2.4-2.5 液体的性质　液晶 液体的表面张力 学案

第四节　液体的性质　液晶
第五节　液体的表面张力
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1．液体的性质介于气体和固体之间，一方面，它像固体那样具有一定的________，不易________；另一方面又像气体，没有确定的形状，具有________性，在物理性质上____________．液体微观结构与非晶体非常类似，非晶体可以看作是黏性极大的________，所以严格地说，只有晶体才能叫做真正的固体．
2．由于液体分子间的距离很小，分子间的相互作用力很大，因此，液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做____________．液体的扩散现象也是由液体分子____________产生的．
3．某类有机化学物在固态向液态转化的过程中存在混浊的中间态，这种中间态液体具有和晶体相似的性质，称为液态晶体，简称________．液晶是一种特殊的物质，它既具有液体的__________，又像某些晶体那样具有________________．液晶可以分为长丝状液晶和螺旋状液晶．长丝状液晶对______________很敏感，螺旋状液晶具有显著的____________．
4．液晶在目前最主要的应用方向是在____________方面的应用．这方面的应用是利用了液晶的多种________效应．笔记本电脑的彩色显示器也是液晶显示器，在某些液晶中掺入少量的多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学__________，某些物质在水溶液中能够形成________液晶，而这正是________的主要构成部分，液晶已经成为物理科学与生命科学的一个重要结合点．
5．由于液体表面有________的趋势，而液体又极不易压缩，体积是一定的，这样就使液面呈________状态，好像紧张的弹性薄膜一样，在液体表面上画一根想象的直线，直线两旁的液膜一定存在着相互作用的________，液体表面出现的这种张力，称为____________．
6．(双选)关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是(　　)
A．晶体和液晶的性质是完全相同的
B．液晶就是液体，具有液体的所有性质
C．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态
D．液晶具有液体的流动性，具有晶体的各向异性
7．关于液体的表面张力，下列说法中正确的是(　　)
A．液体表面张力是液体各部分之间的相互吸引力
B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为零
C．不论是水还是水银，表面张力都会使表面收缩
D．表面张力的方向与液面垂直
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【概念规律练】
知识点一　对液体性质的理解
1．关于液体，下列说法中正确的是(　　)
A．液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体
B．液体表现出各向异性
C．液体分子的热运动与固体类似，主要表现在固定的平衡位置附近做微小振动
D．液体的扩散比固体的扩散快
2．(双选)以下关于液体的说法正确的是(　　)
A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看做是粘滞性极大的液体
B．液体的物理性质一般表现为各向同性
C．液体的密度总是小于固体的密度
D．所有的金属在常温下都是固体
知识点二　液晶的性质及特点
3．关于液晶的下列说法中正确的是(　　)
A．液晶是液体和晶体的混合物
B．液晶分子在特定方向排列比较整齐
C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光
D．所有物质在一定条件下都能成为液晶
4．(双选)关于液晶，下列说法中正确的是(　　)
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．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
知识点三　液体的表面张力
5．(双选)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．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势
6．下列有关表面张力的说法中，错误的是(　　)
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自由行走，这是由于有表面张力的缘故
D．用滴管滴液体，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故
【方法技巧练】
分析表面张力问题的技巧
7．下列说法错误的是(　　)
A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中，是液体表面张力在起作用
B．小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
C．喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠
D．用力敲击液晶，将在其两极间产生蓝色火花
8．如图1所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分．若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的哪一个(　　)
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图1
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1．关于液体和固体，以下说法错误的是(　　)
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长期固定的平衡位置
D．液体的扩散比固体的扩散快
2．(双选)关于液晶的以下说法正确的是(　　)
A．液晶态只是物质在一定条件下才具有的存在状态
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，所以显示各种颜色．
3．(双选)下列有关液晶的说法，正确的是(　　)
A．液晶具有流动性
B．液晶具有各向异性
C．液晶具有稳定的空间排列规律
D．液晶就是液态的晶体
4．(双选)关于液晶的分子排列，下列说法正确的是(　　)
A．液晶分子的特定方向排列整齐
B．液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列变化
C．液晶分子的排列整齐且很稳定
D．液晶的物理性质稳定
5．下列说法正确的是(　　)
A．液晶是晶体B．液晶是液体
C．液晶是固体D．液晶既不是固体也不是液体
6．关于液体表面的收缩趋势，下列说法正确的是(　　)
A．因为液体表面分子分布比内部密，所以有收缩趋势
B．液体表面分子有向内运动的趋势，表现为收缩趋势
C．因为液体表面分子分布比内部稀疏，所以有收缩趋势
D．因为液体表面分子所受引力与斥力恰好互相平衡，所以有收缩趋势
7．液体表面张力产生的原因是(　　)
A．在液体的表面层里，分子间距大，分子间斥力消失，只有引力
B．由于气体分子对表面层液体分子的吸引
C．在液体的表面层里，由于分子间距比液体内部大，分子间引力占优势
D．液体分子间的排斥力的作用
8．处在液体表面层中的分子与液体内部的分子相比有(　　)
A．较小的势能B．较大的势能
C．相同的势能D．较大的动能
9.
