物理鲁科版选修3-3学案：课堂互动 第3章第2节毛细现象第3节液晶 含解析

课堂互动
三点剖析
一、浸润、不浸润现象的解释
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.如果受到的固体分子的吸引比较弱，附着层里的分子就比液体内部稀疏，在附着层里就出现跟表面张力相似的收缩力，这时跟固体接触的液体表面有缩小的趋势，形成不浸润现象.相反，如果受到的固体分子的吸引相当强，附着层里的分子就比液体内部更密，在附着层里就出现液体相互排斥的力，这时跟固体接触的液体表面有扩展的趋势，形成浸润现象.
【例1】在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于( )
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，说明了玻璃这时不能被水浸润
D.水的表面张力在起作用
解析：大头针是宏观物体，不能填充水分子之间的空隙，水分子也不可能大量地进入大头针内以致水不能流出，所以选项A和B都是错误的.水面凸起恰恰相反说明了水的表面张力的存在；而水浸润玻璃的现象是在水与玻璃杯接触处发生的现象，与水面凸起是两种互不相干的现象.因此，选项D正确，选项C是错误的. 总之，本题只有选项D正确.
答案：D
二、毛细现象的解释
当毛细管插入浸润液体中时，附着层里的推斥力使附着层沿管壁上升，这部分液体上升引起液面弯曲，呈凹形弯月面使液体表面变大，与此同时由于表面层的表面张力的收缩作用，管内液体也随之上升，直到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的液体的重量相等时，达到平衡，液体停止上升，稳定在一定的高度.利用类似的分析，也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象.
三、液晶
1.液晶态定义
物质既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐、各向异性的状态，叫做物质的液晶态.
2.液晶：处于液晶态的物质叫液晶.
3.液晶的特点：位置无序使它像液体，而排列有序使它像晶体，所以液晶是有晶体结构的液体.液晶分子排列是不稳定的，外界条件的微小变动，如压力、温度、电压、电磁作用等，都会引起液晶分子排列的变化，从而改变液晶的光学性质.
4.液晶的分类：按分子排列情况，液晶可分为向列型、胆甾型和近晶型.
5.液晶的作用：液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变化都会引起分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，如光学性质.因此液晶有广泛的应用.
【例2】下列有关液晶的说法，正确的是( )
A.液晶具有流动性
B.液晶具有各向异性
C.液晶具有稳定的空间排列规律
D.液晶就是液态的晶体
解析：液晶既有液体的流动性，又具有晶体的分子排列整齐、各向异性的状态；但其空间排列规律不稳定，故选A、B.
答案：AB
各个击破
类题演练1
在表面张力的作用下，水沿毛细管上升后，水的温度将( )
A.升高
B.降低
C.不变
D.上述三情况都可能
解析：水沿毛细管上升后，这部分水的势能增加，由于整个系统没有从外界吸收能量，因此，这部分水增加的势能只能由水的内能转化而来，所以，水沿毛细管上升的过程中，水温将稍微下降.故答案选B.
答案：B
变式提升1
关于浸润和不浸润现象，下面的说法中正确的是( )
A.发生在固体跟液体接触的地方
B.水是浸润液体，水银是不浸润液体
C.是由液体表面层分子作用力决定的
D.液体甲与固体乙接触的附着层内的液体分子排列比内部紧密时，甲对乙是浸润的
解析：浸润和不浸润现象发生在液体与固体接触处的附着层，同一种液体，相对于某些固体是浸润的，而相对于另一些固体则是不浸润的.浸润还是不浸润不是由液体表面层的分子力决定，而是由附着层的分子力决定.附着层里的分子同时受到固体分子和液体内部分子对它的吸引.如果固体分子对它的吸引很强，则附着层的分子就比液体内部紧密些，使附着层出现相互排斥的力，使液体表面有扩展的趋势而形成浸润现象，所以正确选项为A、D.
答案：AD
类题演练2
为什么蜡烛中要用棉线等做烛芯？
答案：因为棉线燃烧时释放热量融化石蜡，融化的石蜡可以浸润棉线，并顺着棉线中的毛细管上升，以供继续燃烧之用.
类题演练3
要改变液晶的光学性质，可以通过( )
A.电压
B.温度
C.压力
D.磁场
解析：液晶分子排列是不稳定的，外界条件的微小变动，如压力、温度、电压、磁场作用等，都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的透明程度和颜色，从而改变液晶的光学性质.故选A、B、C、D.
答案：ABCD
变式提升2
关于液晶及液晶态，下列说法正确的是( )
A.液晶具有流动性
B.流晶分子排列整齐，具有各向异性
C.所有物质都具有液晶态
D.液晶分子的排列是不稳定的，导致液晶的某些物理性质很容易受外界的影响而发生变化。