2019-2020學年高中物理 第九章 固體、液體和物態(tài)變化 1、2 固體 液體課件 新人教版選修3-3.ppt

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第九章固體 液體和物態(tài)變化 1 2固體液體 一 晶體和非晶體1 固體可分為晶體和非晶體兩類 其中石英 云母 明礬 食鹽 硫酸銅 蔗糖 味精 雪花等是晶體 而玻璃 松香 蜂蠟 瀝青 橡膠等是非晶體 2 晶體 1 晶體又分為多晶體和單晶體 2 晶體有確定的熔點 3 單晶體具有規(guī)則的幾何形狀 3 各向異性與各向同性 有些單晶體沿不同方向的導熱或導電性能不同 有些單晶體沿不同方向的光學性質不同 這類現象稱為各向異性 非晶體與多晶體沿各個方向的物理性質都是一樣的 這叫做各向同性 二 晶體的微觀結構1 為什么晶體的形狀和物理性質會與非晶體不同呢 答案 因為它們具有不同的微觀結構 2 在各種晶體中 原子 或分子 離子 都是按照一定的規(guī)則排列的 具有空間上的周期性 3 有的物質在不同條件下可以形成不同的晶體 那是因為組成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布 例如石墨和金剛石 4 同種物質也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現 有些非晶體在一定條件下也可以轉化為晶體 這說明物質是晶體還是非晶體 并不是絕對的 三 液體的微觀結構及表面張力1 液體的微觀結構特點 1 分子距離 液體不易被壓縮 這說明液體分子間的距離很小 2 分子力 液體分子間的相互作用力很大 3 分子的熱運動 液體分子熱運動與固體分子相似 但每個分子沒有固定的位置 可在液體中移動 因此表現出流動性 2 液體的表面層 表面層內分子間的相互作用特點 液體跟氣體接觸的表面存在一個薄層 叫做表面層 表面層內分子間的距離大于r0 因此分子間的相互作用表現為相互吸引 3 液體的表面張力 如果在液體表面任意畫一條線 線兩側的液體之間的作用力是引力 它的作用是使液體表面繃緊 所以叫做液體的表面張力 4 試簡述形成表面張力的原因 答案 液體表面具有收縮的趨勢 這是因為在液體內部分子引力和斥力可以認為相等 而在表面層里分子間距較大 分子間的相互作用力表現為引力的緣故 四 浸潤和不浸潤及毛細現象1 附著層 當液體和固體接觸時 接觸的位置形成的一個液體薄層 叫做附著層 2 浸潤和不浸潤 一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上 這種現象叫做浸潤 一種液體不會潤濕某種固體 也就不會附著在這種固體表面 這種現象叫做不浸潤 3 浸潤和不浸潤產生的原因各是什么 答案 浸潤和不浸潤是分子力作用的表現 當附著層的液體分子比液體內部分子稀疏 附著層內分子間的作用表現為引力 附著層有收縮的趨勢 這樣的液體和固體之間表現為不浸潤 如果附著層內分子間的距離小于液體內部分子間的距離 附著層內分子之間的作用表現為斥力 附著層有擴展的趨勢 這樣的液體與固體之間表現為浸潤 4 毛細現象 毛細現象的特點 浸潤液體在細管中上升的現象 以及不浸潤液體在細管中下降的現象 稱為毛細現象 毛細現象的特點是 管的內徑越細 管內外液面的高度差越大 五 液晶1 概念 有些化合物像液體一樣具有流動性 而其光學性質與某些晶體相似 具有各向異性 人們把處于這種狀態(tài)的物質叫液晶 2 出現液晶態(tài)的條件 有些物質在特定的溫度范圍之內具有液晶態(tài) 另一些物質 在適當的溶劑中溶解時 在一定的濃度范圍之內具有液晶態(tài) 3 微觀結構 位置無序使它像液體 而排列有序使它像晶體 所以液晶是有晶體結構的液體 4 用途 當前液晶最主要的應用方向是在顯示器方面的應用 