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2019-2020年高中物理 第2章 第4、5節(jié) 液體的性質(zhì) 液晶 液體的表面張力學(xué)案 粵教版選修3-3 1．知道液體的性質(zhì)． 2．了解液晶的微觀結(jié)構(gòu)，并通過(guò)實(shí)例了解液晶在顯示技術(shù)中的應(yīng)用． 3．知道液體的表面張力． 4．會(huì)應(yīng)用分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)，解釋液體表面張力產(chǎn)生的原因． 1．液體不易壓縮，說(shuō)明液體分子之間的距離很小，液體不像固體那樣具有一定的形狀，而且具有流動(dòng)性，這說(shuō)明液體分子間的相互作用力比固體分子間的作用力要小，液體分子的移動(dòng)更容易，所以在相同溫度下，液體的擴(kuò)散速度比固體的要快． 2．液體分子在暫時(shí)形成的微小區(qū)域內(nèi)規(guī)則排列，但這些小區(qū)域不穩(wěn)定，有時(shí)瓦解，有時(shí)形成；且雜亂無(wú)章的分布，因此液體在宏觀上呈現(xiàn)各向同性． 3．液晶在力學(xué)性質(zhì)上與液體相同，具有流動(dòng)性、連續(xù)性，在光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)等方面又具有各向異性，它同時(shí)具備液體和晶體的雙重性質(zhì)． 4．按照液晶分子的排列情況的不同，液晶有很多種類，長(zhǎng)絲狀液晶的分子呈長(zhǎng)棒形排列，它對(duì)外加電壓的作用很敏感，通常用來(lái)制作顯示元件；螺旋狀液晶的分子分層排列，排列方向相同且呈螺旋狀結(jié)構(gòu)，可以利用它對(duì)光隨溫度的變化的選擇性反射的特性來(lái)探測(cè)溫度． 5．如果在液體表面任意劃一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力，它的作用是使液體表面張緊，所以叫做液體的表面張力，在表面張力的作用下，液體表面具有收縮趨勢(shì)． 1．做這樣的實(shí)驗(yàn)：如圖所示，先把一個(gè)棉線圈拴在鐵絲環(huán)上，再把環(huán)在肥皂水里浸一下，使環(huán)上布滿肥皂的薄膜．如果用熱針刺破棉線圈里那部分薄膜，則棉線圈將成為(C) A．橢圓形 B．長(zhǎng)方形 C．圓形 D．任意形狀 解析：由于表面張力的作用，當(dāng)刺破棉線圈里的薄膜時(shí)，棉線圈外的薄膜就會(huì)收縮，使棉線圈張緊成圓形． 2．在以下事例中，不能用液體表面張力來(lái)解釋的是(B) A．草葉上的露珠呈圓球形 B．油滴在水面上會(huì)形成一層油膜 C．用濕布不易擦去玻璃窗上的灰塵 D．油瓶外總是附有一層薄薄的油 解析：要抓住表面張力產(chǎn)生的原因，要結(jié)合實(shí)例和具體現(xiàn)象去分析．液體的表面層由于與空氣接觸，所以表面層里分子的分布比較稀疏，分子間呈引力作用．在這個(gè)力作用下，液體表面有收縮到最小的趨勢(shì)，這個(gè)力就是表面張力．結(jié)合四個(gè)例子看，只有B中油膜不是收縮而是擴(kuò)散，所以B不能用表面張力的理論來(lái)解釋． 3．洗滌劑能除去衣服上的污垢，其原因是(C) A．降低了水的表面張力，使水和洗滌劑容易進(jìn)入被洗物質(zhì)的纖維和附著的污垢粒子之間 B．增加了水的表面張力，使水和洗滌劑容易進(jìn)入被洗物質(zhì)的纖維和附著的污垢粒子之間 C．洗滌劑分子的吸引力將污垢粒子吸入水中 D．洗滌劑的分子斥力將污垢粒子推離衣服纖維表面 4．液體在宏觀上呈現(xiàn)出各向同性，原因是(B) A．液體分子是密集在一起的 B．