資源簡介

5　液體
[學習目標]　
1.了解液體的表面張力現象，能解釋液體表面張力產生的原因(重點)。
2.了解浸潤和不浸潤現象及毛細現象產生的原因(難點)。
3.了解液晶的特點及其應用。
一、液體的表面張力
如圖，早晨草葉上的露珠呈球形，水黽在水上能夠靜止不動，這兩個看上去毫無關聯的事情有什么本質上的聯系？
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1．表面層：液體表面跟________接觸的薄層，如圖所示。
2．表面張力：
(1)定義：使液體表面________的力，叫作液體的表面張力。
(2)方向：總是跟液面________，且與分界面________。如圖所示，在液體表面任意畫一條線MN，MN兩側的液體之間的引力方向如圖所示。
(3)成因：液體表面層分子比較稀疏，分子間的作用力表現為引力，該引力使液面產生了表面張力，使液體表面形成一層繃緊的膜。
3．作用效果：使液面具有________的趨勢，使液體表面積趨于最小。
4．影響因素：表面張力的大小除了跟邊界線長度有關外，還跟液體的種類、溫度有關。
1．小昆蟲、縫衣針在水面上不下沉與小木塊浮在水面上的道理相同嗎？
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2．在空間實驗室里，水滴的形狀是一個完美的球形。生活中我們還經?？吹胶扇~上的露珠呈扁平球形等現象。你能解釋這是為什么嗎？
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3．把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就會變鈍(如圖)。這是什么緣故？
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例1　下列關于液體表面張力的說法中，正確的是(　　)
A．液體表面張力的存在，使得表面層內分子的分布比內部要密集些
B．液體表面層分子間的距離大于液體內部分子間的距離，分子力表現為引力，產生表面張力
C．液體表面層分子間只有引力而無斥力是產生表面張力的原因
D．液體表面張力的方向指向液體內部，使液體表面有收縮趨勢
例2　(2023·揚州市高二期中)以下現象中，與表面張力無關的是(　　)
A．處于完全失重狀態的水銀滴呈球形
B．某些小型昆蟲可以在水面上行走
C．玻璃管的裂口在火焰上燒熔，它的尖端會變鈍
D．濕的衣服很難脫下來
二、浸潤和不浸潤
如圖所示，將水滴在潔凈的玻璃板上，水逐漸散開并附著在玻璃板上；將水滴在涂了蠟的玻璃板上，水滴可以在蠟面上滾來滾去，而不能附著在蠟面上。這說明了什么？
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1．浸潤和不浸潤
(1)浸潤：一種液體會________某種固體并________在固體的表面上的現象。
(2)不浸潤：一種液體不會________某種固體，____________在這種固體的表面上的現象。
(3)當液體和與之接觸的固體的相互作用力比液體分子之間的相互作用力強時，液體能夠浸潤固體。反之則形成不浸潤現象，表現為液體不浸潤固體。
(4)一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質的性質都有關系。
2．毛細現象
(1)定義：浸潤液體在細管中________的現象，以及不浸潤液體在細管中________的現象。
(2)特點：管的內徑越______，毛細現象越明顯。
(3)產生原因：
如圖所示，甲是浸潤情況，此時管內液面呈________，液體表面張力形成向上的拉力，這個力使管中液體向上運動。當管中液體上升到一定高度時，液體所受重力與這個使它________的力平衡，液面穩定在一定的高度；乙是不浸潤情況，管內液面呈______形，合力的作用使液體受到________的力，因而管內液面比管外______。
1.如圖所示，在灌溉完土地后農民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法來保存土壤里的水分，你知道這是為什么嗎？
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2．要想把凝固在衣料上的蠟跡去掉，可以把兩層棉紙分別放在蠟跡處衣服的上面和下面，然后用熱熨斗在棉紙上來回燙熨。為什么這樣做可以去掉衣料上的蠟跡？
