2.5 液体（举一反三讲义）物理人教版选择性必修第三册

本高中物理讲义聚焦液体性质，系统梳理表面张力（概念、方向、成因及收缩趋势）、浸润与不浸润（含毛细现象及分子动理论解释）、液晶（特性与应用）等核心知识点，形成从现象到微观本质再到实际应用的递进式学习支架。 资料设计融合思维导图构建知识框架（模型建构），典例分析（如肥皂膜棉线形状、失重下水银形态）强化科学推理，巩固训练覆盖生活应用（防风雨衣、毛细现象截管问题）提升科学探究能力。课中助力教师高效授课，课后帮助学生查漏补缺，深化物理观念与科学思维。

2.5 液体 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：液体的表面张力 2 知识点2：浸润和不浸润 6 知识点3：液晶 9 【方法技巧】 12 方法技巧 表面张力及其作用 12 【巩固训练】 12 【学习目标】 学习目标： 1. 了解液体表面张力的概念、方向及意义，知道液体表面有收缩的趋势。 2. 理解浸润和不浸润的概念及相关现象，了解毛细现象并用分子动理论解释。 3. 知道什么是液晶，了解液晶的特性及应用。 学习重点： 1. 了解液体存在表面张力，能解释液体表面张力产生的原因。 学习难点： 1. 了解浸润和不浸润现象及毛细现象产生的原因。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：液体的表面张力 1．表面层 液体表面跟气体接触的薄层，如图示。 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。 【典例1】（单选）把一条细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于松弛状态，将铁丝环浸入肥皂液里，拿出来时环上留下一层肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是松弛的，如图所示，用烧热的针刺破侧的薄膜，则观察到棉线的形状为下图中的(    ) A. B. C. D. 【答案】D  【解析】先把一条棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜．膜中分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，所以产生收缩效果；用烧热的针刺破侧的薄膜，中的水膜能使的面积最小，故D正确，ABC错误． 故选：。 【典例2】（单选）如图所示，在玻璃的蒸发皿中，较小的水银滴接近球形，较大的水银呈扁平形。那么在处于完全失重的宇宙飞船中，一大滴水银呈现的形状可能是(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】处于失重状态的宇宙飞船中，重力的作用减弱，液体表面张力的作用会增强，在表面张力作用下，液体表面积减小，在相同的体积下，球的表面积最小，所以在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球形。故ABD错误，C正确； 故选C。 【变式1】（多选）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，如图所示。当肥皂泡大小稳定时，测得其球形半径为。下列说法正确的是(    ) A. 表面张力系数的单位是 B. 测得肥皂水的表面张力系数为 C. 肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强 D. 肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为 【答案】BCD  【解析】A.由  ，得 其中  的单位是  ，即  ，  的单位是  ，代入上式，得到表面张力系数  的单位是  ，故A错误； B.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，故B正确； C.由于肥皂泡表面存在表面张力，肥皂泡呈球形，为了维持球形的形状，肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强，故C正确； D.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D正确。 故选BCD。 【变式2】（单选）防风雨衣采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料，下列说法正确的是(    ) A. 图中水滴表面层内分子比水滴的内部稀疏 B. 水滴和防水布料发生了浸润现象 C. 水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定 D. 水珠呈球状是因为表面张力方向垂直于液面向里 【答案】A  【解析】B.水滴和防水布料不发生浸润现象，故B错误； A.图中水滴表面层内分子比水滴的内部稀疏，接触层内水分子之间的作用表现为引力，故A正确； C.浸润与不浸润现象的本质是分子力的作用，不浸润现象的产生与液体和固体的性质有关，故C错误 D.水珠呈球状是因为表面张力方向与液面相切，故D错误； 故选A。 知识点2：浸润和不浸润 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。 【典例1】（单选）肥皂水浸润玻璃，现将粗细不同的两根玻璃管竖直插入肥皂水中，管内液面情形可能正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】浸润液体在毛细管中的液面是凹形的，它对下面的液体施加拉力，使液体沿着管壁上升，当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时，管内的液体停止上升，达到平衡。所以肥皂水在玻璃中的高度大于外面液面的高度，并且管越细爬升越高，故B正确。 【典例2】（单选）合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，一滴水滴在某一次性防护口罩内侧的照片如图所示，下列说法中正确的是(    ) A. 照片中的口罩为不合格产品 B. 照片中附着层内分子比水的内部稀疏 C. 照片中水滴表面分子比水的内部密集 D. 水对所有材料都是不浸润的 【答案】B  【解析】A.合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都不浸润的，照片中的口罩正好发生了不浸润现象，A错误； B.根据照片所示，水发生了不浸润现象，则附着层内分子比水的内部稀疏，B正确； C.照片中水滴为球形，水滴表面分子比水的内部分子间距大，分子之间的作用力是引力形成的，是表面的张力，则照片中水滴表面分子应比水的内部稀疏，C错误； D.