第二章 5 液体-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册学习手册（人教版）

定着晶体的物理性质是否相同，晶体的各向异性是由于 它的微粒按空间点阵排列，单晶体具有规则的几何外形 也是由于它的微粒按一定规律排列，A、B正确：非晶 体没有规则的几何形状，C错误；石墨的层状结构决定 了它的质地柔软，而金刚石的网状结构决定了其中碳原 子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度，D错误。 变式训练3CD 情境拓展 C【解析】铁的摩尔体积：V=业，单个分子的体 。又=号矿，所以分子的半径， 积：V。=M 分千的最大裁面积S·: nd2 4 铁质晶须的横截面上的分子数= 拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力：F=F。 E6M号，C正确。 TPNA >m5.液体 知识梳理 知识点1液体的表面张力 1.表面稀疏引力2.吸引力 知识点2浸润和不浸润及毛细现象 2.（1)润湿(2)不会 第三章 一"1.功、热和内能的改变 知识梳理 知识点1焦耳的实验 1.吸热放热隔热性能热量 2.（1)做功(2)电功 知识点2功与内能的改变 1.做功内能2.做功W 知识点3热与内能的改变 1.热传导2.增加减少0 知识点4做功、传热和内能的改变 1.等效转化转移2.状态过程 要点突破 例1AD【解析】0℃的水和0℃的冰分子平均动 参考答案与解析。 3.(1)上升下降(2)内径大 知识点3液晶 1.(1)流动性(2)各向异性 要点突破 例1BC【解析】液体表面各部分间存在的相互吸 引力叫表面张力，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；表面张力的作 用使液面具有收缩的趋势，且其方向沿液面的切线方向 与分界线垂直，C正确，D错误。 变式训练1C 例2AC【解析】因为水能浸润玻璃，A正确；水 银不浸润玻璃，C正确；B、D选项中管内外的浸润情 况不一致，所以是不可能的。 变式训练2BCD 例3CD【解析】液晶不是晶体，液晶是一种介于 固态和液态之间的物质，A错误；液晶分子的空间排列 并不稳定，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，液晶具有各向异性，B错误；液品 在光照、温度、电场等外界作用下，会产生很多的光学 性质，C、D正确。 变式训练3B 情境拓展 C【解析】液体表面张力作用使得水滴呈球形，但 是由于有重力作用使得水滴呈椭球形，A错误；照片中 的玻璃和水滴不浸润，B错误；水滴与玻璃表面接触的 那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，C正确： 照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，D错误。 热力学定律 能相同，但内能并不相同，水结成冰时要放出热量（忽 略此过程的膨胀功)，说明相同质量的水的内能大（水 的分子势能比冰的分子势能大)，A正确；电流通过电 阻发热，是由于电流做功将电能转化为内能的过程，而 不是热传递过程，故B错误；气体膨胀对外做功，但有 可能吸收更多的热量，C错误；橡皮筋被拉伸时，会产 生弹力，此弹力是分子引力的宏观表现，分子势能随分 子间距离的增大而增大，故D正确。 变式训练1A 例2ABD【解析】物体与活塞碰撞时有机械能损 失，因此物体和活塞重力势能的减少量大于气体内能的 增加量；根据功与内能增加量的关系可知，外界对气体 所做的功W与空气内能的变化量相等，因此△U=W, W<Mgh+mgAh,C正确，A、B、D错误。 35高中物理选择性必修第三册（人教版） 思路点拨 本题考查晶体的微观结构特点。晶 体内部微粒排列的空间结构决定着晶体 的物理性质是否相同，石墨与金刚石的 硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排 列结构不同，石墨的层状结构决定了它 的质地柔软，而金刚石的网状结构决定 了其中碳原子间的作用力很强。 方法总结 在各种晶体中，原子（或分子、离 子)都是按照一定的规则排列的，具有 空间上的周期性。同种物质也可以以晶 体和非晶体两种不同形态出现。有些晶 体和非晶体可在一定条件下相互转化。 变式训练③ (多选)2010年诺贝尔物理学奖授予安 德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰 他们在石墨烯材料方面的卓越研究。他们通 过透明胶带对石墨进行反复地粘贴与撕开使 得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚 度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二维结 构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构， 5.液 知识梳理 川知识点1液体的表面张力 1.表面层：液体与气体接触的表面存在一个 50)学 根据以上信息和已学知识判断，下列说法正 确的是( 石墨的微观结构 石墨烯的微观结构 变式训练3题图 A.石墨是晶体，石墨烯是非晶体 B.石墨是单质，石墨烯是化合物 C.石墨、石墨烯与金刚石都是晶体 D.