自我檢測1 判斷正誤 對的畫 錯的畫 1 鐵塊沒有規(guī)則的幾何形狀 所以是非晶體 解析 常見的金屬材料是多晶體 答案 2 晶體具有確定的熔點 解析 無論單晶體還是多晶體都有確定的熔點 而非晶體無確定的熔點 答案 3 具有各向同性的固體一定是非晶體 解析 非晶體在物理性質上一定表現出各向同性 但多晶體在物理性質上也表現出各向同性 答案 4 若某種液體浸潤 那么它對所有固體都浸潤 解析 同一種液體 對有些固體浸潤 對有些固體不浸潤 同一種固體 可以被某些液體浸潤 也可以不被另一些液體浸潤 答案 2 探究討論 1 觀察圖示 都是由碳原子組成的石墨和金剛石 物理性質卻有很大差別 為什么石墨很軟 金剛石卻很堅硬 答案 金剛石和石墨中的碳原子排列規(guī)則不同 2 雨傘的傘面上有很多細小的孔 為什么下雨時 雨水不會從孔里漏下來 答案 因為雨水將紗線浸濕后 在紗線孔隙中形成水膜 水膜的表面張力使雨水不會漏下來 3 液晶電視已經走進尋常百姓家 液晶顯示器是如何顯示各種顏色的呢 答案 在液晶中摻入少量多色性染料 當液晶中電場強度不同時 它對不同顏色的光吸收強度不一樣 從而顯示出各種顏色 4 在教材第38頁圖9 2 3的現象中 刺破棉線一側的薄膜后棉線立即被拉緊 說明了什么問題 答案 說明液面是一個繃緊的膜 棉線兩側的膜間相互作用力為引力 刺破一側的薄膜后 該側引力消失 另一側引力使膜收縮而使棉線張緊 5 浸潤 不浸潤現象與毛細現象有何異同 答案 浸潤 不浸潤是因液體的附著層內分子的引力或斥力所致 而毛細現象的發(fā)生是附著層的引力或斥力與表面張力共同作用的效果 探究一 探究二 探究三 晶體和非晶體問題探究1 如圖所示 冬天到了 各種不同的雪花爭奇斗艷 精彩紛呈 雪花是不是晶體 晶體的特點是什么 如果溫度高 雪花很快就會化成水 水是不是晶體 為什么 要點提示雪花規(guī)則的幾何外形是天然形成的 是晶體 具有天然的幾何外形是晶體的特征之一 當雪化成水后 具有流動性 其幾何形狀不再固定 不是晶體 探究一 探究二 探究三 2 某固體物質 若其各向導熱性能不同 則該物質一定是單晶體嗎 要點提示一定是單晶體 這是因為只有單晶體才具有各向異性 3 某固體物質 如果在熔化的過程中 溫度保持不變 則該固體物質一定是晶體嗎 要點提示一定是 這是因為所有的晶體 無論是單晶體還是多晶體 都具有確定的熔點 而非晶體沒有 探究一 探究二 探究三 知識歸納1 晶體與非晶體的區(qū)別 探究一 探究二 探究三 2 晶體的微觀結構與物理性質 1 晶體結構 組成晶體的物質微粒有規(guī)則地在空間排列 呈現空間上的周期性 晶體內部各微粒之間存在很強的相互作用力 結構不同 作用力的大小也不同 微粒被相互的作用力約束在一定的位置上 微粒在各自的平衡位置附近做微小的振動 當外界干擾強烈或溫度變化時 結構也發(fā)生變化 周期性被破壞 晶體也可以轉化為非晶體 2 物理性質 晶體的微觀結構決定其宏觀物理性質 改變物質的微觀結構從而改變物質的屬性 如碳原子可以組成性質差別很大的石墨和金剛石 有些晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化 探究一 探究二 探究三 典例剖析 例題1 多選 下列說法正確的是 A 顯示各向異性的物體必定是晶體B 不顯示各向異性的物體必定是非晶體C 具有確定熔點的物體必定是晶體D 不具有確定熔點的物體必定是非晶體 思考問題 1 晶體分哪幾類 提示晶體分為單晶體和多晶體 2 晶體和非晶體熔化過程有何不同 提示晶體有確定的熔點 非晶體沒有確定的熔點 3 單晶體 多晶體和非晶體怎么區(qū)分 提示單晶體的物理性質為各向異性 多晶體和非晶體的物理性質為各向同性 但多晶體有確定的熔點 探究一 探究二 探究三 解析 單晶體具有各向異性 