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高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第2节 表面张力和毛细现象图文ppt课件
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这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第2节 表面张力和毛细现象图文ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了椭球形，不附着，接触处，液体内部分子，固体分子，毛细现象，流动性，～100，单层原子，微电子等内容，欢迎下载使用。
一、表面张力1.实验:观察肥皂膜的变化(1)现象①铁丝框上的肥皂膜会把滑棍_____。②肥皂膜里的棉线圈,当刺破圈内肥皂膜时,棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧,形成_____。(2)结论:液体的表面类似于张紧的弹性薄膜,具有_____的趋势。
2.表面层(1)定义:液体与气体接触的表面存在一个_____。(2)特点:表面层分子的分布比液体内部_____。
3.表面张力(1)定义:液体表面各部分间相互_____的力。(2)作用效果:由于表面张力的作用,液体表面总有要收缩到表面积_____的趋势。而体积相等的各种形状的物体中,球形物体的表面积_____。因此雨滴、油滴等液滴的外形就近似呈现_____。若重力影响明显,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_____。
4.下列说法正确的是_____。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缝衣针漂浮在水面上是因表面张力所致。③注满氢气的彩色气球飘向空中是因表面张力所致。
二、浸润与不浸润1.定义(1)浸润:液体润湿某种固体并_____在该固体表面上的现象。(2)不浸润:液体不润湿某种固体也_______在固体表面上的现象。
2.产生的原因(1)三个相关概念①附着层:当液体跟固体接触时,在_______会形成一液体薄层。②内聚力:附着层中的液体分子受到的_____________的吸引力。③附着力:附着层中的液体分子受到的_________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①如果内聚力_____附着力,液体不浸润固体。②如果内聚力_____附着力,液体浸润固体。
3.下列说法正确的是___。①水是浸润液体,水银是不浸润液体。②在内径小的容器里,如果液体能浸润器壁,液面呈凸形。③如果固体分子对液体分子间的引力比较弱,就会形成不浸润现象。
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.毛细管能够发生_________的管。3.特点浸润液体与毛细管内壁接触时液体表面弯曲,呈_____;不浸润液体在毛细管里下降会出现_____液面。
4.下列说法正确的是_____①毛细现象只指浸润液体在细管里上升的现象。②管内径越小,毛细现象越明显。③建筑房屋时地基上铺一层油毡是防止毛细现象。
四、液晶1.定义既具有像液体那样的_______和连续性,又具有像晶体那样的各向异性特点的流体。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。例如温度、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。
3.应用(1)探测温度。(2)探查肿瘤。(3)探测微电路故障。4.下列说法正确的是___。①液晶是液体和晶体的混合物。②液晶分子在特定方向排列比较整齐。③电子手表中的液晶在外加电压的影响下,能够发光。
五、材料及其应用1.材料的分类(1)按材料特性分为:_____材料和_____材料。(2)按应用领域分为:_____材料、能源材料、建筑材料、_____材料、航空航天材料等。(3)按习惯分为:_____材料、无机非金属材料、有机高分子材料和_____材料。
2.新材料(1)半导体是具有优异特性的_______材料。(2)纳米是_____单位,1 nm=____ m,粒度在_______nm的材料称为纳米材料。(3)石墨烯是人们发现的第一种由_________构成的材料。
3.下列说法正确的是___。①在极低的温度下,纯净的半导体仍能很好地导电。②在有光照射时,有的半导体可以导电。③掺入一定杂质后,半导体的导电性能一定会变差。
一 表面张力的理解1.表面特性表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果。2.表面张力的方向表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线,如图所示。
3.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。另外,杂质也会明显地改变液体的表面张力大小。比如洁净的水有很大的表面张力,而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小。4.表面张力的作用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。
【思考•讨论】(1)生活中有些昆虫能在水面上轻松地跑来跑去,甚至在水面上“亭亭玉立”。它们是受到什么的作用做到的?提示:水的表面张力作用。(2)在液体表面画一条直线,线两侧的液体之间的作用力是表面张力,那么表面张力的作用是什么?提示:表面张力的作用是使液体表面绷紧。
【典例示范】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】选B。表面张力是液体表面层分子间的相互作用,A错;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对,C错;小昆虫能在水面上自由走动是由于表面张力的存在,D错。
【误区警示】(1)液体的表面张力不是浮力。浮力的实质是处在液体中的物体下表面和上表面的压力差,而表面张力的实质是液体表面层内各部分之间的相互吸引力,是分子力的宏观体现。(2)表面张力作用于液体的表面层里,并不作用于处在液面上的物体上。
【素养训练】1.(多选)下列有关表面张力的说法中,正确的是( )A.表面张力的作用是使液体表面伸张B.表面张力的作用是使液体表面收缩C.温度变化时,液体的表面张力不会变化D.有些小昆虫能在水面自由行走,这是有表面张力的缘故
