3.2毛细现象-3.3液晶 学案（2020年鲁科版高中物理选修3-3）

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1、第第 2 节节 毛细现象毛细现象 第第 3 节节 液液 晶晶 目标定位 1.理解浸润现象和不浸润现象产生的原因.2.理解毛细现象产生的原 因并能用毛细现象解释相关现象.3.掌握液晶的特点. 一、浸润与不浸润 1.定义 (1)浸润：液体附着在固体表面上的现象. (2)不浸润：液体不附着在固体表面上的现象. 2.产生的原因 (1)三个相关概念 附着层：液体跟固体接触时，在接触处形成的液体薄层. 内聚力：附着层中的液体分子受到的液体内部分子的吸引力. 附着力：附着层中的液体分子受到的固体分子的吸引力. (2)产生原因分析：由于内聚力与附着力的大小不同. 当内聚力大于附着力时，液体不浸润固体； 当附着

2、力大于内聚力时，液体浸润固体. 二、毛细现象 1.定义：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. 2.毛细管：能够发生毛细现象的管. 3.特点：水在玻璃管中会出现凹形(填“凸形”或“凹形”)弯月面，水银在玻璃 管中则会出现凸形(填“凸形”或“凹形”)弯月面.且管的内径越小， 前者水面越 高，后者水银面越低. 三、液晶 1.定义：既具有像液体那样的流动性和连续性，又具有晶体那样的各向异性特点 的流体. 2.分类：向列型、胆甾型、近晶型. 3.性质：外界条件的微小变化，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、摩擦、电磁作用、容器的表面差异等，都可以改变液

3、晶 的光学性质. 4.应用： (1)液晶显示器； (2)液晶测温. 一、浸润和不浸润 1.附着层 (1)定义：液体跟固体接触处形成的液体薄层. (2)特点： 附着层中的液体分子同时受到液体内部分子的吸引力(内聚力)和固体分 子的吸引力(附着力). 2.液体能否浸润固体由内聚力和附着力的大小决定 (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，液体将沿固体表面蔓延开

4、来，形成浸润现象. 3.液体能否浸润固体，取决于两者的性质，而不单纯由液体或固体单方面性质决 定.同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的.如：水能浸润 玻璃，而不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润锌板. 【例 1】 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 答案 D 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

5、液体分子间的引力较弱，会形成不浸润 现象，所以 C 错误；脂肪不被水浸润，故 D 正确. 针对训练 1 有的液体和固体接触时，附着层具有缩小的趋势，这是因为( ) A.附着层里分子比液体内部分子密集 B.附着层里分子的相互作用表现为斥力 C.附着层里分子的相互作用表现为引力 D.固体分子对附着层里液体分子的引力比液体分子间的引力强 答案 C 解析 附着层有缩小的趋势，说明不浸润，是因为附着层里分子比液体内部分子 稀疏，固体分子对附着层里液体分子的引力比液体分子间的引力弱.故 C 正确， A、B、D 错误. 二、毛细现象形成的原因 1.现象：浸润液体在毛细管里上升后，形成凹形弯月面，不浸润液体在

6、毛细管里 下降后形成凸形弯月面. 2.成因：(1)浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲，呈凹形，表面张 力的收缩作用总是力图使凹形表面的面积缩小， 对表面下的液体产生向上的提拉 作用， 管内液面上升，直到表面张力向上的提拉作用与管内升高的液柱所受的重 力达到平衡时，管内液体停止上升，稳定在一定的高度. (2)不浸润液体则与浸润液体情况相反，如图 1 图 1 【例 2】 将不同材料制成的甲、乙细管插入相同的液体中，甲管内液面比管外 液面低，乙管内液面比管外液面高，则( ) A.液体对甲材料是浸润的 B.液体对乙材料是浸润的 C.甲管中发生的不是毛细现象，而乙管中发生的是毛细现象 D.若甲