水不是对所有材料都是不浸润的，比如水可以浸润玻璃，D错误。 【变式1】（单选）在玻璃管内加入水银，液面出现如图所示现象，下列说法正确的是(    ) A. 水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力 B. 水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力 C. 水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力 D. 水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力 【答案】D  【解析】当液体与固体接触时，会出现浸润或不浸润现象。水银对玻璃是不浸润的，所以在玻璃管中，水银液面会呈现凸液面。在不浸润情况下，表面层中的液体分子受到指向液体内部的合力，这是因为表面层中的水银分子间作用力表现为引力，使得液面有收缩的趋势，从而形成凸液面。 故D正确，ABC错误。 【变式2】（单选）某物理兴趣小组将两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。关于甲、乙两截面图的分析正确的是(    ) A. 甲是不浸润现象，乙是浸润现象 B. 附着层中的分子力表现为引力 C. 附着层中的分子力表现为斥力 D. 附着层中的液体表现出扩张的趋势，附着层中的液体表现出收缩的趋势 【答案】D  【解析】A.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； B.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； C.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； D.甲图附着层中的分子力表现为斥力，附着层中的液体表现出扩张的趋势；乙图附着层中的分子力表现为引力，附着层中的液体表现出收缩的趋势，选项D正确。 故选D。 【变式3】（单选）如图所示，两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象管中水会沿管上升一段高度如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是(    ) A. B. C. D. 【答案】D  【解析】将两端开口的细玻璃管竖直插入水中，玻璃管内液面高于管外液面，这种现象称为毛细现象。玻璃管内液面凹下，说明水浸润玻璃管。如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是图，故选D。 知识点3：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。 【典例1】（单选）目前市面上的电脑基本上都是使用液晶显示屏，下列关于液体和液晶的说法正确的是(    ) A. 液晶就是液体，具有液体的所有性质 B. 液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性 C. 液晶显示器能够显示彩色是因为液晶的光学性质具有各向同性 D. 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 【答案】D  【解析】A.液晶是介于液体和晶体之间的物质状态，并非普通液体，不具有液体的所有性质如各向同性，故A错误； B.液晶分子的排列在外界条件如电场、温度变化时会发生改变，并非完全稳定，但其各向异性正确，故B错误； C.液晶显示器利用的是液晶光学性质的各向异性如偏振方向随电场变化，而非各向同性，故C错误； D.液晶态同时具备液体的流动性和类似晶体分子的部分规则排列，故D正确。 故选D。 【典例2】（单选）下列属于液晶分子示意图的是(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】 液晶既有液体的流动性质，又有晶体的某些电学和光学性质，液晶的分子在某些方向的排列比较整齐，具有各向异性，故B项正确。 【变式1】（多选）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. 是一种液体和晶体的混合物 B. 具有光学性质的各向异性 C. 通电时，入射光能顺利通过液晶层 D. 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 【答案】BC  【解析】、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， A错误，B正确． C、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，入射光能顺利通过液晶层，D错误，C正确． 【变式2】（单选）下列有关说法中正确的是(    ) A. 液晶是液体和晶体的混合物 B. 发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降 C. 液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变 D. 单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点 【答案】C  【解析】A.液晶并不是指液体和晶体的混合物，是一种特殊的物质形态，液晶像液体一样可以流动，同时液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有晶体各向异性的特性，故A错误； B.发生毛细现象时，如果是浸润，则细管中的液体会上升，如果是不浸润，则细管中的液体会下降，故B错误； C.液晶是一种特殊的物质形态，液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变，故C正确； D.晶体具有固定的熔点，可知单晶体有确定的熔点，多晶体也有确定的熔点，故D错误。 故选C。 【方法技巧】 方法技巧 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。 【巩固训练】 一、单选题。 1.在甲、乙两种材料上分别滴上一滴水，水滴在甲的表面逐渐散开并附着，在乙的表面滚来滚去．则 A. 水对甲材料浸润 B. 水对乙材料浸润 C. 水对两种材料都浸润 D. 水对两种材料都不浸润 【答案】A  【解析】水滴在甲的表面逐渐散开并附着是浸润现象，水在乙的表面滚来滚去是不浸润现象。故A正确、BCD错误。 2.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  【解析】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.