【解析】选B、D。表面张力的作用效果是使液体表面收缩;由于表面张力,被压弯的液面收缩,使小昆虫浮在液面上;由于表面张力,液滴收缩成球形;表面张力也与温度有关,故B、D正确,A、C错误。
2.(多选)下列说法正确的是( )A.表面张力就是分子力B.表面张力是表面层分子力的宏观表现C.水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡D.表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关
【解析】选B、D。表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现,不能说表面张力就是分子力,故A选项错误,B正确;缝衣针在水面上静止是液膜对其弹力与重力平衡,选项C错误;表面张力的大小与液面上分界线的长短有关,且表面张力有使液面收缩的趋势,因此D正确。
【补偿训练】1.下列哪些现象不是由表面张力引起的( )A.小缝衣针漂浮在水面上B.小木船漂浮在水面上C.不慎洒落在桌面上的水银呈球形(或扁球形)D.慢慢向小酒杯中注水,即使水面稍高出杯口,水仍不会流出来
【解析】选B。运用分子力跟分子距离之间的关系进行分析得,选项A、C、D是表面张力作用的结果,选项B运用的是液体的浮力。
2.小草、树叶上的小露珠常呈球形,其主要原因是( )A.受到重力的作用B.因为表面张力的作用C.重力和大气压力的同时作用D.重力和表面张力互相平衡
【解析】选B。分子间同时存在着引力和斥力,露珠看起来呈球形,是因为在此种情况下露珠表面层中的水分子间主要表现为相互吸引力即表面张力的作用,由于表面张力的作用使露珠的表面积减小,而体积相同的情况下球的表面积最小,所以露珠呈球形。
二 浸润与不浸润和毛细现象1.液体能否浸润固体由内聚力和附着力大小决定(1)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。(2)内聚力小于附着力附着层中的分子比液体内部更密,附着层中出现液体分子相互排斥的力,此时跟固体接触的液面有扩展的趋势,形成浸润。
2.毛细现象产生的原因浸润液体与毛细管内壁接触时,液体表面发生弯曲,呈凹形。液体表面就像一张张紧了的凹形的弹性薄膜,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(如图甲所示),于是管内液体上升,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,管内液体才停止上升,稳定在一定的高度。不浸润液体在毛细管里下降则是由于表面张力的收缩作用总是力图使凸形表面的面积减小,对表面下的液体产生向下的作用导致的(如图乙所示)。
【思考•讨论】(1)把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来,观察到从水银中取出来的玻璃上没有附着水银,从水中取出的玻璃上沾着一层水。为什么会出现上述两种不同的现象呢?提示:出现上述两种不同现象的原因:玻璃和水发生了浸润,玻璃和水银不浸润。
(2)要想把凝在衣料上的蜡去掉,可以把两层棉纸分别放在蜡迹的上面和下面,然后用热熨斗在棉纸上来回熨烫。为什么这样做可以去掉衣料上的蜡呢?提示:放在衣料上、下面的棉纸内有许多细小的孔起着毛细管的作用,当蜡受热熔化成液体后,由于毛细现象,它们就会被棉纸吸掉。
【典例示范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.在很细的玻璃管中,如果液体能够浸润器壁,液面就呈凸形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.浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现
【解析】选D。浸润与不浸润是相对的,例如水对玻璃来说是浸润液体,但对石蜡来说是不浸润液体,A错误;如果液体能够浸润器壁,液面呈凹形,B错误;如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱,附着层中的分子就较稀疏而表现为吸引力,液面有收缩的趋势,会形成不浸润现象,C错误,D正确。
【典例示范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.液体对甲管是浸润的B.液体对乙管是不浸润的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、乙两管的内径变小,则甲管内液面更低,乙管内液面更高
【解析】选D。液体对固体浸润时,在附着层分子的排斥力和表面层分子的表面张力的共同作用下,液面将上升;液体对固体不浸润时,在附着层分子的吸引力和表面层分子的表面张力的共同作用下,液面将下降,A、B均错;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,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,D正确。
【规律方法】毛细现象问题的分析技巧(1)由于液体对毛细管材料表现出浸润或不浸润现象,导致液体在毛细管中上升或下降。(2)浸润时液面上升,不浸润时液面下降。(3)液面在毛细管中上升或下降的高度与液体和固体的材料有关,也和毛细管的粗细有关。
【素养训练】1.(多选)玻璃上不附着水银,发生这种不浸润现象的原因是( )A.水银具有流动性B.玻璃表面光滑C.水银与玻璃接触时,附着层里水银分子受到玻璃分子的引力较弱D.水银与玻璃接触时,附着层里的分子比水银内部稀疏
【解析】选C、D。发生不浸润现象的原因是附着层里的分子受固体分子的引力较小,使附着层里的液体分子比液体内部稀疏,附着层里的液体分子间表现为引力。附着层在引力作用下收缩,从而出现不浸润现象。故A、B错,C、D正确。
2.(多选)以下各种说法中正确的是( )A.因为水银滴在玻璃板上呈椭球状,所以说水银是一种不浸润液体B.水滴在玻璃板上不能形成水珠,而是成一片,故水是一种浸润液体C.液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共同决定的D.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必须用盖子盖紧,否则容器中的液体一定会沿器壁流散
【解析】选C、D。水银不浸润玻璃,但可能浸润其他固体,所以A错,B错,C对;在处于完全失重状态的人造卫星上,如果液体浸润容器的器壁,液体和器壁的附着层就会扩张,液体沿着器壁流散,故必须盖紧,D正确。
