资源简介

2.4固体
【学习目标】
物理观念：(1)知道什么是晶体和非晶体、单晶体和多晶体．
(2)掌握晶体和非晶体在外形上和物理性质上的区别．
科学思维：学会用晶体的微观结构特点来解释单晶体外形的规则性和物理性质的各向异性．
【学习任务一】晶体和非晶体
1．固体可以分为________和________两类．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是________，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是________．
2．单晶体具有天然的、________的几何形状，多晶体和非晶体没有________的几何形状，我们在初中已经学过，晶体________的熔点，非晶体________．
3．有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为________，非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，这叫作________，由于多晶体是许多________杂乱无章地组合而成的，所以多晶体是具有________的．
【拓展】单晶体、多晶体及非晶体的共性、区别与联系
(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．其共性和区别如下：
(2)联系：在一定条件下，晶体可以变为非晶体，非晶体也可以变为晶体．
【注意】
物理性质上各向异性，则一定是单晶体；各向同性则可能是非晶体、多晶体，也可能是单晶体．因为单晶体的某些物理性质具有各向异性，而另外某些物理性质具有各向同性．
【例1】　下列关于晶体和非晶体的说法中正确的是(　　)
A．所有的晶体都表现为各向异性
B．大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体
C．因为金属的物理性质表现出各向同性，故金属是非晶体
D．所有的晶体都有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点
【学习任务二】晶体的微观结构
1．规则性：在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的________．
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．
【例2】　(多选)单晶体不同于非晶体，它具有规则的几何外形，在不同方向上物理性质不同，而且具有一定的熔点，下列哪些说法可以用来解释晶体的上述特性(　　)
A．组成单晶体的物质微粒，在空间按一定的规律排列
B．单晶体在不同方向上物理性质不同，是由于不同方向上微粒数目不同，微粒间距离也不相同
C．单晶体在不同方向上物理性质不同，是由于不同方向上物质微粒性质不同
D．单晶体在熔化时吸收热量，全部用来瓦解单晶体原子或分子间的结构，转化为分子势能，因此，单晶体在熔化过程中保持一定的温度不变．只有空间结构完全被破坏，单晶体完全变为液体后，继续加热，温度才会升高
【学习任务三】课堂检测　
如图所示，四块固体中，属于非晶体的是(　　)
2．如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，石墨烯是单层的石墨，可以通过剥离石墨而获得，是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。下列说法正确的是（　　）
A．单层石墨烯的厚度约在纳米数量级
B．石墨烯可以通过物理方法获得
C．石墨和石墨烯中的碳原子都固定在六边形的顶点不动
D．石墨烯熔解过程中吸热，碳原子的平均动能增加
2．在图甲、乙、丙三种固体薄片上涂蜡，由烧热的针接触其上一点，蜡熔化的范围如图甲、乙、丙所示，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丁所示，以下说法正确的是(　　)
A．甲、乙为非晶体，丙是晶体
B．甲、乙为晶体，丙是非晶体
C．甲、丙为非晶体，乙是晶体
D．甲为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体
2.5 液体
【学习目标】
物理观念：(1)通过实验，观察液体的表面张力现象，了解表面张力产生的原因．
(2)理解液晶的微观结构、特点和应用．
科学思维：(1)理解浸润和不浸润现象的概念，会分析其产生的原因．
(2)学会用分子动理论解释毛细现象.
