1.了解液體的表面張力現(xiàn)象,能解釋液體表面張力產(chǎn)生的原因。(物理觀念)2.了解浸潤和不浸潤現(xiàn)象及毛細(xì)現(xiàn)象,知道毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因。(物理觀念)3.了解液晶的特點及其應(yīng)用。(物理觀念)
基礎(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)
重難探究·能力素養(yǎng)全提升
學(xué)以致用·隨堂檢測全達(dá)標(biāo)
一、液體的表面張力1.表面層:液體表面有一層跟氣體接觸的　　　　,叫作表面層。?2.分子力的特點在液體內(nèi)部,分子間的平均距離r略小于　　　　,分子間的作用力表現(xiàn)為　　　　;在表面層,分子比較　　　　,分子間距離r略大于　　　　,分子間的作用力表現(xiàn)為　　　　。?3.表面張力(1)定義:液體表面的使液體表面　　　　的力,叫作液體的表面張力。?
(2)作用效果:使液體表面具有　　　　的趨勢。?
二、浸潤和不浸潤1.浸潤和不浸潤(1)一種液體會　　　　某種固體并　　　　在固體的表面上,這種現(xiàn)象叫作　　　　;一種液體不會潤濕某種固體,也就不會附著在這種固體的表面,這種現(xiàn)象叫作　 。?(2)浸潤和不浸潤是　 　　　作用的表現(xiàn)。?
同一液體對某些固體浸潤,對另外一些固體可能不浸潤
2.毛細(xì)現(xiàn)象(1)毛細(xì)現(xiàn)象:浸潤液體在細(xì)管中　　　　的現(xiàn)象,以及不浸潤液體在細(xì)管中　　　　的現(xiàn)象,稱為毛細(xì)現(xiàn)象。(2)毛細(xì)管內(nèi)外液面的高度差與毛細(xì)管的內(nèi)徑有關(guān),毛細(xì)管的內(nèi)徑越小,高度差　　　　。?
上升還是下降由兩物體共同決定?
三、液晶1.液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài)。2.特點(1)既具有液體的　　　　性,又在一定程度上具有晶體分子的_________　　　　　　的性質(zhì)。?(2)具有光學(xué)各向　　　性。?3.出現(xiàn)液晶態(tài)的條件有些物質(zhì)在特定的　　　　范圍之內(nèi)具有液晶態(tài);另一些物質(zhì),在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r,在一定的濃度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)。?
4.微觀結(jié)構(gòu)分子位置無序使它像液體,而排列　　　　使它像晶體。?5.用途液晶廣泛應(yīng)用于手機(jī)屏幕、平板電視等顯示設(shè)備中,在生命科學(xué)中也有應(yīng)用。
情境鏈接小昆蟲、縫衣針在水面上不下沉與小木塊浮在水面上的道理相同嗎?
提示 不同,小昆蟲、縫衣針能在水面上不下沉不是重力和水的浮力平衡的結(jié)果。
教材拓展閱讀教材P37思考與討論,思考為什么在空間站里,水滴的形狀是一個完美的球形?