3.(多选)对毛细管的有关说法,错误的是( )A.毛细管越细,产生的毛细现象就越显著B.毛细管必须用玻璃材料制作C.毛细管的形状必须是直的,不能有弯曲D.如果毛细管足够细,则管内液面一定升得更高
【解析】选B、C、D。毛细管越细,毛细现象越明显,但管内液面有的升、有的降,A正确,D错;对毛细管的要求是细到明显发生毛细现象,跟毛细管的材料与曲直无关,B、C错。
【补偿训练】1.(多选)把极细的玻璃管插入水和水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是( )
【解析】选A、C。水能浸润玻璃,所以水在玻璃管中能上升一定高度,同时玻璃管内水面呈凹形弯月面,与玻璃管外壁接触的液面向上弯曲,A正确。水银不浸润玻璃管,水银在玻璃管内下降一定高度,且玻璃管内水银面呈凸形弯月面,玻璃管外壁接触处的液面向下弯曲,C正确。
2.(多选)液面与固体接触处将产生浸润与不浸润现象,图中表现不浸润现象的是( ) 【解析】选B、D。在不浸润现象中,液体的附着层有收缩的趋势,故选B、D。
三 液晶的理解1.液晶的主要性质(1)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。(2)液晶具有液体的流动性原因是从另一方向看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。
(3)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。(4)液晶的物理性质情况液晶的物理性质很容易受外界的影响(如电场、压力、光照、温度)而发生改变。
2.液晶的主要应用(1)利用向列型液晶的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。
【思考•讨论】现在,液晶应用在人类生活和生产中的方方面面。彩电、电脑显示器都使用液晶屏幕。 讨论:液晶可以作为显示元件,这利用了液晶的什么性质?提示:当这种液晶受外加电压的影响时,会由透明状态变成混浊状态而不再透明,去掉电压,又恢复透明,当输入电信号,加上适当电压,透明的液晶变得混浊,从而显示出设定的文字或数码。
【典例示范】(多选)关于液晶,以下说法正确的是( )A.液晶既具有流动性,又具有光学性质各向异性B.液晶分子排列的有序性介于固体和液体之间C.当液晶中电场强度改变时,它对不同颜色的光吸收强度不变D.任何物质都有液晶态
【解析】选A、B。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,A正确;液晶一方面像液体具有流动性,另一方面又像晶体,分子在特定方向排列比较整齐有序,具有各向异性的特点,B正确;液晶具有不稳定性,对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化,C错误;并不是所有物质都有液晶态,只有某些有机化合物才有液晶态,D错误。
【规律方法】解决液晶问题的注意事项(1)液晶既有液体的特点,也有晶体的特点。(2)液晶不是液体也不是晶体。(3)液晶分子的排列是不稳定的,外界条件的微小变动,都会引起液晶分子排列的变化。(4)液晶是既有流动性和连续性又具有各向异性,介于液体和晶体之间的特殊流体。
【素养训练】1.(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.利用液晶在外加电压变化时由透明变浑浊可制作电子表、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
【解析】选B、C、D。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,但不是所有的都能呈液晶态,故A错;对液晶分子,从某个方向看排列比较整齐,从另一个方向看排列是杂乱无章的,B、C、D正确。
2.(多选)关于液晶,下列说法中正确的是( )A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C.液晶的光学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
【解析】选C、D。液晶的微观结构介于晶体和液体之间,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,选项A、B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,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,选项C、D正确。
【补偿训练】(多选)关于液晶的说法正确的是( )A.液晶态介于固态和液态之间,其分子排列比较松散,因此液晶具有流动性B.因为液晶具有流动性,所以液晶具有各向同性C.因为液晶分子排列有一定取向,所以具有各向异性D.棒状分子的物质都具有液晶态
【解析】选A、C。液晶因为分子排列有一定取向,所以具有各向异性,与流动性无关,A、C正确,B错误;棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质只是容易具有液晶态,D错误。
四 材料及其应用1.新材料及其应用新材料主要包括新型金属材料、高分子合成材料、新型无机非金属材料、复合材料、光电子材料等。(1)新型金属材料:有铝合金、镁合金、钛合金以及稀有金属,它们在导电、航空航天、原子能方面有广泛用途。
(2)高分子合成材料:有合成橡胶、塑料和化学纤维等。它们在火箭、建筑、医疗、交通、服装、农业、国防上有广泛用途。(3)新型无机非金属材料:有工业陶瓷、光导纤维、半导体材料。它们在燃气机制造、磁流体发电机、通信、工业、科学研究等方面有广泛用途。(4)复合材料:可分为结构复合材料和功能复合材料。它们在航空航天、电子工业、生活用品、新能源技术、信息技术、海洋工程等方面有广泛用途。(5)光电子材料:有光电子半导体材料、光纤、薄膜材料、液晶显示材料。它们在光电子器件、光通信、光计算、激光技术等方面有广泛用途。
2.纳米材料及其应用(1)纳米是长度单位:1 nm=10-9 m。(2)纳米技术:在纳米尺度(1～100 nm)上制造材料和器件的技术。即重新排列原子而制造具有新分子结构的技术。(3)纳米材料有纳米金属、纳米磁场材料、纳米陶瓷材料、有机—无机纳米复合物、纳米传感材料、纳米医用材料等。(4)纳米材料应用领域:能源、环保、通信、航空航天、医疗、日常生活等。