故只要具有各向異性的固體必定是晶體 故A正確 非晶體和多晶體均顯示各向同性 故不顯示各向異性的物體不一定是非晶體 還可能是多晶體 故B錯誤 晶體均具有確定的熔點 非晶體不具有確定的熔點 所以具有確定熔點的物體必是晶體 不具有確定的熔點的固體就必定是非晶體 故C D正確 答案 ACD 探究一 探究二 探究三 變式訓練1 1 如圖甲所示是日常生活中常見的幾種晶體 圖乙是日常生活中常見的幾種非晶體 請在圖片基礎上思考以下問題 晶體與非晶體在外觀上有什么不同 沒有規(guī)則幾何外形的固體一定是非晶體嗎 探究一 探究二 探究三 2 在云母片和玻璃片上分別涂上一層很薄的石蠟 然后用燒熱的鋼針去接觸云母片和玻璃片的另一面 石蠟熔化 如圖丙所示 你看到的現象及得出的結論是什么 答案 1 單晶體有規(guī)則的幾何外形 多晶體和非晶體無規(guī)則的幾何外形 不是 由于多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的 所以多晶體也沒有規(guī)則的幾何外形 2 玻璃片上石蠟的熔化區(qū)呈圓形 說明玻璃片沿各個方向的導熱性能相同 云母片上石蠟的熔化區(qū)呈橢圓形 說明云母片沿各個方向的導熱性能不相同 探究一 探究二 探究三 液體的微觀結構與表面張力問題探究如圖 早晨的草葉上的露珠晶瑩剔透 水黽在水上能夠靜止不動 這兩個看上去毫無關聯(lián)的事情有什么本質上的聯(lián)系 仔細觀察 露珠的形狀并不是標準的球形 而是稍微呈扁形 原因是什么 要點提示早晨草葉上露珠呈球形和水黽在水面上能夠靜止不動 都是由于液體的表面張力的作用 露珠的形狀呈扁平狀 是因為自身的重力的原因 探究一 探究二 探究三 知識歸納1 液體的微觀結構液體中的分子跟固體一樣是聚集在一起的 液體分子的熱運動主要表現為在平衡位置附近做微小的振動 但液體分子只在很小的區(qū)域內有規(guī)則地排列 這種區(qū)域是暫時形成的 邊界和大小隨時改變 有時瓦解 有時又重新形成 液體由大量這種暫時形成的小區(qū)域構成 這種小區(qū)域雜亂無章地分布著 探究一 探究二 探究三 2 液體的宏觀特性 1 各向同性 液體由大量暫時形成的雜亂無章分布的小區(qū)域構成 所以液體表現出各向同性 2 一定體積 液體分子的排列更接近于固體 液體中的分子聚集在一起 分子間距接近于r0 相互間的束縛作用強 主要表現為在平衡位置附近做微小振動 所以液體具有一定的體積 3 流動性 液體分子能在平衡位置附近做微小的振動 但沒有長期固定的平衡位置 液體分子可以在液體中移動 這是液體具有流動性的原因 4 擴散特點 液體中擴散現象是由液體分子運動產生的 分子在液體里的移動比在固體中容易得多 所以液體的擴散要比固體的擴散快 探究一 探究二 探究三 3 液體的表面張力及其作用 1 表面張力的形成原因 表面張力的形成原因是表面層 液體跟空氣接觸的一個薄層 中分子間距離大 分子間的相互作用表現為引力 2 表面張力的方向 表面張力的方向和液面相切 垂直于液面上的各條分界線 如圖所示 探究一 探究二 探究三 3 表面張力的大小 表面張力的大小除了跟邊界線長度有關外 還跟液體的種類 溫度有關 4 表面張力的作用 表面張力使液體表面具有收縮趨勢 使液體表面積趨于最小 而在體積相同的條件下 球形的表面積最小 例如 吹出的肥皂泡呈球形 滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形 但由于受重力的影響 往往呈扁球形 在完全失重條件下才呈球形 探究一 探究二 探究三 典例剖析 例題2 關于液體 下列說法正確的是 A 液體的性質介于氣體和固體之間 更接近氣體B 小液滴呈球狀 說明液體有一定形狀和體積C 液面為凸形時表面張力使表面收縮 液面為凹形時表面張力使表面伸張D 