第2章 5. 液体-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

第二章气体、 固体和液体么9 第5节液体 重点和难点 课标要求 重点：液体的表面张力、浸润和不浸润、毛细现象。 1.知道液体的表面张力，了解表面张力形成的原因. 难点：1.从微观角度分析液体的表面张力、浸润和 2.了解浸润和不浸润现象，知道毛细现象及形成的原因. 不浸润。 3.了解液晶的主要性质，知道液晶在显示技术中的 2.区分生活中的浸涧和不浸润现象 应用。 01必备知识梳理◆一 知识点1液体的表面张力 1.表面层的特点 卫划重点 (1)液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫作表面层 1.液体表面张力的实质： (2)表面层里的分子要比液体内部稀疏些，分子间距要比液 表面层里的液体分子间的相 互作用力的宏观表现。 体内部大.因此，在表面层内液体分子间的作用力表现为引力。 2.液体表面张力形成的 2.液体的表面张力 原因：液体表面层中分子间的 (1)定义：如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间 距离比液体内部分子间的距 的作用力是引力.它的作用是使液体表面绷紧，所以叫作液体的 离大，分子间的相互作用力表 表面张力. 现为引力. (2)形成原因：表面层中分子间距离大于平衡位置距离，分 3.液体表面张力的方向： 子间的相互作用力表现为引力： 与液面相切，垂直于这部分液 而的分界线 (3)方向：表面张力的方向垂直于液面上的各条分界线，且与 4,液体表面张力的效果： 液面相切.如果液面是平面，表面张力就在这个平面上：如果液面 表面张力使液体表面具有收 是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上.作用在任何一部分液 缩到表面积最小的趋势，在体 面的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直， 积相同的条件下，球形的表面 (4)作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液 积最小 体表面积趋于最小，在体积相同的情况下，球形的表面积最小.叶 面上的露珠、玻璃板上的小水银滴等，都是因表面张力使液面收 缩成球形 (5)大小：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。 例①(2025·湖北武汉外国语学校高二期末)天宫二号太空 授课引人注目，航天员们通过实验展示了失重环境下许多神奇的 57 国雕白手细高中物理选择性必修第三册) 现象，其中的“液桥”现象让我们认识了表面张力的魅力（如图） 下面关于表面张力的说法正确的是( A.表面张力是液体内部分子间作用力引 起的 B.表面张力能让液面具有收缩趋势，在太 空失重环境下，液滴呈球形 C.表面张力的方向与液体表面垂直且向上 D.表面张力是由于液体表层分子间距离小于液体内部分子 间距离，且小于分子平衡距离，表层液体分子作用力表现为斥力 而产生的 解析表面张力是由于液体表层分子间距离大于液体内部分 子间距离，且大于分子平衡距离，表层液体分子作用力表现为引 力而产生的，A、D错误：表面张力能让液面具有收缩趋势，在太空 失重环境下，液滴呈球形，B正确；表面张力的方向与液体表面垂 直且向下，C错误 [答案B 知识点2浸润和不浸润 1.附着层 刀划重点 液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附 L.同一种液体对某些固 着层.附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固 体浸润，对另一些固体可能不 体分子的吸引. 浸润.围此讲某种液体是浸润 2.浸润和不浸润现象的分析 的或不浸润的，一定要指明相 应的固体， 浸润 不浸润 2.浸润和不漫润是由液 种液体会润湿某种固体 一种液体不会润湿某种固体，也就不会 体和固体共同决定的，液体浸 定义并附着在固体的表面上，这 附着在这种固体的表面上，这种现象叫 润固体，沿着附着层的面积要 种现象叫作浸润 作不浸润 扩张，液体不浸润固体，沿着 附者层的面积要收缩。 