【典例示范】(多选)纳米材料的奇特效应使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能,以下关于纳米材料的性能的说法中,正确的是( )A.在力学性能方面,纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性B.在热学性能方面,纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多C.在电学性能方面,纳米材料在低温时会呈现超导电性D.在化学性能方面,纳米材料化学活性低,因此化学稳定性强
【解析】选A、B。纳米材料具有良好的性能,在力学性能方面,纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性,A正确;在热学性能方面,纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多,B正确;在电学性能方面,纳米材料在低温时会呈现电绝缘性;而在化学性能方面,纳米材料具有相当高的化学活性,故选项C、D错误。
【误区警示】认识材料属性的两个误区(1)材料属于哪一类材料不是唯一的,因为不同的分类方法可能有交集,所以同一种材料有可能属于多种类型。(2)同一种材料有可能同时兼有不同的特性,如铝同时具有良好的导电性、导热性和密度小的特性。
【素养训练】下列关于金属材料的说法正确的是( )A.金属材料一般只指纯金属B.通常使用的金属材料大多是合金C.钢是指纯度非常高的铁,而不锈钢是铁和碳的合金再加上铬合成的D.不锈钢只是在干燥的环境里才不生锈,若在潮湿的环境里,也很容易生锈
【解析】选B。金属材料一般包括金属与合金,而不是指纯金属,但通常使用的金属材料大多是合金,故A错误,B正确;钢是铁和碳的合金,而不是指高纯度的铁,不锈钢则是铁和碳再加上铬的合金,故C项错误;不锈钢具有很强的耐腐蚀性,在潮湿的环境里也不容易生锈,故D项错误。
【补偿训练】1.石墨烯是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构,根据以上信息和已学知识,下列说法中正确的是( ) A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体B.石墨是单质,石墨烯是化合物C.石墨、石墨烯具有相同的特性D.它们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
【解析】选D。石墨、石墨烯都有规则的分子排列,都是晶体,A错误;石墨、石墨烯都属于单质,B错误;由于石墨、石墨烯具有不同的结构,所以它们有不同的特性,C错误;从题目给出的物理情景看,石墨烯是用物理的方法获得的,D正确。
2.(多选)(2019·泉州高二检测)关于记忆合金“镍钛诺”,下列说法正确的是( )A.它的材料中含镍、钛B.在常温下做成某种形状,高温下拉直,然后到常温时又恢复原状C.在高温下做成某种形状、低温下拉直,然后到高温时又恢复原状D.它的记忆能力只运用一次
【解析】选A、C。材料中含有镍和钛,A正确;这种合金是高温下做成某种形状,低温下拉直,到高温时恢复原状,B错误,C正确;研究表明,这种合金的记忆本领可反复若干次使用,D错误。
【拓展例题】考查内容:液体表面张力的微观解释【典例】(多选)下列叙述正确的是( )A.液体表面张力随温度升高而增大B.液体尽可能地收缩它们的表面C.液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能D.液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布密些
【解析】选B、C。液体表面层的分子的分布比液体内部稀疏,分子力表现为引力,这是表面张力产生的原因,由于表面张力的作用,液体表面就有收缩到最小的趋势,随着温度的升高,表面层分子距离增大,分子间引力作用减小,表面张力减小,选项B正确,A、D错误。在液体内部,分子间引力、斥力相平衡,即r=r0,分子势能最小,在表面层r>r0,所以分子势能比液体内部的分子势能大,选项C正确。
1.(多选)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有( )A.水黾可以停在水面上B.叶面上的露珠呈球形C.滴入水中的红墨水很快散开D.悬浮在水中的花粉做无规则运动【解析】选A、B。水黾可以停在水面上和露珠呈球形均是由于液体表面张力的作用;C、D两选项中的现象均是由于分子的无规则运动。
2.液体表面具有收缩趋势的原因是( )A.液体可以流动B.液体表面层分子间距小于液体内部分子间距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.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离【解析】选D。由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,所以表面层的分子间的作用力为引力,这种力使液体表面层的相邻部分之间相互吸引,产生的吸引力即表面张力;表面张力使液体表面有收缩的趋势。
【补偿训练】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】选D。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,所以最终水银呈球形。
3.在水中浸入两个同样细的毛细管,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弯管的最高点还要高,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
【解析】选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,则B正确,A、C、D错误。
4.(多选)关于液晶,下列说法正确的是( )A.因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态,所以液晶实际上是一种非晶体B.液晶具有液体的流动性,是因为液晶分子尽管有序排列,但位置却无序,可自由移动C.任何物质在任何条件下都可以存在液晶态D.天然存在的液晶很少,多数液晶是人工合成的
【解析】选B、D。液晶是一种介于晶体与液体之间的液态晶体,它不是晶体更不是非晶体;液晶分子像晶体分子一样排列有序,但是它们又像液体分子一样可以自由移动,没有固定的位置,即位置无序,所以液晶具有流动性;有些物质只有在特定的条件下才具有液晶态,并不是所有物质都有液晶态;天然存在的液晶很少,多数液晶是人工合成的,目前已达到5 000多种。则B、D正确,A、C错误。
【补偿训练】试解释下列现象:(1)手套被雨水浸湿后很难从手上脱下。(2)如有两枚硬币漂浮于水面上,且两者间距约1 cm时,两硬币会急剧地相吸靠近,为什么?
