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第2、3节　表面张力和毛细现象　材料及其应用
1.（多选）下列现象中，是由液体的表面张力造成的是（　　）
A.游泳时弄湿了的头发黏在一起
B.熔化的铁水注入内空且为球形的砂箱，冷却后铸成一个铁球
C.锋利的玻璃片，用酒精灯灼烧一定时间后变钝了
D.绸布伞有缝隙但不漏雨水
2.（多选）关于液晶，下列说法正确的有（　　）
A.晶体熔化后产物就是液晶
B.不是所有物质都具有液晶态
C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下能够发光
D.当液晶中电场强度不同时，液晶表现出光学各向异性
3.（多选）下列现象中，哪些利用了毛细现象（　　）
A.用粉笔吸干纸上的墨汁
B.建房时，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸
C.用棉线作酒精灯的灯芯
D.想保存地面的水分，把地面的土壤锄松
4.某材料研究所的科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定是世界上最小的温度计。研究人员在长约10－6 m，直径为10－7 m的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时，管中的镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围可以从18 ℃到490 ℃，精确度较高，可用于检查电子线路是否异常、测定毛细血管的温度等许多方面，由以上信息判断下列推测中不正确的是（　　）
A.碳纳米管的体积在10 ℃至500 ℃之间随温度变化很小，可忽略不计
B.金属镓的体积在10 ℃至500 ℃之间随温度变化很小，可忽略不计
C.金属镓的体积在10 ℃至500 ℃之间随温度变化比较均匀
D.金属镓的熔点很低，沸点很高
5.（2024·江苏泰州高二期末）关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（　　）
A.图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B.图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C.图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D.图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
6.在水中浸入两个同样细的玻璃细管，一个是直的，另一个是弯的，如图所示，水在直管中上升的高度比在弯管中上升的最高点还要高，那么弯管中的水将（　　）
A.会不断地流出　　　 B.不会流出
C.不一定会流出 D.无法判断会不会流出
7.两个完全相同的空心玻璃球壳，其中一个盛有一半体积的水，另一个盛有一半体积的水银，将它们封闭起来用航天飞机送到绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中，在如图所示的四个图中（图中箭头指向地球中心，阴影部分为水或水银）。
（1）水在玻璃球壳中分布的情况，可能是　　　　　　　图。
（2）水银在玻璃球壳中分布的情况，可能是　　　图，说明理由。
第2、3节　表面张力和毛细现象　材料及其应用
1.ACD　B选项中铁球的形状决定于砂箱的形状，与液体表面张力无关；A、C、D选项中的各现象是由液体的表面张力造成的。所以B错误，A、C、D正确。
2.BD　液晶是一类比较特殊的物质，它既像液体一样具有流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性，故选项A错误；并不是所有物质都具有液晶态，故选项B正确；液晶在外加电压的影响下并不发光，而是由于液晶通电时，液晶分子排列变得有秩序，使光线容易通过，故选项C错误；对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化，液晶表现出光学各向异性，故选项D正确。
3.AC　粉笔和棉线内部有许多细小的孔道，起到毛细管的作用，所以选项A、C正确；砖的内部也有许多细小的孔道，会起到毛细管的作用，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，可以防止地面水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升，以保持房屋干燥，故选项B错误；土壤里面有很多毛细管，地下的水分可沿着它们上升到地表，如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏这些土壤里的毛细管，故选项D错误。
4.B　由题意知这种温度计测温范围为18～490 ℃，精确度高，可以推断，在测温范围内，碳纳米管体积变化很小，可忽略不计，而金属镓的体积随温度均匀变化（18～490 ℃），变化不可忽略，故选项B错误，A、C、D正确。
5.B　水黾可以停在水面，是因为水的表面张力作用的缘故，故A错误；水银的表面张力比较大，同时水银和空气之间的相互作用力也比较小，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B正确；当一根内径很细的管垂直插入液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，故C错误；拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象，减小水分蒸发，故D错误。
6.B　因为水滴从弯管管口N处落下之前，弯管管口的水面在重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能流出，故B正确。
7.（1）C　（2）B　见解析
解析：绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中，球壳和其中的水、水银均处于完全失重状态。水浸润玻璃，附着层有扩大的趋势；水银不浸润玻璃，附着层有收缩的趋势。水和水银跟气体（空气或其他气体）接触的表面层都有收缩（使表面积最小）的趋势。所以水在玻璃球壳中的分布情况可能是C图，水银在玻璃球壳中的分布情况可能是B图。
1 / 2第2、3节　表面张力和毛细现象　材料及其应用
核心 素养 目标 1.了解表面张力，能解释液面表面张力产生的原因。 2.知道浸润与不浸润现象，了解产生这种现象的原因。 3.知道毛细现象及其特点。 4.了解液晶的特点及其应用
知识点一　表面张力
1.表面层
（1）定义：液体与气体接触的表面存在的一个　　　　。
（2）特点：表面层分子的分布比液体内部　　　　。
2.表面张力
（1）定义：液体表面各部分间的相互　　　　。
（2）作用效果：因为表面张力的作用，液体表面总有要收缩到　　　　　　的趋势，所以雨滴、奶滴、油滴等液滴的外形就近似呈现　　　　；若重力的影响明显，其外形就呈现为　　　　；在完全失重的环境下，液滴能收缩成标准的　　　　。
知识点二　浸润与不浸润
1.定义
（1）浸润：液体　　　　某种固体并　　　　在该固体表面上的现象。
（2）不浸润：液体　　　　某种固体也　　　在该固体表面上的现象。
2.产生的原因
（1）三个相关概念。
①附着层：液体跟固体接触时，在　　　　形成的液体薄层。
②内聚力：附着层中的液体分子受到的液体内部分子的　　　　。
③附着力：附着层中的液体分子受到的固体分子的　　　　。
（2）产生原因分析：由于内聚力与附着力的大小不同。
①当内聚力　　　　附着力时，液体不浸润固体。
②当附着力　　　　内聚力时，液体浸润固体。
知识点三　毛细现象
1.定义：浸润液体在细管里　　　　的现象和不浸润液体在细管里　　　　的现象。