液體中近似保持規(guī)則排列的微小區(qū)域分布雜亂無(wú)章 C．液體分子主要是在平衡位置附近振動(dòng) D．液體分子的平衡位置經(jīng)常改變 5．(多選)下列現(xiàn)象中，能說(shuō)明液體存在表面張力的有(AB) A．水黽可以停在水面上 B．葉面上的露珠呈球形 C．滴入水中的紅墨水很快散開(kāi) D．懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 解析：A、B說(shuō)明液體存在表面張力，C是擴(kuò)散現(xiàn)象，D是布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明分子做熱運(yùn)動(dòng)． 6．(多選)關(guān)于液體的微觀結(jié)構(gòu)，下列說(shuō)法中正確的是(AD) A．液體分子間距離較小，分子是密集在一起的 B．液體分子間作用力較弱，分子像一盤(pán)散沙，這是液體具有流動(dòng)性的原因 C．液體分子的排列雜亂無(wú)章，這使液體具有各向同性 D．在液體內(nèi)部存在許多分子排列規(guī)則的小區(qū)域，這些小區(qū)域的分布雜亂無(wú)章 7．(多選)關(guān)于液晶，下列說(shuō)法正確的是(BD) A．因?yàn)橐壕墙橛诰w與液體之間的中間態(tài)，所以液晶實(shí)際上是一種非晶體 B．液晶具有液體的流動(dòng)性，是因?yàn)橐壕Х肿颖M管有序排列，但卻位置無(wú)序，可自由移動(dòng) C．任何物質(zhì)在任何條件下都可以存在液晶態(tài) D．天然存在的液晶很少，多數(shù)液晶是人工合成的 解析：液晶是一種介于晶體與液體之間的中間態(tài)，它不是晶體更不是非晶體；液晶分子的排列像晶體分子一樣排列有序，但是它們又像液體分子一樣可以自由移動(dòng)，沒(méi)有固定的位置，即位置無(wú)序，所以液晶具有流動(dòng)性；有些物質(zhì)只有在特定的條件下才具有液晶態(tài)，并不是所有物質(zhì)都有液晶態(tài)的；天然存在的液晶很少，多數(shù)液晶是人工合成的，目前已達(dá)到5 000多種．由上述可知B、D正確． 8．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(D) A．液晶既有液體的流動(dòng)性，也有晶體的各向異性的性質(zhì) B．液晶具有電光效應(yīng)、溫度效應(yīng)、壓電效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和輻射效應(yīng)等多種效應(yīng) C．利用液晶的溫度效應(yīng)，可以檢查腫瘤 D．利用液晶的電光效應(yīng)，可以確定電子線路中的短路點(diǎn) 解析：液晶既像液體能流動(dòng)，又像晶體有各向異性的性質(zhì)，A正確；液晶具有多種奇特的效應(yīng)，包括電光效應(yīng)、溫度效應(yīng)、壓電效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)以及輻射效應(yīng)等，B正確；利用液晶的溫度效應(yīng)，可以探測(cè)溫度，由于腫瘤組織的溫度與周圍正常組織的溫度不一樣，液晶會(huì)顯示出不同的顏色，故可以利用液晶檢查腫瘤，C正確；利用液晶的電光效應(yīng)，可以制成液晶顯示器，而檢查電子線路中的短路點(diǎn)則是利用液晶的溫度效應(yīng)，D錯(cuò)誤． 9．如圖所示，由于硬幣經(jīng)常和手接觸，所以硬幣表面有一層油脂，把它輕輕地向水面上平放，硬幣就可以漂浮在水面上，為什么？ 答案：硬幣漂浮時(shí)液面形狀如下圖所示，硬幣邊緣的液面斜向上，把斜向上的液體表面張力f分解，硬幣水平面上所受的合力為零，故周邊上水的表面張力的合力是豎直向上的，正是這一豎直向上的合力與硬幣重力平衡，使水“托”住了硬幣．