液體的擴散比固體的擴散快 思考問題 1 液體的宏觀特性有哪些 提示具有一定的體積 無一定的形狀 還有流動性 2 表面張力的作用是什么 提示表面張力使液體表面具有收縮的趨勢 探究一 探究二 探究三 解析 液體性質介于氣體和固體之間 更接近于固體 具有不易被壓縮 有一定體積 沒有一定形狀 擴散比固體快等特點 選項A B錯誤 D正確 無論液面為凸形還是凹形 表面張力總是使表面收縮 選項C錯誤 答案 D求解此題應把握以下三點 1 理解液體微觀結構 牢記液體的宏觀特性 2 理解表面張力的成因 3 理解表面張力的作用 探究一 探究二 探究三 變式訓練2 多選 下列說法中正確的是 A 水黽可以站在水面上是由于液體表面張力的緣故B 懸浮在水中的花粉顆粒運動不是因為外界因素的影響 而是由于花粉自身的運動C 物體的內能是所有分子動能與分子勢能的總和 物體內能可以為零D 天然水晶是晶體 但水晶熔化后再凝固就是非晶體 探究一 探究二 探究三 解析 作用于液體表面 使液體表面積縮小的力 稱為液體表面張力 水黽可以站在水面上是由于液體表面張力的緣故 故A正確 懸浮在水中的花粉顆粒運動是布朗運動 是液體分子碰撞的不平衡性造成的 故B錯誤 物體的內能是所有分子動能與分子勢能的總和 分子熱運動平均動能不可能為零 故C錯誤 某些物質有時表現為晶體 有時表現為非晶體 如天然水晶是晶體 但水晶熔化后再凝固就是非晶體 故D正確 答案 AD 探究一 探究二 探究三 浸潤 不浸潤和毛細現象問題探究如圖所示為大樹生長和蘑菇生長時根部分布情況 越往下 根的直徑怎樣變化 為什么直徑有這樣的變化 有什么好處 如果除草時把部分樹根鏟斷 對水分的吸收產生什么影響 要點提示越往下根的直徑越小 越容易發(fā)生浸潤現象 除草時部分樹根被鏟斷 將會使吸收地下水分受阻 探究一 探究二 探究三 知識歸納1 對浸潤和不浸潤的理解 1 附著層內分子受力情況 液體和固體接觸時 附著層的液體分子除受液體內部的分子吸引外 還受到固體分子的吸引 2 浸潤的成因 當固體分子吸引力大于液體內部分子力時 附著層內液體分子比液體內部分子稠密 附著層中分子之間表現為斥力 具有擴展的趨勢 這時表現為液體浸潤固體 3 不浸潤的成因 當固體分子吸引力小于液體內部分子力時 附著層內液體分子比液體內部分子稀疏 附著層中分子之間表現為引力 具有收縮的趨勢 這時表現為液體不浸潤固體 探究一 探究二 探究三 2 對毛細現象的理解 1 兩種表現 浸潤液體在細管中上升及不浸潤液體在細管中下降 2 產生原因 毛細現象的產生與表面張力及浸潤現象都有關系 如圖所示 甲是浸潤情況 此時管內液面呈凹形 因為水的表面張力作用 液體會受到一向上的作用力 因而管內液面要比管外高 乙是不浸潤情況 管內液面呈凸形 表面張力的作用使液體受到一向下的力 因而管內液面比管外低 探究一 探究二 探究三 典例剖析 例題3 多選 把極細的玻璃管插入水中與水銀中 如圖所示 正確表示毛細現象的是 探究一 探究二 探究三 思考問題 1 毛細現象與哪些因素有關 提示毛細現象的產生與表面張力和浸潤 不浸潤現象有關 2 細管中液面為凹面時 表面張力的合力方向向哪 提示液面為凹面時 除 凹底 外四周各處的表面張力方向均為斜向上方 因此 這些力的合力方向豎直向上 解析 因為水能浸潤玻璃 無論管內外均為浸潤 所以選項A正確 B錯誤 水銀不浸潤玻璃 選項C正確 選項D中外面浸潤 里面不浸潤 所以是不可能的 答案 AC毛細現象中 若液體與管浸潤 則管壁給液體向上的拉力 使靠近管壁處的液體上升 液面下凹 若液體不浸潤管 則管壁給液體向下的拉力 使靠近管壁處的液體下降 液面上凸 探究一 探究二 探究三 變式訓練3 多選 若液體對某種固體是浸潤的 當液體裝在由這種固體物質做成的細管中時 則 A 附著層分子密度大于液體內分子的密度B 附著層分子的作用力表現為引力C 