内容正文:
高中物理 选择性必修三 第二章 气体、固体和液体
2.5 液体
液体的性质
知识点一
1.液体的宏观性质
(1)液体有一定的体积,不易被压缩;
(2)液体的扩散速度比固体的扩散速度快;
(3)没有固定的形状,具有流动性,物理性质表现为各向同性。
2.液体的微观结构特点
(1)分子间距离很小;
(2)分子间的相互作用力较大。
液体的表面张力
知识点二
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,由于蒸发作用,分子分布比较稀疏,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,使液体表面收缩到最小。
说明:
1.液体分子分布特点:由于蒸发现象,表面层分子的分布比液体内部稀疏,即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大。
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,使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是液体表面层分子力作用的结果。表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现。
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(俯视图,把液体分成两部分)。
5.表面张力的作用: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,在失重条件下才呈球形。
6.表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定。
浸润和不浸润
知识点三
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。
浸润 不浸润
2.浸润和不浸润现象成因分析
(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:当固体分子对液体分子的吸引力大于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩张的趋势,这时表现为液体浸润固体。
(3)不浸润的成因:当固体分子对液体分子的吸引力小于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收缩的趋势,这时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,例如:水银不浸润玻璃,但浸润铅;水浸润玻璃,但不浸润石蜡。
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。能够发生毛细现象的管叫做毛细管,毛细管可以是各种不规则形状。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。
(2)产生原因:毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如图所示,左图是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面要比管外高;右图是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到一向下的力,因而管内液面比管外低。
(3)应用:脱脂棉吸水原因是其内部有许多细小的孔道起到毛细管的作用;农民锄地是为了破坏土壤里的毛细管,防止地下水分过快蒸发。
3.液晶
(1)液晶:某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后,尽管失去固态物质的刚性,却获得了液体的易流动性,并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列,形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态,这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶
(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。
液体的表面张力
考点一
【例1.1】液体表面张力产生的原因是( )
A.在液体的表面层,分子间距大,分子之间斥力消失,只有引力
B.由于气体分子对表面层液体分子的吸引
C.在液体的表面层里,由于分子间距比液体内部大,分子间引力占优势
D.由于受到指向液内的吸引力的作用
【例1.2】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各部分之间的相互吸引力
B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为零
C.不论是水还是水银,表面张力都会使表面收缩
D.表面张力的方向与液面相垂直
【练习1.1】(多选)关于液体的表面张力,下列说法正确的是( )
A.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离小于r0
B.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离大于r0
C.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力
D.表面张力使液体的表面有收缩的趋势
【练习1.2】(多选)关于液体的表面张力,下列说法正确的是( )
A.表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力
B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为引力
C.液体的表面张力随温度的升高而减小
D.液体的表面张力随温度的升高而增大
【练习1.3】关于液体表面的收缩趋势,正确的说法是( )
A.因为液体表面分子分布比内部密,所以有收缩趋势
B.液体表面分子分布和内部相同,所以有收缩趋势
C.因为液体表面分子分布比内部稀,所以有收缩趋势
D.液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用,使液体表面有收缩趋势
【练习1.4】清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中,水分子间的作用力的下列说法正确的是( )