【解析】(1)因为湿手套的纤维间的空隙中有水,水跟空气接触的表面层具有收缩趋势,这种收缩趋势使手套纤维间距离缩小,于是手套的表面积减小,使手套紧箍在手上很难脱下。(2)当漂浮于水面的两枚硬币相距较近时,两硬币之间的水面呈凸曲面状,此时由于水的表面张力,将使其表面收缩,表面张力的方向总是沿着液面的切线方向,使两个硬币在水平方向上各自受力不平衡,左边硬币在水平方向上承受表面张力的合力指向右,而右边硬币受到的合力指向左,因而发生相互“吸引”的现象。答案:见解析
【新思维·新考向】情境:如图所示,在培养皿内注入清水,让两根细木杆相互平行地浮在水面上。 问题:在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精,细木杆会“自动”散开。请你解释这一现象。
【解析】漂浮在水面上的细木杆,原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态,滴入酒精后,细木杆之间液体的表面张力减小,使得内侧的表面张力比外侧的表面张力小,细木杆就被“拉”开了。答案:见解析
一、表面张力1.实验:观察肥皂膜的变化(1)现象①铁丝框上的肥皂膜会把滑棍_____。②肥皂膜里的棉线圈,当刺破圈内肥皂膜时,棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧,形成_____。(2)结论:液体的表面类似于张紧的弹性薄膜,具有_____的趋势。
2.表面层(1)定义:液体与气体接触的表面存在一个_____。(2)特点:表面层分子的分布比液体内部_____。
3.表面张力(1)定义:液体表面各部分间相互_____的力。(2)作用效果:由于表面张力的作用,液体表面总有要收缩到表面积_____的趋势。而体积相等的各种形状的物体中,球形物体的表面积_____。因此雨滴、油滴等液滴的外形就近似呈现_____。若重力影响明显,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_____。
4.下列说法正确的是_____。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缝衣针漂浮在水面上是因表面张力所致。③注满氢气的彩色气球飘向空中是因表面张力所致。
二、浸润与不浸润1.定义(1)浸润:液体润湿某种固体并_____在该固体表面上的现象。(2)不浸润:液体不润湿某种固体也_______在固体表面上的现象。
2.产生的原因(1)三个相关概念①附着层:当液体跟固体接触时,在_______会形成一液体薄层。②内聚力:附着层中的液体分子受到的_____________的吸引力。③附着力:附着层中的液体分子受到的_________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①如果内聚力_____附着力,液体不浸润固体。②如果内聚力_____附着力,液体浸润固体。
3.下列说法正确的是___。①水是浸润液体,水银是不浸润液体。②在内径小的容器里,如果液体能浸润器壁,液面呈凸形。③如果固体分子对液体分子间的引力比较弱,就会形成不浸润现象。
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.毛细管能够发生_________的管。3.特点浸润液体与毛细管内壁接触时液体表面弯曲,呈_____;不浸润液体在毛细管里下降会出现_____液面。
4.下列说法正确的是_____①毛细现象只指浸润液体在细管里上升的现象。②管内径越小,毛细现象越明显。③建筑房屋时地基上铺一层油毡是防止毛细现象。
四、液晶1.定义既具有像液体那样的_______和连续性,又具有像晶体那样的各向异性特点的流体。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。例如温度、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。
3.应用(1)探测温度。(2)探查肿瘤。(3)探测微电路故障。4.下列说法正确的是___。①液晶是液体和晶体的混合物。②液晶分子在特定方向排列比较整齐。③电子手表中的液晶在外加电压的影响下,能够发光。
五、材料及其应用1.材料的分类(1)按材料特性分为:_____材料和_____材料。(2)按应用领域分为:_____材料、能源材料、建筑材料、_____材料、航空航天材料等。(3)按习惯分为:_____材料、无机非金属材料、有机高分子材料和_____材料。
2.新材料(1)半导体是具有优异特性的_______材料。(2)纳米是_____单位,1 nm=____ m,粒度在_______nm的材料称为纳米材料。(3)石墨烯是人们发现的第一种由_________构成的材料。
3.下列说法正确的是___。①在极低的温度下,纯净的半导体仍能很好地导电。②在有光照射时,有的半导体可以导电。③掺入一定杂质后,半导体的导电性能一定会变差。
一 表面张力的理解1.表面特性表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的膜。所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果。2.表面张力的方向表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线,如图所示。
3.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。另外,杂质也会明显地改变液体的表面张力大小。比如洁净的水有很大的表面张力,而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小。4.表面张力的作用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。
【思考•讨论】(1)生活中有些昆虫能在水面上轻松地跑来跑去,甚至在水面上“亭亭玉立”。它们是受到什么的作用做到的?提示:水的表面张力作用。(2)在液体表面画一条直线,线两侧的液体之间的作用力是表面张力,那么表面张力的作用是什么?提示:表面张力的作用是使液体表面绷紧。
【典例示范】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】选B。表面张力是液体表面层分子间的相互作用,A错;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对,C错;小昆虫能在水面上自由走动是由于表面张力的存在,D错。
【误区警示】(1)液体的表面张力不是浮力。浮力的实质是处在液体中的物体下表面和上表面的压力差,而表面张力的实质是液体表面层内各部分之间的相互吸引力,是分子力的宏观体现。(2)表面张力作用于液体的表面层里,并不作用于处在液面上的物体上。
【素养训练】1.(多选)下列有关表面张力的说法中,正确的是( )A.表面张力的作用是使液体表面伸张B.表面张力的作用是使液体表面收缩C.温度变化时,液体的表面张力不会变化D.有些小昆虫能在水面自由行走,这是有表面张力的缘故
【解析】选B、D。表面张力的作用效果是使液体表面收缩;由于表面张力,被压弯的液面收缩,使小昆虫浮在液面上;由于表面张力,液滴收缩成球形;表面张力也与温度有关,故B、D正确,A、C错误。
2.(多选)下列说法正确的是( )A.表面张力就是分子力B.表面张力是表面层分子力的宏观表现C.水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡D.表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关
【解析】选B、D。表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现,不能说表面张力就是分子力,故A选项错误,B正确;缝衣针在水面上静止是液膜对其弹力与重力平衡,选项C错误;表面张力的大小与液面上分界线的长短有关,且表面张力有使液面收缩的趋势,因此D正确。
【补偿训练】1.下列哪些现象不是由表面张力引起的( )A.小缝衣针漂浮在水面上B.小木船漂浮在水面上C.不慎洒落在桌面上的水银呈球形(或扁球形)D.慢慢向小酒杯中注水,即使水面稍高出杯口,水仍不会流出来
【解析】选B。运用分子力跟分子距离之间的关系进行分析得,选项A、C、D是表面张力作用的结果,选项B运用的是液体的浮力。
2.小草、树叶上的小露珠常呈球形,其主要原因是( )A.受到重力的作用B.因为表面张力的作用C.重力和大气压力的同时作用D.重力和表面张力互相平衡
【解析】选B。分子间同时存在着引力和斥力,露珠看起来呈球形,是因为在此种情况下露珠表面层中的水分子间主要表现为相互吸引力即表面张力的作用,由于表面张力的作用使露珠的表面积减小,而体积相同的情况下球的表面积最小,所以露珠呈球形。
二 浸润与不浸润和毛细现象1.液体能否浸润固体由内聚力和附着力大小决定(1)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。(2)内聚力小于附着力附着层中的分子比液体内部更密,附着层中出现液体分子相互排斥的力,此时跟固体接触的液面有扩展的趋势,形成浸润。
2.毛细现象产生的原因浸润液体与毛细管内壁接触时,液体表面发生弯曲,呈凹形。液体表面就像一张张紧了的凹形的弹性薄膜,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(如图甲所示),于是管内液体上升,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,管内液体才停止上升,稳定在一定的高度。不浸润液体在毛细管里下降则是由于表面张力的收缩作用总是力图使凸形表面的面积减小,对表面下的液体产生向下的作用导致的(如图乙所示)。
【思考•讨论】(1)把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来,观察到从水银中取出来的玻璃上没有附着水银,从水中取出的玻璃上沾着一层水。为什么会出现上述两种不同的现象呢?提示:出现上述两种不同现象的原因:玻璃和水发生了浸润,玻璃和水银不浸润。
(2)要想把凝在衣料上的蜡去掉,可以把两层棉纸分别放在蜡迹的上面和下面,然后用热熨斗在棉纸上来回熨烫。为什么这样做可以去掉衣料上的蜡呢?提示:放在衣料上、下面的棉纸内有许多细小的孔起着毛细管的作用,当蜡受热熔化成液体后,由于毛细现象,它们就会被棉纸吸掉。
【典例示范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.在很细的玻璃管中,如果液体能够浸润器壁,液面就呈凸形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.浸润和不浸润现象都是分子力作用的表现
【解析】选D。浸润与不浸润是相对的,例如水对玻璃来说是浸润液体,但对石蜡来说是不浸润液体,A错误;如果液体能够浸润器壁,液面呈凹形,B错误;如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱,附着层中的分子就较稀疏而表现为吸引力,液面有收缩的趋势,会形成不浸润现象,C错误,D正确。
【典例示范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.液体对甲管是浸润的B.液体对乙管是不浸润的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、乙两管的内径变小,则甲管内液面更低,乙管内液面更高
【解析】选D。液体对固体浸润时,在附着层分子的排斥力和表面层分子的表面张力的共同作用下,液面将上升;液体对固体不浸润时,在附着层分子的吸引力和表面层分子的表面张力的共同作用下,液面将下降,A、B均错;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,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,D正确。
【规律方法】毛细现象问题的分析技巧(1)由于液体对毛细管材料表现出浸润或不浸润现象,导致液体在毛细管中上升或下降。(2)浸润时液面上升,不浸润时液面下降。(3)液面在毛细管中上升或下降的高度与液体和固体的材料有关,也和毛细管的粗细有关。
【素养训练】1.(多选)玻璃上不附着水银,发生这种不浸润现象的原因是( )A.水银具有流动性B.玻璃表面光滑C.水银与玻璃接触时,附着层里水银分子受到玻璃分子的引力较弱D.水银与玻璃接触时,附着层里的分子比水银内部稀疏
【解析】选C、D。发生不浸润现象的原因是附着层里的分子受固体分子的引力较小,使附着层里的液体分子比液体内部稀疏,附着层里的液体分子间表现为引力。附着层在引力作用下收缩,从而出现不浸润现象。故A、B错,C、D正确。
2.(多选)以下各种说法中正确的是( )A.因为水银滴在玻璃板上呈椭球状,所以说水银是一种不浸润液体B.水滴在玻璃板上不能形成水珠,而是成一片,故水是一种浸润液体C.液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体两者的性质共同决定的D.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必须用盖子盖紧,否则容器中的液体一定会沿器壁流散
【解析】选C、D。水银不浸润玻璃,但可能浸润其他固体,所以A错,B错,C对;在处于完全失重状态的人造卫星上,如果液体浸润容器的器壁,液体和器壁的附着层就会扩张,液体沿着器壁流散,故必须盖紧,D正确。
3.(多选)对毛细管的有关说法,错误的是( )A.毛细管越细,产生的毛细现象就越显著B.毛细管必须用玻璃材料制作C.毛细管的形状必须是直的,不能有弯曲D.如果毛细管足够细,则管内液面一定升得更高
【解析】选B、C、D。毛细管越细,毛细现象越明显,但管内液面有的升、有的降,A正确,D错;对毛细管的要求是细到明显发生毛细现象,跟毛细管的材料与曲直无关,B、C错。
【补偿训练】1.(多选)把极细的玻璃管插入水和水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是( )
【解析】选A、C。水能浸润玻璃,所以水在玻璃管中能上升一定高度,同时玻璃管内水面呈凹形弯月面,与玻璃管外壁接触的液面向上弯曲,A正确。水银不浸润玻璃管,水银在玻璃管内下降一定高度,且玻璃管内水银面呈凸形弯月面,玻璃管外壁接触处的液面向下弯曲,C正确。
2.(多选)液面与固体接触处将产生浸润与不浸润现象,图中表现不浸润现象的是( ) 【解析】选B、D。在不浸润现象中,液体的附着层有收缩的趋势,故选B、D。
三 液晶的理解1.液晶的主要性质(1)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。(2)液晶具有液体的流动性原因是从另一方向看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。
(3)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。(4)液晶的物理性质情况液晶的物理性质很容易受外界的影响(如电场、压力、光照、温度)而发生改变。
2.液晶的主要应用(1)利用向列型液晶的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。
【思考•讨论】现在,液晶应用在人类生活和生产中的方方面面。彩电、电脑显示器都使用液晶屏幕。 讨论:液晶可以作为显示元件,这利用了液晶的什么性质?提示:当这种液晶受外加电压的影响时,会由透明状态变成混浊状态而不再透明,去掉电压,又恢复透明,当输入电信号,加上适当电压,透明的液晶变得混浊,从而显示出设定的文字或数码。
【典例示范】(多选)关于液晶,以下说法正确的是( )A.液晶既具有流动性,又具有光学性质各向异性B.液晶分子排列的有序性介于固体和液体之间C.当液晶中电场强度改变时,它对不同颜色的光吸收强度不变D.任何物质都有液晶态
【解析】选A、B。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,A正确;液晶一方面像液体具有流动性,另一方面又像晶体,分子在特定方向排列比较整齐有序,具有各向异性的特点,B正确;液晶具有不稳定性,对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化,C错误;并不是所有物质都有液晶态,只有某些有机化合物才有液晶态,D错误。
【规律方法】解决液晶问题的注意事项(1)液晶既有液体的特点,也有晶体的特点。(2)液晶不是液体也不是晶体。(3)液晶分子的排列是不稳定的,外界条件的微小变动,都会引起液晶分子排列的变化。(4)液晶是既有流动性和连续性又具有各向异性,介于液体和晶体之间的特殊流体。
【素养训练】1.(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.利用液晶在外加电压变化时由透明变浑浊可制作电子表、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
【解析】选B、C、D。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,但不是所有的都能呈液晶态,故A错;对液晶分子,从某个方向看排列比较整齐,从另一个方向看排列是杂乱无章的,B、C、D正确。
2.(多选)关于液晶,下列说法中正确的是( )A.液晶是一种晶体B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性C.液晶的光学性质随温度的变化而变化D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
【解析】选C、D。液晶的微观结构介于晶体和液体之间,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,选项A、B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,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,选项C、D正确。
【补偿训练】(多选)关于液晶的说法正确的是( )A.液晶态介于固态和液态之间,其分子排列比较松散,因此液晶具有流动性B.因为液晶具有流动性,所以液晶具有各向同性C.因为液晶分子排列有一定取向,所以具有各向异性D.棒状分子的物质都具有液晶态
【解析】选A、C。液晶因为分子排列有一定取向,所以具有各向异性,与流动性无关,A、C正确,B错误;棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质只是容易具有液晶态,D错误。
四 材料及其应用1.新材料及其应用新材料主要包括新型金属材料、高分子合成材料、新型无机非金属材料、复合材料、光电子材料等。(1)新型金属材料:有铝合金、镁合金、钛合金以及稀有金属,它们在导电、航空航天、原子能方面有广泛用途。
(2)高分子合成材料:有合成橡胶、塑料和化学纤维等。它们在火箭、建筑、医疗、交通、服装、农业、国防上有广泛用途。(3)新型无机非金属材料:有工业陶瓷、光导纤维、半导体材料。它们在燃气机制造、磁流体发电机、通信、工业、科学研究等方面有广泛用途。(4)复合材料:可分为结构复合材料和功能复合材料。它们在航空航天、电子工业、生活用品、新能源技术、信息技术、海洋工程等方面有广泛用途。(5)光电子材料:有光电子半导体材料、光纤、薄膜材料、液晶显示材料。它们在光电子器件、光通信、光计算、激光技术等方面有广泛用途。
2.纳米材料及其应用(1)纳米是长度单位:1 nm=10-9 m。(2)纳米技术:在纳米尺度(1～100 nm)上制造材料和器件的技术。即重新排列原子而制造具有新分子结构的技术。(3)纳米材料有纳米金属、纳米磁场材料、纳米陶瓷材料、有机—无机纳米复合物、纳米传感材料、纳米医用材料等。(4)纳米材料应用领域:能源、环保、通信、航空航天、医疗、日常生活等。
【典例示范】(多选)纳米材料的奇特效应使纳米材料表现出不同于传统材料的良好性能,以下关于纳米材料的性能的说法中,正确的是( )A.在力学性能方面,纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性B.在热学性能方面,纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多C.在电学性能方面,纳米材料在低温时会呈现超导电性D.在化学性能方面,纳米材料化学活性低,因此化学稳定性强
【解析】选A、B。纳米材料具有良好的性能,在力学性能方面,纳米材料具有高强、高硬和良好的塑性,A正确;在热学性能方面,纳米超细微粒的熔点比常规粉体低得多,B正确;在电学性能方面,纳米材料在低温时会呈现电绝缘性;而在化学性能方面,纳米材料具有相当高的化学活性,故选项C、D错误。
【误区警示】认识材料属性的两个误区(1)材料属于哪一类材料不是唯一的,因为不同的分类方法可能有交集,所以同一种材料有可能属于多种类型。(2)同一种材料有可能同时兼有不同的特性,如铝同时具有良好的导电性、导热性和密度小的特性。
【素养训练】下列关于金属材料的说法正确的是( )A.金属材料一般只指纯金属B.通常使用的金属材料大多是合金C.钢是指纯度非常高的铁,而不锈钢是铁和碳的合金再加上铬合成的D.不锈钢只是在干燥的环境里才不生锈,若在潮湿的环境里,也很容易生锈
【解析】选B。金属材料一般包括金属与合金,而不是指纯金属,但通常使用的金属材料大多是合金,故A错误,B正确;钢是铁和碳的合金,而不是指高纯度的铁,不锈钢则是铁和碳再加上铬的合金,故C项错误;不锈钢具有很强的耐腐蚀性,在潮湿的环境里也不容易生锈,故D项错误。
【补偿训练】1.石墨烯是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构,根据以上信息和已学知识,下列说法中正确的是( ) A.石墨是晶体,石墨烯是非晶体B.石墨是单质,石墨烯是化合物C.石墨、石墨烯具有相同的特性D.它们是通过物理变化的方法获得石墨烯的
【解析】选D。石墨、石墨烯都有规则的分子排列,都是晶体,A错误;石墨、石墨烯都属于单质,B错误;由于石墨、石墨烯具有不同的结构,所以它们有不同的特性,C错误;从题目给出的物理情景看,石墨烯是用物理的方法获得的,D正确。
2.(多选)(2019·泉州高二检测)关于记忆合金“镍钛诺”,下列说法正确的是( )A.它的材料中含镍、钛B.在常温下做成某种形状,高温下拉直,然后到常温时又恢复原状C.在高温下做成某种形状、低温下拉直,然后到高温时又恢复原状D.它的记忆能力只运用一次
【解析】选A、C。材料中含有镍和钛,A正确;这种合金是高温下做成某种形状,低温下拉直,到高温时恢复原状,B错误,C正确;研究表明,这种合金的记忆本领可反复若干次使用,D错误。
【拓展例题】考查内容:液体表面张力的微观解释【典例】(多选)下列叙述正确的是( )A.液体表面张力随温度升高而增大B.液体尽可能地收缩它们的表面C.液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能D.液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布密些
【解析】选B、C。液体表面层的分子的分布比液体内部稀疏,分子力表现为引力,这是表面张力产生的原因,由于表面张力的作用,液体表面就有收缩到最小的趋势,随着温度的升高,表面层分子距离增大,分子间引力作用减小,表面张力减小,选项B正确,A、D错误。在液体内部,分子间引力、斥力相平衡,即r=r0,分子势能最小,在表面层r>r0,所以分子势能比液体内部的分子势能大,选项C正确。
1.(多选)下列现象中,能说明液体存在表面张力的有( )A.水黾可以停在水面上B.叶面上的露珠呈球形C.滴入水中的红墨水很快散开D.悬浮在水中的花粉做无规则运动【解析】选A、B。水黾可以停在水面上和露珠呈球形均是由于液体表面张力的作用;C、D两选项中的现象均是由于分子的无规则运动。
2.液体表面具有收缩趋势的原因是( )A.液体可以流动B.液体表面层分子间距小于液体内部分子间距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.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离【解析】选D。由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,所以表面层的分子间的作用力为引力,这种力使液体表面层的相邻部分之间相互吸引,产生的吸引力即表面张力;表面张力使液体表面有收缩的趋势。
【补偿训练】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】选D。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,所以最终水银呈球形。
3.在水中浸入两个同样细的毛细管,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弯管的最高点还要高,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
【解析】选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,则B正确,A、C、D错误。
4.(多选)关于液晶,下列说法正确的是( )A.因为液晶是介于晶体与液体之间的中间态,所以液晶实际上是一种非晶体B.液晶具有液体的流动性,是因为液晶分子尽管有序排列,但位置却无序,可自由移动C.任何物质在任何条件下都可以存在液晶态D.天然存在的液晶很少,多数液晶是人工合成的
【解析】选B、D。液晶是一种介于晶体与液体之间的液态晶体,它不是晶体更不是非晶体;液晶分子像晶体分子一样排列有序,但是它们又像液体分子一样可以自由移动,没有固定的位置,即位置无序,所以液晶具有流动性;有些物质只有在特定的条件下才具有液晶态,并不是所有物质都有液晶态;天然存在的液晶很少,多数液晶是人工合成的,目前已达到5 000多种。则B、D正确,A、C错误。
【补偿训练】试解释下列现象:(1)手套被雨水浸湿后很难从手上脱下。(2)如有两枚硬币漂浮于水面上,且两者间距约1 cm时,两硬币会急剧地相吸靠近,为什么?
【解析】(1)因为湿手套的纤维间的空隙中有水,水跟空气接触的表面层具有收缩趋势,这种收缩趋势使手套纤维间距离缩小,于是手套的表面积减小,使手套紧箍在手上很难脱下。(2)当漂浮于水面的两枚硬币相距较近时,两硬币之间的水面呈凸曲面状,此时由于水的表面张力,将使其表面收缩,表面张力的方向总是沿着液面的切线方向,使两个硬币在水平方向上各自受力不平衡,左边硬币在水平方向上承受表面张力的合力指向右,而右边硬币受到的合力指向左,因而发生相互“吸引”的现象。答案:见解析
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