2.5液体（知识解读）-2024-2025学年高中物理同步知识点解读与专题训练（人教版2019选择性必修第三册

2.5液体（知识解读）（解析版） •知识点1 液体的表面张力 •知识点2 浸润和不浸润 •知识点3 液晶 •作业 巩固训练 知识点1 液体的表面张力 1、表面层：液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层。 2、分子力的特点：在液体内部，分子间的平均距离略小于r0，分子间的作用力表现为斥力；在表面层，分子比较稀疏，分子间距离略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 3、表面张力 (1)定义：液体表面的这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。 (2)作用效果：使液体表面具有收缩趋势。 说明：表面张力使液体表面收缩到最小。 4、液体表面张力的成因分析：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。 5、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。 (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)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。 【典例1-1】关于液体的表面张力，下列说法正确的是（　　） A．液体的表面张力是由于液体表面层分子排列较为密集，从而产生了分子引力的缘故 B．表面张力的方向总是垂直于液面 C．蚊虫可以在水面上运动而不会陷入水中是因为水的表面张力的缘故 D．将一块玻璃板轻轻贴着水面，发现很难往上拉起来是因为水的表面张力的缘故 【答案】C 【详解】A．液体的表面张力是由于液体表面层分子排列较为稀疏，从而产生了分子引力的缘故，故A错误； B．表面张力的方向总是与液面相切，故B错误； C．蚊虫可以在水面上运动而不会陷入水中是因为水的表面张力的缘故，故C正确； D．将一块玻璃板轻轻贴着水面，发现很难往上拉起来是因为大量水分子与玻璃发生吸引的作用，该作用力垂直于接触面，而表面张力是与液面相切，故D错误。 故选C。 【典例1-2】（多选）关于液体表面张力，下列说法正确的有（　　） A．图甲中的液体表面层分子间作用力表现为引力，所以分子间的距离小于平衡距离 B．图甲中的液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的平均距离，产生表面张力 C．图乙中液体表面张力方向与液面相切 D．图乙中液体表面张力方向与液面垂直 【答案】BC 【详解】A．图甲中的液体表面层分子间作用力表现为引力，所以分子间的距离大于平衡距离，故A错误； B．图甲中的液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的平均距离，导致表面层内分子之间的分子力表现为引力，宏观上产生表面张力，故B正确； CD．结合上述可知，表面张力表现为引力，可知，图乙中液体表面张力方向垂直于分界面MN，即与液面相切，故C正确，D错误。 故选BC。 【变式1-1】液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线，张力的作用表现在，分界线两边液面以一定的拉力相互作用，的大小与分界线的长度成正比，即（为液体的表面张力系数），的方向总是与液面相切，并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示，间距为的形细框上放置一细杆，两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置，会形成一水平膜（忽略膜受到的重力），甲、乙分别为俯视图和正视图，由于表面张力的缘故，膜的上、下表面会对产生水平向左的力。小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止，测力计示数为，接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡，如图丙所示。当肥皂泡大小稳定时，测得其球形半径为。则小明测得肥皂水的表面张力系数和肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压强差分别为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】肥皂水上下两个表面都存在表面张力，故有 得到肥皂水的表面张力系数为 右侧半球膜受到膜内、外气体的压力和膜边缘的表面张力，如图 根据受力平衡可知 因肥皂泡的内外表面都存在表面张力，故肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为 故压强差为 故选C。 【变式1-2】（多选）如图，雨后的树叶上聚集了大量的水珠，下列说法正确的是（　　） A．水珠表面层，水分子比较密集 B．水珠表面层，水分子间距离大于平衡距离 C．水珠表面层，水分子间的作用力表现为斥力 D．水珠表面层，水分子势能大于在平衡位置时的势能 【答案】BD 【详解】A．水珠表面层，分子比较稀疏，故A错误； BC．水珠表面层，分子比较稀疏，水珠表面层水分子间的距离r大于平衡位置的距离r0，分子间的作用力表现为引力，故B正确，C错误； D．水分子在平衡位置时分子势能最小，则水珠表面水分子势能大于水分子在平衡位置时的势能，故D正确。 故选BD。 