提示 因為在體積相同的情況下,球形的表面積最小。
易錯辨析(1)表面張力是分子力的宏觀表現(xiàn)。(　　)(2)木塊浮在水面上是液體表面張力的作用。(　　)(3)若某種液體浸潤某一固體,那么它對所有固體都浸潤。(　　)(4)毛細(xì)管插入水中,管的內(nèi)徑越大,管內(nèi)水面升高的高度越大。(　　)
提示木塊浮在水面上是浮力的作用。
提示某種液體浸潤某一固體,對其他固體可能不浸潤。
提示毛細(xì)管插入水中,若被水浸潤,則管的內(nèi)徑越大,管內(nèi)水面升高的高度越小。
(5)液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的,具有各向異性。(　　)(6)液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化。(　　)
提示雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊,具有各向異性,但分子的排列是不穩(wěn)定的。
如圖所示,早晨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(guān)聯(lián)的事情有什么本質(zhì)上的聯(lián)系?仔細(xì)觀察,露珠的形狀并不是標(biāo)準(zhǔn)的球形,而是稍微呈扁球形,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。露珠的形狀呈扁球形,是因為自身重力的作用。
1.液體分子分布特點:由于蒸發(fā)現(xiàn)象,表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏,即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大。2.分子力特點:液體內(nèi)部分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,而液體表面層分子之間距離較大,分子力表現(xiàn)為引力。3.表面特性:表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力,使液體表面好像一層繃緊的膜。所以說表面張力是液體表面層分子力作用的結(jié)果。
4.方向如圖所示,表面張力的方向和液面相切,垂直于液面上的各條分界線。
5.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)。
【例1】 關(guān)于表面張力,以下說法正確的是(　　)A.小昆蟲在水面上自由往來而不陷入水中是液體表面張力在起作用B.小木塊能夠浮在水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果C.縫衣針浮在水面上不下沉是重力與水的浮力平衡的結(jié)果D.露珠表面的水分子之間的距離小于內(nèi)部的水分子之間的距離
解析 小昆蟲在水面上自由往來而不陷入水中是液體表面張力在起作用,選項A正確;小木塊能夠浮在水面上是浮力與其重力平衡的結(jié)果,選項B錯誤;縫衣針浮在水面上不下沉是重力與水的表面張力平衡的結(jié)果,選項C錯誤;露珠表面層水分子間距離大于液體內(nèi)部水分子間距離,分子間表現(xiàn)為引力,表面存在張力,選項D錯誤。
1.(2023福建漳州高二期末)天宮課堂中,航天員王亞平先做了一個水球,然后將用紙做的小花輕輕放在水球表面,紙花迅速綻放。紙花綻放的原因是(　　)A.水球表面分子力表現(xiàn)為引力B.水球表面分子力表現(xiàn)為斥力C.紙花分子間分子力表現(xiàn)為引力D.紙花分子間分子力表現(xiàn)為斥力
解析 液體表面層由于蒸發(fā)等原因?qū)е路肿訑?shù)較少,則表面層水分子間的平均距離比內(nèi)部分子間的平均距離大,故水球表面上水分子間的作用力表現(xiàn)為引力,收縮導(dǎo)致紙花綻放,A正確,B錯誤;紙花綻放與紙花分子間的作用力無關(guān),C、D錯誤。
探究點二　浸潤、不浸潤和毛細(xì)現(xiàn)象
將靠得很近的兩根木質(zhì)筷子豎直插入盛水的碗中。(1)你會發(fā)現(xiàn)兩根筷子之間的水面會沿著筷子上升,這是為什么?(2)若改變兩根筷子之間的距離,你又會有什么發(fā)現(xiàn)?