2.特点：水在玻璃管中会出现　　　　形弯月面；水银在玻璃管中则会出现　　　　形弯月面。且管的内径越小，前者水面越　　　，后者水银面越　　　　。
知识点四　液晶
1.定义：既具有像液体那样的　　　　和连续性，又具有晶体那样的　　　　特点的　　　　。
2.性质：外界条件的微小变化，会引起液晶分子　　　　的变化，从而改变液晶的某些性质。如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器的表面差异等，都可能改变液晶的　　　　性质。
知识点五　材料及其应用
1.材料对人类社会的影响：　 　　与　　　、　　　　一起被当今国际社会公认为现代文明的三大支柱。
2.材料的种类
（1）按材料特性分为：　　　　　材料和　　　　材料。
（2）按应用领域分为：　　　　　　材料、　　　　材料、　　　　材料，　　　材料、　　　　材料等。
（3）按习惯分为：　　　　材料、　　　　　材料、　　　　　　材料和　　　　材料。
3.材料的应用
（1）半导体：①电阻率介于金属导体和绝缘体之间，作为具有优异特性的微电子材料，可制造晶体管、集成电器等，应用于微电子工业。②特性尺寸接近原子极限，用来制造自旋器件，铁磁存储器、量子晶体管等。③制造芯片，存储器等应用于电子信息产业。
（2）纳米材料：粒度在　　　　时，其力、热、声、光、磁等方面的某些性能会发生突变；应用了制造碳纳米管等小尺寸材料，制成“无机膜”保护文物等。
（3）石墨烯：具有优异的　　　　、　　　　、　　　　特性。是已知最高强度的材料之一，能弯曲；有很好的韧性。可制作传感器、晶体管，是制造柔性显示屏等的基础材料。
【情景思辨】
　（1）小孩用细管蘸肥皂水，吹出球形的肥皂泡是因表面张力所致。（　　）
（2）一些昆虫可以停在水面上是浮力的作用。（　　）
（3）一种液体可能浸润某种固体，也可能不浸润另一种固体。（　　）
（4）水可以浸润玻璃，但不能浸润蜂蜡。（　　）
（5）在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面呈凸形。（　　）
（6）毛细现象的产生与液体的表面张力有关系。（　　）
（7）液晶具有多种光学效应，可以用来制造显示器。（　　）
（8）石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，是已知强度最高的材料之一。（　　）
要点一　对液体表面张力的理解
【探究】
　唐代诗人韦应物写过一首小诗《咏露》：“秋荷一滴露，清夜坠玄天。将来玉盘上，不定始知圆”。这首诗的意思是：秋日荷叶上的一滴露珠，是从天上落下来的，它在荷叶上仿佛滚来滚去而不是停着不动，仔细一看才知道它是圆的。思考一下，为什么露珠是圆的呢？
【归纳】
1.液体表面张力的成因分析
（1）分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面层分子分布比内部分子稀疏。
（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，使液体表面形成一层绷紧的膜。
（4）表面张力的方向：表面张力的方向与液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图所示。
2.表面张力及其作用
（1）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。例如，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，在完全失重条件下才呈球形）。
（2）表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。
【典例1】　关于液体的表面张力，下面说法正确的是（　　）
A.表面张力是液体内各部分间的相互作用
B.表面张力的方向总是沿液体表面分布
C.表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部
D.小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
规律总结
（1）表面张力是液体表面层中大量分子间引力的宏观表现。
（2）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。
（3）表面张力的方向与液面相切。
1.（多选）下列现象中，关于液体的表面张力说法正确的是（　　）
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作用的结果
B.小木块能够浮于水面上是液体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水的表面张力作用的结果
D.喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是水的表面张力作用的结果
2.液体表面张力产生的原因是（　　）
A.液体表面层分子较紧密，分子间斥力大于引力
B.液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力
C.液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力
D.液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力
3.如图所示，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（　　）
要点二　浸润、不浸润与毛细现象
【探究】
　如图所示，几根内径粗细不同的细玻璃管插入一浅水槽和水银槽中，出现了图中的几种现象。
水　　　　水银
这是什么物理现象？从以上实验中可以看出这种现象的明显程度与什么因素有关呢？
【归纳】
1.浸润和不浸润现象成因分析
（1）附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。
（2）液体能否浸润固体由内聚力和附着力的大小关系决定
①如果内聚力大于附着力，附着层的分子比液体内部稀疏，附着层内出现与液体表面张力相似的收缩力，此时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润现象。
②如果内聚力小于附着力，附着层中的分子比液体内部更密。附着层中出现液体相互推斥的力，此时跟固体接触的液面有扩展的趋势，液体将沿固体表面伸展开来，形成浸润现象。
2.毛细现象
（1）两种表现：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降。
（2）产生原因：毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。如图所示，图甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管外高；图乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，由于表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面比管外低。F方向应为液面的切线
【典例2】　关于浸润和不浸润，下列说法正确的是（　　）
A.水是浸润液体，水银是不浸润液体
B.在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面呈凸形
C.如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱，就会形成浸润现象
D.鸭的羽毛上有一层很薄的脂肪，使羽毛不被水浸润
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.液体在器壁附近的液面会发生弯曲，如图所示，对比有下列几种解释，其中正确的是（　　）
A.表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部密