【变式1-3】王亚平在“太空课堂”中，演示了一精彩的实验——水球实验。王亚平往水膜内注入纯净水，让它变成一个“完美”的大水球。产生这种现象的主要原因是水球表面层分子相对液体内部分子较 （填“稀疏”或“密集”），表面层分子间的相互作用力表现为引力，正因为这个表面张力的作用，使得液体表面积尽可能地 （填“缩至最小”或“扩至最大”），于是在失重环境下形成“完美”的大水球。 【答案】 稀疏 缩至最小 【详解】[1][2]失重的情况下，形成一个完美的大水球的主要原因是水球表面层分子相对液体内部分子较稀疏，表面层分子间的相互作用力表现为引力，正因为这个表面张力的作用，使得液体表面积尽可能地缩至最小。 知识点2 浸润和不浸润 1、浸润和不浸润 (1)一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润；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，这种现象叫作不浸润。 (2)浸润和不浸润是分子力作用的表现。 2、毛细现象 (1)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，称为毛细现象。 (2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管的内径越小，高度差越大。 3、浸润和不浸润的形成原因 (1)附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。 (2)浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体。 (3)不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体。 【典例2-1】关于液体相关性质，下列说法正确的是（　　） A．在玻璃试管中，液体不浸润细管壁就不能产生毛细现象 B．滴入水中的红墨水很快散开是液体表面张力的作用 C．“池塘中的溜冰者”水黾能在水面上行走靠的是液体表面张力的作用 D．天鹅羽毛上有一层很薄的脂肪，使水能浸润羽毛 【答案】C 【详解】A．在玻璃试管中，不论液体是否浸润细管壁都能产生毛细现象，选项A错误； B．滴入水中的红墨水很快散开，是分子的无规则运动的结果，与表面张力无关，选项B错误； C．水黾能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力的作用，选项C正确； D．天鹅的羽毛上有一层油脂，使水不能浸润羽毛，选项D错误。 故选C。 【典例2-2】（多选）水可以浸润玻璃，而水银不浸润玻璃，它们在毛细管中将发生上升或下降的现象，现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，如图所示，其中错误的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】AB．水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小（小于）分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上升的高度越大，故A正确，B错误； CD．水银对玻璃是不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小，液体分子间距较大（大于），此时附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故C错误，D正确。 本题选错误的,故选BC。 【变式2-1】一种液体不浸润某种固体的原因是（　　） A．液体分子对固体分子的吸引比固体分子之间的吸引弱 B．液体分子对固体分子的吸引比固体分子之间的吸引强 C．固体分子对液体分子的吸引比液体分子之间的吸引弱 D．固体分子对液体分子的吸引比液体分子之间的吸引强 【答案】C 【详解】液体不浸润固体是由于固体分子对液体分子的吸引力比液体分子之间的吸引力弱。此时，液体分子更倾向于彼此结合而非附着在固体表面，导致液体在固体表面收缩成液滴，形成不浸润现象。 故选C。 【变式2-2】（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。 【变式2-3】浸润和不浸润 （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：一种液体不会润湿某种固体， 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，液体则不浸润固体。 （2）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。 【答案】 润湿 附着 不会 上升 下降 知识点3 液晶 1、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，具有各向异性的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。 2、出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围内具有液晶态。 3、液晶的微观结构：通常棒状分子的物质容易具有液晶态。 4、液晶的特点 (1)液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，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。 (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。 【典例3-1】下列关于液晶的说法中正确的是（　　） A．液晶是具有液体性质的晶体 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 【答案】B 【详解】A．液晶是介入固态和液态之间的一种物质状态，其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，故A错误； B．结合上述可知，液晶在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质，即液晶分子在特定方向排列比较整齐，故B正确； C．在外加电压的影响下，液晶自身并不能够发光，而是由于液晶通电时，排列变得更加有秩序，使光线容易通过，故C错误； D．并不是所有物质都能成为液晶，只有少数物质在特定条件下才能成为液晶，故D错误。 故选B。 【典例3-2】（多选）新材料的开发与应用极大地满足了社会的需求。以下关于新材料的说法中，正确的是（　　） A．半导体可用来制作LED灯的发光部件 B．半导体材料是具有优异特性的微电子材料 C．利用液晶的光学特性，制造的显示器能显示出各种颜色 D．采用研磨的方法可以获得细微的纳米粉末 【答案】ABC 【详解】A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，A正确； B．半导体材料是具有优异特性的微电子和光电子材料，以硅、锗、砷和镓为代表的半导体材料目前被广泛应用于微电子和光电子领域，B正确； C．在液晶中掺入少量多色性染料，当液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色，C正确； D．纳米材料的空间尺度很小，不可能采用研磨的方法获得纳米粉末，D错误。 故选ABC。 【变式3-1】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。 【变式3-2】（多选）下列说法正确的是（    ） A．不浸润液体附着层内的分子间的作用力表现为引力 B．浸润液体在毛细管中会下降 C．液体的表面张力是由于表面层内分子间的作用力表现为斥力 D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 【答案】AD 【详解】A．液体不浸润某种固体，例如水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受到玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，结果附着层中的水银分子比水银内部稀疏，这时在附着层中的分子之间相互吸引，就出现跟表面张力相似的收缩力，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A正确； B．浸润液体在毛细管中会上升，故B错误； C．液体表面张力使液面具有收缩趋势，因为在液体表面层内分子间的作用力表现为引力，故C错误； D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故D正确。 故选AD。 【变式3-3】液晶：是介于固态和液态之间的一种物质状态。 液晶特点： （1）液晶态既具有液体的 性，又在一定程度上具有晶体分子的 排列的性质； （2）具有光学各向 性。 【答案】 流动 规则 异 一、单选题 1．下列四幅图对应的说法正确的有（　　） A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了液体分子的无规则热运动 D．图丁中液体表面层的分子间距离小于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 【答案】C 【详解】A．图甲中食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，故A错误； B．图乙是玻璃管插入水中的情形，根据图像可知，在附着层内液体分子之间呈现斥力效果，该现象是浸润，表明水能浸润玻璃，故B错误； C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动是布朗运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故C正确； D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间表现为引力效果，这是液体表面张力形成的原因，故D错误。 故选C。 2．下列现象不是由于液体的表面张力而引起的是（　　） A．液体与固体、气体不同，它在不同容器内，尽管形状不同，但体积相同 B．荷叶上的两个水珠相互接触，立即合并到一起 C．新的棉织品水洗后往往会缩水 D．小昆虫能在水面上自由爬动 【答案】A 【详解】A．同一体积的液体在不同容器内有不同的形状，这是由液体分子的排列规律决定的，与表面张力无关。故A正确； B．两个水珠接触后合并到一起，是由于液体的表面张力的作用。故B错误； C．新棉织品水洗后缩水，是因为表面张力使液体表面有收缩的趋势，故C错误； D．小昆虫能在水面上自由爬动，是由于液体的表面张力的作用。故D错误。 故选A。 3．以下对固体、液体的描述中正确的是（　　） A．非晶体不能转化为晶体 B．液晶是一种特殊的化合物，具有各向同性 C．用磙子压紧土壤，有利于保存地下的水分 D．晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 【答案】D 【详解】A．