2018-2019版高中物理 第三章 固體和液體 3 液晶 4 液體的表面張力學案 教科版選修3-3.doc

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3液晶4液體的表面張力學習目標1.了解液晶的特點及其應用.2.了解液體的基本性質.3.理解液體的微觀結構.4.知道液體的表面張力，了解表面張力形成的原因一、液晶1液晶(1)液晶態(tài)：處于固態(tài)與液態(tài)之間的過渡狀態(tài)(2)液晶：處于液晶態(tài)的物質2分子結構分子排列在液晶中的有序性介于固體和液體之間3液晶顯示(1)液晶分子的排列會因外界條件的變化而變化，由此引起液晶光學性質的改變(2)液晶顯示器的應用非常廣泛二、液體的微觀結構1分子距離：液體不易被壓縮，表明液體分子之間的距離很小2液體具有流動性：液體不像固體那樣具有一定的形狀，而且液體能夠流動3分子力：液體分子間的作用力比固體分子間的作用力要小三、奇異的表面張力現象及其成因1概念：液體的表面好像張緊的橡皮膜，它具有收縮的趨勢液體表面存在的這種收縮力叫做表面張力2特點：使液體的表面積趨向最小3成因：在液體的表面層分子間距較大，分子間表現為引力即學即用1判斷下列說法的正誤(1)液晶即為液體()(2)液體之所以不易被壓縮是因為液體分子間無空隙()(3)表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢()(4)表面張力是分子力的宏觀表現()(5)昆蟲可以在水面上自由走動是表面張力在起作用()2雨傘布料經緯線間空隙很小，小水珠落在傘面上由于_的作用，不能透過空隙答案表面張力一、液晶導學探究液晶是指液態(tài)晶體，這種說法對嗎？答案這種說法不對，液晶不是晶體，只是與某些晶體相似，具有各向異性知識深化1液晶的主要性質(1)液晶具有晶體的各向異性(2)液晶具有液體的流動性(3)液晶分子的排列特點：液晶分子的排列特點是從某個方向上看液晶分子的排列比較整齊，但是從另一個方向看，液晶分子的排列是雜亂無章的(4)液晶的物理性質：液晶的物理性質很容易在外界的影響(如電場、壓力、光照、溫度等)下發(fā)生改變2液晶的主要應用(1)向列型液晶在外加電壓影響下，液晶的分子排列會發(fā)生改變，使液晶由透明變?yōu)椴煌该鳎サ綦妷河只謴屯该骼孟蛄行鸵壕У倪@種性質可以制成各種液晶顯示器(2)膽甾型液晶在溫度改變時會改變顏色隨著溫度的升高，色彩按紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫的順序變化，溫度下降時又按相反順序變色，而且靈敏度很高，在不到1的溫差內就可以顯出整個色譜利用液晶的這種溫度效應可以探測溫度特別提醒(1)液晶既具有液體的特點，也具有晶體的特點，但它既不是液體，也不是晶體，它是獨立于液體和晶體之外的一種特殊流體(2)天然液晶不多，大多是人工合成的，現已發(fā)現幾千種有機化合物具有液晶態(tài)例1(多選)關于液晶的分子排列，下列說法正確的是()A液晶分子在特定方向排列整齊B液晶分子的排列不穩(wěn)定，外界條件的微小變動會引起液晶分子排列的變化C液晶分子的排列整齊且穩(wěn)定D液晶的物理性質穩(wěn)定答案AB解析液晶分子在特定方向上排列比較整齊，故選項A正確；液晶分子排列不穩(wěn)定，外界條件的微小變動會引起液晶分子排列的變化，故選項B正確，C錯誤；液晶分子排列的不穩(wěn)定導致其物理性質不穩(wěn)定，故選項D錯誤二、液體的微觀結構導學探究為什么液體具有一定的體積、不易壓縮，卻沒有一定的形狀？答案液體微粒像固體的一樣也是緊密靠近的，所以液體具有一定的體積，不易壓縮但液體微粒之間的相互作用不像固體中的那么強，微粒會從一個平衡位置轉移到另一個平衡位置，所以液體具有流動性，沒有一定的形狀知識深化1液體分子之間的相互作用不像固體中的微粒那樣強，液體分子只在很小的區(qū)域內做有規(guī)則的排列，這種區(qū)域是暫時形成的，邊界和大小隨時改變，有時瓦解，有時又重新形成液體由大量的這種暫時形成的小區(qū)域構成，這種小區(qū)域雜亂無章地分布著，因而液體表現出各向同性2液體具有一定的體積：液體分子的排列更接近于固體，液體中的分子密集在一起，相互作用力大，主要表現為在平衡位置附近做微小的振動，所以液體具有一定的體積，不容易被壓