B.表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏
C.附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
D.附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
2.（多选）下列关于浸润、不浸润现象与毛细现象的说法正确的是（　　）
A.水可以浸润玻璃但不能浸润蜂蜡
B.浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象
C.浸润液体都能发生毛细现象，不浸润液体都不能发生毛细现象
D.浸润液体和不浸润液体在细管中都上升
3.（多选）把很细的玻璃管插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是（　　）
要点三　液晶
【探究】
荷兰飞利浦电子公司在2009年春季推出了一款超宽屏幕液晶电视产品，其屏幕比例达到了21∶9。它宽广的画面可以呈现给人以身临其境的真实感。液晶作为显示元件，利用了液晶的什么性质？
【归纳】
　液晶的特点
（1）液晶具有液体的流动性。
（2）液晶具有晶体的各向异性。
（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。
【典例3】　近年来液晶4K电视画质不断提升，液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶层的工作原理的说法中正确的是（　　）
A.液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
B.液晶的光学性质随温度的变化而变化
C.液晶的光学性质随外加电压的变化而不变
D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
规律总结
　　在显示器方面的应用，是当前液晶最主要的应用方向。另外利用液晶和生物组织的相似性，液晶也被应用于生物科研当中。液晶是一种不同于固、液、气的物质形态，它在电子工业、航空工业、生物、医学等领域内获得了广泛的应用。液晶既不是晶体，也不是液体。液晶分子的排列极易受到外界的影响而发生变化。
（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，外界条件的微小变化都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
要点四　材料及其应用
1.材料的分类
按照材料的特性，分为结构材料和功能材料；
按照应用领域，分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料；
按习惯分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。
2.新材料
（1）半导体材料：主要是硅和砷化镓，在电子工业和微电子技术中有广泛的应用。
（2）纳米材料：粒度在1～100 nm之间的材料称为纳米材料。1 nm＝10－9 m。
纳米材料的发现和应用为新型材料的发明开辟了一个崭新的天地，显示了强大的生命力。
（3）石墨烯：人们发现的第一种由单层原子构成的材料，碳原子之间相互连接成六角网络。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，有很好的韧性，可制作传感器、晶体管、石墨烯的发展前景备受瞩目。
【典例4】　下列说法中不正确的是（　　）
A.不锈钢具有很强的耐腐蚀性，广泛应用于制造餐具、外科手术器械及化工设备
B.有机高分子材料是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的有机化合物构成的材料
C.复合材料则是由几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料
D.玻璃钢不是复合材料
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（多选）材料如果按特性分类，可分为（　　）
A.结构材料 B.信息材料
C.复合材料 D.功能材料
1.（多选）关于液体表面张力，下列说法中正确的有（　　）
A.甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果
B.乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力
C.丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用
D.丁图中液体表面张力方向与液面平行
2.（多选）下列事件与其结论中正确的是（　　）
A.鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿——不浸润现象
B.细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形——表面张力
C.粉笔能吸干纸上的墨水——浸润现象
D.布做的雨伞，虽然纱线间有空隙，却不漏雨水——毛细现象
3.关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　）
A.甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果
B.乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果
C.丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象
D.丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象
4.（多选）石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键仅为1.42 ，它内部碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力从而保持稳定的结构。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，电阻率约10－6 Ω·cm，比铜或银的电阻率更小，为当今发现电阻率最小的材料。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率，并且提高电池容量。通过阅读上述材料，推断下列说法中正确的是（　　）
A.石墨烯的厚度数量级为10－10 m
B.用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加
C.石墨烯和金刚石是同位素
D.用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑
5.由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为　　　　（选填“引力”或“斥力”）。分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中　　　　（选填“A”“B”或“C”）的位置
。
第2、3节　表面张力和毛细现象　材料及其应用
【基础知识·准落实】
知识点一
1.（1）薄层　（2）稀疏
2.（1）引力　（2）表面积最小　球形　椭球形　球形
知识点二
1.（1）润湿　附着　（2）不润湿　不附着
2.（1）①接触处　②吸引力　③吸引力　（2）①大于　②大于
知识点三
1.上升　下降
2.凹　凸　高　低
知识点四
1.流动性　各向异性　流体
2.排列　光学
知识点五
1.材料　信息　能源
2.（1）结构　功能　（2）信息　能源　建筑　生物　航空航天　（3）金属　无机非金属　有机高分子　复合