A.引力消失,斥力增大
B.斥力消失,引力增大
C.引力、斥力都减小
D.引力、斥力都增大
【练习1.5】(多选)下列现象中,关于液体的表面张力说法正确的是( )
A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用
B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
C.缝衣针浮在水面上不下沉是水的表面张力作用的结果
D.喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果
【练习1.6】处在液体表面层中的分子比液体内部的分子有( )
A.较小的势能
B.较大的势能
C.相同的势能
D.较大的动能
浸润与不浸润
考点二
【例2.1】(多选)如图所示,对于液体在器壁附近发生弯曲的现象,下列说法正确的是( )
A.表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
B.表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
C.附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部密
D.附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏
【例2.2】液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在( )
A.液体不浸润固体的附着层
B.表面张力较大的液体的附着层
C.所有液体的附着层
D.液体浸润固体的附着层
【练习2.1】(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插入水和水银中,如图所示,正确的现象应是( )
A B C D
【练习2.2】关于浸润和不浸润,下面说法正确的是( )
A.水是浸润液体,水银是不浸润液体
B.在内径小的容器里,如果液体能浸润器壁,液面呈凸形
C.如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱,就会形成浸润现象
D.鸭的羽毛上有一层很薄的脂肪,使羽毛不被水浸润
【练习2.3】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吸引力;浸润现象中,附着层里分子间表现出排斥力
【练习2.4】(多选)在装满水的玻璃杯内,可以不断地轻轻投放一定数量的涂有油的大头针,大头针漂浮在水面上,水也不会流出,下列说法正确的是( )
A.大头针填充了水内分子间的空隙
B.水分子进入了大头针内的空隙
C.水面凸起,也不流出,是表面张力作用的结果
D.水的表面张力在起作用
毛细现象
考点三
【例3.1】(多选)把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是( )
A B C D
【例3.2】(多选)若液体对某种固体是浸润的,当液体装在由这种固体物质做成的细管中时,则( )
A. 附着层分子密度大于液体内分子的密度
B. 附着层分子的作用力表现为引力
C. 管中的液体表面一定是下凹
D. 液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
【练习3.1】(多选)下列现象哪些是毛细现象( )
A.粉笔把纸上的墨水吸干
B.车轮在潮湿的地上滚过之后,车辙中会渗出水
C.托利拆利管内的水银面高于管外的水银面
D.植物根部的养分,能升到植物上部枝叶中
【练习3.2】根据浸润液体在毛细管内上升到表面张力向上的拉引作用跟升高的液柱重力相等时为止的道理,可以推知液柱上升的高度( )
A.只跟液体性质有关
B.只跟液体密度有关
C.只跟液体密度和毛细管内径有关
D.跟液体密度、毛细管内径和液体的性质都有关
【练习3.3】 (多选)将不同材料制成的两端开口的甲、乙细管插入相同的液体中,甲管中液面比管外液面低,乙管中液面比管外液面高,则( )
A.液体对甲管是浸润的
B.液体对乙管是浸润的
C.甲管中发生的不是毛细现象,乙管中发生的是毛细现象
D.甲、乙两管中发生的都是毛细现象
【练习3.4】关于液体,下列说法不正确的是( )
A.水是浸润液体,水银是不浸润液体
B.草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的
C.粉笔能把纸上的墨水吸干是毛细现象
D.液体表面层的分子间隙稍大于液体内部分子间隙
液晶
考点四
【例4.1】关于液晶的说法正确的是( )
A.有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
B.液晶是液体和晶体的混合物
C.液晶分子保持固定的位置和取向,同时具有位置有序和取向有序
D.液晶具有流动性,光学性质各向同性
【例4.2】液晶电视不断降价,逐步走进了千家万户。液晶电视的关键部件是液晶层,下列关于液晶层的工作原理说法中正确的是( )
A.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性
B.液晶的光学性质随温度的变化而变化
C.液晶的光学性质随外加电压的变化而不变
D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
【练习4.1】(多选)关于液晶,下列说法正确的是( )
A.因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态,所以液晶实际上是一种非晶体
B.液晶具有液体的流动性,是因为液晶分子尽管有序排列,但却位置无序,可自由移动
C.任何物质在任何条件下都可以存在液晶态
D.天然存在的液晶很少,多数液晶是人工合成的
【练习4.2】下列关于液晶的说法,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
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高中物理 选择性必修三 第二章 气体、固体和液体
2.5 液体
液体的性质
知识点一
1.液体的宏观性质
(1)液体有一定的体积,不易被压缩;
(2)液体的扩散速度比固体的扩散速度快;
(3)没有固定的形状,具有流动性,物理性质表现为各向同性。
2.液体的微观结构特点
(1)分子间距离很小;
(2)分子间的相互作用力较大。
液体的表面张力
知识点二