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图2
在天平的左盘挂一根铁丝，右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，此时天平平衡，如图2所示，现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面，则(　　)
A．天平仍然平衡
B．由于铁丝离开水面沾上液体，重力增加而使天平平衡被破坏，左端下降
C．由于铁丝刚离开液面，和液面间生成一液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降
D．以上说法都不对
10．下列现象中不能说明液体的表面张力或表面张力变化的是(　　)
A．小木块悬浮在水面上静止不动
B．针的表面涂油后能够轻轻放在水面上
C．水面上漂浮的几根火柴棒，在加入一点肥皂水后，迅速向四周散开
D．在撒有一层粉笔灰的水面上用烧热的铁丝接触后，粉笔灰向四周散开
11．(双选)下列说法正确的是(　　)
A．水和酒精混合后总体积变小了是由于水分子与酒精分子之间的作用使它们间的距离变小的缘故
B．船能浮在水面上是由于水的表面张力的合力与船的重力平衡的缘故
C．液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大
D．在水平玻璃板上，散落的水银呈球形或椭球形是由于水银的表面张力使之收缩的缘故
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
12.根据液晶的什么性质既可以探测温度，又可以检查肿瘤？
答案
课前预习练
1．体积　压缩　流动　各向同性　液体
2．微小振动　热运动
3．液晶　流动性　光学各向异性　外界的作用　温度效应
4．显示器　光学　各向异性　薄片状　生物膜
5．收缩　紧张　拉力　表面张力
6．CD　[晶体属于典型的固体，其分子排列呈一定的点阵结构，有规律，而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的，其像液体一样具有流动性，而在光学性质等物理性质上又与晶体相似，具有各向异性．]
7．C　[液体表面张力就是液体表面各部分之间相互吸引的力，A错．液体的表面层分子要比内部稀疏些，分子间的距离较内部分子间的距离大，表面层分子间表现为引力，B错．液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势，C正确．液体表面张力的方向总是与液面相切，总是跟液面分界线相垂直，D错．]
课堂探究练
1．D　[液体分子间距离与固体分子间距离接近，都不易被压缩，故A错；液体由大量暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章的分布着，因而液体表现出各向同性，故B错；液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动，所不同的是液体没有固定的平衡位置，故C错；液体的扩散要比固体的扩散快，故D对．]
方法总结　液体的性质为：
(1)液体具有一定的体积，不易被压缩．
(2)液体没有一定的形状，具有流动性．
(3)液体在物理性质上表现为各向同性．
(4)液体的扩散比固体的快
2．AB　[本题考查对液体、固体分子微观结构的理解．由液体的微观结构知A、B正确．有些液体的密度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故C错．金属汞在常温下就是液体，故D错．]
方法总结　此类问题关键是必须对液体、固体的分子的微观结构要准确的理解，从而做出正确地选择．
3．B　[液晶是某些特殊的有机化合物，在某些方向上分子排列规则，某些方向上杂乱，液晶本身不能发光，所以选项A、C、D错，选项B正确．]
4．CD　[本题考查液晶的性质，解题关键是要明确：液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向上排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A、B错误；外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的某些性质．温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，选项C、D正确．]