管中的液體表面一定是下凹D 液體跟固體接觸的面積有擴大的趨勢E 液體跟固體接觸的面積有收縮的趨勢解析 這是浸潤現象 這時固體分子與液體分子間的引力相當強 造成附著層內分子的分布比液體內部密 這樣就會使附著層內分子間出現相互排斥力 使液體跟固體接觸的面積有擴大的趨勢 答案 ACD 1 2 3 4 5 1 關于晶體和非晶體 下列說法正確的是 A 有規(guī)則幾何外形的固體一定是晶體B 晶體在物理性質上一定是各向異性的C 非晶體不可能轉化為晶體D 晶體有確定的熔點 非晶體沒有確定的熔點解析 因為外形是否規(guī)則可以用人工的方法處理 所以選項A錯誤 多晶體在物理性質上是各向同性的 選項B錯誤 實驗證明非晶體在適當的條件下可以轉化為晶體 選項C錯誤 晶體與非晶體的區(qū)別表現在是否有確定的熔點 選項D正確 答案 D 1 2 3 4 5 2 多選 大自然之中存在許多絢麗奪目的晶體 這些晶體不僅美麗 而且由于化學成分和結構各不相同而呈現出千姿百態(tài) 高貴如鉆石 平凡如雪花 都是由無數原子有序地組成 關于晶體與非晶體 正確的說法是 A 固體可以分為晶體和非晶體兩類 晶體 非晶體是絕對的 是不可以相互轉化的B 多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的 所以多晶體沒有確定的幾何形狀C 單晶體沿不同的方向的導熱或導電性能不相同 但沿不同方向的光學性質一定相同D 有的物質在不同條件下能夠生成不同晶體 是因為組成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布 1 2 3 4 5 解析 固體可以分為晶體和非晶體兩類 晶體 非晶體不是絕對的 是可以相互轉化的 例如天然石英是晶體 熔融過的石英卻是非晶體 所以選項A錯誤 多晶體是許多單晶體雜亂無章地組合而成的 所以多晶體沒有確定的幾何形狀 選項B正確 單晶體沿不同的方向的導熱或導電性能不相同 沿不同方向的光學性質也可能不相同 選項C錯誤 有的物質在不同條件下能夠生成不同晶體 是因為組成它們的微粒能夠按照不同規(guī)則在空間分布 選項D正確 答案 BD 1 2 3 4 5 3 下列關于液體表面張力的理解 正確的是 A 表面張力是由于液體表面發(fā)生形變引起的B 表面張力是由于液體表面層內分子間引力大于斥力所引起的C 表面張力是由于液體表面層內分子單純具有一種引力所引起的D 表面張力就其本質來說也是萬有引力解析 液體表面層里的分子比液體內部稀疏 分子間的距離比液體內部大些 那么分子間的引力大于分子斥力 分子間的相互作用表現為引力 即表面張力是由于液體分子間的相互作用引起的 故A C D錯誤 B正確 答案 B 1 2 3 4 5 4 多選 如圖所示 對于液體在器壁附近發(fā)生彎曲的現象 下列說法正確的是 A 表面層 內分子的分布比液體內部疏B 表面層 內分子的分布比液體內部密C 附著層 內分子的分布比液體內部密D 附著層 內分子的分布比液體內部疏解析 附著層 液體分子比液體內部分子密集 附著層內液體分子間距離小于r0 附著層內分子間作用表現為斥力 附著層有擴散趨勢 C正確 附著層 內液體分子比液體內部分子稀疏 附著層內液體分子間距離大于r0 附著層內分子間作用表現為引力 附著層有收縮的趨勢 D正確 表面層內分子比液體內部疏 表現為引力 A正確 B錯誤 答案 ACD 1 2 3 4 5 5 如圖所示 在培養(yǎng)皿內注入清水 讓兩根細木桿相互平行地浮在水面上 再在細木桿之間輕輕地滴入幾滴酒精 細木桿會 自動 散開 請你解釋這一現象 解析 漂浮在水面上的細木桿 原來兩邊受到大小相等 方向相反的表面張力作用而處于平衡狀態(tài) 滴入酒精后 細木桿之間液體的表面張力減小 使得內側的表面張力比外側的小 細木桿就散開了 答案 見解析