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,由于蒸发作用,分子分布比较稀疏,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,使液体表面收缩到最小。
说明:
1.液体分子分布特点:由于蒸发现象,表面层分子的分布比液体内部稀疏,即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大。
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,使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是液体表面层分子力作用的结果。表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现。
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(俯视图,把液体分成两部分)。
5.表面张力的作用: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,在失重条件下才呈球形。
6.表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定。
浸润和不浸润
知识点三
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。
浸润 不浸润
2.浸润和不浸润现象成因分析
(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:当固体分子对液体分子的吸引力大于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稠密,附着层中分子之间表现为斥力,具有扩张的趋势,这时表现为液体浸润固体。
(3)不浸润的成因:当固体分子对液体分子的吸引力小于液体内部分子力时,附着层内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层中分子之间表现为引力,具有收缩的趋势,这时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,例如:水银不浸润玻璃,但浸润铅;水浸润玻璃,但不浸润石蜡。
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。能够发生毛细现象的管叫做毛细管,毛细管可以是各种不规则形状。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。
(2)产生原因:毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如图所示,左图是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面要比管外高;右图是不浸润情况,管内液面呈凸形,表面张力的作用使液体受到一向下的力,因而管内液面比管外低。
(3)应用:脱脂棉吸水原因是其内部有许多细小的孔道起到毛细管的作用;农民锄地是为了破坏土壤里的毛细管,防止地下水分过快蒸发。
3.液晶
(1)液晶:某些物质在熔融状态或被溶剂溶解之后,尽管失去固态物质的刚性,却获得了液体的易流动性,并保留着部分晶态物质分子的各向异性有序排列,形成一种兼有晶体和液体的部分性质的中间态,这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶
(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。
液体的表面张力
考点一
【例1.1】液体表面张力产生的原因是( C )
A.在液体的表面层,分子间距大,分子之间斥力消失,只有引力
B.由于气体分子对表面层液体分子的吸引
C.在液体的表面层里,由于分子间距比液体内部大,分子间引力占优势
D.由于受到指向液内的吸引力的作用
[解析:分子间引力和斥力同时存在,ABD错;在液体的表面层里,由于分子间距大于r0,比液体内部大,分子间引力大于斥力,合力体现为引力。]
【例1.2】关于液体的表面张力,下列说法正确的是( C )
A.液体表面张力是液体各部分之间的相互吸引力
B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为零
C.不论是水还是水银,表面张力都会使表面收缩
D.表面张力的方向与液面相垂直
[解析:液体表面张力是液体表面各部分之间相互吸引的力,选项A错误;液体的表面层分子要比内部稀疏些,分子间的距离较内部分子间距离大,表面层分子间表现为引力,选项B错误;液体的表面张力总使液面具有收缩的趋势,选项C正确;液体表面张力的方向总是与液面相切,跟液面分界线相垂直,选项D错误。]
【练习1.1】(多选)关于液体的表面张力,下列说法正确的是( BD )
A.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离小于r0
B.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间的平均距离大于r0
C.产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力
D.表面张力使液体的表面有收缩的趋势
[解析:在液体与气体接触的表面处形成一个特殊的薄层,称为表面层,在液体表面层内,分子的分布比液体内部稀疏,它们之间的距离r>r0,分子间作用力表现为引力,因此液体表面有收缩的趋势。故B、D正确。]
【练习1.2】(多选)关于液体的表面张力,下列说法正确的是( BC )
A.表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力
B.液体表面层分子的分布比内部稀疏,分子力表现为引力
C.液体的表面张力随温度的升高而减小
D.液体的表面张力随温度的升高而增大
[解析:表面张力是液体表面层分子间的作用力,A错误;液体表面层内分子较液体内部稀疏,故分子力表现为引力,B正确;随温度的升高,液体表面层的分子间的距离增大,引力作用随之减小,所以表面张力减小,C正确,D错误。]
【练习1.3】关于液体表面的收缩趋势,正确的说法是:( C )
A.因为液体表面分子分布比内部密,所以有收缩趋势
B.液体表面分子分布和内部相同,所以有收缩趋势
C.因为液体表面分子分布比内部稀,所以有收缩趋势
