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高二物理（人教版2019）
第二章 气体、固体和液体
液体
我们发现; 一些昆虫可以停在水面上;叶面上的露珠呈球形……这些现象表明，液体表面可能具有与内部不同的性质。
观察肥皂膜和棉线的变化
刺破棉线左侧的薄膜，右侧的薄膜就会收缩，使棉线向右弯成弧形；
刺破棉线圈里的肥皂膜后，棉线圈外的薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成圆形。
刺破棉线右侧的薄膜，左侧的薄膜就会收缩，使棉线向左弯成弧形。
实验现象
新课讲授
液体的表面就好像张紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势。
周长相同时，圆面积最大。
表面层分子间距比较稀疏，分子间距r>r0
分子间的作用表现为引力。
使液面收缩绷紧，使其收缩到表面积最小。
1、液体的表面层特点
由于蒸发现象，液体跟气体接触的表面有一薄层，叫做表面层。
一、液体的表面张力
力的方向：总是跟液面相切，且与分界面垂直。
1
2
M
N
F21
F12
2、液体的表面张力
液体表面
设想在液体表面画一条直线MN，
把液体表面分为1、2两部分，
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。
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。
这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。
表面张力会使液面收缩，使其收缩到表面积最小。
3、表面张力的作用
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。如：太空授课中水滴形状是球形，生活中露珠呈扁平球形。
新课讲授
为什么那么多曲别针沉入杯中水却还没溢出？为什么水黾可以停在水面上？
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薄膜。
薄膜对水黾的作用力使其停在水面上
薄膜有收缩的趋势，“包裹”着水杯的杯口。
思考与讨论
现象：洁净的玻璃板上这滴水散开，石蜡的则是滚来滚去。
表明：水可以润湿玻璃，但不能润湿蜡。
实验：先后向一块洁净的璃板上和一块涂了蜡的玻璃上滴一滴水，晃动玻璃板，观察现象
做一做
思考与讨论
二、浸润和不浸润
1、浸润和不浸润现象
浸润：
一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。
如：水浸润玻璃.
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的现象。如：水银不浸润玻璃.
二、浸润和不浸润
2、浸润的微观解释
附着层
固体
液体
附着层：液体和固体接触位置形成的液体薄膜
固体分子对附着层内液体分子的吸引力大于液体内部分子间的吸引
附着层内分子比液体内部密集（r附着层内分子相互排斥
附着层有扩展趋势
浸润现象
2、不浸润的微观解释
附着层
固体
液体
固体分子对附着层内液体分子的吸引力小于液体内部分子间的吸引
附着层内分子比液体内部稀疏（r>r0）
附着层内分子相互吸引
附着层有收缩趋势
（2）一种液体浸不浸润固体与两种物质性质有关。
例：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡。
水银不浸润玻璃，但能浸润铅。
说明：
（1）浸润和不浸润是分子力作用的表现
（2）.游禽羽毛在水中为何没被水润湿？
游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不能浸润羽毛。
（1）.脱脂棉为何脱脂？
是为了使棉花从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液。
3.浸润现象的应用
④雨衣、帐篷需用不被水浸润的材料制作
4、浸润和不浸润现象的生活实例：
①能够用墨水在纸上写字，是因为所用的纸被墨水浸润．
②金属表面在喷漆前经过去油污及去锈处理，可以被油漆浸润；
③毛巾都是用可以被水浸润的织物做成的
实验演示：
新课讲授
5.毛细现象：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，叫做毛细现象。
浸润液体在毛细管里上升后，形成凹液面
不浸润液体在毛细管里下降后形成凸液面
新课讲授
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，高度差越大。
5、毛细现象
当管中液体上升到一定高度时，管内高为h的液体所受重力与表面张力平衡，液面稳定在一定的高度。
mg
由于液体浸润管壁，液面弯曲。液体表面张力形成向上的拉力，这个力使管中液体向上运动。
⑴毛细管：能够发生毛细现象的细管叫做毛细管。
⑵毛细现象的产生原因：
①液体浸润管壁
F
F
二、浸润和不浸润
F压力差
②液体不浸润管壁
F
F
由于液体不浸润管壁，液面弯曲。液体表面张力形成向下的拉力，这个力使管中液体向下运动。
当管中液体下降到一定深度时，管内外高度差为h，管内外的压力差与表面张力平衡，液面稳定在一定的高度。
小结：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，高度差越大。
太空实验：
新课讲授
土壤里有很多毛细管
破坏毛细管→保持水分
毛细现象的应用
生活中的毛细现象
酒精灯
农民锄地
墨汁上升
1、酒精灯里的酒精沿灯芯升到顶端
2、要保存地下的水分, 锄松地面的土壤，破坏土壤里的毛细管；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．
3、植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管,它能把土壤里的水分吸上来.
