物理粤教版选修3-3学案第二章第四节固体新材料第五节液体的表面张力Word版含答案

第四节液体的性质液晶第五节液体的表面张力1.知道液体分子的排列情况，了解液体分子热运动的特点．2.了解液晶的微观结构及在显示技术中的应用．3．知道液体微观结构的特点及如何显示液体表面张力的现象．4.知道液体表面张力产生的原因，并能解释有关的现象．一、液体的性质1．液体具有一定的体积，___________不易被压缩．2．液体没有一定的形状，___________具有流动性．3．液体在物理性质上表现为___________各向同性．二、液体的微观结构1．液体分子的排列(1)液体分子的排列更接近于固体，液体中的分子也是密集在一起的，因而液体有___________一定的体积，且___________不易压缩．(2)液体分子间的距离很小，液体分子约在___________10－9m小区域内短暂保持规则性排列，但这个小区域的边界和大小，随时都在改变，这种小区域杂乱无章地分布，使液体在宏观上呈现出___________各向同性．2．液体分子的热运动由于液体分子间距离很小，略大于固体，因而液体分子间的相互作用力很大，略小于固体分子间的作用，这个力使得液体分子只能在___________平衡位置附近做微小振动．但液体分子的力不可能使液体分子长时间地在一个平衡位置附近振动，经过一段时间，分子会转移到另一个平衡位置附近振动，即液体分子能够在液体中游走，这就是液体具有___________流动性的原因．三、液晶1．定义：许多有机化合物在由固态向液态转化的过程中存在着___________中间态液体，它具有与___________晶体相似的性质，故称液态晶体，简称___________液晶．2．液晶的特点(1)在力学性质上与液体相同，具有___________流动性、___________连续性，可以形成液滴．(2)在光学性质、电学性质等方面又具有明显的___________各向异性，即具有晶体的某些性质．3．液晶的分类(1)长丝状液晶：分子里___________长棒形排列，在自然状态下分子有彼此平行排列的倾向．长丝状液晶对外界某些作用很敏感．(2)螺旋状液晶：分子___________分层排列，每层分子的排列方向___________相同，但相邻各层分子的取向相差一个小角度，形成各层分子排列方向依次旋转，构成一个螺旋结构．这种液晶具有显著的___________温度效应．1．你知道液晶显示器比普通显示器有哪些优势？提示：液晶省电，辐射强度相对较小，同时体积小，节省空间等．四、液体的表面现象1．肥皂膜实验现象(1)刺破铁丝环上松弛棉线左侧的肥皂膜，右侧液膜收缩，使棉线向___________右张紧．(2)刺破铁丝环上松弛棉线右侧的肥皂膜，左侧液膜收缩，使棉线向___________左张紧．(3)刺破铁丝环中肥皂膜中心棉线圈内肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜收缩，使棉线张紧，形成___________圆形．2．实验结论：液体表面好像张紧的橡皮膜一样，具有___________收缩的趋势．五、液体的表面张力及其微观解释1．表面层：液体与气体接触的表面存在的一个薄层．2．表面张力：___________液体表面各部分间相互作用的拉力．2．雨伞的伞面有细小的孔，为什么水不会从孔里漏下去？提示：因为水将纱线浸湿后，在纱线孔隙中形成水膜，水膜的表面张力使雨水不会漏下．从微观结构的观点理解液体的性质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振动，所以液体具有一定的体积，不容易被压缩．3．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，这就是液体具有流动性的原因．4．液体的扩散比固体的扩散快：液体中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．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[思路点拨]掌握液体分子的运动特点及液体有关性质是解题的关键．[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，更接近固体，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，所不同的是液体没有固定的平衡位置，故C错．[答案]Deq\a\vs4\al()液体分子运动的特点，既像固体分子在平衡位置附近做微小振动，又像气体分子能移动，表现出各向同性．只有液晶在特殊状态时才表现出晶体特性——各向异性．1.(多选)以下关于液体的说法正确的是()A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看作是粘滞性极大的液体B．液体的物理性质一般表现为各向同性C．液体的密度总是小于固体的密度D．所有的金属在常温下都是固体解析：选AB.由液体的微观结构知A、B对；有些液体的密度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故C错；金属汞在常温下就是液体，故D错．