由于液体对固体浸润造成由于液体对固体不浸润造成液面在器 液面在器壁附近上升，液面壁附近下降.液面弯曲，形成凸形的弯 弯曲，形成凹形的弯月面 月面 现象 58 第二章气体、 国体和液体么 续表 刀划重点 浸润 不浸润 浸润液体在毛细管的内、 因受到固体分子的吸引相 外液面的高度差与毛细管的 当强，附着层内的液体分子因受到固体分子的吸引比较弱，附着层 内径有关，毛细管的内径越 微观比液体内部密，附着层内的 内的分子比液体内部稀疏，在附着层内 细，高度差越大 解释液体分子间表现为相互排就出现跟表面张力相似的收缩力，这时 斥的力，这时附着层有扩展附着层有缩小的趋势，形成不浸润现象 的趋势，产生浸润现象 浸润 的相 一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关.例如：水 可以浸润玻璃，但不能浸润蜡：水银可以浸润铅，但不能浸润玻璃 对性 3.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，称为毛细现象 (2)产生原因 划更点 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系. (1)浸润和不浸润可以用 如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表 液体与固体接触的液体层的 面张力作用，液面会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管 液体分子的分布来解释，浸涧 外高：乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体 的本质是扩展，不浸润的本质 受到一向下的力，因而管内液面比管外低， 是收缩 (2)液体能否浸润固体与 两种物质的性质都有关。 (3)同一种液体对某些固 体浸润，对另一些固体可能不 浸润.因此讲某种液体是浸润 例2(2025·浙江杭州二中高二期末)某物理兴趣小组将两 的或不浸润的，一定要指明相 种不同的液体注入两个细玻璃管中，稳定后，利用放大镜观察玻 应的固体。 璃管中的液面，图甲和图乙是两玻璃管利用放大镜放大后的部分 (4)浸润和不浸润是由液 截面图，图中虚线标识部分是相应部位所对应的两个附着层.下 体和固体共同决定的，液体浸 列关于甲、乙两截面图的分析正确的是( 润固体，沿着附着层的面积要 扩张，液体不浸润固体，沿着 附者层的面积要收缩。 A.甲是不浸润现象，乙是浸润现象 59 重雕台手圆高中物理选择性必修第三册) B.附着层1中的分子力表现为引力 C.附着层2中的分子力表现为斥力 D.附着层1中的液体表现出扩张的趋势，附着层2中的液体 表现出收缩的趋势 解析根据浸润和不浸润的基本概念，甲图是浸润现象，乙图 是不浸润现象，选项A错误，甲图是浸润现象，附着层的液体分子 比液体内部的分子间距密集而表现为斥力，选项B错误.乙图是 不浸润现象，附着层的液体分子比液体内部的分子间距稀疏而表 现为引力，选项C错误.甲图附着层的液体分子比液体内部的分 子间距密集而表现为斥力，附着层1中的液体表现出扩张的趋 势；乙图附着层的液体分子比液体内部的分子间距稀疏而表现为 引力，附着层2中的液体表现出收缩的趋势，选项D正确。 答案D 知识点3液晶 1.定义 P拓视野 有些化合物像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶 结晶态、液晶态与液态的比较 体相似，具有各向异性，人们把物质的这种状态叫作液晶态.把处 分子的取向有序。 于这种状态的化合物叫作液晶： 分子重心位置有序 2.特点 分子取向有序程度 (1)液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是有规则排列 下降，分子重心位 的有机化合物，如果把它加热则会呈现出透明状的液体状态，把 置的有序性消失 它冷却则会出现结晶颗粒的浑浊固体状态，由于它的这种特性， 分子取向有序性也 被称之为液晶： 消失 (2)液晶分子既保持排列有序性，保持各向异性，又可以自由 移动，位置无序使它像液体，具有流动性，而排列有序使它像晶 体，所以液晶是有晶体结构的液体， (3)液晶在光照、温度、电场等外界作用下会产生很多的光学 性质.