一定条件下，晶体、非晶体可以相互转化，故A错误； B．液晶在某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的，所以它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样有光学各向异性，故B错误； C．用磙子压紧土壤，使土壤中的毛细管变的更细，增强毛细现象，更利于使地下水到地面上来，故C错误； D．单晶体和多晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故D正确。 故选D。 4．合格医用口罩内侧使用对水不浸润的材料，图甲为一滴水滴在医用口罩内侧的照片，图乙为对应的示意图。以下说法正确的是（　　） A．照片中水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部密集 B．该口罩为不合格产品，其内侧材料对所有的液体都浸润 C．该口罩为合格产品，其内侧材料对所有的液体都不浸润 D．在固液接触层，水滴分子间的相互作用力比水滴和与它接触的口罩内侧材料分子的相互作用力大 【答案】D 【详解】A．水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部稀疏，故A错误； BC．由图可知，水珠并没有浸润口罩内侧，因此是合格产品，浸润与不浸润现象是相对的，各种液体的密度、分子大小、分子间隙、分子间作用力大小等都各不相同，因此口罩内侧材料并不一定对所有的液体都不浸润，只要对水不浸润，就是合格产品，故BC错误； D．水滴附着层（即固液接触层）内水分子比水滴内部稀疏，附着层水分子受到的水滴内分子的作用力比受到的口罩内侧固体材料分子的作用力大，因而使水滴表面紧绷而减小与口罩内侧固体材料的作用，故D正确。 故选D。 5．关于下列四幅图所涉及的物理知识，说法错误的是（　　） A．图甲为布朗运动示意图，微粒越小，布朗运动越显著 B．图乙中，液体表面层的分子间作用力表现为引力 C．图丙说明温度升高时，气体内所有分子热运动的速率都会增大 D．图丁中，液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的 【答案】C 【详解】A．悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动越显著，故A正确； B．液体表面层的分子间距离比液体内部分子间距离大，故分子间作用力表现为引力，故B正确； C．由图知温度升高，多数分子热运动速率增大，少数可能会减小，故C错误； D．液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故D正确。 由于本题选择错误的，故选C。 6．在甲、乙、丙三块固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其背面一点，蜡熔化的范围分别如图甲、乙、丙所示。而三块固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是（　　） A．甲一定是非晶体 B．乙可能是多晶体 C．丙一定是单晶体 D．甲可能具有与液晶相似的光学各向异性 【答案】C 【详解】A．甲图为导热各向同性，丁图可以得知甲为晶体，所以甲为多晶体，故A错误； B．由丁图可以得知乙为非晶体，故B错误； C．丙图为导热各向异性，丁图可以得知丙为晶体，所以丙为单晶体，故C正确； D．多晶体由许多小晶粒杂乱无章的排列组成，而液晶分子有特殊的取向有序性，所以多晶体不具有和液晶相似的光学各向异性，故D错误。 故选C。 7．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 【详解】AB．液态是介于晶体和液体之间的中间状态，既具有液体的流动性，又具有晶体光学性质的各向异性，AB错误； CD．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，所以像毛玻璃不透明；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。 故选D。 8．在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接触，密封气体温度高于外界气体。则（　　） A．密封气体压强高于外界气体压强 B．图中液体与吸管内壁之间是不浸润的 C．密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度 D．密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能 【答案】D 【详解】AC．设液柱的质量为，横截面积为，外界大气压强为，对液柱分析，密封气体压强。因此密封气体压强低于外界气体压强，且吸管内部压强不变。由可知，密封气体温度升高，体积就会变大，分子数密度就会减小，因此密封气体分子数密度小于外界气体分子数密度。故A、C错误； B．由图可知，液体在吸管内呈下凹状，液体与吸管内壁是浸润的。故B错误； D．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大。因此密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能。故D正确。 故选D。 二、多选题 9．下列关于气体、液体和固体性质的说法，正确的是（　　） A．因为空气分子在永不停息地做无规则运动，故教室不需要经常开窗通风 B．