高三物理一轮总复习专题135固体液体名师伴学.docx

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高三物理一轮总复习专题135固体液体名师伴学

专题13.5固体液体

课前预习●自我检测

1．关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．它们由不同的空间点阵构成

B．晶体内部的物质微粒是规则排列的，非晶体内部的物质微粒在不停地运动着

C．晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的物质微粒是不停地运动着的

D．在物质内部的各个平面上，微粒数相等的是晶体，微粒数不等的是非晶体

【答案】　B

【解析】　空间点阵是晶体的一个特殊结构，是晶体的一个特性，所以A是错误的；不管是晶体还是非晶体，组成物质的微粒永远在做热运动，所以C是错误的；非晶体没有规则的形状，也就没有层面的说法，即使是晶体，各个层面的微粒数也不见得相等，所以D也是错误的．故正确【答案】为B.

2．某球形固体物质，其各向导热性能相同，则该物体（　　）

A．一定是非晶体

B．可能具有确定的熔点

C．一定是单晶体，因为它有规则的几何外形

D.一定不是单晶体，因为它具有各向同性的物理性质

【答案】　B

3．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．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，否则容器中液体一定会沿器壁流散

【答案】　BD

【解析】　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；在处于完全失重状态的人造卫星上，如果液体浸润器壁，液体和器壁的附着层就会扩张，沿着器壁流散，故必须盖紧，D正确．

4．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

【答案】　B

【解析】　因为水银不浸润玻璃，所以玻璃管中的水银呈凸形；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，选项B正确．

5．关于液晶分子的排列，下列说法正确的是（　　）

A．液晶分子在特定方向排列整齐

B．液晶分子的排列不稳定，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化

C．液晶分子的排列整齐而稳定

D．液晶的物理性质稳定

【答案】　AB

课堂讲练●典例分析

【要点提炼】

知识点一：

晶体和非晶体

1．固体可以分为晶体和非晶体两类．

晶体又可以分为单晶体与多晶体．

2．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、蔗糖、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体．

3．单晶体有天然规则的几何形状，非晶体没有天然规则的几何形状．

4．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；晶体的某些物理性质表现为各向异性，非晶体沿各个方向的物理性质都是一样的，表现为各向同性；多晶体是各向同性的．

5、正确理解晶体与非晶体的区别

1）单晶体的特征

（1）具有天然的规则外形，这种规则的外形不是人工造成的．

（2）物理性质各向异性，这是单晶体区别于非晶体和多晶体最重要的特性，是判断单晶体最主要的依据．

（3）具有一定的熔点，单晶体在这一点上和多晶体没有区别．从宏观上区分晶体和非晶体的重要依据是看有无一定的熔点．

2）多晶体和非晶体

（1）多晶体虽无天然规则的几何形状，物理性质各向同性，但组成多晶体的晶粒都有规则的几何形状，每一个晶粒都具有单晶体的特征和物理性质，这是多晶体和非晶体在内部结构上的区别．

（2）多晶体与非晶体在宏观上的区别在于多晶体具有一定的熔点，非晶体则没有，例如很多同学认为玻璃应是多晶体，但实验证明玻璃没有一定的熔点，故应是非晶体．

3）正确理解单晶体的各向异性

（1）在物理性质上，单晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的．

①单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性质时，测试结果不同．

②通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等．

（2）单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下：

①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同.