3.（2）1～100 nm　（3）光学　电学　力学
情景思辨
（1）√　（2）×　（3）√　（4）√　（5）×　（6）√　（7）√　（8）√
【核心要点·快突破】
要点一
知识精研
【探究】　提示：因为表面张力的作用，液体表面总有要收缩到表面积最小的趋势，所以露珠的外形就近似呈现球形。
【典例1】　B　表面张力是液体表面层分子间的相互作用，A错误；表面张力的方向和液面相切，并和液面两部分的分界线垂直，B正确，C错误；小昆虫能在水面上自由走动是由于表面张力的存在，D错误。
素养训练
1.ACD　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、C选项正确。小木块浮于水面上时，木块的下部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，而非表面张力在起作用，故B选项错误。喷泉喷到空中的水分散时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态，因而形成球状水珠（体积一定的情况下以球形表面积为最小，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。
2.C　液体表面层分子比内部稀疏，液体表面层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C正确。
3.D　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部分液膜刺破后，在b部分液膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧。因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最大，所以棉线被拉成凹的圆弧形状，选项D正确。
要点二
知识精研
【探究】　提示：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，称为毛细现象。毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大。
【典例2】　D　同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，A错误；液体浸润器壁，液面呈凹形，B错误；固体分子跟液体分子间的引力较弱，会形成不浸润现象，C错误；脂肪不被水浸润，D正确。
素养训练
1.B　液体表面具有收缩的趋势，即液体表面表现为张力，是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，密度较小，且液面分子间表现为引力，故表面层Ⅰ、Ⅱ内分子的分布比液体内部疏，故A错误，B正确；附着层Ⅰ内分子与容器壁间引力大于内部液体分子引力，附着层分子距离小，密度大，故C错误；附着层Ⅱ内分子与容器壁间吸引力小于内部液体分子引力，附着层分子距离大，密度小，故D错误。
2.AB　水可以附着在玻璃表面上，也就是说水可以浸润玻璃，但不会附着在蜂蜡上，也就是说不浸润蜂蜡，所以同一液体对不同的固体，有的可能发生浸润现象，有的可能发生不浸润现象，这与液体和固体的分子作用力有关。浸润液体和不浸润液体都能发生毛细现象，在细管中沿管壁上升的是浸润液体，在细管中沿管壁下降的是不浸润液体。故A、B正确，C、D错误。
3.AC　因为水能浸润玻璃，所以A正确；水银不浸润玻璃，C正确；B、D选项中管内、外的浸润情况不一致，所以是不可能的，B、D错误。
要点三
知识精研
【探究】　提示：液晶可用作显示元件，是因为在外加电压影响下，液晶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。控制电压，就可以让液晶像闸门一样阻隔光线，或让光线穿过，其作用相当于光开关，利用液晶的这种性质可制造各种液晶显示屏。
【典例3】　D　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，A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，如温度、压力、外加电压等因素变化时，都会改变液晶的光学性质，但是液晶电视依据的是液晶的光学性质随外加电压的变化而变化来工作的，D正确，B、C错误。
素养训练
AB　液晶分子在特定方向上排列比较整齐，故选项A正确；液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，故选项B正确，C错误；液晶的物理性质不稳定，例如：有一种液晶，在外加电压的影响下，会由透明状态变成混浊状态，去掉电压，又恢复透明状态，故选项D错误。
要点四
知识精研
【典例4】　D　玻璃钢、碳纤维和陶瓷复合材料等都是新型的复合材料，D错。故选D。
素养训练
AD　按照材料的特性，可以把材料分为结构材料和功能材料两类。结构材料主要利用材料的力学特性，功能材料主要利用材料的声、光、热、电、磁等特性，故选项A、D正确。
【教学效果·勤检测】
1.BD　甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力的结果，故A错误；乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子表现为引力，从而产生表面张力，故B正确；丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用，故C错误；丁图中液体表面张力方向与液面平行，故D正确。
2.AB　A是不浸润现象；B是表面张力；C是毛细现象；D是不浸润现象。选项A、B正确。
3.B　因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走，故A错误；将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；浸润液体在毛细管中上升，呈凹液面；不浸润液体在毛细管中下降，呈凸液面，两种都属于毛细现象，故C错误；玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力作用的结果，不是浸润现象，故D错误。
4.ABD　石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料，厚度等于原子的直径，因此其数量级为10－10 m，故A正确；根据题意“利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率，并且提高电池容量”可知，用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加，故B正确；石墨烯和金刚石是同素异形体，不是同位素，故C错误；根据题意“当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持稳定的结构”，用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑，故D正确。
5.引力　C
解析：水滴表面层使水滴具有收缩的趋势，因此水滴表面层中，水分子之间的作用力为引力；水分子之间引力和斥力相等时，分子间距r＝r0，分子势能最小；当分子间表现为引力时，分子间距离r＞r0，因此，小水滴表面层中水分子Ep对应于位置C。
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第2、3节
表面张力和毛细现象　材料及其应用
核心素养目标 1.了解表面张力，能解释液面表面张力产生的原因。
2.知道浸润与不浸润现象，了解产生这种现象的原因。
3.知道毛细现象及其特点。
4.了解液晶的特点及其应用
目 录
01.
基础知识·准落实
02.
核心要点·快突破
03.
教学效果·勤检测
04.