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例3　(2023·宿遷市高二期中)將粗細不同的兩端開口的玻璃細管插入盛有某種液體的玻璃容器里，下列各圖中可能正確的是(　　)
三、液晶
1．概念：液晶是介于________和________之間的一種物質狀態。
2．微觀結構：構成液晶的分子為________分子，大多為________，由于這種長棒狀的分子結構，使得分子集合體在沒有外界干擾的情況下趨向分子相互________排列。
3．特點
(1)液晶既具有液體的________，又在一定程度上具有晶體分子的規則排列的性質。
(2)液晶具有光學上的各向________，液晶分子的排列不穩定，微小的外界變動都會改變分子排列，從而改變液晶的某些性質。
4．應用
(1)液晶顯示器：用于電子手表、電子計算器、電腦等。
(2)利用溫度改變時液晶顏色會發生改變的性質來探測溫度。
(3)液晶在電子工業、航空工業、生物醫學等領域有廣泛應用。
(1)液晶的各種物理性質均表現為各向異性。(　　)
(2)液晶具有液體的流動性，液晶的分子排列與液態相同。(　　)
(3)液晶是液體和晶體的混合物。(　　)
例4　液晶電視逐步走進了千家萬戶。液晶電視的關鍵部件是液晶層，下列關于液晶層工作原理的說法不正確的是(　　)
A．液晶分子的空間排列是不穩定的，具有各向異性
B．液晶的光學性質隨溫度的變化而變化
C．液晶的光學性質隨外加電壓的變化而變化
D．利用液晶對光具有各向異性的特點
5　液體
[學習目標]　1.了解液體的表面張力現象，能解釋液體表面張力產生的原因(重點)。2.了解浸潤和不浸潤現象及毛細現象產生的原因(難點)。3.了解液晶的特點及其應用。
一、液體的表面張力
如圖，早晨草葉上的露珠呈球形，水黽在水上能夠靜止不動，這兩個看上去毫無關聯的事情有什么本質上的聯系？
答案　早晨草葉上的露珠呈球形和水黽在水面上能夠靜止不動，都是由于液體的表面張力的作用。
1．表面層：液體表面跟氣體接觸的薄層，如圖所示。
2．表面張力：
(1)定義：使液體表面繃緊的力，叫作液體的表面張力。
(2)方向：總是跟液面相切，且與分界面垂直。如圖所示，在液體表面任意畫一條線MN，MN兩側的液體之間的引力方向如圖所示。
(3)成因：液體表面層分子比較稀疏，分子間的作用力表現為引力，該引力使液面產生了表面張力，使液體表面形成一層繃緊的膜。
3．作用效果：使液面具有收縮的趨勢，使液體表面積趨于最小。
4．影響因素：表面張力的大小除了跟邊界線長度有關外，還跟液體的種類、溫度有關。
1．小昆蟲、縫衣針在水面上不下沉與小木塊浮在水面上的道理相同嗎？
答案　不同。小昆蟲、縫衣針能在水面上不下沉是液體表面張力在起作用。小木塊浮在水面上是重力和水的浮力平衡的結果。
2．在空間實驗室里，水滴的形狀是一個完美的球形。生活中我們還經?？吹胶扇~上的露珠呈扁平球形等現象。你能解釋這是為什么嗎？
答案　表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨于最小。而在體積相同的條件下，球形的表面積最小。太空中，物體完全失重，表面張力使液滴呈球形。地面上，表面張力盡管仍然存在。但重力使露珠呈扁平球形。
3．把玻璃管的裂口放在火焰上燒熔，它的尖端就會變鈍(如圖)。這是什么緣故？
答案　由玻璃熔化變成液體后，其表面受到表面張力的作用，使表面收縮，玻璃管尖端變鈍。
例1　下列關于液體表面張力的說法中，正確的是(　　)
A．液體表面張力的存在，使得表面層內分子的分布比內部要密集些
B．液體表面層分子間的距離大于液體內部分子間的距離，分子力表現為引力，產生表面張力
C．液體表面層分子間只有引力而無斥力是產生表面張力的原因
D．液體表面張力的方向指向液體內部，使液體表面有收縮趨勢
答案　B
解析　液體表面層分子間的距離大于液體內部分子間的距離，分子力表現為引力，從而產生表面張力，B正確，A錯誤；液體表面層分子間既有引力又有斥力，但引力大于斥力，從而表現為引力，C錯誤；液體表面張力的方向總是跟液面相切，D錯誤。
例2　(2023·揚州市高二期中)以下現象中，與表面張力無關的是(　　)
A．處于完全失重狀態的水銀滴呈球形
B．某些小型昆蟲可以在水面上行走
C．玻璃管的裂口在火焰上燒熔，它的尖端會變鈍
D．濕的衣服很難脫下來
答案　D