方法总结　液晶是介于液体和固体的一种混浊的是中间状态，它既具有液体的性质，又具有晶体的光学各向异性，但它既不是液体，也不是晶体，是一种特殊状态．做题时，一定要清楚这些，否则极易出错．
5．CD　[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．故A选项错误；在水面上静止是液膜对其弹力、水的静压力与重力平衡，B选项错误；表面张力的大小与液面上分界线的长短有关，且表面张力有使液面收缩的趋势，因此C、D选项正确．]
方法总结　(1)液体的表面张力是表面层分子引力的宏观表现．
(2)表面张力的大小与分界线的长短有关，方向与版面平行，与分界线垂直．
6．A　[本题考查液体表面张力的作用，解题关键是要明确：表面张力的作用效果是使液体表面收缩，由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；表面张力使液滴收缩成球形．]
方法总结　液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，在体积相等的各种形状的物体中，球形表面积最小，所以液滴总是呈球形．
7．B　[本题考查的是液体表面张力及产生的原因以及液晶的性质．仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中，其脚部位置比周围水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韧性非常好的膜上一样，因此，这是液体的表面张力在起作用，故选项A正确；小木块浮于水面上，实际上木块的一部分已经陷入水中(排开一部分水)受到水的浮力作用而非表面张力作用，因此，选项B错误；喷到空中的水分散时每一小部分的表面都有表面张力在起作用且又处于失重状态，因此形成球状水珠，故选项C正确；用力敲击液晶会产生“压电效应”使得其两极间形成高电压而击穿空气放电形成蓝色火花，因此，选项D正确．]
方法总结　(1)表面张力仅是产生向上的力的原因，它不是向上的力，而是表面各部分相互吸引的力．(2)液体表面施加的向上的力属弹力范畴，是表面要恢复形变引起的(恢复形变的力源于表面张力)，不同于浮力，浮力是浸入液体中的物体上下表面所受的压力差．
8．D　[本题考查表面张力的作用效果，解题关键是要明确：表面张力使液体表面具有收缩的趋势．肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状．当把a部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧．因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最大，所以棉线被拉成凹的圆弧形状．正确选项为D.]
方法总结　此类题目要善于应用所学知识，即表面张力使液体表面有收缩到面积最小的趋势，分析四幅图中面积的大小，找出最适合情况的答案．
课后巩固练
1．A　2.CD
3．AB　[液晶既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐、各向异性的状态；但其空间排列规律不稳定，故选A、B.]
4．AB　5.D
6．C　[液体表面分子间距离稍大于平衡时的距离，分子力表现为引力，因此有收缩趋势，A、B、D错误，C正确．]
7．C　[液体表面层分子间距大于r0，因此分子力体现为引力，这是液体表面张力产生的原因，A、B、D错误，C正确．]
8．B
9．C　[铁丝在刚离开液面时，和液面之间形成一层膜，膜中分子密度小，分子稀疏，分子力表现为引力，对铁丝产生向下的拉力作用，使天平左端下降．]
10．A　[A是浮力作用，B是液体表面张力作用，C中肥皂水是表面活性剂，加入后，水的表面张力减小，火柴棒散开，D中温度升高使水的表面张力减小，粉笔灰会迅速散开．]
11．CD　[水和酒精混合总体积减小是因为水和酒精分子彼此进入到对方空隙中的原因；船能浮在水面上是因为浮力和重力平衡的缘故；散落在水平玻璃板上的水银呈球形或椭球形是表面张力的作用．]
12．见解析
解析　有一种液晶，温度改变时会改变颜色，随着温度的逐渐升高，液晶的颜色就发生改变，温度降低，又按相反顺序改变颜色，液晶的这种性质，在工业上可以用来探测温度．在医学上用来检查肿瘤，在皮肤表面涂上一层液晶，由于肿瘤部分的温度与周围组织的温度不一样，液晶会显示不同的颜色．