②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同．

③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同．

④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．

知识点二：

液体的微观结构与液体的表面张力

1．液体的微观结构与宏观特性：

液体中的分子密集排列在一起，所以液体具有一定的体积．液体之间的分子作用力比固体分子间的作用力要小，所以液体没有固定的形状，具有流动性．分子的移动比固体分子容易，所以扩散比固体要快．

2．液体表面张力的成因分析：

（1）由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏，因而分子力表现为引力．

（2）表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜．

（3）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．表面张力及其作用：

（1）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．例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形（但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形）．

（2）表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关．

知识点三、浸润和不浸润及毛细现象成因分析

1．附着层内分子受力情况

液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引．

2．浸润的成因

当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体．

3．不浸润的成因

当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体．

4．毛细现象

（1）两种表现：

浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降．

（2）产生原因：

毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系．

如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面（b）要比管外（a）高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面（d）比管外（c）低．

知识点四、液晶

1．液晶

某些化合物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，于是取名液晶．

2．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．

3．液晶分子的排列特点

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．

4．液晶的应用

（1）液晶显示器：

用于电子手表、电子计算器、电脑等．

（2）利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度．

（3）液晶在电子工业、航空工业、生物医学等领域有广泛应用．

【典例1】关于晶体和非晶体，下列说法正确的是（　　）

A．有规则的几何外形的固体一定是晶体

B．只有单晶体才有天然规则的几何外形

C．晶体在物理性质上一定是各向异性的

D．晶体熔化时具有确定的熔点

E．可以根据各向异性或各向同性来鉴别单晶体和多晶体

【答案】　BDE

【典例2】关于石墨和金刚石的区别，下面说法不正确的是（　　）

A．石墨和金刚石是同种物质微粒组成的空间结构相同的晶体

B．金刚石晶体结构紧密，所以质地坚硬，石墨晶体是层状结构，所以质地松软

C．石墨与金刚石是不同的物质的微粒组成的不同晶体

D．石墨导电、金刚石不导电是由于组成它们的化学元素不同

E．组成它们的物质微粒按不同的规则排列

【答案】　ACD

【解析】　由化学知识知道，石墨和金刚石是碳的同素异形体，其化学性质相同．它们的分子的空间结构不同，石墨中的碳原子排列为层状结构，层与层间距离很大，所以其质地松软；金刚石中的碳原子排列紧密，相互间作用力很强，所以其质地坚硬．显然A、C、D错误，B、E正确．

【方法总结】

晶体各向异性的原因

1．单晶体物理性质的不同取决于其微观结构，单晶体的物质微粒是按照一定的规则在空间中整齐地排列着，有规则的几何外形，在物理性质上表现为各向异性．

2．多晶体是由许许多多晶粒组成的，晶粒在多晶体里杂乱无章地排列着，无规则的几何外形，多晶体在物理性质上表现为各向同性．

【典例3】下列现象中，哪些是液体的表面张力造成的（　　）

A．两滴水银相接触，立即会合并到一起

B．熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷却后呈球形

C．用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿

D．水珠在荷叶上呈球形

E．木船漂浮在水面上

【答案】　ABD

【解析】　用熔化的玻璃制成各种器皿，跟各种模型有关，并非表面张力造成的，E项是浮力等于重力的结果，故本题选A、B、D.

【典例4】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作用

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

E．悬浮在水中的花粉做无规则运动是受水的表面张力作用的结果

【答案】　ACD

【方法总结】

表面张力的特点

1．表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现．

2．表面张力的方向与液面相切，垂直于分界线．

3．表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定．

4．表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势．

【典例5】关于浸润与不浸润现象，下面的几种说法中不正确的是（　　）

A．水是浸润液体

B．水银是不浸润液体

C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的

D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象

E．浸润液体和不浸润液体在细管中都会产生毛细现象

【答案】　ABD

【典例6】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

E．液体跟固体接触的面积有收缩的趋势

【答案】　ACD

【解析】　这是浸润现象，这时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，这样就会使液体间出现相互排斥力，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势．

【方法总结】

浸润现象的分析要点

1．一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，例如：

水银不浸润玻璃，但浸润铅；水浸润玻璃，但不浸润石蜡．

2．浸润和不浸润可以用附着层的液体分子的分布来解释，浸润的本质是扩展，不浸润的本质是收缩．

【典例7】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A、C、D错，选项B正确．

【反思总结】　

（1）液晶是既有流动性和连续性，又具有各向异性的流体．

（2）向外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．

【典例8】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