【重难点】 了解表面张力产生的原因，理解液晶的微观结构、特点和应用．
【学习任务一】液体的表面张力
1．表面层：液体跟气体接触的表面存在的一个________，它使液体表面具有收缩的趋势．
2．液体内部和表面层内分子力的比较：
在液体内部，分子间平均距离r略________r0，分子间的作用力表现为________；在表面层，分子比较稀疏，分子间距离r略________r0，分子间的作用力表现为________．
3．液体的表面张力：
(1)定义：这种力使液体________绷紧，叫作液体的表面张力．
(2)作用效果：使液体表面具有________趋势．
(3)力的方向：总是跟液面________，且与分界面________．
点睛
液面MN分界线两则分子间距离大于r0，分子间作用力表现为相互作用的引力，这两个力关于MN这条线对称，且与MN垂直．
【例1】　(多选)关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　)
A．液体与大气相接触的表面层内，分子间的作用表现为相互吸引
B．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
C．布雨伞能够遮雨，其原因之一是液体表面存在张力
D．荷叶上的露珠呈球形的主要原因是液体的表面张力
分析表面张力问题的三点注意
①表面张力不是指个别分子间的相互引力，而是表面层中大量分子间引力的宏观表现，凡是液体与气体接触的表面都存在表面张力．
②表面张力的大小除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关．一般情况下，温度越高，表面张力就越小．
③杂质也会明显地改变液体的表面张力大小．比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小．也就是说，洁净水的表面具有更大的收缩趋势．
【学习任务二】浸润和不浸润
1．浸润和不浸润
(1)一种液体会________某种固体并________在固体的表面上，这种现象叫作________；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________．实验表明，水可以________玻璃，但水________蜡．
(2)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强时，液体能够________固体；反之，液体则________固体．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．
(3)浸润和不浸润是________作用的表现．
2．毛细现象
(1)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，称为毛细现象．
(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管的内径越小，高度差________．
(3)由于液体浸润管壁，液面呈如图所示的形状，液面弯曲．液体表面张力形成向________的拉力，这个力使管中液体向________运动．当管中液体上升到一定高度时，液体所受重力与这个使它向上的力平衡，液面稳定在一定的高度．
（4）生活中的毛细现象砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水、吸水纸有吸水性、油沿灯芯向上升、地下水沿土壤上升、植物吸收水分……
【注意】
浸润和不浸润可以用液体与固体接触的液体层的液体分子的分布来解释，浸润的本质是扩展，不侵润的本质是收缩．
【例2】　(多选)如果某液体对某种固体是浸润的，当该液体装在由这种固体物质做成的细管中时，下列说法正确的是(　　)
A．附着层里分子的密度大于液体内部分子的密度 B．附着层分子的作用力表现为引力
C．管中的液面一定是凹形的 D．液面跟固体接触的面积有扩大的趋势
变式训练(多选) 水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细玻璃管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细玻璃管分别插入水和水银中，如图所示，正确的现象应是( )
【学习任务三】液晶
1．液晶：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________的物质叫液晶．这是介于液态和固态间的一种中间态．
2．出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的________范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定________范围内具有液晶态．
3．液晶的微观结构：通常________分子的物质容易具有液晶态．
4．应用：除用做________外，在生物医学、电子工业等领域都有重要的应用．
【例3】　(多选)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．液晶能像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似
C．液晶表现各向同性的性质
D．液晶的微观结构介于晶体和液体之间，其光学性质具有各向异性的特点
液晶的特性有以下四个方面
(1)液晶具有液体的流动性．
(2)液晶具有各向异性，但液晶的各向异性是有条件的，在某些条件时会表现出各向同性．
(3)液晶分子的排列特点：从某个方向上看液晶分子的排列比较整齐，但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的．
(4)液晶的物理性质很容易在外界因素的影响(如电场压力、光照、温度)下发生改变．
【学习任务四】课堂检测
1．(多选)关于液面表面张力，下列说法中正确的是(　　)
A．甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果
B．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子间的作用力表现为引力，产生表面张力
C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用
D．丁图中液体表面张力方向与液面平行
2．液体表面具有收缩趋势的原因是(　　)
A．液体可以流动 B．液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离
C．与液面接触的容器壁的分子对液体表面分子有吸引力
D．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离(约为r0)
3．(多选)关于液晶，下列说法中正确的有(　　)
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．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
4．如图所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使框架布满肥皂膜，然后将P和Q两部分的肥皂膜刺破，线的形状将变成下列图中的(　　)

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