中国空间站内，虽然处于失重环境，宇航员仍能够用毛笔写字 C．浸润液体在毛细管中会上升，通常情况下，毛细管（足够长）越细，液体最大上升高度越高 D．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体 【答案】BC 【详解】A．若不开窗通风，即使空气分子在永不停息地做无规则运动，空气中的氧气消耗过多时，容易引起人体的不适，经常开窗通风，能够保持室内空气新鲜流通，新鲜空气里有充足的氧气，能促进人体新陈代谢，可知，即使空气分子在永不停息地做无规则运动，教室仍然需要经常开窗通风故A错误； B．墨汁对纸张是浸润液体，可知，中国空间站内，虽然处于失重环境，宇航员仍能够用毛笔写字，故B正确； C．浸润现象中，附着层内液体分子之间表现为斥力作用，可知，浸润液体在毛细管中会上升，通常情况下，毛细管（足够长）越细，液体最大上升高度越高浸润液体在毛细管中会上升，通常情况下，毛细管（足够长）越细，液体最大上升高度越高，故C正确； D．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒仍然为非晶体，故D错误。 故选BC。 10．下列关于液体表面现象的说法中正确的是（　　） A．把缝衣针小心地放在水面上，缝衣针可以把水面压弯而不沉没，这是因为缝衣针受到的重力太小，又受到水的浮力的作用 B．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 C．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，这是因为液体表面分子间有相互吸引力 D．玻璃管的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，这是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小 【答案】CD 【详解】A．把缝衣针小心地放在水面上，缝衣针可以把水面压弯而不沉没，这是因为液体表面张力的作用使得液面形成一层膜，缝衣针受到膜的支持力作用，与缝衣针的重力平衡，故A错误； B．液体表面张力的方向始终与液面相切，与分界线垂直，故B错误。 C．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，这是因为液体表面分子间有相互吸引力，故C正确； D．玻璃管的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，这是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小，故D正确。 故选CD。 11．关于固体、液体的相关说法正确的是（　　） A．破镜不能够重圆是因为分子斥力的作用 B．水变成冰后水分子并没有静止，仍在不停运动 C．同质量0℃的水和冰，其内能相等 D．液体浸润固体时，液体与固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强 【答案】BD 【详解】A．破镜不能够重圆是因为分子间距离太大，超过分子直径10倍，分子间作用力几乎为零，故A错误； B．水变成冰后水分子并没有静止，仍在永不停息做无规则运动，故B正确； C．同质量0℃的水和冰，水的内能大，故C错误； D．液体浸润固体时，液体与固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强，故D正确。 故选BD。 12．我国已经在空间站上开展四次精彩的太空授课，“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验，在两个塑料板表面之间可形成大尺寸液桥，如图甲所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的容器。下列说法正确的是（　　） A．从甲图可推断水和塑料板是浸润的 B．图甲液桥不会“垮塌”，是由于液体的表面张力 C．图乙中的B点处最能反映液桥表面层中水分子势能 D．在“毛细现象”演示中，如图丙，水在三个塑料管内均不断上升，直到管顶 【答案】ABD 【详解】A．在图甲中，液桥的形成表明液体(水)和塑料板之间有良好的润湿性。如果液体和塑料板之间不浸润，液桥很难形成。故A正确； B．液桥的存在和稳定性主要是由于液体的表面张力。表面张力使得液体表面尽可能收缩，从而保持液桥的稳定形态，故B正确； C．图乙中的B点处为分子势能的最小值点，此时分子力引力和分子斥力平衡，分子间距离 液桥表面层中 分子间表现为引力，分子势能不是最小值，故C错误； D．微重力环境下在“毛细现象”演示中，如图丙，水在三个塑料管内均不断上升，直到管顶，故D正确。 故选ABD。 三、解答题 13．(1)如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗？为什么？ (2)既然分子间存在引力，当两个物体紧靠在一起时，为什么分子引力没有把它们粘在一起？ (3)无论容器多大，气体有多少，气体分子总能够充满整个容器，是分子斥力作用的结果吗？ 【答案】(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）因为玻璃板和液面之间有分子引力，所以在使玻璃板离开水面时，弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力。所以弹簧测力计的示数与玻璃板的重力不相等。 （2）虽然两物体靠得很紧，但绝大部分分子间距离仍很大，达不到分子引力起作用的距离，所以不会粘在一起。 （3）气体分子之间的距离时，分子间的作用力很微弱，可忽略不计。所以气体分子能充满整个容器，并不是分子斥力作用的结果，而是分子的无规则运动造成的。 14．观察图片回答下列问题： (1)如图甲所示，水黾可以停在水面，但如果浸入水里，就不会浮起来，这表明什么？ (2)如图乙所示①和②、③和④两组实验：将棉线松弛地系在铁丝环上，在肥皂液里浸过后就留下一层肥皂液薄膜（图①③），用烧热的针刺破一侧的薄膜，剩下的薄膜会发生如图②④所示的变化，这说明液体表面有什么性质？ (3)液体表面速率大的分子会挣脱其他分子的吸引而逸出液体，这就是蒸发。高速率分子的不断逸出会造成液体表面的分子比液体内部稀疏，形成表面层，如图丙所示。请根据分子力的特点解释活动1、2中液体表面的性质。 【答案】(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）水黾能停在水面是借助水的表面张力。当它只是“踩”在表面时，水受压下凹但表面没有破裂，张力提供足够的支持力；一旦它被浸入水里，则无法再依靠表面张力浮起，这说明其“浮”并非主要依靠浮力，而是依靠液体表面张力。 （2）实验现象说明液体表面就像张紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势，这种液体表面具有收缩作用的力就是表面张力。 （3）从分子力角度看，液体表层的分子受到液体内部分子的强烈吸引，而表层上方是空气，分子间空隙更大，故表面分子存在“向内拉”的合力，导致液体表面具有自动收缩、减小面积的特性。这正是水黾能在水面停留以及肥皂膜能自行收缩的根本原因。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.5液体（知识解读）（解析版） •知识点1 液体的表面张力 •知识点2 浸润和不浸润 •知识点3 液晶 •作业 巩固训练 知识点1 液体的表面张力 1、表面层：液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层。 2、分子力的特点：在液体内部，分子间的平均距离略小于r0，分子间的作用力表现为斥力；在表面层，分子比较稀疏，分子间距离略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 3、表面张力 (1)定义：液体表面的这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。 (2)作用效果：使液体表面具有收缩趋势。 说明：表面张力使液体表面收缩到最小。 4、液体表面张力的成因分析：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。 5、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。 (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)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。 【典例1-1】关于液体的表面张力，下列说法正确的是（　　） A．液体的表面张力是由于液体表面层分子排列较为密集，从而产生了分子引力的缘故 B．表面张力的方向总是垂直于液面 C．蚊虫可以在水面上运动而不会陷入水中是因为水的表面张力的缘故 D．将一块玻璃板轻轻贴着水面，发现很难往上拉起来是因为水的表面张力的缘故 【典例1-2】（多选）关于液体表面张力，下列说法正确的有（　　） A．图甲中的液体表面层分子间作用力表现为引力，所以分子间的距离小于平衡距离 B．图甲中的液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的平均距离，产生表面张力 C．图乙中液体表面张力方向与液面相切 D．图乙中液体表面张力方向与液面垂直 【变式1-1】液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线，张力的作用表现在，分界线两边液面以一定的拉力相互作用，的大小与分界线的长度成正比，即（为液体的表面张力系数），的方向总是与液面相切，并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示，间距为的形细框上放置一细杆，两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置，会形成一水平膜（忽略膜受到的重力），甲、乙分别为俯视图和正视图，由于表面张力的缘故，膜的上、下表面会对产生水平向左的力。小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止，测力计示数为，接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡，如图丙所示。当肥皂泡大小稳定时，测得其球形半径为。则小明测得肥皂水的表面张力系数和肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压强差分别为（　　） A． B． C． D． 【变式1-2】（多选）如图，雨后的树叶上聚集了大量的水珠，下列说法正确的是（　　） A．水珠表面层，水分子比较密集 B．水珠表面层，水分子间距离大于平衡距离 C．水珠表面层，水分子间的作用力表现为斥力 D．水珠表面层，水分子势能大于在平衡位置时的势能 【变式1-3】王亚平在“太空课堂”中，演示了一精彩的实验——水球实验。王亚平往水膜内注入纯净水，让它变成一个“完美”的大水球。