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高中物理人教版选择性必修三教案
第二章 气体、固体和液体
第2.5节 液体
学习目标
1.知道液体的表面张力,了解表面张力形成的原因。
2.了解浸润和不浸润现象,知道毛细现象及形成的原因。
3.了解液晶的主要性质,知道液晶在显示技术中的应用。
课前导学
基础知识导学
液体的表面张力
表面层：液体表面有一层跟 接触的薄层。在表面层，分子的距离r略 r0，分子间的作用力表现为 。
表面张力：由于表面层分子分布比较 ，分子间的作用力表现为相互 而使液体表面绷紧的力。
方向：和液面 ，垂直于液面上的各条分界线。
作用效果：使液面具有 的趋势。
浸润和不浸润及毛细现象
浸润：一种液体会 某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润。
不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不会 在固体的表面上，这种现象叫作不浸润。
3. 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 时，液体能够浸润固体。反之，液体则不浸润固体。
4. 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。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 。
液晶
1. 液晶的概念：液晶是介于 和 之间的一种物质状态。既具有液体的 ，又在一定程度上具有晶体分子的 排列的性质。
2. 构成液晶的分子大多为 状。
3. 液晶具有光学上的各向 。
知识点探究
知识点一 液体的表面张力
如图所示,早晨草叶上的露珠晶莹剔透,水黾在水上能够静止不动,这两个看上去毫无关联的事情有什么本质上的联系 仔细观察,露珠的形状并不是标准的球形,而是稍微呈扁球形,原因是什么
提示 早晨草叶上露珠呈球形和水黾在水面上能够静止不动,都是由于液体的表面张力的作用。露珠的形状呈扁球形,是因为自身重力的作用,在完全失重条件下才呈球形。
1.表面层:液体表面跟气体接触的薄层,如图所示。
2.表面张力
(1)定义:使液体表面绷紧的力,叫作液体的表面张力。
(2)方向:
总是跟液面相切,且与分界线垂直。如图所示,在液体表面任意画一条线MN,MN两侧的液体之间的引力方向如图所示。
(3)成因:液体表面层分子比较稀疏,分子间的作用力表现为引力,该引力使液面产生了表面张力,使液体表面形成一层绷紧的膜。
3.作用效果: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。
4.影响因素: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。
【思考】
如图所示,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,判断棉线的形状是A、B、C、D中的哪一个。
提示 D
例1 下列关于液体表面张力的说法正确的是( )
A.液体表面张力的存在,使得表面层内分子的分布比内部要密集些
B.液体表面层分子间的距离大于r0,分子力表现为引力,产生表面张力
C.液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因
D.液体表面张力的方向指向液体内部,使液体表面有收缩趋势
答案 B
解析 液体表面层分子间的距离大于r0,分子力表现为引力,从而产生表面张力,B正确,A错误;液体表面层分子间既有引力又有斥力,但引力大于斥力,从而表现为引力,C错误;液体表面张力的方向总是跟液面相切,D错误。
训练1 (多选)关于液体表面张力,下列说法正确的有( )
A.图甲中露珠呈球形,这是地球引力作用的结果
B.乙图中的液体表面层分子间的距离大于r0,产生表面张力
C.丙图中水黾可以停在水面上,是由于水的浮力作用
D.丁图中液体表面张力方向与液面平行
答案 BD
解析 题图甲中露珠呈球形,这是液体表面张力的结果,故A错误;题图乙中液体表面层分子间的距离大于r0,分子力表现为引力,从而产生表面张力,故B正确;题图丙中水黾可以停在水面上,是由于水的表面张力作用,故C错误;题图丁中液体表面张力方向与液面平行,故D正确。
知识点二 浸润和不浸润
如图所示,将水滴在洁净的玻璃板上,水逐渐散开并附着在玻璃板上;将水滴在涂了蜡的玻璃板上,水滴可以在蜡面上滚来滚去,而不能附着在蜡面上。这说明了什么
提示 水可以润湿玻璃,但水不润湿蜡。
1.浸润和不浸润
(1)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。
(2)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上的现象。
(3)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,液体能够浸润固体。反之则形成不浸润现象,表现为液体不浸润固体。
(4)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。
2.毛细现象
(1)定义:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象。
(2)特点:管的内径越小,毛细现象越明显。
(3)产生原因:
