2018-2019版高中物理 第三章 固体和液体 3 液晶 4 液体的表面张力学案 教科版选修3-3.doc

3液晶4液体的表面张力学习目标1.了解液晶的特点及其应用.2.了解液体的基本性质.3.理解液体的微观结构.4.知道液体的表面张力，了解表面张力形成的原因一、液晶1液晶(1)液晶态：处于固态与液态之间的过渡状态(2)液晶：处于液晶态的物质2分子结构分子排列在液晶中的有序性介于固体和液体之间3液晶显示(1)液晶分子的排列会因外界条件的变化而变化，由此引起液晶光学性质的改变(2)液晶显示器的应用非常广泛二、液体的微观结构1分子距离：液体不易被压缩，表明液体分子之间的距离很小2液体具有流动性：液体不像固体那样具有一定的形状，而且液体能够流动3分子力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小三、奇异的表面张力现象及其成因1概念：液体的表面好像张紧的橡皮膜，它具有收缩的趋势液体表面存在的这种收缩力叫做表面张力2特点：使液体的表面积趋向最小3成因：在液体的表面层分子间距较大，分子间表现为引力即学即用1判断下列说法的正误(1)液晶即为液体()(2)液体之所以不易被压缩是因为液体分子间无空隙()(3)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势()(4)表面张力是分子力的宏观表现()(5)昆虫可以在水面上自由走动是表面张力在起作用()2雨伞布料经纬线间空隙很小，小水珠落在伞面上由于_的作用，不能透过空隙答案表面张力一、液晶导学探究液晶是指液态晶体，这种说法对吗？答案这种说法不对，液晶不是晶体，只是与某些晶体相似，具有各向异性知识深化1液晶的主要性质(1)液晶具有晶体的各向异性(2)液晶具有液体的流动性(3)液晶分子的排列特点：液晶分子的排列特点是从某个方向上看液晶分子的排列比较整齐，但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的(4)液晶的物理性质：液晶的物理性质很容易在外界的影响(如电场、压力、光照、温度等)下发生改变2液晶的主要应用(1)向列型液晶在外加电压影响下，液晶的分子排列会发生改变，使液晶由透明变为不透明，去掉电压又恢复透明利用向列型液晶的这种性质可以制成各种液晶显示器(2)胆甾型液晶在温度改变时会改变颜色随着温度的升高，色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化，温度下降时又按相反顺序变色，而且灵敏度很高，在不到1的温差内就可以显出整个色谱利用液晶的这种温度效应可以探测温度特别提醒(1)液晶既具有液体的特点，也具有晶体的特点，但它既不是液体，也不是晶体，它是独立于液体和晶体之外的一种特殊流体(2)天然液晶不多，大多是人工合成的，现已发现几千种有机化合物具有液晶态例1(多选)关于液晶的分子排列，下列说法正确的是()A液晶分子在特定方向排列整齐B液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化C液晶分子的排列整齐且稳定D液晶的物理性质稳定答案AB解析液晶分子在特定方向上排列比较整齐，故选项A正确；液晶分子排列不稳定，外界条件的微小变动会引起液晶分子排列的变化，故选项B正确，C错误；液晶分子排列的不稳定导致其物理性质不稳定，故选项D错误二、液体的微观结构导学探究为什么液体具有一定的体积、不易压缩，却没有一定的形状？答案液体微粒像固体的一样也是紧密靠近的，所以液体具有一定的体积，不易压缩但液体微粒之间的相互作用不像固体中的那么强，微粒会从一个平衡位置转移到另一个平衡位置，所以液体具有流动性，没有一定的形状知识深化1液体分子之间的相互作用不像固体中的微粒那样强，液体分子只在很小的区域内做有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成液体由大量的这种暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着，因而液体表现出各向同性2液体具有一定的体积：液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子密集在一起，相互作用力大，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，所以液体具有一定的体积，不容易被压缩3液体分子间的距离小，相互作用力很大，液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动但液体分子没有长期固定的平衡位置，在一个平衡位置附近振动一小段时间以后，又转移到另一个平衡位置附近去振动，即液体分子可以在液体中移动，没有一定的形状，这就是液体具有流动性的原因特别提醒液体中的扩散现象是由液体分子运动产生的分子在液体里的移动比在固体中容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快例2关于液体，下列说法正确的是()A液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体B液体表现出各向异性C液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在固定的平衡位置附近做微小振动D液体的扩散比固体的扩散快答案D解析液体分子间距离与固体分子间距离接近，都不易被压缩，故A错；液体由大量暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章的分布着，因而液体表现出各向同性，故B错；液体分子与固体分子都在平衡位置附近做微小振动，所不同的是液体分子没有固定的平衡位置，故C错；液体的扩散要比固体的扩散快，故D对三、奇异的表面张力现象及其成因导学探究如图1所示是液体表面附近分子分布的大致情况请结合图片思考：液体表面层内的分子距离和分子力各有什么特点？