7、、乙两管的内径变小，则甲管内液面更低，乙管内液面更高 答案 BD 解析 液体对固体浸润的情况下， 在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力 的共同作用下，液面将上升，所以 A 错误，B 正确；毛细现象是指浸润液体在 细管中上升以及不浸润液体在细管中下降的现象，所以 C 错误；在液体和毛细 管材料一定的情况下，管越细毛细现象越明显，所以 D 正确. 借题发挥 浸润是固体分子对液体分子的引力大于液体内部分子的引力， 使附着 层内分子的分布比液体内部更密，使液体跟固体的接触面有扩大的趋势.不浸润 是固体分子对液体分子的引力小于液体内部分子的引力， 使附着层内分子的分布 比液体内部更稀疏，由于表面张力

8、使液体跟固体的接触面有收缩的趋势.毛细现 象是指浸润液体在细管中上升以及不浸润的液体在细管中下降的现象. 针对训练 2 下列现象中与毛细现象有关的是( ) A.用吸管从杯中吸水 B.毛巾的一角浸入水中，水会沿毛巾上升，使毛巾湿润 C.洗净的衣服在太阳下被晒干 D.钢笔从墨水瓶里把墨水吸入笔中 答案 B 解析 毛巾、棉花、木材、粉笔等物体内部有许多细小的孔道，可起到毛细管的 作用，水会在这些细小的管道中上升，B 正确；洗净的衣服在太阳下被晒干，这 是蒸发现象，C 错误；用吸管从杯中吸水是靠大气压强的作用，钢笔也是靠大气 压强把墨水吸入管中的，故 A、D 错误. 三、液晶及其应用 1.液晶的主要性

9、质及特点 (1)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. (2)液晶具有晶体的各向异性的特点.原因是在微观结构上，从某个方向看，液晶 的分子排列比较整齐，有特殊的取向. (3)液晶具有液体的流动性.原因是在某些方向上液晶分子排列是杂乱的，因而液 晶又具有液体的性质，具有一定的流动性. (4)液晶的物理性质情况.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)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

10、.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. 【例 3】 下列关于液晶的说法中正确的是( ) 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，某些方向上 杂乱，液晶本身不能发光，所以选项

11、A、C、D 错误，B 正确. 借题发挥 (1)液晶是既有流动性和连续性，又具有各向异性的流体. (2)向列型液晶在外加电压下会由透明变为不透明，但液晶本身不会发光. 浸润和不浸润 1.下列有关浸润和不浸润现象的解释不正确 的是( ) A.在夏季，人穿棉线衣服感觉舒适是因为汗水对棉线是浸润物体 B.单杠、双杠运动员上杠表演前，手及杆上涂镁粉，是因为水对镁粉是浸润物体 C.布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙， 但雨伞不漏雨水是因为水对伞面不浸润 D.酒精灯的灯芯经常是用棉线做成，因为酒精对棉线是浸润物体 答案 C 解析 雨伞不漏雨水是因为水浸润伞面后水的表面张力作用，C 错误；水对棉线 是浸润的，水

12、对镁粉是浸润的，酒精灯的灯芯经常用棉线做成，因为酒精对棉线 是浸润物体，A、B、D 正确. 2.附着层里的液体分子比液体内部稀疏的原因是( ) A.附着层里液体分子间的斥力强 B.附着层里液体分子间的引力强 C.固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引弱 D.固体分子对附着层里的液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引强 答案 C 解析 毛细现象 3.在下列现象中属于毛细现象的是( ) A.水银温度计中液柱的升高 B.水分从植物根部被输送到枝叶上 C.人体中血管里的血液循环 D.用棉线作酒精灯的灯芯 答案 BD 解析 水银温度计中液柱的升高是由于水银受热膨胀， 不是毛细现象， A

13、项错误； 植物从土壤中吸收水分和养分是依靠植物中的一些细管，是利用了毛细现象，B 项正确； 人体中的血液在血管中循环是由于心脏的作用， 给血液提供动力， 不是毛细现象， C 项错误； 酒精对棉线是浸润的， 酒精通过棉线中的小孔由下往上缓慢输送， 使酒精灯燃烧， 利用了毛细现象，D 项正确. 液晶 4.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一定呈液晶态 B.利用液晶在电压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 答案 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，故 A 错误，B、C、D 正确.