单晶体具有各向异性，多晶体是各向同性的，晶体沿不同方向的导热性质可能是相同的，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。 3.下图中所涉及物理知识的论述中正确的是(    ) A. 图甲中烧熔后玻璃管裂口的尖端变钝，是因为表面张力的缘故 B. 图乙中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 C. 图丙中液体和管壁表现为不浸润 D. 图丁中液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 【答案】A  【解析】A.玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故，故A正确； B.水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故B错误； C.图丙中液体和管壁表现为浸润，故C错误； 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，故D错误。 故选A。 4.以下实验及规律，图甲是显微镜下观察固体微粒做布朗运动的图像，图乙是氧气分子速率随温度变化的分布图像，图丙是电脑液晶显示屏，图丁是平静水面上放硬币，硬币处于静止状态，下列说法正确的是 A. 图甲是固体微粒无规则运动的轨迹，固体微粒越小温度越高，布朗运动越明显，说明固体分子做无规则的热运动 B. 图乙中，温度越高，分子平均速率越大，所有氧分子的速率都增大 C. 图丙中，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 D. 图丁中，硬币能浮在水面上，主要是因为水的浮力 【答案】C  【解析】显微镜下观察固体微粒的无规则运动是位置连线，不是轨迹，固体微粒在不停地做无规则运动，固体微粒越小温度越高，布朗运动越明显，是液体分子做无规则热运动的反映，A错误 根据分子速率分布曲线可知“中间多，两头少”，温度越高，分子平均速率越大，并不是所有氧分子的速率都增大，B错误 液晶显示器是利用液晶的光学性质具有各向异性的特点制成的，C正确 硬币能浮在水面上，原因是水表面存在着张力，使水表面像结了一层薄膜似的，硬币虽然把水面压成了一个凹槽，但没能突破水的表面张力，硬币能浮在水面上，D错误． 5.“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。与“水桥”形成主要原因不相同的现象是(    ) A. 水黾可停在水面上 B. 空间站里折纸在水膜中逐渐展开 C. 荷叶上的露珠成扁平球形 D. 玻璃上的石蜡熔化呈圆形 【答案】D  【解析】水黾可停在水面上，空间站中折纸在水膜中逐渐展开，荷叶上的露珠成扁平球形与“水桥”形成原因相同，都是由于水的表面张力玻璃上的石蜡熔化呈圆形是因为玻璃导热的各向同性， D正确。 6.浸润现象和不浸润现象在日常生活中是常见的，下列判断正确的是(    ) A. 水银滴在玻璃上呈球形，说明水银是不浸润液体 B. 细管中液面边缘部分的表面张力使管中的液体向上运动，形成毛细现象 C. 容器中的液体与器壁接触的位置如果向下凹，是一种不浸润现象 D. 附着层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离，液体与固体间就表现为浸润 【答案】B  【解析】A.浸润与不浸润是相对的，水银对玻璃不是浸润液体，对铅是浸润液体，故A错误； B.细管中液面边缘部分的表面张力使管中的液体向上运动，形成毛细现象，故B正确； C.在玻璃试管中，如果液体能够浸润器壁，液面呈凹形，故C错误； D.附着层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离时，分子间表现为引力，使液体表面收缩，液体与固体之间表现为不浸润，故D错误。 故选B。 二、多选题。 7.在下列现象中属于毛细现象的是(    ) A. 水银温度计中液柱的升高 B. 植物从土壤中吸收水分 C. 人体中血管里的血液循环 D. 用棉线作为酒精灯的灯芯 【答案】BD  【解析】水银温度计中的液柱升高是由于水银受热膨胀，不是毛细现象，项错误；植物从土壤中吸收水分是依靠植物中的一些细管，是利用了毛细现象，项正确；人体中的血液在血管中循环是由于心脏的作用，给血液提供动力，不是毛细现象，项错误；酒精对棉线是浸润的，酒精通过棉线中的小孔由下往上缓慢输送，使酒精灯燃烧，利用了毛细现象，项正确。 8.如图所示，下列说法中正确的有(    ) A. 甲图中水不会浸润玻璃 B. 乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，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】A.甲图中水会浸润玻璃，故A错误； B.乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，产生表面张力，故B正确； C.丙图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； D.丁图中液体表面张力方向与液面平行，故D正确。 故选BD。 9.分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是(    ) A. 不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力 B. 晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，但其分子平均动能保持不变 C. 用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象 D. 物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多 【答案】ABD  【解析】A.不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，故A正确； B.晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，由于熔化过程温度不变，则其分子平均动能保持不变，故B正确； C.用吸管将牛奶吸入口中是利用了大气压强的原理，不是毛细现象，故C错误； D.物体温度升高时，分子平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，故D正确。 故选ABD。 10.下列说法正确的是(    ) A. 浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现 B. 