如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,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。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;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,合力的作用使液体受到向下的力,因而管内液面比管外低。
3.浸润与不浸润现象的微观解释
浸润和不浸润也是分子力作用的表现。当液体与固体接触时,接触的位置形成一个液体薄层,叫作附着层。附着层的液体分子可能比液体内部稀疏,也可能比液体内部更密,这取决于液体、固体两种分子的性质。如果附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏,也就是说,附着层内液体分子间的距离大于前面说过的分子力平衡的距离r0,附着层内分子间的作用力表现为引力,附着层有收缩的趋势,就像液体表面张力的作用一样,这样的液体与固体之间表现为不浸润。如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离,附着层内分子之间的作用力表现为斥力,附着层有扩展的趋势,这样的液体与固体之间表现为浸润。
【思考】
如图所示,在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤里的水分,你知道这是为什么吗
提示 把地表土壤锄松,破坏了土壤里的毛细管,地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而被蒸发掉。
例2 下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是( )
A.水是浸润液体,水银是不浸润液体
B.浸润现象中,附着层里分子比液体内部稀疏
C.不浸润现象中,附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强
D.不浸润现象中,附着层里分子间表现出引力;浸润现象中,附着层里分子间表现出斥力
答案 D
解析 同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的,例如水对玻璃来说是浸润液体,对蜂蜡来说是不浸润液体,水银对玻璃来说是不浸润液体,对铅来说是浸润液体,故A错误;在浸润现象中,附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大,分子分布比液体内部更密,因而在附着层里液体分子力表现为斥力,附着层有扩展的趋势;在不浸润现象中,附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力小,分子分布比液体内部稀疏,因而在附着层里液体分子力表现为引力,附着层具有收缩的趋势,故B、C错误,D正确。
训练2 (多选)把很细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,能正确表示毛细现象的是( )
答案 AC
解析 水能浸润玻璃,A正确;水银不浸润玻璃,C正确;B、D选项中管内、外的浸润情况不一致,所以是不可能的,B、D错误。
知识点三 液 晶
1.概念:液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。
2.微观结构:构成液晶的分子为有机分子,大多为棒状,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。
3.特点
(1)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)液晶具有光学上的各向异性,液晶分子的排列不稳定,微小的外界变动都会改变分子排列,从而改变液晶的某些性质。
4.应用
(1)液晶显示器:用于电子手表、电子计算器、电脑等。
(2)利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度。
(3)液晶在电子工业、航空工业、生命科学等领域有广泛应用。
例3 关于液晶,下列说法正确的是( )
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,但不稳定
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
答案 B
解析 液晶是一种介于液态和固态之间的特殊物质状态,液晶分子在特定方向排列比较整齐,但不稳定,液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,但液晶本身不发光,并不是所有物质都能成为液晶,故B正确。
训练3 液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器,由于机身薄、省电、辐射低等优点深受用户的青睐,下列关于液晶说法正确的是( )
A.液晶都是人工合成的,天然的液晶并不存在
B.液晶既有液体的流动性,又有光学的各向同性
C.当某些液晶中渗入少量多色性染料后,在不同的电场强度下,它对不同颜色的光的吸收强度不一样,这样就能显示各种颜色
D.液晶的微观结构与液体的微观结构相同
答案 C
解析 液晶有人工合成的,也有天然的,例如液晶也存在于生物结构中,A错误;液晶既有液体的流动性,又有光学的各向异性,B错误;当某些液晶中渗入少量多色性染料后,在不同的电场强度下,它对不同颜色的光的吸收强度不一样,这样就能显示各种颜色,C正确;液晶是介于液态与固态之间的一种物质状态,微观结构与液体的微观结构不同,D错误。
