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2.5 液体
人教版（2019）物理选择性必修第三册 第二章
气体、固体和液体
1、知道液体表面有收缩的趋势；了解液体表面张力的意义和方向。
2、知道液体对固体有浸润和不浸润的特点。
3、了解液晶的特点及应用。
学习目标
问题？
在杯子中盛满清水。将曲别针一枚一枚依次放入杯中，比一比看谁放入的曲别针数量最多，而杯中的水不会溢出。你能解释这一现象吗
1．液体的性质
2、液体的微观结构
液体的分子间距离大约为r0，相互作用较强，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，这一点跟固体分子的运动情况类似。
一、液体的微观结构
介于气体和固体之间，具有一定的体积，不易压缩，没有一定的形状，具有流动性，液体表现出各向同性．
3、非晶体的微观结构与液体相似，只有晶体才能叫做真正的固体。
一、液体的微观结构
但液体分子没有固定的平衡位置，它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后，又转到另一个平衡位置去振动。这就是液体具有流动性的原因。这一个特点明显区别于固体。
固体 液体 气体
分子间距 r0 r0 10r0
单个分子表现 在固定的平衡位置附近做微小的振动 在非固定的平衡位置附近做振动 没有平衡位置
局部（小区 域）表现 分子规则的排列 形成暂时的分子规则排布 无规则
宏观性质 各向异性 各向同性 各向同性
一、液体的微观结构
1、液体的表面层特点
液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫做表面层
汽
表面层
液体
表面层分子间距比较稀疏，分子间距>r0 ，
分子间的作用表现为相互吸引。
二、液体的表面张力
液体的表面张力
线两侧液体之间的作用力为引力
①
②
在液体表面设想一条任意直线，把液面分成两个部分
表面张力方向与液面相切，垂直于所画的线MN
2、表面张力
液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力
二、液体的表面张力
表面张力会使液面收缩， 使其收缩到表面积最小。
3、表面张力的作用
在体积相同的各种形状中，球形表面积最小，故表面张力要使液滴收缩成球形。
二、液体的表面张力
为什么有了表面张力，液滴就有了呈球形的趋势？为什么液滴越小，形状就越接近球形？
【点拨】表面张力的作用是使液面收缩，而在体积相同的各种形状中，球形表面积最小，故表面张力要使液滴收缩成球形，但由于重力作用，液滴会呈椭球形，因液滴越小，重力的影响越小，故液滴越小，形状就越接近球形．如果完全消除重力的影响，如处在完全失重状态的宇宙飞船中，再大的液滴也会收缩成规则的球形．
结论：表面张力的作用是使液体表面形成一层薄膜
液面对回形针的作用其实是这层膜对它有作用
思考：液面对缝衣针的作用是液体的表面张力吗？
不是
水
水银
浸 润：
不 浸 润：
二、浸润和不浸润
浸润
微观解释:
附着层分子的密度？
更 密
分子间距离？
r附着层有扩展的趋势
液体分子引力
固体分
子引力
附着层
三、液体的表面张力
附着层
液体分子引力
固体分
子引力
不浸润
分子分布比液体内部稀
分子间距离？
r>r0 表现为引力
附着层有收紧的趋势
实验：毛细现象
浸润液体在细管里上升
不浸润液体在细管里下降
酒精灯
纸张、棉花、毛巾、
粉笔、木材、土壤内部都有许多细小的孔道，起到毛细管的作用
生活实例：
液晶在现代生活中扮演者重要角色
电子手表、笔记本电脑、液晶电视……
四、液晶
思考：液晶是什么物质？
四、液晶
1.液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性的化合物.
2.液晶态是介于固态和液态之间的中间态．
四、液晶
3．液晶态的分子排列
液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子。由于这种长棒状的分子结构，使得分子集合体在没有外界干扰的情况下趋向分子相互平行排列。
液晶态是介于固态和液态之间的中间态。
4、液晶的物理性质
①具有液体的流动性
②具有晶体的光学各向异性
③液晶的物理性质很容易在外界条件(如电场、压力、光照、温度)的影响下发生改变
④液晶的外形特征：液晶物质都具有较大的分子，分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子
⑤液晶的排列特点：从某个方向上看液晶分子排列比较整齐，但从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的
①利用液晶上加电压时，旋光特性消失，实现显示功能，如电子手表、计算器、微电脑等。
②利用温度改变时，液晶颜色会发生改变的性质来测温度。
5、液晶的应用
手机的液晶显示屏
笔记本电脑的显示屏
6、液晶与生物
有些液晶的特点与生物组织的特点恰好吻合。
大脑
肌肉
视网膜
物理科学与生命科学
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靠的是液体的表面张力
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表面张力作用的结果
ACD
课堂练习
2. （多选）若液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则( )
A. 附着层分子密度大于液体内分子的密度
B. 附着层分子的作用力表现为引力
C. 管中的液体表面一定是下凹
D. 液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
ACD
[解析] 这是浸润现象，固体分子与液体分子间的引力相当强，造成附着层内分子的分布比液体内部密，作用力表现为斥力，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势。
3. （多选）下列现象中，哪些是利用了毛细现象( )
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. 想保存地下的水分，把地面的土壤锄松
AC
[解析] 粉笔、棉线、砖和土壤内部都有许多细小的孔道，起着毛细管的作用，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸、把地面的土壤锄松均是防止毛细现象。
4. （2021河北秦皇岛一中高二月考）关于液体，下列说法正确的是
( )
A. 硬币能浮在水面上并非因为所受浮力等于重力
B. 水黾能静止在水面上，是因为表面张力与重力平衡
C. 液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张
D. 毛细现象只能发生在浸润的固体和液体之间
A
5. (多选)把极细的玻璃管分别插入水与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是( )
A.