产生这种现象的主要原因是水球表面层分子相对液体内部分子较 （填“稀疏”或“密集”），表面层分子间的相互作用力表现为引力，正因为这个表面张力的作用，使得液体表面积尽可能地 （填“缩至最小”或“扩至最大”），于是在失重环境下形成“完美”的大水球。 知识点2 浸润和不浸润 1、浸润和不浸润 (1)一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润；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，这种现象叫作不浸润。 (2)浸润和不浸润是分子力作用的表现。 2、毛细现象 (1)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，称为毛细现象。 (2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管的内径越小，高度差越大。 3、浸润和不浸润的形成原因 (1)附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。 (2)浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体。 (3)不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体。 【典例2-1】关于液体相关性质，下列说法正确的是（　　） A．在玻璃试管中，液体不浸润细管壁就不能产生毛细现象 B．滴入水中的红墨水很快散开是液体表面张力的作用 C．“池塘中的溜冰者”水黾能在水面上行走靠的是液体表面张力的作用 D．天鹅羽毛上有一层很薄的脂肪，使水能浸润羽毛 【典例2-2】（多选）水可以浸润玻璃，而水银不浸润玻璃，它们在毛细管中将发生上升或下降的现象，现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，如图所示，其中错误的是（　　） A． B． C． D． 【变式2-1】一种液体不浸润某种固体的原因是（　　） A．液体分子对固体分子的吸引比固体分子之间的吸引弱 B．液体分子对固体分子的吸引比固体分子之间的吸引强 C．固体分子对液体分子的吸引比液体分子之间的吸引弱 D．固体分子对液体分子的吸引比液体分子之间的吸引强 【变式2-2】（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 【变式2-3】浸润和不浸润 （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：一种液体不会润湿某种固体， 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，液体则不浸润固体。 （2）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。 知识点3 液晶 1、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，具有各向异性的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。 2、出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围内具有液晶态。 3、液晶的微观结构：通常棒状分子的物质容易具有液晶态。 4、液晶的特点 (1)液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，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。 (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。 【典例3-1】下列关于液晶的说法中正确的是（　　） A．液晶是具有液体性质的晶体 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 【典例3-2】（多选）新材料的开发与应用极大地满足了社会的需求。以下关于新材料的说法中，正确的是（　　） A．半导体可用来制作LED灯的发光部件 B．半导体材料是具有优异特性的微电子材料 C．利用液晶的光学特性，制造的显示器能显示出各种颜色 D．采用研磨的方法可以获得细微的纳米粉末 【变式3-1】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 【变式3-2】（多选）下列说法正确的是（    ） A．不浸润液体附着层内的分子间的作用力表现为引力 B．浸润液体在毛细管中会下降 C．液体的表面张力是由于表面层内分子间的作用力表现为斥力 D．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 【变式3-3】液晶：是介于固态和液态之间的一种物质状态。 液晶特点： （1）液晶态既具有液体的 性，又在一定程度上具有晶体分子的 排列的性质； （2）具有光学各向 性。 一、单选题 1．下列四幅图对应的说法正确的有（　　） A．图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 B．图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了液体分子的无规则热运动 D．图丁中液体表面层的分子间距离小于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 2．