课时训练·提素能
基础知识·准落实
梳理归纳 自主学习
01
知识点一　表面张力
1. 表面层
（1）定义：液体与气体接触的表面存在的一个 。
（2）特点：表面层分子的分布比液体内部 。
薄层　
稀疏　
2. 表面张力
（1）定义：液体表面各部分间的相互 。
（2）作用效果：因为表面张力的作用，液体表面总有要收缩
到 的趋势，所以雨滴、奶滴、油滴等液滴的
外形就近似呈现 ；若重力的影响明显，其外形就呈
现为 ；在完全失重的环境下，液滴能收缩成标准
的 。
引力　
表面积最小　
球形　
椭球形　
球形　
知识点二　浸润与不浸润
1. 定义
（1）浸润：液体 某种固体并 在该固体表面上的
现象。
（2）不浸润：液体 某种固体也 在该固体表
面上的现象。
润湿　
附着　
不润湿　
不附着　
2. 产生的原因
（1）三个相关概念。
①附着层：液体跟固体接触时，在 形成的液体
薄层。
接触处　
②内聚力：附着层中的液体分子受到的液体内部分子的
。
③附着力：附着层中的液体分子受到的固体分子的
。
吸
引力　
吸引
力　
（2）产生原因分析：由于内聚力与附着力的大小不同。
①当内聚力 附着力时，液体不浸润固体。
②当附着力 内聚力时，液体浸润固体。
大于　
大于　
知识点三　毛细现象
1. 定义：浸润液体在细管里 的现象和不浸润液体在细管
里 的现象。
2. 特点：水在玻璃管中会出现 形弯月面；水银在玻璃管中则会
出现 形弯月面。且管的内径越小，前者水面越 ，后者
水银面越 。
上升　
下降　
凹　
凸　
高　
低　
知识点四　液晶
1. 定义：既具有像液体那样的 和连续性，又具有晶体那样
的 特点的 。
2. 性质：外界条件的微小变化，会引起液晶分子 的变化，从
而改变液晶的某些性质。如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器的
表面差异等，都可能改变液晶的 性质。
流动性　
各向异性　
流体　
排列　
光学　
知识点五　材料及其应用
1. 材料对人类社会的影响： 与 、 一起被当
今国际社会公认为现代文明的三大支柱。
2. 材料的种类
（1）按材料特性分为： 材料和 材料。
（2）按应用领域分为： 材料、 材料、
材料， 材料、 材料等。
（3）按习惯分为： 材料、 材料、
材料和 材料。
材料　
信息　
能源　
结构　
功能　
信息　
能源　
建筑　
生物　
航空航天　
金属　
无机非金属　
有机
高分子　
复合　
3. 材料的应用
（1）半导体：①电阻率介于金属导体和绝缘体之间，作为具有优
异特性的微电子材料，可制造晶体管、集成电器等，应用于
微电子工业。②特性尺寸接近原子极限，用来制造自旋器
件，铁磁存储器、量子晶体管等。③制造芯片，存储器等应
用于电子信息产业。
（2）纳米材料：粒度在 时，其力、热、声、光、磁
等方面的某些性能会发生突变；应用了制造碳纳米管等小尺
寸材料，制成“无机膜”保护文物等。
（3）石墨烯：具有优异的 、 、 特性。
是已知最高强度的材料之一，能弯曲；有很好的韧性。可制
作传感器、晶体管，是制造柔性显示屏等的基础材料。
1～100 nm　
光学　
电学　
力学　
【情景思辨】
（1）小孩用细管蘸肥皂水，吹出球形的肥皂泡是因表面张力所致。 （　√　）
（2）一些昆虫可以停在水面上是浮力的作用。 （　×　）
（3）一种液体可能浸润某种固体，也可能不浸润另一种固体。
（　√　）
（4）水可以浸润玻璃，但不能浸润蜂蜡。 （　√　）
（5）在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面呈凸形。
（　×　）
√
×
√
√
×
（6）毛细现象的产生与液体的表面张力有关系。 （　√　）
√
（7）液晶具有多种光学效应，可以用来制造显示器。 （　√　）
（8）石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，是已知强度最高的
材料之一。 （　√　）
√
√
核心要点·快突破
互动探究 深化认知
02
要点一　对液体表面张力的理解
【探究】
　唐代诗人韦应物写过一首小诗《咏露》：“秋荷一滴露，清夜坠玄
天。将来玉盘上，不定始知圆”。这首诗的意思是：秋日荷叶上的一
滴露珠，是从天上落下来的，它在荷叶上仿佛滚来滚去而不是停着不
动，仔细一看才知道它是圆的。思考一下，为什么露珠是圆的呢？
提示：因为表面张力的作用，液体表面总有要收缩到表面积最小的趋势，所以露珠的外形就近似呈现球形。
【归纳】
1. 液体表面张力的成因分析
（1）分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面层分子分布比内
部分子稀疏。
（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，
使液体表面形成一层绷紧的膜。
（4）表面张力的方向：表面张力的方向与液面相切，垂直于液面
上的各条分界线，如图所示。
2. 表面张力及其作用
（1）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。例如，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，在完全失重条件下才呈
球形）。
（2）表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种
类、温度有关。
【典例1】　关于液体的表面张力，下面说法正确的是（　　）
A. 表面张力是液体内各部分间的相互作用
B. 表面张力的方向总是沿液体表面分布
C. 表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部
D. 小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关
解析：表面张力是液体表面层分子间的相互作用，A错误；表面张力
的方向和液面相切，并和液面两部分的分界线垂直，B正确，C错
误；小昆虫能在水面上自由走动是由于表面张力的存在，D错误。
规律总结
（1）表面张力是液体表面层中大量分子间引力的宏观表现。
（2）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。
（3）表面张力的方向与液面相切。
1. （多选）下列现象中，关于液体的表面张力说法正确的是（　　）
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作用
的结果
B. 小木块能够浮于水面上是液体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水的表面张力作用的结果
D. 喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是水的表面张力作用的
结果
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、C选项正确。小木块浮于水面上时，木块的下部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，而非表面张力在起作用，故B选项错误。喷泉喷到空中的水分散时，每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水处于完全失重状态，因而形成球状水珠（体积一定的情况下以球形表面积为最小，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。
2. 液体表面张力产生的原因是（　　）
A. 液体表面层分子较紧密，分子间斥力大于引力
B. 液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力