随堂对点自测
1.(液体的表面张力)(人教版教材P37思考与讨论改编)2022年3月23日,航天员王亚平在空间站核心舱演示太空液桥实验。在两块小塑料板上分别挤上些许水,形成了两个小水球,而后两塑料板轻轻靠近,两个小水球就融为一体并在两塑料板间形成一个数厘米长的液体小“桥”。下列说法正确的是( )
A.日常生活中地球上不可能有“水桥”现象
B.液体表面张力是液体所有分子间相互吸引作用力的宏观体现
C.液体表面张力有使液体表面积缩小的趋势,使分子势能趋于最小
D.在空间站核心舱内微重力环境下,液体的表面张力比在地面上更大
答案 C
解析 “水桥”形成的根本原因是水的表面张力的作用,在地球上也可以有“水桥”现象,只是因为重力使得“桥”较短,A错误;液体表面张力是液体表面层分子间相互吸引作用力的宏观体现,B错误;液体表面张力有使液体表面积缩小的趋势,使分子势能趋于最小,C正确;液体的表面张力大小取决于液体表面层内分子间间距,与环境重力大小无关,D错误。
2.(浸润和不浸润及毛细现象)(多选)在如图所示情况中,属于浸润现象的是( )
答案 BC
解析 液体润湿并附着在固体表面上的现象,为浸润现象,故B、C正确。
3.(液晶)(2025·江苏镇江四校高二下月考)如图所示,通电雾化玻璃是将液体高分子晶膜固定在两片玻璃之间,未通电时,看起来像一块毛玻璃,不透明;通电后,看起来像一块普通玻璃,透明。可以判断通电雾化玻璃中的液晶 ( )
A.是液态的晶体
B.具有光学性质的各向同性
C.不通电时,入射光在液晶层发生了全反射,导致光线无法通过
D.通电时,入射光在通过液晶层后按原方向传播
答案 D
解析 液晶是介于固态和液态之间的物质状态,既具有液体的流动性又具有晶体光学性质的各向异性,A、B错误;不通电时,即在自然条件下,液晶层中的液晶分子无规则排列,入射光在液晶层发生了漫反射,穿过玻璃的光线少,所以像毛玻璃一样不透明;由题图可知,通电时,液晶分子迅速从无规则排列变为有规则排列,入射光在通过液晶层后按原方向传播,C错误,D正确。
课后巩固训练
对点题组练
题组一 液体的表面张力
1.下列说法正确的是( )
A.液体表面张力是由液体分子间斥力的作用产生的
B.液体表面张力是由气体分子对表面层液体分子的吸引产生的
C.在液体的表面层里,分子间距大,分子间相互排斥
D.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,表面层分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势
答案 D
解析 液体表面张力是液体表面层里的分子比液体内部分子稀疏,分子间的距离比液体内部分子间距离大,分子力表现为引力,而非气体分子对表面层液体分子的吸引产生的,表面张力使液体表面具有收缩的趋势,故A、B、C错误,D正确。
2.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选项图中的( )
答案 C
解析 由于液体表面张力的作用,液体表面有收缩到最小的趋势,故C正确。
3.(多选)下列现象中,由于液体的表面张力造成的是( )
A.船浮于水面上
B.硬币或钢针浮于水面上
C.绸布伞有缝隙但不漏雨水
D.锋利的玻璃片,用酒精灯烧一段时间后变钝了
答案 BCD
解析 硬币或钢针浮于水面,绸布伞有缝隙但不漏雨都是由于液体表面张力造成的;表面张力可以使液体表面呈球形,故被酒精灯烧一段时间后,锋利的玻璃片会变钝;船浮于水面上是浮力造成的,故B、C、D正确。
4.“太空授课”中,在空间站里,水滴的形状是一个完美的球形,如图所示。这正是因为在太空失重环境下水的表面张力导致的。关于液体的表面张力,下列说法正确的是( )
A.液体表面张力是液体表面层分子与空气分子共同作用的结果
B.液体表面张力的产生原因是表面层分子间的引力大于斥力
C.液体表面张力有时使液体表面收缩,有时使液体表面伸张
D.液体表面张力的方向与液面垂直,并平行于液面的分界线
答案 B
解析 液体表面层分子比液体内部稀疏,分子间距离r略大于r0,分子力表现为引力,并非液体表面层分子与空气分子共同作用的结果,A错误,B正确:液体表面张力总是使液体表面有收缩的趋势,C错误;液体表面张力的方向总是与液面相切,并垂直于液面的分界线,D错误。
题组二 浸润和不浸润及毛细现象
5.(多选)水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体,它们在毛细管中将产生上升或下降的现象,现把不同粗细的三根毛细管分别插入水和水银中,如图所示,正确的现象应是( )
答案 AD
解析 浸润液体在细管中上升以及不浸润液体在细管中下降的现象为毛细现象,毛细管越细,现象越明显,A、D正确,B、C错误。
6.(2025·江苏扬州期末)如图所示,水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层,附着在玻璃上;在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层。下列说法正确的是( )
A.水浸润蜡面
B.玻璃面上的水没有表面张力
C.水与蜡面的相互作用比水分子间的相互作用强
D.水与玻璃的相互作用比水分子间的相互作用强
答案 D
解析 水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层,是浸润现象,说明水和玻璃的相互作用比水分子之间的相互作用强,玻璃面上的水存在表面张力;在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层,是不浸润现象,水在蜡面上不浸润,则水与蜡面的相互作用比水分子间相互作用弱,故D正确。
