第2章 5 液体(Word教参)-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

5　液体

[学业要求]

1．了解液体的表面张力现象，能解释液体表面张力产生的原因。

2．了解液体的微观结构，了解浸润和不浸润现象及毛细现象，了解毛细现象产生的原因。

3．了解液晶的特点及其应用。

一、液体的表面张力

阅读教材，并回答：

1．亲自试一试：在杯子里加入清水，水静止后将一枚硬币轻轻放在水面上，硬币浮在水面上不下沉。

(1)观察并在草稿纸上画出硬币边缘水面的形状。

(2)缓缓加大压力，观察硬币没入水中前水面发生的变化？

(3)硬币受哪些力？为何不下沉？

答案：(1)略　(2)水面弯曲　(3)重力和水面的拉力

2．教材图2.5­2演示实验：

(1)实验1中：用烧热的针先刺破棉线一侧的薄膜，观察薄膜和棉线发生的变化，并在图2中画出薄膜和棉线变化后的形状。

(2)再用烧热的针刺破棉线另一侧的薄膜，并在图3中画出棉线变化后的形状。

(3)实验2中：观察棉线圈外的薄膜和棉线圈有什么变化，并在图5中画出薄膜和棉线圈发生变化后的形状。

(4)刺破肥皂膜后，棉线张紧。试在图6、图7中画出棉线受到的作用力。

答案：(1)(2)(3)见教材　(4)如图所示

[概念·规律]

1．液体的微观结构

(1)分子间距：液体分子间的距离__很小__。

(2)分子间作用力：液体分子间的作用力比__固体__分子间的作用力要小。

(3)分子运动：在温度相同的情况下，液体的扩散速度要比固体的扩散速度__快__。

2．表面张力

由于表面层分子分布比较__稀疏__，分子间的作用力表现为相互__吸引__而使液体表面绷紧的力。

二、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．浸润和不浸润是__分子力__作用的表现。

4．毛细现象

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。

5．毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越细，高度差__越大__。

三、液晶

1．液晶的概念

像液体一样具有__流动性__，其光学性质与某些__晶体__相似，具有各向__异性__的有机化合物，称为液晶。

2．液晶的用途

液晶可以用作__显示__元件，在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要应用。

1．(多选)下列说法正确的是(　　)

A．表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势

B．表面张力是分子力的宏观表现

C．水对所有固体都浸润

D．毛细管插入水中，管的内径越大，管内水面升得越高

答案　AB

2．要增强雨伞的防水作用，伞面可选择对水是__不浸润__(选填“浸润”或“不浸润”)的布料；布料经纬线间空隙很小，小水珠落在伞面上由于__表面张力__的作用，不能透过空隙。

探究点一　液晶和液体的微观结构及表面张力

1．液体表面张力的成因分析

(1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏。

(2)分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。

(3)表面特性：表面层分子之间的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。

(4)表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图所示。

2．表面张力及其作用

(1)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。例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形)。

(2)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。

3．液晶的特性及微观结构

(1)液晶是介于固态和液态之间的中间态，其分子排列介于二者之间，并且排列有序但是不稳定。

(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。

　关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　)

A．液体表面层的分子分布比内部密

B．液体表面张力使其体积有收缩到最小的趋势

C．液体表面层分子之间只有引力而无斥力

D．液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势