要點提示 (1)因為水和筷子是浸潤的,當(dāng)兩根筷子之間的距離很小時,由于毛細(xì)現(xiàn)象使得兩根筷子之間的水面會沿著筷子上升。(2)兩根筷子間距離越小,水面升高的高度越大。
1.浸潤和不浸潤現(xiàn)象成因分析(1)附著層內(nèi)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(nèi)部的分子吸引外,還受到固體分子的吸引。(2)浸潤的成因:當(dāng)固體分子對液體分子的吸引力大于液體內(nèi)部分子力時,附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稠密,附著層中分子之間表現(xiàn)為斥力,具有擴(kuò)張的趨勢,這時表現(xiàn)為液體浸潤固體。(3)不浸潤的成因:當(dāng)固體分子對液體分子的吸引力小于液體內(nèi)部分子力時,附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏,附著層中分子之間表現(xiàn)為引力,具有收縮的趨勢,這時表現(xiàn)為液體不浸潤固體。
2.對毛細(xì)現(xiàn)象的理解(1)兩種表現(xiàn)浸潤液體在細(xì)管中上升及不浸潤液體在細(xì)管中下降。(2)產(chǎn)生原因毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面張力及浸潤現(xiàn)象都有關(guān)系。如圖所示,甲是浸潤情況,此時管內(nèi)液面呈凹形,因為水的表面張力作用,液體會受到向上的作用力,因而管內(nèi)液面要比管外高;乙是不浸潤情況,管內(nèi)液面呈凸形,表面張力的作用使液體受到向下的力,因而管內(nèi)液面比管外低。
(3)特點:對同一種液體,毛細(xì)管的內(nèi)徑越小,液體在管內(nèi)上升或下降的高度越大。
【例2】 小明發(fā)現(xiàn)倒醬油的時候總會有一些醬油沿著瓶口流到瓶子外面,他認(rèn)為如果選用合適的瓶口材料就能保持瓶子清潔。如圖所示是醬油滴在兩種材料表面的油滴形狀,下列說法正確的是(　　)A.油滴與甲材料不浸潤B.油滴與乙材料浸潤C(jī).油瓶口的材料選用乙材料較合適D.水銀在兩種材料表面的形狀一定與醬油滴形狀相同
解析 只要選擇醬油不浸潤的材料做醬油瓶就能保持瓶子清潔,從圖示的情況可以看出醬油與甲材料是浸潤的,與乙材料是不浸潤的,所以應(yīng)該選擇乙材料,選項A、B錯誤,C正確;液體在某種材料表面的形狀不但與浸潤和不浸潤有關(guān),而且與液體的體積有關(guān),即使是浸潤的,液滴的體積不同其形狀也不同,所以無法確定水銀在兩種材料表面的形狀是否與醬油滴的形狀相同,選項D錯誤。
2.如圖所示是分別裝有水和水銀的兩個玻璃杯,下列說法正確的是(　　)A.水不浸潤玻璃B.水銀浸潤玻璃C.水的表面層中的水分子之間的作用力表現(xiàn)為引力D.水銀的表面層中的水銀分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力
解析 由題圖知水浸潤玻璃,故A錯誤;由題圖知水銀不浸潤玻璃,故B錯誤;表面層里的分子比液體內(nèi)部稀疏,分子間的距離比液體內(nèi)部大,分子間作用力表現(xiàn)為引力,故C正確,D錯誤。
如圖所示,液晶是現(xiàn)代生活的一個重要角色,從最初的電子手表到如今的筆記本電腦、液晶電視、可視電話……液晶一步步地深入到我們的生活中。(1)為什么“液體”和“晶體”聯(lián)系在一起了?液晶到底是什么物質(zhì)?
(2)液晶作為顯示元件方面的用途已經(jīng)深入到了生物醫(yī)學(xué)、電子工業(yè)、航空工業(yè)以及生活中的各個方面,液晶顯示器靠什么性質(zhì)顯示各種顏色?