D.液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用,使液体表面有收缩趋势
[解析:附着层里的液体分子比液体内部分子稀疏,附着层内液体分子间距离大于r0,附着层内分子间作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,C对]
【练习1.4】清晨,草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中,水分子间的作用力的下列说法正确的是( D )
A.引力消失,斥力增大
B.斥力消失,引力增大
C.引力、斥力都减小
D.引力、斥力都增大
[解析:当水汽凝结成水珠时,水分子之间的距离减小,分子间的引力和斥力同时增大,只是斥力比引力增加得更快一些,D正确。]
【练习1.5】(多选)下列现象中,关于液体的表面张力说法正确的是( ACD )
A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用
B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
C.缝衣针浮在水面上不下沉是水的表面张力作用的结果
D.喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果
[解析:仔细观察可以发现,小昆虫在水面上站定或行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,因此,这是液体的表面张力在起作用。浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故选项A、C正确;小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水)受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,故选项B错误;喷泉喷到空中的水分散时,每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态,因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势),故选项D正确。]
【练习1.6】处在液体表面层中的分子比液体内部的分子有:( B )
A.较小的势能
B.较大的势能
C.相同的势能
D.较大的动能
[解析:处在液体表面层中的分子,间距大于r0,分子从r0的位置移到大于r0的位置分子引力做负功,分子势能增加,动能减少,B对。]
浸润与不浸润
考点二
【例2.1】(多选)如图所示,对于液体在器壁附近发生弯曲的现象,下列说法正确的是( ACD )
A.表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
B.表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
C.附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部密
D.附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏
[解析:附着层Ⅰ液体分子比液体内部分子密集,附着层内液体分子间距离小于r0,附着层内分子间作用表现为斥力,附着层有扩散趋势,C对;附着层Ⅱ内液体分子比液体内部分子稀疏,附着层内液体分子间距离大于r0,附着层内分子间作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,D对;表面层内分子比液体内部疏,表现为引力,A对,B错]
【例2.2】液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在:( A )
A.液体不浸润固体的附着层
B.表面张力较大的液体的附着层
C.所有液体的附着层
D.液体浸润固体的附着层
[解析:附着层内液体分子间距离大于r0,附着层内分子间作用表现为引力,附着层有收缩的趋势,即为不浸润现象,所以A对。]
【练习2.1】(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插入水和水银中,如图所示,正确的现象应是( AD )
A B C D
[解析:浸润液体在毛细管中上升或不浸润液体在毛细管中下降的现象均为毛细现象,毛细管越细,现象越明显,A、D正确,B、C错误。]
【练习2.2】关于浸润和不浸润,下面说法正确的是:( D )
A.水是浸润液体,水银是不浸润液体
B.在内径小的容器里,如果液体能浸润器壁,液面呈凸形
C.如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱,就会形成浸润现象
D.鸭的羽毛上有一层很薄的脂肪,使羽毛不被水浸润
[解析:同一种液体能够浸润某些固体,而不能浸润另一些固体,所以不能说哪种液体是浸润还是不浸润液体,要看遇到什么样的固体,A错;在内径小的容器里,如果液体能浸润器壁,液注上升,液面呈凹形,B错;如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱,则分子间体现的是斥力,就会形成不浸润现象,C错;水不浸润脂肪,所以鸭的羽毛上有一层很薄的脂肪,使羽毛不被水浸润,D对。]
【练习2.3】下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是( D )
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吸引力;浸润现象中,附着层里分子间表现出排斥力
[解析:一种液体是否浸润某种固体,与这两种物质的性质均有关,不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体,选项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表现出相互排斥的力,附着层有扩展的趋势,选项B、C错误,选项D正确。]
【练习2.4】(多选)在装满水的玻璃杯内,可以不断地轻轻投放一定数量的涂有油的大头针,大头针漂浮在水面上,水也不会流出,下列说法正确的是( CD )
A.大头针填充了水内分子间的空隙
B.水分子进入了大头针内的空隙
C.水面凸起,也不流出,是表面张力作用的结果
D.水的表面张力在起作用