农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生 C. 玻璃与水银不浸润，因为水银与玻璃接触时，附着层里的分子比水银内部分子密集 D. 在建筑房屋时，在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细现象使地下水容易上升 【答案】AB  【解析】A.浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现，故A正确； B.农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生，故B正确； C.玻璃与水银不浸润，因为水银与玻璃接触时，附着层里的分子比水银内部分子稀疏，故C错误； D.在建筑房屋时，在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，是因为水对油和沥青是不浸润的，会阻止毛细现象使地下水容易上升，故D错误； 故选AB。 11.下列说法正确的是 A. 把一枚硬币轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于存在水的表面张力 B. 水在涂有蜡的玻璃板上能形成水珠，这是因为蜡与水不浸润 C. 当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力 D. 在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，浸润液体在细管中呈“凹”形液面 【答案】ABD  【解析】A.把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，浮力很小，可以忽略不计，故一定是由于水表面存在表面张力的缘故，故A正确； B.水在涂有蜡的玻璃板上能形成水珠，这是因为蜡与水不浸润，故B正确； C.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于玻璃分子和水分子间的引力缘故，故C错误； D.液体的种类和毛细管的材质决定了液体与管壁的浸润或不浸润，浸润液体在细管中呈“凹”形液面，不浸润液体在细管中呈“凸”形液面，选项D正确。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.5 液体 目录 【学习目标】 1 【思维导图】 2 【知识梳理】 2 知识点1：液体的表面张力 2 知识点2：浸润和不浸润 4 知识点3：液晶 7 【方法技巧】 9 方法技巧 表面张力及其作用 9 【巩固训练】 9 【学习目标】 学习目标： 1. 了解液体表面张力的概念、方向及意义，知道液体表面有收缩的趋势。 2. 理解浸润和不浸润的概念及相关现象，了解毛细现象并用分子动理论解释。 3. 知道什么是液晶，了解液晶的特性及应用。 学习重点： 1. 了解液体存在表面张力，能解释液体表面张力产生的原因。 学习难点： 1. 了解浸润和不浸润现象及毛细现象产生的原因。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点1：液体的表面张力 1．表面层 液体表面跟气体接触的薄层，如图示。 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。 【典例1】（单选）把一条细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于松弛状态，将铁丝环浸入肥皂液里，拿出来时环上留下一层肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是松弛的，如图所示，用烧热的针刺破侧的薄膜，则观察到棉线的形状为下图中的(    ) A. B. C. D. 【典例2】（单选）如图所示，在玻璃的蒸发皿中，较小的水银滴接近球形，较大的水银呈扁平形。那么在处于完全失重的宇宙飞船中，一大滴水银呈现的形状可能是(    ) A. B. C. D. 【变式1】（多选）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，如图所示。当肥皂泡大小稳定时，测得其球形半径为。下列说法正确的是(    ) A. 表面张力系数的单位是 B. 测得肥皂水的表面张力系数为 C. 肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强 D. 肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为 【变式2】（单选）防风雨衣采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料，下列说法正确的是(    ) A. 图中水滴表面层内分子比水滴的内部稀疏 B. 水滴和防水布料发生了浸润现象 C. 水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定 D. 水珠呈球状是因为表面张力方向垂直于液面向里 知识点2：浸润和不浸润 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。 【典例1】（单选）肥皂水浸润玻璃，现将粗细不同的两根玻璃管竖直插入肥皂水中，管内液面情形可能正确的是(    ) A. B. C. D. 【典例2】（单选）合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，一滴水滴在某一次性防护口罩内侧的照片如图所示，下列说法中正确的是(    ) A. 照片中的口罩为不合格产品 B. 照片中附着层内分子比水的内部稀疏 C. 照片中水滴表面分子比水的内部密集 D. 水对所有材料都是不浸润的 【变式1】（单选）在玻璃管内加入水银，液面出现如图所示现象，下列说法正确的是(    ) A. 水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力 B. 水银浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力 C. 水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为斥力 D. 水银不浸润玻璃，表面层中的水银分子间作用力表现为引力 【变式2】（单选）某物理兴趣小组将两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。关于甲、乙两截面图的分析正确的是(    ) A. 甲是不浸润现象，乙是浸润现象 B. 附着层中的分子力表现为引力 C. 附着层中的分子力表现为斥力 D. 