题组三 液晶
7.下列属于液晶分子示意图的是( )
答案 B
解析 液晶具有液体的流动性,又具有某些晶体结构特征,所以液晶的光学性质与某些晶体相似,具有各向异性,液晶可以流动,所以和固态分子排列不相同,但液晶不可以像液体一样任意流动,和液态分子排列不相同,故B正确,A、C、D错误。
8.(人教版教材P40“科学漫步”改编)液晶显示器轻便、节能且只需低压(小于5 V)驱动,目前已经广泛应用在便携式设备上。关于液晶,下列说法正确的是( )
A.液晶就是液体和晶体的组合体
B.液晶具有液体的流动性,还具有晶体分子的规则排列的性质
C.液晶在通电时可以发光
D.液晶显示器工作时利用了液晶具有光学各向同性的特点
答案 B
解析 液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态,不是液体和晶体的组合体,A错误;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,B正确;当液晶通电时,排列变得有秩序,使光线容易通过,不通电时排列混乱,阻止光线通过,液晶本身不发光,C错误;液晶显示器工作时利用了液晶具有光学各向异性的特点,D错误。
综合提升练
9.(2025·湖北武汉高二月考)下列关于固体、液体的说法正确的是( )
A.毛细管中出现毛细现象时,液体一定浸润该毛细管
B.航天员在太空中会因为毛笔无法吸墨而写不成毛笔字
C.晶体沿不同方向的导热性质一定不同
D.液体的表面张力方向总是与液面相切
答案 D
解析 浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降,都属于毛细现象,故A错误;毛笔书写过程中,由于毛细现象,墨汁与可以被浸润的毛笔材料发生相互作用力的平衡,于是墨汁便被吸入毛笔材料中,并牢牢“困”在毛笔内部;而当毛笔尖与纸张接触时,留在毛笔表面的墨汁,同样由于毛细现象,被吸附到纸上,其间根本无须重力作用,故B错误;晶体具有各向异性,有些晶体沿不同方向的导热性质不相同,有些晶体沿不同方向的导电性能不相同,但导热性能可能是相同的,故C错误;表面张力使液体表面有收缩的趋势,它的方向跟液面相切,故D正确。
10.(多选)下列说法正确的是( )
A.把一枚曲别针轻放在水面上,它会浮在水面上,这是由于水表面存在表面张力
B.形成液体表面张力的原因是液体表层的分子分布比内部密集
C.在围绕地球飞行的空间站中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果
D.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
答案 ACD
解析 一枚曲别针能浮在水面上,是由于水的表面存在表面张力,故A正确;形成液体表面张力的原因是液体表层的分子分布比液体内部稀疏,故B错误;在围绕地球飞行的空间站中,自由飘浮的水滴处于失重状态,形状呈球形,这是表面张力作用的结果,故C正确;在毛细现象中,毛细管中的液面有的升高,有的降低,这是由于液体的表面张力以及浸润和不浸润造成的,这与液体的种类和毛细管的材质有关,故D正确。
11.(多选)随着科技的发展,人类对物质的认识不断深入,使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是( )
A.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润,以便吸取药液
B.给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管,使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉
C.布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙,但雨伞不漏雨水主要是因为液体存在表面张力的作用
D.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,具有各向同性
答案 ABC
解析 脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润,以便吸取药液,故A正确;给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管,使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉,故B正确;布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙,但雨伞不漏雨水是因为液体存在表面张力的作用,故C正确;液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质又与某些晶体相似,具有各向异性,故D错误。
12.(多选)关于液体,下列说法正确的是( )
A.水银滴放到打磨干净的铅板上,水银就附着在铅板上,很难擦去,是因为附着层内分子之间的作用表现为斥力
B.液晶显示器是液晶中掺入少量多色性染料,染料分子会与液晶分子结合而定向排列,从而表现出光学各向异性的特点
C.毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象,现象是否明显与液体种类和毛细管的材料有关
D.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离小
答案 ABC