B.
C.
D.
AC
[解析] 因为水能浸润玻璃，无论管内外均为浸润；水银不浸润玻璃，无论管内外均为不浸润。
6. 下列对浸润与不浸润现象的认识，正确的是( )
A. 水是浸润液体，水银是不浸润液体
B. 浸润现象中，附着层里分子分布比液体内部稀疏
C. 不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引比液体内部分子的吸引强
D. 不浸润现象中，附着层里分子间表现出吸引力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力
D
7. 下列属于液晶分子示意图的是( )
A.
B.
C.
D.
B
[解析] 液晶态既有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质。
8. 液体表面具有收缩趋势的原因是( )
A. 液体可以流动
B. 液体表面层分子间的距离小于液体内部分子间的距离
C. 与液面接触的容器壁的分子对液体表面分子有吸引力
D. 液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离
D
[解析] 因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以表面层分子间的相互作用表现为引力，这种引力使液体表面层的相邻部分之间有相互吸引的力，使液体表面具有收缩的趋势。
9. （2021江苏南通高三月考）小明同学在清洗玻璃试管时发现：将盛有半管水的试管倒扣在水槽中时水并不会流入水槽中，且管内水面下凹，如图所示。他又在水槽中滴入一滴蓝色的硫酸铜溶液，一段时间后试管中的水也变蓝了。对于上述现象，下列说法中正确的是( )
A. 试管中水面下凹是由于管中气体压强引起的
B. 试管中水面下凹说明水对玻璃是不浸润的
C. 试管中的水变蓝是由于硫酸铜分子间存在斥力
D. 试管中的水变蓝是由于硫酸铜分子扩散引起的
D
[解析] 试管中水面下凹是由于水对玻璃是浸润的，水变蓝是由于硫酸铜分子扩散引起的。
10.（多选）关于液晶的特点及应用正确的是( )
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的特性可制作电子表、电子计算器的显示元件
C. 有一种液晶，随着温度逐渐升高，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
BCD
[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。
11. （多选）在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的涂有油的大头针，大头针漂浮在水面上，水也不会流出，下列说法正确的是
( )
A. 大头针填充了水内分子间的空隙
B. 水分子进入了大头针内的空隙
C. 水面凸起水也不会流出，是表面张力作用的结果
D. 水的表面张力在起作用
CD
12.用内径很小的玻璃管做成的水银气压计，其读数比实际气压 ( )
A. 偏大 B. 偏小 C. 相同 D. 无法解释
B
[解析] 因为玻璃管很细，会发生毛细现象，使水银柱下降，所以气压计的读数应比实际气压偏小。
13. 戴一次性医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一，合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一滴水滴在某一次性防护口罩内侧的照片，对此以下说法正确的是( )
A. 照片中的口罩一定为不合格产品
B. 照片中附着层内分子比水的内部稀疏
C. 照片中水滴表面分子比水的内部密集
D. 水对所有材料都是不浸润的
B
14. （2021天津南开中学高三月考）关于固体、液体的性质，下列说法正确的是( )
A. 单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点
B. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点
C. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体重力的作用
D. 唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”句，诗中荷叶和露水表现为浸润
B
15. 玻璃烧杯中盛有少许水银，在太空轨道上运行的宇宙飞船内，水银在烧杯中呈怎样的形状（如图所示）( )

[解析] 因为水银不浸润玻璃，所以在完全失重的情况下，水银的形状只由表面张力决定，因为在表面张力作用下水银的表面要收缩至最小，所以最终水银成球形。
液体
微观结构
流动性
难压缩
附着层
浸润
不浸润
毛细现象
上升
下降
细管越细高度差越大
液面下凹
液面上凸
表面层
张力
球
液晶
第四态
流动性
各向异性
液体特性
晶体特性
课堂小结
谢谢聆听

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