[解析:水对涂有油的大头针是不浸润的,故水与大头针接触的表面具有收缩的趋势。随着水与大头针接触面积的增大,使得大头针附近的水面呈弯月形,大头针与水面的接触处受到弯曲水面的表面张力作用,如图:由于表面张力的竖直分量可与大头针的重力保持平衡,故大头针可漂浮在水面上,故D正确,A、B错误;水面凸起水也不会流出,是因为表面张力的作用,使水面收缩,故C正确。]
毛细现象
考点三
【例3.1】(多选)把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是( AC )
A B C D
[解析:因为水能浸润玻璃,无论管内外均为浸润,选项A正确,B错误;水银不浸润玻璃,选项C正确;选项D中外面浸润,里面不浸润,所以是不可能的,故选项D错误。]
【例3.2】(多选)若液体对某种固体是浸润的,当液体装在由这种固体物质做成的细管中时,则( ACD )
A. 附着层分子密度大于液体内分子的密度
B. 附着层分子的作用力表现为引力
C. 管中的液体表面一定是下凹
D. 液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
[解析:这是浸润现象,这时固体分子与液体分子间的引力相当强,造成附着层内分子的分布比液体内部密,这样就会使液体间出现相互排斥力,使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势。]
【练习3.1】(多选)下列现象哪些是毛细现象( ABD )
A.粉笔把纸上的墨水吸干
B.车轮在潮湿的地上滚过之后,车辙中会渗出水
C.托利拆利管内的水银面高于管外的水银面
D.植物根部的养分,能升到植物上部枝叶中
[解析:液体的表面张力、内聚力和附着力的共同作用使水分可以在较小直径的毛细管中上升到一定的高度,称之为毛细现象。托利拆利管内的水银面高于管外的水银面这是大气压强的原因,C错;ABD对。]
【练习3.2】根据浸润液体在毛细管内上升到表面张力向上的拉引作用跟升高的液柱重力相等时为止的道理,可以推知液柱上升的高度:( D )
A.只跟液体性质有关
B.只跟液体密度有关
C.只跟液体密度和毛细管内径有关
D.跟液体密度、毛细管内径和液体的性质都有关
[解析:毛细现象(又称毛细管作用)是指液体在细管状物体内侧,由于内聚力与附着力的差异、克服地心引力而上升的现象,毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外,毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外的现象;跟液体密度、毛细管内径和液体的性质都有关,D对。]
【练习3.3】 (多选)将不同材料制成的两端开口的甲、乙细管插入相同的液体中,甲管中液面比管外液面低,乙管中液面比管外液面高,则:( BD )
A.液体对甲管是浸润的
B.液体对乙管是浸润的
C.甲管中发生的不是毛细现象,乙管中发生的是毛细现象
D.甲、乙两管中发生的都是毛细现象
[解析:同种液体,乙管中液面比管外液面高,说明液体对乙管是浸润的,甲管中液面比管外液面低,说明液体对甲管是不浸润的,A错;B对;不管液面上升还是下降都叫做毛细现象,所以C错;D对。]
【练习3.4】关于液体,下列说法不正确的是( A )
A.水是浸润液体,水银是不浸润液体
B.草叶上的露珠呈球形是表面张力引起的
C.粉笔能把纸上的墨水吸干是毛细现象
D.液体表面层的分子间隙稍大于液体内部分子间隙
[解析:浸润与不浸润是相对的,水银对玻璃来说是不浸润液体,但不是对任何固体都是不浸润,故A错误;液体表面的分子分布比液体内部分子的分布要稀疏,故存在液体的表面张力,草叶上的露珠呈球形是由于液体表面张力的作用,故B正确;粉笔吸墨水是因为粉笔内部有很多细小的通道,属于毛细现象,故C正确;液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,分子力表现为引力,因此液体表面存在张力,故D正确。A符合题意。]
液晶
考点四
【例4.1】关于液晶的说法正确的是( A )
A.有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
B.液晶是液体和晶体的混合物
C.液晶分子保持固定的位置和取向,同时具有位置有序和取向有序
D.液晶具有流动性,光学性质各向同性
[解析:液晶的光学性质随外加电压的变化而变化,故A正确;液晶既具有液体的流动性和连续性,又具有光学性质各向异性的特点,故分子的位置不是固定的,故B、C、D错误。]
【例4.2】液晶电视不断降价,逐步走进了千家万户。液晶电视的关键部件是液晶层,下列关于液晶层的工作原理说法中正确的是( D )
A.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性
B.液晶的光学性质随温度的变化而变化
C.液晶的光学性质随外加电压的变化而不变
D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
[解析:液晶分子在特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,选项A错误;外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质。温度、压力、外加电压等因素变化时,都会改变液晶的光学性质。液晶电视依据的是液晶的光学性质随外加电压的变化而变化工作的,D正确,B、C错误。]
【练习4.1】(多选)关于液晶,下列说法正确的是( BD )
A.因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态,所以液晶实际上是一种非晶体
B.液晶具有液体的流动性,是因为液晶分子尽管有序排列,但却位置无序,可自由移动
C.任何物质在任何条件下都可以存在液晶态
D.天然存在的液晶很少,多数液晶是人工合成的
[解析:液晶是一种介于晶体与液体之间的液态晶体,它不是晶体更不是非晶体;液晶分子的排列像晶体分子一样排列有序,但是它们又像液体分子一样可以自由移动,没有固定的位置,即位置无序,所以液晶具有流动性;有些物质只有在特定的条件下才具有液晶态,并不是所有物质都是液晶态;天然存在的液晶很少,多数液晶是人工合成的,目前已达到5 000多种。]
【练习4.2】下列关于液晶的说法,正确的是( B )
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
[解析:液晶是某些特殊的化合物,在某些方向上分子排列规则,某些方向上杂乱。液晶本身不能发光,所以选项A、C、D错误,选项B正确。]
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