他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的 情境拓展 晶须是一种发展中的高强度材料，它是 一些非常细的、非常完整的丝状（横截面为 圆形)晶体。现有一根铁质晶须，直径为d, 用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直 于轴线的圆形。已知铁的密度为p,铁的摩 尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则拉 断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是 M B中 C.E/6Mj号 D.EM子 TPNA 正TpWa 体 薄层，这个薄层叫 层。表面层里 的分子比液体内部 ，分子间的相 互作用力表现为 2.表面张力：液体表面各部分间存在的相互 ，使液体的表面具有收缩的趋 势，这个绷紧的力或者说促使液体表面 收缩的力就是表面张力。 山知识点2浸润和不浸润及毛细现象 1.附着层：液体和固体接触时，在接触的位置 形成一个液体薄层，这个薄层就叫附着层。 2.浸润和不浸润 (1)浸润：一种液体会 某种固体并 附着在固体表面上的现象。 (2)不浸润：一种液体 润湿某种固 体，不会附着在这种固体表面上的现象。 3.毛细现象 (1)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 的现象叫毛细现象。 (2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的 有关，毛细管内径越小，高度 差越 川知识点3液晶 1.液晶的物理性质 (1)液晶具有液体的 (2)液晶具有晶体的光学 2.液晶分子的微观结构：从某个方向分子排 列整齐有规则，从另一方向分子排列杂乱 无章。 3.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。 要点突破 川要点1液体的表面张力 对液体表面张力的理解。 第二章气体、固体和液体 如果在液面任意画 条线，线两侧的 定义 液体之间的作用力 是引力，这个引力 叫表面张力 表面层中分子间的距离比液体内部分子 形成原因间的距离大，分子间的相互作用力表现 为引力 表面层分子间的引力使液面产生了表面 表面特性张力，使液体表面好像有一层绷紧的弹 性薄膜 方向 和液面相切，垂直于液面上的各条分界 线 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使 效果 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 大小 跟边界线的长度、液体的种类、温度都 有关系 例1 (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.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垂直 思路点拨 本题考查对液体表面张力的概念及 对表面张力成因的理解。液体表面各部 分间存在的相互吸引力，使液体的表面 具有收缩的趋势，这个绷紧的力或者说 促使液体表面收缩的力就是表面张力。 学 51 高中物理选择性必修第三册（人教版） 方法总结 (1)理解液体分子微观结构时要和气体 分子、固体分子进行对比，才能理 解液体宏观上的特点。 (2)液体表面张力是液体表面层内分子 间的作用力。表面张力是根据效果 命名的力，是液体表面层内分子力 的宏观表现 (3)表面张力的作用效果，使液体表面 具有收缩的趋势，使液体表面积 最小。 B变式训练 关于液体的微观结构，下列说法正确的 是( A.液体分子间距离很大，相互作用力很弱 B.液体分子在杂乱无章地运动，无任何规 律性 C.液体分子在振动，但无确定的平衡位置 D.液体分子排列整齐，在确定的平衡位置 附近振动 川要点2浸润和不浸润、毛细现象的分析！ 1.浸润和不浸润 (1)附着层内分子的受力情况：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，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，具有扩展的趋势，这时表 52)学 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，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)特别提醒：同一种物质，对有些液体浸 润，对另一些液体不浸润：同一种液 体，对一些固体浸润，对另一些固体不 浸润。如水能浸润玻璃，但不能浸润石 蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润锌。 2.毛细现象 (1)两种表现：浸润液体在细管中上升及不 浸润液体在细管中下降。 (2)微观解释：毛细现象产生与表面张力及 浸润现象都有关系。如图所示，甲是浸 润情况，附着层扩展，表面层收缩，此 时管内液面呈凹形，液面与管壁接触的 附近的表面张力沿液面切线方向向上， 表面张力有使液面收缩的趋势，造成管 内液面上升，因而管内液面要比管外 高，最终是表面张力的作用跟液柱因重 力而产生的作用相平衡；乙是不浸润情 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，管内外液面高度差产生压强 差，这个压强差产生向上的压力，当向 下和向上的两个力平衡时，液面不再 下降。 