液晶的特点及应用1．液晶的特点(1)液晶具有液体的流动性．(2)液晶在光学、电学等方面具有各向异性．(3)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，如：温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等都能改变液晶的光学性质．(4)有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态；有些物质溶解在适当的溶剂中，在一定的浓度范围内具有液晶态；不是所有物质都具有液晶态．(5)天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的．2．液晶的应用(1)作液晶显示器：没有加电压时，液晶是透明的，能使下面反射来的光线通过而不显示画面；当加电压时，液晶变浑浊，光线不能通过，显示出画面．(2)作彩色显示器：在某些液晶中掺入少量多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，当液晶中的电场强度不同时，它对不同颜色的光的吸收强度不同，从而显示出颜色．(3)作生物薄膜：液晶的特点与生物组织的特点很吻合，可用于研究离子的渗透性，从而了解机体对药物的吸收等生理过程．(多选)下列叙述中正确的是()A．棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态B．利用液晶在温度变化时由透明变浑浊可制作电子手表、电子计算器的显示元件C．有一种液晶，随温度的逐渐升高，其颜色按顺序改变，利用这种性质，可用来探测温度D．利用液晶可检查肿瘤，还可以检查电路中的短路点[思路点拨]了解有关液晶的应用及相应原理．[解析]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态，但不是任何时候都呈液晶态，故A错．[答案]BCDeq\a\vs4\al()液晶具有液体的流动性和晶体的各向异性，在电子工业、医学、生物学等方面有广泛的应用，要注意多了解．2.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．液晶是一种特殊的物质，具有光学的各向同性D．所有物质在一定条件下都能成为液晶解析：选B.有些化合物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，人们把处于这种状态的物质叫液晶，所以A项错误；虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，所以B项正确；有许多不同类型的液晶相，可以通过其不同的光学性质(如双折射现象)来区分，具有晶体的光学各向异性，所以C项错误；有些化合物像液体一样具有流动性，并不是所有物质在一定条件下都能成为液晶，所以D项错误．表面张力的微观解释1．液体的表面张力：如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，它的作用是使液体表面绷紧，所以叫做液体的表面张力．(1)表面张力使液体自动收缩，由于有表面张力的作用，液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切．(2)表面张力的大小除了跟边界线的长度有关外，还跟液体的种类、温度有关．2．表面张力产生的原因：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫表面层．表面层里的分子受到气体分子的引力比受到液体内部分子的引力弱，分子间距离比液体内部分子间距离大一些，因此分子间表现为引力．而液体内部的情景就不大一样了，通常可认为分子间引力等于斥力．由于表面层里分子之间表现为引力，不妨在液面上画一条分界线MN，如图，把液面分为Ⅰ和Ⅱ两部分．液面Ⅰ对液面Ⅱ有引力F1的作用，液面Ⅱ对液面Ⅰ有引力F2的作用，两部分液面之间的相互吸引的力，叫做表面张力．液体的表面张力使液面具有收缩的趋势．表面张力的方向总是与液面相切，跟分界线垂直．(1)在体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小，所以草叶上的露珠、小水银滴等，都因表面张力使液面收缩而呈球形．(2)表面张力是跟液面相切的．如果液面是平面，表面张力就在这个平面上；如果液面是曲面，表面张力就在这个曲面的切面上．作用在任何一部分液面上的表面张力，总是跟这部分液面的分界线垂直．如图甲所示，一环形金属丝布满一层肥皂膜，环上系三根松弛棉线，中间连在一起，用热针刺破B面皂膜，则A和C部分皂膜形状变为图乙中的()[解析]当用热针刺破B面皂膜时，A、C区域的皂膜失去B皂膜的表面张力，而A、C的皂膜表面张力使皂膜收缩，因各点受力特点相同，则皂膜形状应为D图，D正确．[答案]D3.关于液体的表面张力，下面说法中正确的是()A．表面张力是液体各部分间的相互作用B．液体表面层分子分布比液体内部密集，分子间相互作用表现为引力C．表面张力的方向总是垂