图1答案表面层内分子间距离大于r0，分子间作用力表现为引力知识深化1液体表面张力的形成(1)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表面层内分子力作用的结果(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2所示图22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3表面张力的大小：除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关一般情况下，温度越高，表面张力就越小另外，杂质也会明显地改变液体的表面张力大小比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小也就是说，洁净水的表面具有更大的收缩趋势特别提醒(1)表面张力不是指个别分子间的相互引力，而是表面层中大量分子间的引力的宏观表现凡液体与气体接触的表面都存在表面张力(2)液体不同层面的分子疏密程度不同(3)在液体内部，引力和斥力大小相近在液体表面层，整体上表现为引力是液体表面张力产生的原因例3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增大D表面张力的方向与液面垂直答案B解析液体表面层分子较液体内部稀疏，故分子力表现为引力，表面张力的方向沿液面的切线方向，与分界线垂直表面张力是液体表面层分子间的作用力，随温度的升高，液体表面层分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小，故B正确，A、C、D错误例4如图3所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使框架布满肥皂膜，然后将P和Q两部分的肥皂膜刺破，线的形状将变成下列选项图中的()图3答案C解析由于液体表面张力的作用，液体表面有收缩到最小的趋势，故C正确.1.(液晶)(多选)关于液晶，下列说法中正确的有()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答案CD解析液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的空间排列是不稳定的，选项A、B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2(液体的微观结构)(多选)关于液体和固体，以下说法正确的是()A液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B液体分子同固体分子一样，也是密集在一起C液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置D液体的扩散比固体的扩散快答案BCD解析液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的相互作用不像固体分子的那样强，所以选项A错误，B正确；液体具有流动性是因为液体分子热运动的平衡位置不固定，正是因为微粒在液体里的移动比在固体中容易，所以其扩散速度比固体的扩散速度快，选项C、D均正确3(液体的表面张力)如图4所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的哪一个()图4答案D解析肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状当把a部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧又液体表面有收缩到面积最小的趋势，正确选项为D.一、选择题考点一液晶1(多选)下列说法正确的是()A液晶与晶体的结构相同B液晶与液体的结构相同C液晶与晶体、液体的结构均不同D液晶在某些性质上与晶体相同，在某些性质上与液体相同答案CD解析液晶的结构既不同于晶体结构，也不同于液体结构，故A、B错误，C正确；液晶在力学性质上与液体相同，具有流动性、连续性，在光学性质、电学性质上又具有各向异性，因而又具有晶体的某些性质，所以D正确2关于液晶的下列说法中正确的是()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答案B解析液晶是某些特殊的有机化合物，在某些方向上分子排列规则，在某些方向上分子排列杂乱，液晶本身不能发光，所以选项A、C、D错，选项B正确3(多选)关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是()A晶体和液晶的性质是完全相同的B液晶就是液体，具有液体的所有性质C液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态D液晶具有液体的流动性，在光学性质上具有晶体的各向异性答案CD考点二液体的表面张力4关于液体表面的特征，下列说法正确的是()A液体表面层的分子分布比内部密B液体有使其体积收缩到最小的趋势C液体表面层分子之间只有引力而无斥力D液体有使其表面积收缩到最小的趋势答案D解析液体表面层的分子分布比内部稀疏，故A错；液体由于表面张力作用，有使其表面积收缩到最小的趋势，故B错，D对；液体表面层分子之间既有引力也有斥力，只是由于分子间距离较大，表现为引力，故C错5液体表面张力产生的原因是()A液体表面层内分子比液体内部紧密，分子间斥力大于引力B液体表面层内分子比液体内部紧密，分子间引力大于斥力C液体表面层内分子比液体内部稀疏，分子间引力大于斥力D液体表面层内分子比液体内部稀疏，分子间斥力大于引力答案C解析液体表面层内分子比液体内部稀疏，液体表面层内分子间的相互作用表现为引力，即分子间的引力比斥力大，故正确答案为C.6下列说法正确的是()A表面张力就是分子力B小昆虫在水面上能自由行走是因为其重力大小可忽略不计C表面张力的方向与液面上的分界线平行D液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势答案D7(多选)下列说法正确的是()A小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中，是液体的表面张力在起作用B小木块能够浮于水面上，是液体的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，是重力和水的浮力平衡的结果D喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠，是表面张力作用的结果答案AD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A选项正确，C选项错误；小木块浮于水面上时，木块的下部分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，并不是表面张力在起作用，因此B选项错误；喷泉喷到空中的水散落时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用，且又近似处于完全失重状态，因而形成球状水珠(体积一定的情况下，球形表面积最小，表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势)，故D选项正确二、非选择题8(液体的表面张力)试解释为什么手套被雨水浸湿后很难从手上脱下答案见解析解析因为湿手套的纤维间的空隙中有水，水跟空气接触的表面层具有收缩趋势，这种收缩趋势使手套纤维间距离缩小，于是手套的表面积减小，使手套紧箍在手上很难脱下