C. 液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力
D. 液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力
解析：　液体表面层分子比内部稀疏，液体表面层分子间的相互
作用表现为引力，即分子间的引力比斥力大，故C正确。
3. 如图所示，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，棉线的形状是如图中的哪
一个（　　）
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部分液膜刺破后，在b部分液膜表
面张力的作用下，棉线将被绷紧。因液体表面有收缩到面积最小的
趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最大，所以棉线被拉成凹
的圆弧形状，选项D正确。
要点二　浸润、不浸润与毛细现象
【探究】
　如图所示，几根内径粗细不同的细玻璃管插入一浅水槽和水银槽
中，出现了图中的几种现象。
水　　　　水银
这是什么物理现象？从以上实验中可以看出这种现象的明显程度与什
么因素有关呢？
提示：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现
象，称为毛细现象。毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，
毛细管内径越小，高度差越大。
【归纳】
1. 浸润和不浸润现象成因分析
（1）附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，附着层的液体
分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。
（2）液体能否浸润固体由内聚力和附着力的大小关系决定
①如果内聚力大于附着力，附着层的分子比液体内部稀疏，
附着层内出现与液体表面张力相似的收缩力，此时跟固体接
触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润现象。
②如果内聚力小于附着力，附着层中的分子比液体内部更
密。附着层中出现液体相互推斥的力，此时跟固体接触的
液面有扩展的趋势，液体将沿固体表面伸展开来，形成浸
润现象。
2. 毛细现象
（1）两种表现：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中
下降。
（2）产生原因：毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关
系。如图所示，图甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因
为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管
内液面要比管外高；图乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，
由于表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面
比管外低。
F方向应为液面的切线
【典例2】　关于浸润和不浸润，下列说法正确的是（　　）
A. 水是浸润液体，水银是不浸润液体
B. 在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面呈凸形
C. 如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱，就会形成浸润现象
D. 鸭的羽毛上有一层很薄的脂肪，使羽毛不被水浸润
解析：同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，A错
误；液体浸润器壁，液面呈凹形，B错误；固体分子跟液体分子间的
引力较弱，会形成不浸润现象，C错误；脂肪不被水浸润，D正确。
1. 液体在器壁附近的液面会发生弯曲，如图所示，对比有下列几种解
释，其中正确的是（　　）
A. 表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部密
B. 表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部疏
C. 附着层Ⅰ内分子的分布比液体内部疏
D. 附着层Ⅱ内分子的分布比液体内部密
解析：　液体表面具有收缩的趋势，即液体表面表现为张力，是
液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，密度较小，且液
面分子间表现为引力，故表面层Ⅰ、Ⅱ内分子的分布比液体内部疏，
故A错误，B正确；附着层Ⅰ内分子与容器壁间引力大于内部液体分
子引力，附着层分子距离小，密度大，故C错误；附着层Ⅱ内分子
与容器壁间吸引力小于内部液体分子引力，附着层分子距离大，密
度小，故D错误。
2. （多选）下列关于浸润、不浸润现象与毛细现象的说法正确的是
（　　）
A. 水可以浸润玻璃但不能浸润蜂蜡
B. 浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象
C. 浸润液体都能发生毛细现象，不浸润液体都不能发生毛细现象
D. 浸润液体和不浸润液体在细管中都上升
解析： 水可以附着在玻璃表面上，也就是说水可以浸润玻璃，但不会附着在蜂蜡上，也就是说不浸润蜂蜡，所以同一液体对不同的固体，有的可能发生浸润现象，有的可能发生不浸润现象，这与液体和固体的分子作用力有关。浸润液体和不浸润液体都能发生毛细现象，在细管中沿管壁上升的是浸润液体，在细管中沿管壁下降的是不浸润液体。故A、B正确，C、D错误。
3. （多选）把很细的玻璃管插入水中与水银中，如图所示，正确表示
毛细现象的是（　　）
解析：因为水能浸润玻璃，所以A正确；水银不浸润玻璃，C正确；B、D选项中管内、外的浸润情况不一致，所以是不可能的，B、D错误。
要点三　液晶
【探究】荷兰飞利浦电子公司在2009年春季推出了一款超宽屏幕液晶电视产品，其屏幕比例达到了21∶9。它宽广的画面可以呈现给人以身临其境的真实感。液晶作为显示元件，利用了液晶的什么性质？
提示：液晶可用作显示元件，是因为在外加电压影响下，液晶分子排
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。控
制电压，就可以让液晶像闸门一样阻隔光线，或让光线穿过，其作用
相当于光开关，利用液晶的这种性质可制造各种液晶显示屏。
【归纳】
　液晶的特点
（1）液晶具有液体的流动性。
（2）液晶具有晶体的各向异性。
（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。
【典例3】　近年来液晶4K电视画质不断提升，液晶电视的关键部件
是液晶层，下列关于液晶层的工作原理的说法中正确的是（　　）
A. 液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性
B. 液晶的光学性质随温度的变化而变化
C. 液晶的光学性质随外加电压的变化而不变
D. 液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
解析：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，A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，如温度、压力、外加电压等因
素变化时，都会改变液晶的光学性质，但是液晶电视依据的是液晶的
光学性质随外加电压的变化而变化来工作的，D正确，B、C错误。
规律总结