縮3液體分子間的距離小，相互作用力很大，液體分子的熱運動與固體類似，主要表現為在平衡位置附近做微小的振動但液體分子沒有長期固定的平衡位置，在一個平衡位置附近振動一小段時間以后，又轉移到另一個平衡位置附近去振動，即液體分子可以在液體中移動，沒有一定的形狀，這就是液體具有流動性的原因特別提醒液體中的擴散現象是由液體分子運動產生的分子在液體里的移動比在固體中容易得多，所以液體的擴散要比固體的擴散快例2關于液體，下列說法正確的是()A液體的性質介于氣體和固體之間，更接近氣體B液體表現出各向異性C液體分子的熱運動與固體類似，主要表現為在固定的平衡位置附近做微小振動D液體的擴散比固體的擴散快答案D解析液體分子間距離與固體分子間距離接近，都不易被壓縮，故A錯；液體由大量暫時形成的小區(qū)域構成，這種小區(qū)域雜亂無章的分布著，因而液體表現出各向同性，故B錯；液體分子與固體分子都在平衡位置附近做微小振動，所不同的是液體分子沒有固定的平衡位置，故C錯；液體的擴散要比固體的擴散快，故D對三、奇異的表面張力現象及其成因導學探究如圖1所示是液體表面附近分子分布的大致情況請結合圖片思考：液體表面層內的分子距離和分子力各有什么特點？圖1答案表面層內分子間距離大于r0，分子間作用力表現為引力知識深化1液體表面張力的形成(1)分子分布特點：由于蒸發(fā)現象，表面層分子的分布比液體內部稀疏，即表面層分子間的距離比液體內部分子間的距離大(2)分子力特點：液體內部分子間引力、斥力基本上相等，而液體表面層分子之間距離較大，分子力表現為引力(3)表面特性：表面層分子之間的引力使液面產生了表面張力，使液體表面好像一層繃緊的膜所以說表面張力是表面層內分子力作用的結果(4)表面張力的方向：表面張力的方向和液面相切，垂直于液面上的各條分界線，如圖2所示圖22表面張力的作用：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，球形的表面積最小如吹出的肥皂泡呈球形，滴在潔凈玻璃板上的水銀滴呈球形但由于受重力的影響，往往呈扁球形，在失重條件下才呈球形3表面張力的大?。撼烁纸缇€長度有關外，還跟液體的性質和溫度有關一般情況下，溫度越高，表面張力就越小另外，雜質也會明顯地改變液體的表面張力大小比如潔凈的水有很大的表面張力，而沾有肥皂液的水的表面張力就比較小也就是說，潔凈水的表面具有更大的收縮趨勢特別提醒(1)表面張力不是指個別分子間的相互引力，而是表面層中大量分子間的引力的宏觀表現凡液體與氣體接觸的表面都存在表面張力(2)液體不同層面的分子疏密程度不同(3)在液體內部，引力和斥力大小相近在液體表面層，整體上表現為引力是液體表面張力產生的原因例3關于液體的表面張力，下列說法正確的是()A表面張力是液體內部各部分之間的相互作用力B液體表面層分子的分布比內部稀疏，分子力表現為引力C液體的表面張力隨溫度的升高而增大D表面張力的方向與液面垂直答案B解析液體表面層分子較液體內部稀疏，故分子力表現為引力，表面張力的方向沿液面的切線方向，與分界線垂直表面張力是液體表面層分子間的作用力，隨溫度的升高，液體表面層分子間的距離增大，引力作用隨之減小，所以表面張力減小，故B正確，A、C、D錯誤例4如圖3所示，金屬框架的A、B間系一個棉線圈，先使框架布滿肥皂膜，然后將P和Q兩部分的肥皂膜刺破，線的形狀將變成下列選項圖中的()圖3答案C解析由于液體表面張力的作用，液體表面有收縮到最小的趨勢，故C正確.1.(液晶)(多選)關于液晶，下列說法中正確的有()A液晶是一種晶體B液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性C液晶的光學性質隨溫度的變化而變化D液晶的光學性質隨外加電壓的變化而變化答案CD解析液晶的微觀結構介于晶體和液體之間，雖然液晶分子在特定方向排列比較整齊，具有各向異性，但分子的空間排列是不穩(wěn)定的，選項A、B錯誤；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2(液體的微觀結構)(多選)關于液體和固體，以下說法正確的是()A液體分子間的相互作用比固體分子間的相互作用強B液體分子同固體分子一樣，也是密集在一起C液體分子的熱運動沒有長期固定的平衡位置D液體的擴散比固體的擴散快答案BCD解析液體具有一定的體積，是液體分子密集在一起的緣故，但液體分子間的相互