解析 水银滴放到打磨干净的铅板上,水银就附着在铅板上,很难擦去,是因为附着层内分子之间的作用表现为斥力,水银对铅板表现为浸润,选项A正确;液晶显示器是液晶中掺入少量多色性染料,染料分子会与液晶分子结合而定向排列,从而表现出光学各向异性的特点,选项B正确;毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象,现象是否明显与液体种类和毛细管的材料有关,选项C正确;液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,选项D错误。
培优加强练
13.用纸折一只小船静放于水面,在船尾P附近滴一点洗洁精,小船会自动加速前进一小段距离,如图甲。现将两纸片a和b对称静放在水盆中的水面中心O两侧,如图乙,则( )
A.小船自动加速前进是因为加入洗洁精后表面张力变大了
B.小船自动加速前进是因为水的表面张力做功
C.若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会绕O点做匀速圆周运动
D.若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会立即向O点运动
答案 B
解析 在船尾附近滴一点洗洁精,水起泡,液膜表面积变大,说明液膜内缩的趋势减小,故水的表面张力变小,与小船另一侧的表面张力不一样大,故小船会移动,表面张力做功,A错误,B正确;若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会向远离O点的方向运动,C、D错误。
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第二章 气体、固体和液体
第2.5节 液体
学习目标
1.知道液体的表面张力,了解表面张力形成的原因。
2.了解浸润和不浸润现象,知道毛细现象及形成的原因。
3.了解液晶的主要性质,知道液晶在显示技术中的应用。
课前导学
基础知识导学
液体的表面张力
表面层：液体表面有一层跟 接触的薄层。在表面层，分子的距离r略 r0，分子间的作用力表现为 。
表面张力：由于表面层分子分布比较 ，分子间的作用力表现为相互 而使液体表面绷紧的力。
方向：和液面 ，垂直于液面上的各条分界线。
作用效果：使液面具有 的趋势。
浸润和不浸润及毛细现象
浸润：一种液体会 某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润。
不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不会 在固体的表面上，这种现象叫作不浸润。
3. 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 时，液体能够浸润固体。反之，液体则不浸润固体。
4. 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。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 。
液晶
1. 液晶的概念：液晶是介于 和 之间的一种物质状态。既具有液体的 ，又在一定程度上具有晶体分子的 排列的性质。
2. 构成液晶的分子大多为 状。
3. 液晶具有光学上的各向 。
知识点探究
知识点一 液体的表面张力
如图所示,早晨草叶上的露珠晶莹剔透,水黾在水上能够静止不动,这两个看上去毫无关联的事情有什么本质上的联系 仔细观察,露珠的形状并不是标准的球形,而是稍微呈扁球形,原因是什么
1.表面层:液体表面跟气体接触的薄层,如图所示。
2.表面张力
(1)定义:使液体表面绷紧的力,叫作液体的表面张力。
(2)方向:
总是跟液面相切,且与分界线垂直。如图所示,在液体表面任意画一条线MN,MN两侧的液体之间的引力方向如图所示。
(3)成因:液体表面层分子比较稀疏,分子间的作用力表现为引力,该引力使液面产生了表面张力,使液体表面形成一层绷紧的膜。
3.作用效果: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。
4.影响因素: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。
【思考】
如图所示,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,判断棉线的形状是A、B、C、D中的哪一个。
例1 下列关于液体表面张力的说法正确的是( )
A.液体表面张力的存在,使得表面层内分子的分布比内部要密集些
B.液体表面层分子间的距离大于r0,分子力表现为引力,产生表面张力
C.液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因
D.液体表面张力的方向指向液体内部,使液体表面有收缩趋势
训练1 (多选)关于液体表面张力,下列说法正确的有( )
A.图甲中露珠呈球形,这是地球引力作用的结果
B.乙图中的液体表面层分子间的距离大于r0,产生表面张力
C.丙图中水黾可以停在水面上,是由于水的浮力作用
D.丁图中液体表面张力方向与液面平行
知识点二 浸润和不浸润
如图所示,将水滴在洁净的玻璃板上,水逐渐散开并附着在玻璃板上;将水滴在涂了蜡的玻璃板上,水滴可以在蜡面上滚来滚去,而不能附着在蜡面上。这说明了什么
1.浸润和不浸润
(1)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。
(2)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上的现象。