　　在显示器方面的应用，是当前液晶最主要的应用方向。另外利用
液晶和生物组织的相似性，液晶也被应用于生物科研当中。液晶是一
种不同于固、液、气的物质形态，它在电子工业、航空工业、生物、
医学等领域内获得了广泛的应用。液晶既不是晶体，也不是液体。液
晶分子的排列极易受到外界的影响而发生变化。
（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，外界条件的微小变化都会引起液晶分子
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
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
晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的
变化，故选项B正确，C错误；液晶的物理性质不稳定，例如：有一
种液晶，在外加电压的影响下，会由透明状态变成混浊状态，去掉电
压，又恢复透明状态，故选项D错误。
要点四　材料及其应用
1. 材料的分类
按照材料的特性，分为结构材料和功能材料；
按照应用领域，分为信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、
航空航天材料；
按习惯分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复
合材料。
2. 新材料
（1）半导体材料：主要是硅和砷化镓，在电子工业和微电子技术
中有广泛的应用。
（2）纳米材料：粒度在1～100 nm之间的材料称为纳米材料。1
nm＝10－9 m。
纳米材料的发现和应用为新型材料的发明开辟了一个崭新的
天地，显示了强大的生命力。
（3）石墨烯：人们发现的第一种由单层原子构成的材料，碳原子
之间相互连接成六角网络。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，有很好的韧性，
可制作传感器、晶体管、石墨烯的发展前景备受瞩目。
【典例4】　下列说法中不正确的是（　　）
A. 不锈钢具有很强的耐腐蚀性，广泛应用于制造餐具、外科手术器
械及化工设备
B. 有机高分子材料是由碳、氢、氧、氮、硅、硫等元素的有机化合
物构成的材料
C. 复合材料则是由几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料
D. 玻璃钢不是复合材料
解析：玻璃钢、碳纤维和陶瓷复合材料等都是新型的复合材料，D
错。故选D。
（多选）材料如果按特性分类，可分为（　　）
A. 结构材料 B. 信息材料
C. 复合材料 D. 功能材料
解析： 　按照材料的特性，可以把材料分为结构材料和功能材料
两类。结构材料主要利用材料的力学特性，功能材料主要利用材料的
声、光、热、电、磁等特性，故选项A、D正确。
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
03
1. （多选）关于液体表面张力，下列说法中正确的有（　　）
A. 甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果
B. 乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产
生表面张力
C. 丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用
D. 丁图中液体表面张力方向与液面平行
解析： 　甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力的结果，故A
错误；乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距
离，分子表现为引力，从而产生表面张力，故B正确；丙图中水黾
可以停在水面上，是由于水的表面张力作用，故C错误；丁图中液
体表面张力方向与液面平行，故D正确。
2. （多选）下列事件与其结论中正确的是（　　）
A. 鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿——不浸润现象
B. 细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形——表面张力
C. 粉笔能吸干纸上的墨水——浸润现象
D. 布做的雨伞，虽然纱线间有空隙，却不漏雨水——毛细现象
解析： 　A是不浸润现象；B是表面张力；C是毛细现象；D是
不浸润现象。选项A、B正确。
3. 关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　）
A. 甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果
B. 乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作
用的结果
C. 丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面
的不是毛细现象
D. 丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种
浸润现象
解析：　因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地
在水面上行走，故A错误；将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆
孔，是表面张力作用的结果，故B正确；浸润液体在毛细管中上
升，呈凹液面；不浸润液体在毛细管中下降，呈凸液面，两种都属
于毛细现象，故C错误；玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端
会变钝，是表面张力作用的结果，不是浸润现象，故D错误。
4. （多选）石墨烯（Graphene）是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料。石墨烯的结构非常稳定，碳碳键仅为1.42 ，它内部碳原子之间的连接很柔韧，当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力从而保持稳定的结构。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，电阻率约10－6 Ω·cm，比铜或银的电阻率更小，为当今发现电阻率最小的材料。石墨烯有可能会成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机，利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率，并且提高电池容量。通过阅读上述材料，推断下列说法中正确的是（　　）
A. 石墨烯的厚度数量级为10－10 m
B. 用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加
C. 石墨烯和金刚石是同位素
D. 用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑
解析：石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新型纳米材料，厚度等于原子的直径，因此其数量级为10－10 m，故A正确；根据题意“利用石墨烯加入电池电极材料中可以大大提高充电效率，并且提高电池容量”可知，用石墨烯做成的电池储存电能的性能大大增加，故B正确；石墨烯和金刚石是同素异形体，不是同位素，故C错误；根据题意“当施加外力于石墨烯时，碳原子面会弯曲变形，使得碳原子不必重新排列来适应外力，从而保持稳定的结构”，用石墨烯可以实现像报纸一样可以卷起来的平板电脑，故D正确。