目前使用的液品材料多数是人工合成的，天然的液晶材料 很少 (4)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，但从另外一个 方向看则是杂乱无章的. (5)并不是所有物质都有液晶态，通常棒状分子、碟状分子和 平板状分子的物质容易具有液晶态 3.应用 (1)液晶显示器：用于电子手表、电子计算器、电脑等. 60 第二章气体、固体和液体么 (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。 -02=关健能力提升。 题型1液体的微观结构 B.液体表面层的分子比液体内部密集，表 例①(2025·湖北武汉三中高二阶段练 面层的分子之间互相排斥 习)关于液体的微观结构，下列说法正确的是 C.液体表面层的分子比液体内部稀疏，表 (). 面层的分子之间互相排斥 A.液体分子在振动，但无确定的平衡位置 D.液体表面层的分子比液体内部密集，表 B.液体分子间距离很大，相互作用力很弱 面层的分子之间互相吸引 C.液体分子在杂乱无章地运动，无任何规 解析对于露珠，液体表面层分子分布比 律性 液体内部稀疏，则分子引力大于分子斥力，分 D.液体分子排列整齐，在确定的平衡位置 子间相互作用力表现为引力，即表面层的分子 附近振动 之间互相吸引. [解析液体分子在振动，由于流动性，无确 答亲A 定的平衡位置，故A正确，D错误：液体分子间 题型3浸润和不浸润现象 距较小，相互作用力很弱，液体很难压缩，故 例3(2025·湖北黄冈中学高三阶段练 B错误：液体分子在永不停息的做无规则热运 习)两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中， 动，单个分子运动无规律，但大量分子运动表 管中液面如图所示，则( 现出统计规律，故C错误。 答秦A 题型2液体的表面张力 例2(2025·湖南石门一中高二检测) “白露暖秋色，月明清漏中”描写的是我国古代 A.该现象不是毛细现象 诗人对露珠的观察和感悟，根据所学物理知识 B.该液体对玻璃是浸润的 判断，下列对如图所示露珠形成主要原因的说 C.减小管的直径，管中液面会下降 法正确的是( D.液体和玻璃间的相互作用比液体分子 间的相互作用强 解析当液体与固体接触时，液体的附着 层将沿固体表面收缩的现象叫不浸润，当液体 A.液体表面层的分子比液体内部稀疏，表 与固体接触时，液体的附着层将沿固体表面延 面层的分子之间互相吸引 伸的现象叫浸润，根据题图可知，液体与玻璃 61 国雕手细高中物理选择性必修第三册 u 的附着层沿固体表面收编，则该液体对玻璃是 下能够发光 不浸润的，B错误；浸润液体在细管中上升的现 C.所有物质都具有液品态 象与不浸润液体在细管中下降的现象叫毛细 D.笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液 现象，根据上述可知，该现象是毛细现象，A错 晶中掺人了少量多色性染料，液晶中电场强度 误：毛细现象中，细管叫毛细管，毛细管直径越 不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所 小，毛细现象越明显，即不浸润液体中，减小管 以显示出各种颜色 的直径，管中液面会进一步下降，C正确：在不 解析液晶并不是液体和晶体的混合物， 浸润现象中，液体和玻璃间的相互作用比液体 是一种特殊的物质，故A错误；当液晶加上电 分子间的相互作用弱，附着层内有一部分液体 压时排列变得有秩序，使光线容易通过，没有 分子进入液体内部，附着层内的分子比液体内 外加电压时排列混乱，阻止光线通过，所以液 部稀疏，附着层内的液体分子间表现出相互作 晶的光学性质随外加电压的变化而变化，液晶 用的引力效果，使得液体的附着层将沿固体表 并不发光，故B错误；人们熟悉的物质状态为 面收缩，D错误 气、液、固，较为生疏的是电浆和液晶，所以并 答案C 不是所有物质都具有液晶态，故C错误；笔记 题型4液晶 本电脑在液晶中掺入了少量多色性染料，当液 例④(2025·江西吉安一中高二月考)关 晶中电场强度不同时，电场对不同色光的吸收 于液品，下列说法中正确的是( 强度不一样，所以电脑的显示器显示出各种颜 A.液晶是液体和晶体的混合物 色，故D正确. B.电子手表中的液晶在外加电压的影响 答案D 62