下列现象不是由于液体的表面张力而引起的是（　　） A．液体与固体、气体不同，它在不同容器内，尽管形状不同，但体积相同 B．荷叶上的两个水珠相互接触，立即合并到一起 C．新的棉织品水洗后往往会缩水 D．小昆虫能在水面上自由爬动 3．以下对固体、液体的描述中正确的是（　　） A．非晶体不能转化为晶体 B．液晶是一种特殊的化合物，具有各向同性 C．用磙子压紧土壤，有利于保存地下的水分 D．晶体具有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点 4．合格医用口罩内侧使用对水不浸润的材料，图甲为一滴水滴在医用口罩内侧的照片，图乙为对应的示意图。以下说法正确的是（　　） A．照片中水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部密集 B．该口罩为不合格产品，其内侧材料对所有的液体都浸润 C．该口罩为合格产品，其内侧材料对所有的液体都不浸润 D．在固液接触层，水滴分子间的相互作用力比水滴和与它接触的口罩内侧材料分子的相互作用力大 5．关于下列四幅图所涉及的物理知识，说法错误的是（　　） A．图甲为布朗运动示意图，微粒越小，布朗运动越显著 B．图乙中，液体表面层的分子间作用力表现为引力 C．图丙说明温度升高时，气体内所有分子热运动的速率都会增大 D．图丁中，液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的 6．在甲、乙、丙三块固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其背面一点，蜡熔化的范围分别如图甲、乙、丙所示。而三块固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是（　　） A．甲一定是非晶体 B．乙可能是多晶体 C．丙一定是单晶体 D．甲可能具有与液晶相似的光学各向异性 7．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 8．在透明吸管内，手指和液体之间密封一定质量的气体，如图所示，由于手的接触，密封气体温度高于外界气体。则（　　） A．密封气体压强高于外界气体压强 B．图中液体与吸管内壁之间是不浸润的 C．密封气体分子数密度等于外界气体分子数密度 D．密封气体分子平均动能高于外界气体分子平均动能 二、多选题 9．下列关于气体、液体和固体性质的说法，正确的是（　　） A．因为空气分子在永不停息地做无规则运动，故教室不需要经常开窗通风 B．中国空间站内，虽然处于失重环境，宇航员仍能够用毛笔写字 C．浸润液体在毛细管中会上升，通常情况下，毛细管（足够长）越细，液体最大上升高度越高 D．大块塑料粉碎成形状相同的颗粒，每个颗粒即为一个单晶体 10．下列关于液体表面现象的说法中正确的是（　　） A．把缝衣针小心地放在水面上，缝衣针可以把水面压弯而不沉没，这是因为缝衣针受到的重力太小，又受到水的浮力的作用 B．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 C．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，这是因为液体表面分子间有相互吸引力 D．玻璃管的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，这是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小 11．关于固体、液体的相关说法正确的是（　　） A．破镜不能够重圆是因为分子斥力的作用 B．水变成冰后水分子并没有静止，仍在不停运动 C．同质量0℃的水和冰，其内能相等 D．液体浸润固体时，液体与固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强 12．我国已经在空间站上开展四次精彩的太空授课，“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验，在两个塑料板表面之间可形成大尺寸液桥，如图甲所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的容器。下列说法正确的是（　　） A．从甲图可推断水和塑料板是浸润的 B．图甲液桥不会“垮塌”，是由于液体的表面张力 C．图乙中的B点处最能反映液桥表面层中水分子势能 D．在“毛细现象”演示中，如图丙，水在三个塑料管内均不断上升，直到管顶 三、解答题 13．(1)如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗？为什么？ (2)既然分子间存在引力，当两个物体紧靠在一起时，为什么分子引力没有把它们粘在一起？ (3)无论容器多大，气体有多少，气体分子总能够充满整个容器，是分子斥力作用的结果吗？ 14．观察图片回答下列问题： (1)如图甲所示，水黾可以停在水面，但如果浸入水里，就不会浮起来，这表明什么？ (2)如图乙所示①和②、③和④两组实验：将棉线松弛地系在铁丝环上，在肥皂液里浸过后就留下一层肥皂液薄膜（图①③），用烧热的针刺破一侧的薄膜，剩下的薄膜会发生如图②④所示的变化，这说明液体表面有什么性质？ (3)液体表面速率大的分子会挣脱其他分子的吸引而逸出液体，这就是蒸发。高速率分子的不断逸出会造成液体表面的分子比液体内部稀疏，形成表面层，如图丙所示。请根据分子力的特点解释活动1、2中液体表面的性质。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$