附着层中的液体表现出扩张的趋势，附着层中的液体表现出收缩的趋势 【变式3】（单选）如图所示，两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象管中水会沿管上升一段高度如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是(    ) A. B. C. D. 知识点3：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。 【典例1】（单选）目前市面上的电脑基本上都是使用液晶显示屏，下列关于液体和液晶的说法正确的是(    ) A. 液晶就是液体，具有液体的所有性质 B. 液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性 C. 液晶显示器能够显示彩色是因为液晶的光学性质具有各向同性 D. 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 【典例2】（单选）下列属于液晶分子示意图的是(    ) A. B. C. D. 【变式1】（多选）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. 是一种液体和晶体的混合物 B. 具有光学性质的各向异性 C. 通电时，入射光能顺利通过液晶层 D. 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 【变式2】（单选）下列有关说法中正确的是(    ) A. 液晶是液体和晶体的混合物 B. 发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降 C. 液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变 D. 单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点 【方法技巧】 方法技巧 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。 【巩固训练】 一、单选题。 1.在甲、乙两种材料上分别滴上一滴水，水滴在甲的表面逐渐散开并附着，在乙的表面滚来滚去．则 A. 水对甲材料浸润 B. 水对乙材料浸润 C. 水对两种材料都浸润 D. 水对两种材料都不浸润 2.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 3.下图中所涉及物理知识的论述中正确的是(    ) A. 图甲中烧熔后玻璃管裂口的尖端变钝，是因为表面张力的缘故 B. 图乙中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 C. 图丙中液体和管壁表现为不浸润 D. 图丁中液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 4.以下实验及规律，图甲是显微镜下观察固体微粒做布朗运动的图像，图乙是氧气分子速率随温度变化的分布图像，图丙是电脑液晶显示屏，图丁是平静水面上放硬币，硬币处于静止状态，下列说法正确的是 A. 图甲是固体微粒无规则运动的轨迹，固体微粒越小温度越高，布朗运动越明显，说明固体分子做无规则的热运动 B. 图乙中，温度越高，分子平均速率越大，所有氧分子的速率都增大 C. 图丙中，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 D. 图丁中，硬币能浮在水面上，主要是因为水的浮力 5.“天宫课堂”中，王亚平将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。与“水桥”形成主要原因不相同的现象是(    ) A. 水黾可停在水面上 B. 空间站里折纸在水膜中逐渐展开 C. 荷叶上的露珠成扁平球形 D. 玻璃上的石蜡熔化呈圆形 6.浸润现象和不浸润现象在日常生活中是常见的，下列判断正确的是(    ) A. 水银滴在玻璃上呈球形，说明水银是不浸润液体 B. 细管中液面边缘部分的表面张力使管中的液体向上运动，形成毛细现象 C. 容器中的液体与器壁接触的位置如果向下凹，是一种不浸润现象 D. 附着层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离，液体与固体间就表现为浸润 二、多选题。 7.在下列现象中属于毛细现象的是(    ) A. 水银温度计中液柱的升高 B. 植物从土壤中吸收水分 C. 人体中血管里的血液循环 D. 用棉线作为酒精灯的灯芯 8.如图所示，下列说法中正确的有(    ) A. 甲图中水不会浸润玻璃 B. 乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，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 9.分子动理论以及固体、液体的性质是热学的重要内容，下列说法正确的是(    ) A. 不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力 B. 晶体在熔化过程中吸收热量，内能增加，但其分子平均动能保持不变 C. 用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象 D. 物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多 10.下列说法正确的是(    ) A. 浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现 B. 农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生 C. 玻璃与水银不浸润，因为水银与玻璃接触时，附着层里的分子比水银内部分子密集 D. 在建筑房屋时，在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细现象使地下水容易上升 11.下列说法正确的是 A. 把一枚硬币轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于存在水的表面张力 B. 水在涂有蜡的玻璃板上能形成水珠，这是因为蜡与水不浸润 C. 当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力 D. 在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，浸润液体在细管中呈“凹”形液面 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $