2.5 液体-2024-2025学年高二物理下学期同步培优学案（人教版2019选择性必修第三册）

第2.5节　液　体 学习目标　 1.通过观察和实验，知道液体表面有收缩的趋势，了解液体表面张力的概念、方向及意义。 2.知道浸润和不浸润现象及毛细现象，并能解释上述现象。 3.知道液晶的概念和特征，了解液晶的应用。 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。 训练2水杯倒满水后水面会高出杯口一点儿而不会溢出，这是因为液体表面存在表面张力，产生表面张力的原因是（　　） A．液体表面的分子距离较小，分子力体现为引力 B．液体表面的分子距离较小，分子力体现为斥力 C．液体表面的分子距离较大，分子力体现为引力 D．液体表面的分子距离较大，分子力体现为斥力 【答案】C 【详解】产生表面张力的原因是液体表面的分子距离较大，分子力体现为引力。 故选C。 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，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1 (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。 训练2水能够浸润玻璃。向正方形的玻璃鱼缸内注入一定体积的水（图中阴影区域），然后盖上玻璃板，完全密封。如果把这个鱼缸放置在天宫空间站，即处于完全失重的环境中，则稳定后鱼缸内水的形状可能是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】水处于完全失重状态，由于水对玻璃的浸润性，在表面张力的作用下，水应该吸附在容器的内表面呈现A的形状，故A正确，BCD错误。 故选A。 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、生物医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1 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。 训练2关于液晶，下列说法中正确的是（　　） A．液晶是液体和晶体的混合物 B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光 D．所有物质都具有液晶态 【答案】B 【详解】A．液晶并不是指液体和晶体的混合物，而是一种特殊的物质，液晶像液体一样具有流动性，故A错误； B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故B正确； C．当液晶通电时导通，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，所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，液晶并不发光，故C错误； D．不是所有的物质都有液晶态，故D错误。 故选 B。 随堂对点自测 1.(液体的表面张力)（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 【详解】A．船浮于水面上是浮力造成的，故A不符合题意； BCD．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，故酒精灯烧锋利的玻璃片会变钝，故BCD符合题意。 故选BCD。 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)(2024·江苏镇江三市四校高二下月考)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。 4.将两端开口的玻璃管竖直插在水中，现象如图所示，则（　　） A．水不浸润玻璃 B．现象与液体的表面张力无关 C．换成直径更小的玻璃管，管内外液面的高度差将变大 D．水分子与玻璃分子间的相互作用比水分子之间的相互作用弱 【答案】C 【详解】A．毛细作用，是液体表面对固体表面的吸引力，当毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外，可知，水浸润玻璃，故A错误； B．水可以浸润玻璃，说明附着层内分子间的作用表现为斥力，现象与液体的表面张力有关，故B错误； C．换成直径更小的玻璃管，毛细作用更明显，管内外液面的高度差将变大，故C正确； D．水能浸润玻璃，是因为水分子之间的相互作用弱于玻璃与水分子之间的相互作用，故D错误。 故选C。 5．（多选）下列说法正确的是（　　） A．毛细现象是液体的表面张力作用的结果 B．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用 C．如果液体不浸润某种固体，则在液体与固体接触的附着层内，分子分布比液体内部稀疏，分子间的作用力表现为引力 D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和非晶体相似，具有各向同性 【答案】ABC 【详解】A．毛细现象是液体的表面张力作用的结果，故A正确； B．由于表面张力的作用，液体表面积要收缩至最小，所以小草上的露珠呈球形，故B正确； C．液体不浸润某种固体，如水银对玻璃，当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，附着层中的水银分子比水银内部稀疏，附着层中的分子间的作用力表现为引力，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象，故C正确； D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和某些晶体相似，具有各向异性，故D错误。 故选ABC。 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.(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。 3.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。 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，管子越细，现象越明显，A、D正确，B、C错误。 6.(多选)以下各种说法中正确的是(　　) A.因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体 B.液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的 C.在人造卫星中，由于一切物体都处于完全失重状态，所以一个固定着的容器中装有浸润器壁的液体时，必须用盖子盖紧，否则容器中液体一定会沿器壁流散 D.发生浸润现象还是不浸润现象，取决于固体分子和液体内的分子对附着层中液体分子的吸引力的大小 答案　BCD 解析　水银不浸润玻璃，但可浸润铅。浸润与不浸润是由液体和固体两者的性质共同决定的，A错误，B正确；在处于完全失重状态的人造卫星中，如果液体浸润器壁，液体和器壁间的附着层就会扩张，液体会沿着器壁流散，故必须盖紧盖子，C正确；D项说明了发生浸润和不浸润现象的微观原理，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的一类物质，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.关于固体和液体，下列说法正确的是 (　　) A.毛细现象是指液体在细管中上升的现象 B.晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，温度不变 C.由棒状分子、碟状分子和平板状分子组成的物质容易具有液晶态 D.如果液面是曲线，则表面张力不再与液体表面相切 答案　C 解析　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，称为毛细现象，故A错误；晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，晶体温度不变，非晶体温度会发生变化，B错误；由棒状分子、碟状分子和平板状分子组成的物质容易具有液晶态，C正确；液体的表面张力总是与液面相切，故D错误。 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.(2024·江苏南京海安、南京外国语联考)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。 13.（多选）液体的表面张力在生产生活中有利有弊。市面上的清洁剂如洗衣粉、肥皂等都含有一定量的表面活性剂，加入水中会减小水的表面张力。液体的表面张力还与温度有关，在其他条件不变的情况下，通过升高温度可以降低液体的表面张力，下列说法正确的是（    ） A．将两端开口的洁净细玻璃管插入肥皂水中，毛细现象比插入清水中更加明显 B．孩童用肥皂水能吹出大气泡而清水不能，是因为清水的表面张力更大，不容易被空气撑开成气泡 C．用热水清洗碗具可以有更好的去污效果，是因为热水表面张力小，更容易浸润碗具 D．清水洒在有孔隙的布雨伞上却不会渗水，是因为液体表面张力的效果 【答案】BCD 【详解】A．毛细现象的本质是液体的表面张力对管中液体向上的拉力，肥皂水的表面张力更小，对管内液体向上的拉升效果更小，故毛细现象更不明显，故A错误； B．液体表面张力越大，越有形成细小液珠的趋势，即表面张力越大，越不容易变成扩张的气泡，故B正确； C．温度越高，水的表面张力越小，水与固体表面的作用效果越明显，更容易浸润固体，故C正确； D．因为表面张力的作用，雨水会在布伞上形成液珠，液珠的尺寸大于布伞的孔隙大小，因此不会渗水，故D正确。 故选 14．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 【详解】A．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； B．毛笔书写过程中，在毛细现象作用下，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，同样在毛细作用下，被吸附到纸上，其间根本无须重力作用。故B错误； C．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； D．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。 故选D。 15．在不同温度下某物质材料的分子排列如图所示，甲图对应的温度为，乙图对应的温度为。则（　　） A． B．甲、乙两图中的分子都在做热运动 C．甲图中沿不同方向单位长度上的分子数相同 D．乙图中沿不同方向单位长度上的分子数相同 【答案】B 【详解】A．液晶在低温时会凝固成结晶态，当温度升高时，晶体中分子热运动增加，转化为液晶态，则有 故A错误； B．分子的热运动是永不停息的，则甲、乙两图中的分子都在做热运动，故B正确； CD．液晶是一种介于晶体固体和各向同性液体之间的中间相，其分子结构具有各向异性，这意味着液晶分子的排列和取向在不同方向上会有所不同，因此，液晶在不同的形态下，沿不同方向单位长度上的分子数是不相同的，故CD错误。 故选B。 培优加强练 16.(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。 17.将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．容器中的液体可能是水银 B．若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高 C．若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同 D．图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部 【答案】D 【详解】A．水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中是呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，故A错误； B．在太空舱中由于处在失重环境下，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面都与毛细管齐平，故B错误； C．在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差不一定相同，故C错误； D．图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现“扩散”的趋势，便形成了浸润现象，故D正确； 故选D。 18．（多选）将玻璃管和塑料管分别插入水中，管中液面如图所示，下列说法正确的是（    ） A．形成左边液面的原因是水分子之间的斥力 B．左边管为玻璃管 C．形成右边液面的原因是材料分子间的引力 D．右边液面是不浸润现象 【答案】BD 【详解】BD．根据液面的形状可以判断左边管子是浸润的，右边管子是不浸润的，所以左边管子为玻璃管，故BD正确； A．浸润是由于玻璃分子对外层水分子的吸引力大于内层水分子的吸引力，液面为凹形，故A错误； C．不浸润是由于玻璃分子对外层水分子的吸引力小于内层水分子的吸引力，液面为凸形，故C错误。 故选BD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2.5节　液　体 学习目标　 1.通过观察和实验，知道液体表面有收缩的趋势，了解液体表面张力的概念、方向及意义。 2.知道浸润和不浸润现象及毛细现象，并能解释上述现象。 3.知道液晶的概念和特征，了解液晶的应用。 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 接触的薄层，如图所示。 2.表面张力 (1)定义：使液体表面 的力，叫作液体的表面张力。 (2)方向：总是跟液面 ，且与分界线 。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 ，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 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、 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 训练2水杯倒满水后水面会高出杯口一点儿而不会溢出，这是因为液体表面存在表面张力，产生表面张力的原因是（　　） A．液体表面的分子距离较小，分子力体现为引力 B．液体表面的分子距离较小，分子力体现为斥力 C．液体表面的分子距离较大，分子力体现为引力 D．液体表面的分子距离较大，分子力体现为斥力 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 某种固体并 在固体的表面上的现象。 (2)不浸润：一种液体不会 某种固体， 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 的现象，以及不浸润液体在细管中 的现象。 (2)特点：管的内径越 ，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 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 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 形，合力的作用使液体受到 的力，因而管内液面比管外 。 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1 (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(　　) 训练2水能够浸润玻璃。向正方形的玻璃鱼缸内注入一定体积的水（图中阴影区域），然后盖上玻璃板，完全密封。如果把这个鱼缸放置在天宫空间站，即处于完全失重的环境中，则稳定后鱼缸内水的形状可能是（    ） A． B． C． D． 知识点三　液　晶 1.概念：液晶是介于 和 之间的一种物质状态。 2.微观结构：构成液晶的分子为 分子，大多为 ，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 排列。 3.特点 (1)液晶既具有液体的 ，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 ，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、生物医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1 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 训练2关于液晶，下列说法中正确的是（　　） A．液晶是液体和晶体的混合物 B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 C．电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光 D．所有物质都具有液晶态 随堂对点自测 1.(液体的表面张力)（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 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)(2024·江苏镇江三市四校高二下月考)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 4.将两端开口的玻璃管竖直插在水中，现象如图所示，则（　　） A．水不浸润玻璃 B．现象与液体的表面张力无关 C．换成直径更小的玻璃管，管内外液面的高度差将变大 D．水分子与玻璃分子间的相互作用比水分子之间的相互作用弱 5．（多选）下列说法正确的是（　　） A．毛细现象是液体的表面张力作用的结果 B．小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用 C．如果液体不浸润某种固体，则在液体与固体接触的附着层内，分子分布比液体内部稀疏，分子间的作用力表现为引力 D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和非晶体相似，具有各向同性 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.(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 3.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(　　) 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.(多选)以下各种说法中正确的是(　　) A.因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体 B.液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体两者的性质共同决定的 C.在人造卫星中，由于一切物体都处于完全失重状态，所以一个固定着的容器中装有浸润器壁的液体时，必须用盖子盖紧，否则容器中液体一定会沿器壁流散 D.发生浸润现象还是不浸润现象，取决于固体分子和液体内的分子对附着层中液体分子的吸引力的大小 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.关于固体和液体，下列说法正确的是 (　　) A.毛细现象是指液体在细管中上升的现象 B.晶体和非晶体在熔化过程中都吸收热量，温度不变 C.由棒状分子、碟状分子和平板状分子组成的物质容易具有液晶态 D.如果液面是曲线，则表面张力不再与液体表面相切 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.(2024·江苏南京海安、南京外国语联考)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 13.（多选）液体的表面张力在生产生活中有利有弊。市面上的清洁剂如洗衣粉、肥皂等都含有一定量的表面活性剂，加入水中会减小水的表面张力。液体的表面张力还与温度有关，在其他条件不变的情况下，通过升高温度可以降低液体的表面张力，下列说法正确的是（    ） A．将两端开口的洁净细玻璃管插入肥皂水中，毛细现象比插入清水中更加明显 B．孩童用肥皂水能吹出大气泡而清水不能，是因为清水的表面张力更大，不容易被空气撑开成气泡 C．用热水清洗碗具可以有更好的去污效果，是因为热水表面张力小，更容易浸润碗具 D．清水洒在有孔隙的布雨伞上却不会渗水，是因为液体表面张力的效果 14．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 15．在不同温度下某物质材料的分子排列如图所示，甲图对应的温度为，乙图对应的温度为。则（　　） A． B．甲、乙两图中的分子都在做热运动 C．甲图中沿不同方向单位长度上的分子数相同 D．乙图中沿不同方向单位长度上的分子数相同 培优加强练 16.(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 17.将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．容器中的液体可能是水银 B．若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高 C．若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同 D．图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部 18．（多选）将玻璃管和塑料管分别插入水中，管中液面如图所示，下列说法正确的是（    ） A．形成左边液面的原因是水分子之间的斥力 B．左边管为玻璃管 C．形成右边液面的原因是材料分子间的引力 D．右边液面是不浸润现象 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$