解析　處于完全失重狀態下的水銀在表面張力的作用下，其表面被繃緊，表面積也將趨于最小，最終呈球形，故A不符合題意；水在表面張力的作用下形成了一層水膜，當昆蟲重力很小時，這層水膜可以支撐昆蟲行走，故B不符合題意；玻璃管的裂口在火焰上燒熔后，由固態變為液態，在表面張力的作用下會趨于球形，所以尖端會變鈍，故C不符合題意；濕的衣服很難脫下來，是由于衣服變濕后與身體之間的附著力增大的緣故，與表面張力無關，故D符合題意。
二、浸潤和不浸潤
如圖所示，將水滴在潔凈的玻璃板上，水逐漸散開并附著在玻璃板上；將水滴在涂了蠟的玻璃板上，水滴可以在蠟面上滾來滾去，而不能附著在蠟面上。這說明了什么？
答案　水可以潤濕玻璃，但水不潤濕蠟。
1．浸潤和不浸潤
(1)浸潤：一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上的現象。
(2)不浸潤：一種液體不會潤濕某種固體，不會附著在這種固體的表面上的現象。
(3)當液體和與之接觸的固體的相互作用力比液體分子之間的相互作用力強時，液體能夠浸潤固體。反之則形成不浸潤現象，表現為液體不浸潤固體。
(4)一種液體是否浸潤某種固體，與這兩種物質的性質都有關系。
2．毛細現象
(1)定義：浸潤液體在細管中上升的現象，以及不浸潤液體在細管中下降的現象。
(2)特點：管的內徑越小，毛細現象越明顯。
(3)產生原因：
如圖所示，甲是浸潤情況，此時管內液面呈凹形，液體表面張力形成向上的拉力，這個力使管中液體向上運動。當管中液體上升到一定高度時，液體所受重力與這個使它向上的力平衡，液面穩定在一定的高度；乙是不浸潤情況，管內液面呈凸形，合力的作用使液體受到向下的力，因而管內液面比管外低。
1.如圖所示，在灌溉完土地后農民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法來保存土壤里的水分，你知道這是為什么嗎？
答案　把地表土壤鋤松，破壞了土壤表層的毛細管，地下的水分就不會沿毛細管上升到地面而被蒸發掉。
2．要想把凝固在衣料上的蠟跡去掉，可以把兩層棉紙分別放在蠟跡處衣服的上面和下面，然后用熱熨斗在棉紙上來回燙熨。為什么這樣做可以去掉衣料上的蠟跡？
答案　因為放在衣料上的吸附性極好的紙內有許多細小的孔道起著毛細管的作用，當蠟或油脂受熱熔化成液體后，由于毛細現象，它們就被紙吸掉了。
例3　(2023·宿遷市高二期中)將粗細不同的兩端開口的玻璃細管插入盛有某種液體的玻璃容器里，下列各圖中可能正確的是(　　)
答案　B
解析　若液體不浸潤玻璃時，在玻璃細管內會下降，并形成向上凸起的球面，選項A、C錯誤；若液體浸潤玻璃時，液體在玻璃細管內會上升，并形成向下凹陷的球面，且細管越細，液柱上升越高，選項B正確，D錯誤。
三、液晶
1．概念：液晶是介于固態和液態之間的一種物質狀態。
2．微觀結構：構成液晶的分子為有機分子，大多為棒狀，由于這種長棒狀的分子結構，使得分子集合體在沒有外界干擾的情況下趨向分子相互平行排列。
3．特點
(1)液晶既具有液體的流動性，又在一定程度上具有晶體分子的規則排列的性質。
(2)液晶具有光學上的各向異性，液晶分子的排列不穩定，微小的外界變動都會改變分子排列，從而改變液晶的某些性質。
4．應用
(1)液晶顯示器：用于電子手表、電子計算器、電腦等。
(2)利用溫度改變時液晶顏色會發生改變的性質來探測溫度。
(3)液晶在電子工業、航空工業、生物醫學等領域有廣泛應用。
(1)液晶的各種物理性質均表現為各向異性。(　×　)
(2)液晶具有液體的流動性，液晶的分子排列與液態相同。(　×　)
(3)液晶是液體和晶體的混合物。(　×　)
例4　液晶電視逐步走進了千家萬戶。液晶電視的關鍵部件是液晶層，下列關于液晶層工作原理的說法不正確的是(　　)
A．液晶分子的空間排列是不穩定的，具有各向異性
B．液晶的光學性質隨溫度的變化而變化
C．液晶的光學性質隨外加電壓的變化而變化
D．利用液晶對光具有各向異性的特點
答案　B
解析　液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，分子的排列是不穩定的，故A正確；外界條件的微小變化都會引起液晶分子排列的變化，從而改變液晶的某些性質。溫度、壓力、外加電壓等因素變化時，都會改變液晶的光學性質。液晶電視依據的是液晶的光學性質隨外加電壓的變化而變化工作的，故C正確，B錯誤。液晶顯示器就是利用液晶對光具有各向異性的特點，故D正確。

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