2019-2020学年鲁科版物理选修3-3新素养同步讲义：第3章 第2节 毛细现象 第3节 液 晶 Word版含答案

液晶及其应用

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，这是其物理性质各向异性的主要原因．

(2)液晶具有液体的流动性．原因是在某个特定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．

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．利用向列型液晶的这种性质可以制造各种液晶显示器．

(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．

液晶既具有液体的特点，也具有晶体的特点，但它既不是液体，也不是晶

体，它是独立于液体和晶体之外的一种特殊流体．

(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 [思路点拨] 液晶的性质和特点是解题的关键．

[解析] 液晶是一种特殊的物质，既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，A、B错误；有些液晶的光学性质随温度的变化而变化，C正确；液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，D正确．注意液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性，它既不同于一般液体，也不同于晶体，其存在具有特殊性．

[答案] CD

液晶具有液体和晶体的某些性质，外界条件的微小变化都会引起液晶的某些性质的变化．

3.关于液晶，下列说法中正确的是( )

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

解析：选B.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A、C、D错误，选项B正确．

[随堂检测]

1．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 C．不一定会流出

B．不会流出

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，这时合力竖直向上，使水不能流出，选项B正确．

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：选AB.水可以附着在玻璃表面上，也就是浸润玻璃，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．

3．下列不属于液晶性质的是( ) A．流动性 C．温度效应

B．各向异性 D．荧光效应

解析：选D.液晶具有流动性、各向异性和温度效应，不具有荧光效应．

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，但却位置无序，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BD.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的；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．由上述可知B、D正确．

5．阅读课文相关内容，思考、讨论以下问题：

(1)浸润液体在毛细管内，液面为何成凹弯月面？是什么原因使液体上升？上升到什么时候为止？

(2)为什么不浸润液体在毛细管内会下降？下降到什么时候为止？

解析：(1)毛细现象是浸润或不浸润和表面张力共同作用而形成的结果．当浸润液体跟毛细管内壁接触时，引起液体附着层扩张，而表面引力的作用使液体与空气的接触面减小而收缩，从而使液面弯曲对液柱起提升作用，而且毛细管内径越小，提升越高，当液面弯曲提升的力与提升的液柱重力平衡时，管内液柱不再升高．

(2)当不浸润液体与毛细管内壁接触时，引起液体附着层收缩，而表面张力也使液面收缩．从而使液面弯曲对液面起压低下降的作用，而且毛细管内径越小，压低下降的高度也越大，当液柱受力平衡时，管内液面不再下降．

答案：见解析

[课时作业]

一、单项选择题

1．液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在( ) A．液体不浸润固体的附着层 B．表面张力较大的液体的附着层 C．所有液体的附着层

D．液体浸润固体的附着层

解析：选A.液体的附着层具有收缩趋势，是因为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，故A项正确．

2．玻璃上不附着水银，产生这种不浸润的原因是( )

A．水银具有流动性

B．玻璃表面光滑

C．水银与玻璃接触时，附着层里的水银受到玻璃分子的引力较强 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D.水银与玻璃接触时，附着层中的液体分子受玻璃分子的吸引比内部液体分子弱，结果附着层中液体分子比水银内部稀疏，附着层中表现出收缩力，使跟玻璃接触的液体表面有缩小的趋势，从而形成不浸润现象．故A、B、C错误，D正确．

3．对毛细管的有关说法，正确的是( ) 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A.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错误；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错误．

4．关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是( )

A．水银是浸润液体，水是不浸润液体

B．在内径小的容器里，如果液体能浸润容器壁，则液面成凹形，且液体在容器内上升 C．如果固体分子对液体分子的引力较弱，就会形成浸润现象

D．两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中，管内水柱高度相同

解析：选B.液体对固体是否发生浸润现象，是由液体和固体共同决定的，A错；如果液体浸润容器壁就会形成凹面，且液体在容器中上升，B对；如果固体分子对液体表面层分子的引力大于液体内部分子的引力，附着层内的分子较密，分子力表现为斥力，会看到液体的浸润现象，C错；内径不同的几支细玻璃管，管内水柱的高度不同，管越细，高度越高，毛细现象越明显，D错．

5．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

解析：选C.附着层里的分子既受到固体分子的吸引，又受到液体内部分子的吸引，如果受到固体分子的吸引比较弱，附着层中的部分分子进入液体内部，从而使附着层的分子比液体内部稀疏，所以C正确，A、D错；对于B，虽然附着层分子稀疏，分子间的吸引强，