5. 由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的。在小水滴表面层
中，水分子之间的相互作用总体上表现为 （选填“引力”
或“斥力”）。分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，
能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中 （选填
“A”“B”或“C”）的位置。
引力
C
解析：水滴表面层使水滴具有收缩的趋势，因此水滴表面层中，水分子之间的作用力为引力；水分子之间引力和斥力相等时，分子间
距r＝r0，分子势能最小；当分子间表现为引力时，分子间距离r＞r0，因此，小水滴表面层中水分子Ep对应于位置C。
04
课时训练·提素能
分层达标 素养提升
1. （多选）下列现象中，是由液体的表面张力造成的是（　　）
A. 游泳时弄湿了的头发黏在一起
B. 熔化的铁水注入内空且为球形的砂箱，冷却后铸成一个铁球
C. 锋利的玻璃片，用酒精灯灼烧一定时间后变钝了
D. 绸布伞有缝隙但不漏雨水
解析：B选项中铁球的形状决定于砂箱的形状，与液体表面张力无关；A、C、D选项中的各现象是由液体的表面张力造成的。所以B错误，A、C、D正确。
1
2
3
4
5
6
7
2. （多选）关于液晶，下列说法正确的有（　　）
A. 晶体熔化后产物就是液晶
B. 不是所有物质都具有液晶态
C. 电子手表中的液晶在外加电压的影响下能够发光
D. 当液晶中电场强度不同时，液晶表现出光学各向异性
1
2
3
4
5
6
7
解析： 　液晶是一类比较特殊的物质，它既像液体一样具有
流动性，又跟某些晶体一样具有光学性质的各向异性，故选项
A错误；并不是所有物质都具有液晶态，故选项B正确；液晶在
外加电压的影响下并不发光，而是由于液晶通电时，液晶分子
排列变得有秩序，使光线容易通过，故选项C错误；对不同颜
色光的吸收强度随电场强度的变化而变化，液晶表现出光学各
向异性，故选项D正确。
1
2
3
4
5
6
7
3. （多选）下列现象中，哪些利用了毛细现象（　　）
A. 用粉笔吸干纸上的墨汁
B. 建房时，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸
C. 用棉线作酒精灯的灯芯
D. 想保存地面的水分，把地面的土壤锄松
1
2
3
4
5
6
7
解析： 　粉笔和棉线内部有许多细小的孔道，起到毛细管的作
用，所以选项A、C正确；砖的内部也有许多细小的孔道，会起到
毛细管的作用，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，可
以防止地面水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升，以保持房
屋干燥，故选项B错误；土壤里面有很多毛细管，地下的水分可沿
着它们上升到地表，如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄
松，破坏这些土壤里的毛细管，故选项D错误。
1
2
3
4
5
6
7
4. 某材料研究所的科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定是世界上最小的温度计。研究人员在长约10－6 m，直径为10－7 m的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时，管中的镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围可以从18 ℃到490 ℃，精确度较高，可用于检查电子线路是否异常、测定毛细血管的温度等许多方面，由以上信息判断下列推测中不正确的是（　　）
A. 碳纳米管的体积在10 ℃至500 ℃之间随温度变化很小，可忽略不计
B. 金属镓的体积在10 ℃至500 ℃之间随温度变化很小，可忽略不计
C. 金属镓的体积在10 ℃至500 ℃之间随温度变化比较均匀
D. 金属镓的熔点很低，沸点很高
1
2
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解析：　由题意知这种温度计测温范围为18～490 ℃，精确度
高，可以推断，在测温范围内，碳纳米管体积变化很小，可忽略不
计，而金属镓的体积随温度均匀变化（18～490 ℃），变化不可忽
略，故选项B错误，A、C、D正确。
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5. （2024·江苏泰州高二期末）关于下列各图所对应现象的描述，正
确的是（　　）
A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引
上来
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解析：　水黾可以停在水面，是因为水的表面张力作用的缘故，
故A错误；水银的表面张力比较大，同时水银和空气之间的相互作
用力也比较小，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地
减少表面积，从而形成球状，故B正确；当一根内径很细的管垂直
插入液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，故
C错误；拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象，减小水分蒸发，
故D错误。
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6. 在水中浸入两个同样细的玻璃细管，一个是直的，另一个是弯的，
如图所示，水在直管中上升的高度比在弯管中上升的最高点还要
高，那么弯管中的水将（　　）
A. 会不断地流出
B. 不会流出
C. 不一定会流出
D. 无法判断会不会流出
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解析： 　因为水滴从弯管管口N处落下之前，弯管管口的水面在
重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，使水不能
流出，故B正确。
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7. 两个完全相同的空心玻璃球壳，其中一个盛有一半体积的水，另一
个盛有一半体积的水银，将它们封闭起来用航天飞机送到绕地球做
匀速圆周运动的空间实验站中，在如图所示的四个图中（图中箭头
指向地球中心，阴影部分为水或水银）。
（1）水在玻璃球壳中分布的情况，可能是 图。
C
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（2）水银在玻璃球壳中分布的情况，可能是 图，说明理由。
答案：见解析
解析：绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中，球壳和其中
的水、水银均处于完全失重状态。水浸润玻璃，附着层有扩
大的趋势；水银不浸润玻璃，附着层有收缩的趋势。水和水
银跟气体（空气或其他气体）接触的表面层都有收缩（使表
面积最小）的趋势。所以水在玻璃球壳中的分布情况可能是
C图，水银在玻璃球壳中的分布情况可能是B图。
B
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谢谢观看!

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