4、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．
毛巾吸汗，砖块吸水，粉笔吸墨水，都是常见的毛细现象．在纸张、棉花、毛巾、粉笔、木材、土壤、砖块等物体内部有许多细小的孔道，起着毛细管作用．
三、液晶
构成液晶的分子为有机分子，大多为棒状，其棒长多为棒直径的5倍以上，由于这种长棒状的分子结构，使得分子集合体在没有外界干扰的情况下趋向分子相互平行排列。
液晶具有液体的流动性，但在低温时液晶会凝固成结晶态，不仅分子的取向是有序的，而且分子重心的位置也是有序的
当温度升高时，晶体中分子的热运动增强，使分子重心位置的有序性消失，转为液晶态
当温度进一步升高时，分子取向有序性也消失，完全进入无序的状态，变成液态
1、液晶的分子形状及分子排列特征
液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。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、液晶具有光学各向异性
有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态；另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定的浓度范围具有液晶态。
入射光的偏振方向与液晶分子长轴的方向成不同夹角时，液晶对光的折射率不同。因此，一束非偏振光射入液晶层后再射出时，由于液晶折射率的各向异性会产生两束光程不同的光。
3、在脑、肌肉和视网膜等多种人体组织中都发现了液晶结构
大脑
肌肉
视网膜
4.液晶的一般用途
液晶的特性决定了它的用途，它在显示技术、电子工业、航空工业、生物医学等多方面都有广泛的应用．
笔记本电脑的液晶显示屏
液晶显示
扭曲排列的液晶分子具有旋光性，即光的偏振方向沿液晶的排列方向被扭转。
1．下列说法正确的是（　　）
A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质无关
B．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力
C．浸润现象中附着层分子间距等于液体内部分子间距
D．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形，是由于没有受到重力的作用
B
课堂练习
【答案】B
【详解】A．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，与发生浸润和不浸润有关，A错误；
B．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力，B正确；
C．浸润现象中附着层分子间距小于液体内部分子间距，C错误；
D．在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形，是由于液体表面张力的作用，D错误。
故选B。
课堂练习
2．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
ACD
课堂练习
【答案】ACD
【详解】A．液体与大气相接触，液体表面层分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间的作用力表现为引力，选项A正确；
B．表面张力产生在液体表面层，方向平行于液体表面，选项B错误；
C．雨水不能透过布雨伞，是因为液体表面存在张力，选项C正确；
D．荷叶上的露珠呈球形，是液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势的缘故，选项D正确。
故选ACD。
课堂练习
3．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况。若A固体和B毛细管都很干净，则下列说法正确的是（　　）
A．A固体和B管可能是由同种材料制成的
B．A固体和B管一定不是由同种材料制成的
C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些
D．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力大些
BC
课堂练习
【答案】BC
【详解】AB．由所给现象知，该液体对A不浸润，对毛细管B浸润，A错误，B正确；
CD．液体对A不浸润，对毛细管B浸润，说明固体A的分子对液体附着层内的分子引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小，C正确，D错误。故选BC。
课堂练习
4．关于液晶的特点及应用正确的是（　　）
A．棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态
B．利用液晶在温度变化时由透明变浑浊的特性可制作电子表、电子计算器的显示元件
C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度
D．液晶具有稳定的微观结构
BC
课堂练习
【答案】BC
【详解】A．通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态，但不是都呈液晶态，选项A错误；
B．利用液晶在温度变化时由透明变浑浊的特性可制作电子表、电子计算器的显示元件，选项B正确；
C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度，选项C正确；
D．液晶分子在特定方向上的排列比较整齐，但是不稳定。故D错误。
故选BC。
课堂练习

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