要點提示 (1)某些物質(zhì)像液體一樣具有流動性,而其光學(xué)性質(zhì)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(zhì)叫作液晶。構(gòu)成液晶的分子為有機(jī)分子,大多為棒狀。(2)液晶具有光學(xué)各向異性。
1.液晶的主要性質(zhì)(1)液晶具有晶體的各向異性原因是在微觀結(jié)構(gòu)上,從某個方向看,液晶的分子排列比較整齊,有特殊的取向。(2)液晶具有液體的流動性原因是從另一方向看液晶分子排列是雜亂的,因而液晶又具有液體的性質(zhì),具有一定的流動性。
(3)液晶分子的排列特點液晶分子的排列特點是從某個方向上看,液晶分子的排列比較整齊;但是從另一個方向看,液晶分子的排列又是雜亂無章的。(4)液晶的物理性質(zhì)液晶的物理性質(zhì)很容易受外界的影響(如電場、壓力、光照、溫度)發(fā)生改變。
2.液晶的主要應(yīng)用液晶在溫度改變時會改變顏色。隨著溫度的升高,色彩按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序變化,溫度下降時又按相反順序變色,而且靈敏度很高,在不到1 ℃的溫差內(nèi)就可以顯出整個色譜。利用液晶的這種溫度效應(yīng)可以探測溫度。
【例3】 液晶顯示器是一種采取液晶為材料的顯示器,由于機(jī)身薄,省電,輻射低等優(yōu)點深受用戶的青睞,下列關(guān)于液晶說法正確的是(　　)A.液晶都是人工合成的,天然的液晶并不存在B.液晶既有液體的流動性,又有光學(xué)的各向同性C.當(dāng)某些液晶中滲入少量多色性染料后,在不同的電場強(qiáng)度下,對不同顏色的光的吸收強(qiáng)度不一樣,這樣就能顯示各種顏色D.液晶的結(jié)構(gòu)與液體的結(jié)構(gòu)相同
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結(jié)構(gòu)中,故A錯誤;液晶既有液體的流動性,又有光學(xué)的各向異性,故B錯誤;當(dāng)某些液晶中滲入少量多色性染料后,在不同的電場強(qiáng)度下,對不同顏色的光的吸收強(qiáng)度不一樣,這樣就能顯示各種顏色,故C正確;液晶是介于液態(tài)與固態(tài)之間的一種物質(zhì)狀態(tài),結(jié)構(gòu)與液體的結(jié)構(gòu)不同,故D錯誤。
3.(2023山東濰坊昌樂一中月考)液晶能夠顯示數(shù)碼和圖像,其原因是(　　)A.液晶在溫度、壓力、摩擦、電磁的作用下,其分子排列發(fā)生變化,改變了液晶的光學(xué)性質(zhì)B.有的液晶在電壓的作用下能由透明狀態(tài)變渾濁,可用來顯示文字和數(shù)碼C.有的液晶可以隨溫度的變化而改變顏色D.有的液晶既可以探測溫度又可以顯示數(shù)碼
解析 液晶能夠顯示數(shù)碼和圖像,主要原因是其在電壓的作用下能由透明狀態(tài)變渾濁,B符合題意;液晶在溫度、壓力、摩擦、電磁的作用下,其分子排列發(fā)生變化,液晶的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,有的液晶可以隨溫度的變化而改變顏色,可以用來探測溫度又可以顯示數(shù)碼,但這些不是液晶顯示數(shù)碼和圖像的原因,A、C、D不符合題意。
1.(液晶)關(guān)于液晶,下列說法正確的是(　　)A.液晶是液體和晶體的混合物B.液晶分子在特定方向排列比較整齊C.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下,能夠發(fā)光D.所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶
解析 液晶是某些特殊的有機(jī)化合物,在某些方向上分子排列規(guī)則,某些方向上雜亂,液晶本身不能發(fā)光,所以選項A、C、D錯誤,選項B正確。
2.(浸潤和表面張力)圖甲是吹肥皂泡游戲的場景,在圖乙玻璃杯內(nèi)注入肥皂水,把用鐵絲做成的圓環(huán)放進(jìn)玻璃杯中,沾滿肥皂水后取出,可以吹出肥皂泡,下列說法正確的是(　　)A.肥皂水不浸潤玻璃杯壁B.肥皂泡表面張力方向和表面垂直C.肥皂泡呈球狀與液體的表面張力有關(guān)D.肥皂泡表面液體分子間只存在引力,沒有斥力
解析 一種液體是否浸潤某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系,由題圖乙可以看出,肥皂水浸潤玻璃,故A錯誤;肥皂泡表面張力方向和表面平行,故B錯誤;表面張力讓液體收縮,而球面是同體積物體中表面積最小的,所以肥皂泡呈球狀與液體的表面張力有關(guān),故C正確;肥皂泡表面液體分子間既存在引力也存在斥力,合力表現(xiàn)為引力,故D錯誤。

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