甲 (3)毛细现象的应用：棉花脱脂后能够吸水 的原因在于其内部有许多细小的孔道， 起到毛细管作用；田间农作物的重要管 理措施是锄地松土，防止土地板结，其 目的是破坏土壤里的毛细管，使地下水 分不会快速被吸引到地面而蒸发掉。 例2（多选）把很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 水银 例2题图 思路点拨 本题考查对毛细现象的理解。毛细 现象是液体表面张力和浸润、不浸润共 同作用的结果，宏观表现出浸润液体在 细管中上升及不浸润液体在细管中下降。 第二章气体、固体和液体。 方法总结 对浸润、不浸润与毛细现象的理獬要点： (1)浸润与不浸润现象的实质都是分子 力作用的表现，同一种物体，对有 些液体浸润，对另一些液体不浸润； 同一种液体，对一些固体浸润，对 另一些固体不浸润。 (2)对于毛细现象，是浸润和不浸润及 表面张力共同作用的结果，表现出 浸润液体在毛细管内会上升，不浸 润液体在毛细管内会下降。 B变式训练2 (多选)同一种液体，滴在固体A的表 面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管 B插入这种液体时，液面又出现图乙所示的 情况，若A固体和B毛细管都很干净，则 下列说法正确的是( A 免 变式训练2题图 A.固体A和B管可能是同种材料 B.固体A和B管一定是不同种材料 C.固体A的分子对液体附着层内的分子的 引力比B管的分子对液体附着层内的分 子的引力小些 D.液体对毛细管B有浸润现象 川要点3液晶 1.定义：有些化合物像液体一样具有流动 学 53 N 高中物理选择性必修第三册（人教版） 性，而其光学性质与某些晶体相似，具有 各向异性，处于这种状态的化合物叫作液 晶态。 2.特点 (1)液晶是一种介于固态和液态之间的物 质，是有规则排列的有机化合物，如果 把它加热则会呈现出透明的液体状态， 把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，因而被称为 液晶。 (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 的液晶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 易具有液晶品态。 3.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 等领域有广泛的应用。 例3液晶电视在全球市场得到普遍接受。 关于液晶，下列说法正确的是() 54)学 A.液晶是一种晶体 B.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各 向异性 C.液晶的光学性质随温度的变化而变化 D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化 思路点拨 注意理解液晶和晶体的共同点和不 同点。液晶是一种介于固态和液态之间 的物质，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；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；外界条件的微小变化都会引起液 晶分子的排列变化，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。 方法总结 要注意对液晶的理解： (1)液晶不是晶体，是一种介于固态和 液态之间的物质。 (2)液晶分子的排列是不稳定的，外界条 件的微小变化都会引起液晶分子的 排列变化，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。 B变式训练③ 关于液晶，下列说法正确的是() 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 情境拓展 喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的 特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一 层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效 果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留 在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会 自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列 说法正确的是() 第二章气体、国体和液体。 喷雾型防水剂 情境拓展题图 A.水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结 果，与重力无关 B.照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象 C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距 此水滴内部的水分子间距大 D.照片中水滴表面的分子比水滴内部密集 学(55