(3)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,液体能够浸润固体。反之则形成不浸润现象,表现为液体不浸润固体。
(4)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。
2.毛细现象
(1)定义:浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象。
(2)特点:管的内径越小,毛细现象越明显。
(3)产生原因:
如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,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。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;乙是不浸润情况,管内液面呈凸形,合力的作用使液体受到向下的力,因而管内液面比管外低。
3.浸润与不浸润现象的微观解释
浸润和不浸润也是分子力作用的表现。当液体与固体接触时,接触的位置形成一个液体薄层,叫作附着层。附着层的液体分子可能比液体内部稀疏,也可能比液体内部更密,这取决于液体、固体两种分子的性质。如果附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏,也就是说,附着层内液体分子间的距离大于前面说过的分子力平衡的距离r0,附着层内分子间的作用力表现为引力,附着层有收缩的趋势,就像液体表面张力的作用一样,这样的液体与固体之间表现为不浸润。如果附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离,附着层内分子之间的作用力表现为斥力,附着层有扩展的趋势,这样的液体与固体之间表现为浸润。
【思考】
如图所示,在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤里的水分,你知道这是为什么吗
例2 下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是( )
A.水是浸润液体,水银是不浸润液体
B.浸润现象中,附着层里分子比液体内部稀疏
C.不浸润现象中,附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强
D.不浸润现象中,附着层里分子间表现出引力;浸润现象中,附着层里分子间表现出斥力
训练2 (多选)把很细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,能正确表示毛细现象的是( )
知识点三 液 晶
1.概念:液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态。
2.微观结构:构成液晶的分子为有机分子,大多为棒状,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。
3.特点
(1)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)液晶具有光学上的各向异性,液晶分子的排列不稳定,微小的外界变动都会改变分子排列,从而改变液晶的某些性质。
4.应用
(1)液晶显示器:用于电子手表、电子计算器、电脑等。
(2)利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度。
(3)液晶在电子工业、航空工业、生命科学等领域有广泛应用。
例3 关于液晶,下列说法正确的是( )
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,但不稳定
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
训练3 液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器,由于机身薄、省电、辐射低等优点深受用户的青睐,下列关于液晶说法正确的是( )
A.液晶都是人工合成的,天然的液晶并不存在
B.液晶既有液体的流动性,又有光学的各向同性
C.当某些液晶中渗入少量多色性染料后,在不同的电场强度下,它对不同颜色的光的吸收强度不一样,这样就能显示各种颜色
D.液晶的微观结构与液体的微观结构相同
随堂对点自测
1.(液体的表面张力)(人教版教材P37思考与讨论改编)2022年3月23日,航天员王亚平在空间站核心舱演示太空液桥实验。在两块小塑料板上分别挤上些许水,形成了两个小水球,而后两塑料板轻轻靠近,两个小水球就融为一体并在两塑料板间形成一个数厘米长的液体小“桥”。下列说法正确的是( )
A.日常生活中地球上不可能有“水桥”现象
B.液体表面张力是液体所有分子间相互吸引作用力的宏观体现
C.液体表面张力有使液体表面积缩小的趋势,使分子势能趋于最小
D.在空间站核心舱内微重力环境下,液体的表面张力比在地面上更大
2.(浸润和不浸润及毛细现象)(多选)在如图所示情况中,属于浸润现象的是( )
3.(液晶)(2025·江苏镇江四校高二下月考)如图所示,通电雾化玻璃是将液体高分子晶膜固定在两片玻璃之间,未通电时,看起来像一块毛玻璃,不透明;通电后,看起来像一块普通玻璃,透明。可以判断通电雾化玻璃中的液晶 ( )
A.是液态的晶体
B.具有光学性质的各向同性
C.不通电时,入射光在液晶层发生了全反射,导致光线无法通过
D.通电时,入射光在通过液晶层后按原方向传播
课后巩固训练
对点题组练
题组一 液体的表面张力
1.下列说法正确的是( )
A.液体表面张力是由液体分子间斥力的作用产生的
B.液体表面张力是由气体分子对表面层液体分子的吸引产生的
C.在液体的表面层里,分子间距大,分子间相互排斥
D.由于液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,表面层分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势
2.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选项图中的( )
3.(多选)下列现象中,由于液体的表面张力造成的是( )
A.船浮于水面上
B.硬币或钢针浮于水面上
C.绸布伞有缝隙但不漏雨水
D.锋利的玻璃片,用酒精灯烧一段时间后变钝了
4.“太空授课”中,在空间站里,水滴的形状是一个完美的球形,如图所示。这正是因为在太空失重环境下水的表面张力导致的。关于液体的表面张力,下列说法正确的是( )
A.液体表面张力是液体表面层分子与空气分子共同作用的结果
B.液体表面张力的产生原因是表面层分子间的引力大于斥力
C.液体表面张力有时使液体表面收缩,有时使液体表面伸张
D.液体表面张力的方向与液面垂直,并平行于液面的分界线
题组二 浸润和不浸润及毛细现象
5.(多选)水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体,它们在毛细管中将产生上升或下降的现象,现把不同粗细的三根毛细管分别插入水和水银中,如图所示,正确的现象应是( )
6.(2025·江苏扬州期末)如图所示,水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层,附着在玻璃上;在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层。下列说法正确的是( )
A.水浸润蜡面
B.玻璃面上的水没有表面张力
C.水与蜡面的相互作用比水分子间的相互作用强
D.水与玻璃的相互作用比水分子间的相互作用强
题组三 液晶
7.下列属于液晶分子示意图的是( )
8.(人教版教材P40“科学漫步”改编)液晶显示器轻便、节能且只需低压(小于5 V)驱动,目前已经广泛应用在便携式设备上。关于液晶,下列说法正确的是( )
A.液晶就是液体和晶体的组合体
B.液晶具有液体的流动性,还具有晶体分子的规则排列的性质
C.液晶在通电时可以发光
D.液晶显示器工作时利用了液晶具有光学各向同性的特点
综合提升练
9.(2025·湖北武汉高二月考)下列关于固体、液体的说法正确的是( )
A.毛细管中出现毛细现象时,液体一定浸润该毛细管
B.航天员在太空中会因为毛笔无法吸墨而写不成毛笔字
C.晶体沿不同方向的导热性质一定不同
D.液体的表面张力方向总是与液面相切
10.(多选)下列说法正确的是( )
A.把一枚曲别针轻放在水面上,它会浮在水面上,这是由于水表面存在表面张力
B.形成液体表面张力的原因是液体表层的分子分布比内部密集
C.在围绕地球飞行的空间站中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果
D.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
11.(多选)随着科技的发展,人类对物质的认识不断深入,使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是( )
A.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润,以便吸取药液
B.给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管,使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉
C.布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙,但雨伞不漏雨水主要是因为液体存在表面张力的作用
D.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,具有各向同性
12.(多选)关于液体,下列说法正确的是( )
A.水银滴放到打磨干净的铅板上,水银就附着在铅板上,很难擦去,是因为附着层内分子之间的作用表现为斥力
B.液晶显示器是液晶中掺入少量多色性染料,染料分子会与液晶分子结合而定向排列,从而表现出光学各向异性的特点
C.毛细现象是浸润和不浸润及液体表面张力作用形成的现象,现象是否明显与液体种类和毛细管的材料有关
D.液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离小
培优加强练
13.用纸折一只小船静放于水面,在船尾P附近滴一点洗洁精,小船会自动加速前进一小段距离,如图甲。现将两纸片a和b对称静放在水盆中的水面中心O两侧,如图乙,则( )
A.小船自动加速前进是因为加入洗洁精后表面张力变大了
B.小船自动加速前进是因为水的表面张力做功
C.若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会绕O点做匀速圆周运动
D.若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会立即向O点运动
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