微观结构特点，解释液体的一些特性，例如不易压缩、具有流动性、 液体的扩散比固体快等。 2．根据液体的表面层与液体的内部分子的结构特点，说明液体表面层为什么会存在张 力？ 迁移与应用 1 下列说法正确的是（ ） A．表面张力就是分子力 B．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡 C．表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关 D．液体的表面张力好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势 1．液体分子分布特点：由于蒸发现象，表面层分子的分布比液体内部稀疏，即表面层 分子间的距离比液体内部分子间的距离大。 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：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷 紧的膜。所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果。 4．表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图 所示。 5．表面张力的作用：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。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，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形。但由于受重力的影响， 往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形。 二、对浸润和不浸润现象及毛细现象的分析 活动与探究 2 实验：请大家观察 把水装在玻璃管里，器壁附近的液面沿器壁向上扩展，液面呈凹形弯月面。把水银装在 玻璃管里，器壁附近的液面沿器壁下移，液面呈凸形弯月面。这种现象形成的原因是什么？ （a）水在玻璃管中出现凹形弯月面 （b）水银在玻璃管中出现凸形弯月面 迁移与应用 2 关于浸润和不浸润，下列说法正确的是（ ） A．水是浸润液体，水银是不浸润液体 B．在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面呈凸形 C．如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱，就会形成浸润现象 D．鸭的羽毛上有一层很薄的脂肪，使羽毛不被水浸润 1．液体能否浸润固体由内聚力和附着力大小决定 （1）内聚力大于附着力。附着层的分子比液体内部稀疏，附着层内出现与液体表面张 力相似的收缩力，此时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润。 （2）内聚力小于附着力。附着层中的分子比液体内部更密，附着层中出现液体相互排 斥的力，此时跟固体接触的液面有扩展的趋势，形成浸润。 2．毛细现象产生的原因 浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲，呈凹形。液体表面就像一张张紧了 的凹形的弹性薄膜，表面张力的收缩作用总是使凹形表面的面积缩小，对表面下的液体产生 向上的提拉作用（如图所示），于是管内液体上升，直到表面张力向上的提拉作用与管内升 高的液柱所受的重力达到平衡时，管内液体才停止上升，稳定在一定的高度。不浸润液体在 毛细管里下降则是由于表面张力的收缩作用总是使凸形表面的面积减小，对表面下的液体产 生向下的作用导致的（如图所示）。 当堂检测 1．关于液体表面张力，下列说法正确的是（ ） A．表面张力使液体表面具有收缩趋势 B．表面张力的方向与液面垂直 C．表面张力的大小与液体种类无关 D．表面张力是液体表面各部分间相互吸引的力 2．关于液体和固体，以下说法正确的是（ ） A．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强 B．液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的 C．液体分子的热运动没有固定的平衡位置 D．液体的扩散比固体的扩散快 3．有的液体和固体接触时，附着层具有缩小的趋势，这是因为（ ） A．附着层里分子比液体内部分子稀疏 B．附着层里分子的相互作用表现为斥力 C．附着层里分子的相互作用表现为引力 D．固体分子对附着层里液体分子的引力比液体分子间的引力强 4．下列说法正确的是（ ） A．浸润液体在细管里能上升 B．不浸润液体在细管里能下降 C．建筑房屋时，在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细 现象使地下水容易上升 D．农田里如果要保存地下的水分，就要把地表的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生 5．下列有关液晶的一些性质的说法中，正确的是（ ） A．液晶分子的排列是稳定的 B．液晶的光学性质可随温度而改变 C．液晶的光学性质可随所加电场的变化而变化 D．液晶的光学性质可随所加压力的变化而变化 答案： 课堂·合作探究 【问题导学】 活动与探究 1： 1．答案：因为液体分子也像固体分子一样聚集在一起，且分子间有较强的相互作用， 所以液体具有一定的体积，不易被压缩；液体分子间的相互作用力比固体分子间的相互作用 力小，液体分子可以在液体中移动，这是液体具有流动性的原因。由于分子在液体里的移动 比在固体中容易得多，所以液体的扩散比固体的扩散快。 2．答案：液体表面层的分子分布比液体内部稀疏一些。液体表面层由于分子较稀，分 子之间距离就较大些，随距离的增大分子彼此之间的斥力小于引力，在这个特殊层中分子间 的引力作用占优势，所以液体表面层中，任何两部分之间存在着相互吸引力，它的作用是使 液体表面绷紧。这就是液体的表面张力；表面张力使液体表面收缩到最小。 迁移与应用 1：CD 解析：表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现，不能说表面 张力就是分子力，A 错误；缝衣针在水面上静止是液膜对它的弹力和重力平衡，B 错误；表 面张力的大小与液面上分界线的长短有关，且表面张力有使液膜收缩的趋势，C、D 正确。 活动与探究 2：答案：水浸润玻璃，水银不浸润玻璃。 迁移与应用 2：D 解析：同一种液体对某些固体浸润，而对另一些则不浸润，并不是 对所有固体均浸润，所以选项 A 错；若浸润器壁，液面应呈凹形，所以选项 B 错；若固体分 子跟液体分子间的引力较弱，则形成不浸润现象，所以选项 C 错；脂肪不被水浸润，所以选 项 D 正确。 【当堂检测】 1．AD 解析：表面张力的方向和液面相切，故 B 错；表面张力的大小除了跟边界线长 度有关外，还跟液体的种类、温度有关，故 C 错。 2．BCD 解析：液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的 相互作用不像固体微粒那样强，所以选项 B 是正确的，选项 A 是错误的；液体具有流动性的 原因是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子之所以能在液体中移动也正是因为液体 分子在液体里移动比较容易，所以其扩散比固体的扩散快，选项 C、D 都是正确的。该题的 正确选项为 B、C、D。 3．AC 解析：附着层有缩小的趋势，说明不浸润，是因为附着层里分子比液体内部分 子稀疏，固体分子对附着层里液体分子的引力比液体分子间的引力弱。故 A、C 正确，B、D 错误。 4．ABD 解析：毛细现象和液体的浸润、不浸润相联系，浸润液体在细管中能上升，不 浸润液体在细管中下降，故 A、B 正确；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， C 错误；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。如果要保持地下的水 分，就要把地表的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管，D 正确。 5．BCD 解析：液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移动，故 A 错，B、C、D 均正 确。