作用不像固體分子的那樣強，所以選項A錯誤，B正確；液體具有流動性是因為液體分子熱運動的平衡位置不固定，正是因為微粒在液體里的移動比在固體中容易，所以其擴散速度比固體的擴散速度快，選項C、D均正確3(液體的表面張力)如圖4所示，金屬框上陰影部分表示肥皂膜，它被棉線分割成a、b兩部分若將肥皂膜的a部分用熱針刺破，棉線的形狀是下圖中的哪一個()圖4答案D解析肥皂膜未被刺破時，作用在棉線兩側的表面張力互相平衡，棉線可以有任意形狀當把a部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面張力的作用下，棉線將被繃緊又液體表面有收縮到面積最小的趨勢，正確選項為D.一、選擇題考點一液晶1(多選)下列說法正確的是()A液晶與晶體的結構相同B液晶與液體的結構相同C液晶與晶體、液體的結構均不同D液晶在某些性質上與晶體相同，在某些性質上與液體相同答案CD解析液晶的結構既不同于晶體結構，也不同于液體結構，故A、B錯誤，C正確；液晶在力學性質上與液體相同，具有流動性、連續(xù)性，在光學性質、電學性質上又具有各向異性，因而又具有晶體的某些性質，所以D正確2關于液晶的下列說法中正確的是()A液晶是液體和晶體的混合物B液晶分子在特定方向排列比較整齊C電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光D所有物質在一定條件下都能成為液晶答案B解析液晶是某些特殊的有機化合物，在某些方向上分子排列規(guī)則，在某些方向上分子排列雜亂，液晶本身不能發(fā)光，所以選項A、C、D錯，選項B正確3(多選)關于晶體、液晶、液體，下列說法正確的是()A晶體和液晶的性質是完全相同的B液晶就是液體，具有液體的所有性質C液晶是介于晶體與液體之間的一種中間態(tài)D液晶具有液體的流動性，在光學性質上具有晶體的各向異性答案CD考點二液體的表面張力4關于液體表面的特征，下列說法正確的是()A液體表面層的分子分布比內部密B液體有使其體積收縮到最小的趨勢C液體表面層分子之間只有引力而無斥力D液體有使其表面積收縮到最小的趨勢答案D解析液體表面層的分子分布比內部稀疏，故A錯；液體由于表面張力作用，有使其表面積收縮到最小的趨勢，故B錯，D對；液體表面層分子之間既有引力也有斥力，只是由于分子間距離較大，表現為引力，故C錯5液體表面張力產生的原因是()A液體表面層內分子比液體內部緊密，分子間斥力大于引力B液體表面層內分子比液體內部緊密，分子間引力大于斥力C液體表面層內分子比液體內部稀疏，分子間引力大于斥力D液體表面層內分子比液體內部稀疏，分子間斥力大于引力答案C解析液體表面層內分子比液體內部稀疏，液體表面層內分子間的相互作用表現為引力，即分子間的引力比斥力大，故正確答案為C.6下列說法正確的是()A表面張力就是分子力B小昆蟲在水面上能自由行走是因為其重力大小可忽略不計C表面張力的方向與液面上的分界線平行D液體表面好像張緊的橡皮膜具有收縮趨勢答案D7(多選)下列說法正確的是()A小昆蟲能在水面上自由來往而不陷入水中，是液體的表面張力在起作用B小木塊能夠浮于水面上，是液體的表面張力與其重力平衡的結果C縫衣針浮在水面上不下沉，是重力和水的浮力平衡的結果D噴泉噴射到空中的水形成一個個球形的小水珠，是表面張力作用的結果答案AD解析仔細觀察可以發(fā)現，小昆蟲在水面上站定或行進過程中，其腳部位置比周圍水面稍下陷，但仍在水面上而未陷入水中，就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣，因此，這是液體的表面張力在起作用，浮在水面上的縫衣針與小昆蟲情況一樣，故A選項正確，C選項錯誤；小木塊浮于水面上時，木塊的下部分實際上已經陷入水中(排開一部分水)，受到水的浮力作用，是浮力與重力平衡的結果，并不是表面張力在起作用，因此B選項錯誤；噴泉噴到空中的水散落時，每一小部分的表面都有表面張力在起作用，且又近似處于完全失重狀態(tài)，因而形成球狀水珠(體積一定的情況下，球形表面積最小，表面張力的作用使液體表面有收縮到最小面積的趨勢)，故D選項正確二、非選擇題8(液體的表面張力)試解釋為什么手套被雨水浸濕后很難從手上脫下答案見解析解析因為濕手套的纖維間的空隙中有水，水跟空氣接觸的表面層具有收縮趨勢，這種收縮趨勢使手套纖維間距離縮小，于是手套的表面積減小，使手套緊箍在手上很難脫下