高二物理選修3-3固體、液體

1、高二物理選修3-3 固體、液體【知識要點】1晶體和非晶體：晶體在外觀上有規(guī)則的幾何形狀，有確定的熔點，一些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性；非晶體在外觀上沒有規(guī)則的幾何形狀，沒有確定的熔點，一些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性同種物質(zhì)也可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，也就是說，物質(zhì)是晶體還是非晶體，并不是絕對的。例如，天然水晶是晶體，而熔化以后再凝結(jié)的水晶（即石英玻璃）就是非晶體幾乎所有的材料都能成為非晶體，有些非晶體在一定條件下也可以轉(zhuǎn)化為晶體。單晶體和多晶體：如果一個物體就是一個完整的晶體，例如雪花、食鹽小顆粒等這樣的晶體就叫做單晶體單晶體是科學(xué)技術(shù)上的重要原材料，例如，制造各種晶體管就要用純度很高的單

2、晶硅或單晶鍺；如果整個物體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體組成的，這樣的物體就叫做多晶體由許多食鹽單晶體粘在一起而成大塊的食鹽，就是多晶體我們平常見到的各種金屬材料，也是多晶體多晶體沒有規(guī)則的幾何形狀，也不顯示各向異性，但是同單晶體一樣，仍有確定的熔點表面張力：如果在液體表面任意畫一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力是引力，它的作用是使液體表面繃緊，所以叫做液體的表面張力。液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢。浸潤和不浸潤：一種液體會潤濕某種固體并附著在固體的表面上，這種現(xiàn)象叫做浸潤；一種液體不會潤濕某種固體，也就不會附著在這種固體的表面，這種現(xiàn)象叫做不浸潤。浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液

3、體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)現(xiàn)象。由于液體浸潤管壁，液面邊緣部分的表面張力斜向上方，這個力使管中液體向上運動，當(dāng)管中液體上升到一定高度，液體所受重力與液面邊緣所受向上的力平衡，液面穩(wěn)定在一定高度。對于一定的液體和一定材質(zhì)的管壁，管的內(nèi)徑越小，液體所能達(dá)到的高度越高。液晶：液晶是一種特殊的物質(zhì)，它既具有液體的流動性，又像某些晶體那樣具有光學(xué)各向異性。有些物質(zhì)在特定的溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài)；另一些物質(zhì)，在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r，在一定的濃度范圍具有液晶態(tài)。不是所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)?！镜湫屠}】例1關(guān)于晶體和非晶體，下列說法中正確的是     

4、0;                             （      ）A單晶體具有各向異性B多晶體也具有各向異性C非晶體的各種物理性質(zhì)，在各個方向上都是相同的D晶體的各種物理性質(zhì)，在各個方向上都是不同的例2如圖所示，食鹽的晶體是由鈉離子和氯離子組成的。這兩種離子

5、在空間中三個互相垂直的方向上都是等距離地交錯排列的，已知食鹽的摩爾質(zhì)量是58.5g/mol，食鹽的密度是2.2×103kg/m3，阿伏加德羅常數(shù)是6.0×1023mol1。在食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離最接近于（就下面四個數(shù)值相比）（）A3.0×1010mB3.5×1010mC4.0×1010mD5.0×1010m例在航天飛機(jī)中，有兩個圓柱形潔凈玻璃容器，其中分別封裝有水和水銀，如圖甲所示。當(dāng)航天飛機(jī)繞地球航行處于完全失重狀態(tài)時，兩容器中的液面呈什么形狀？水水銀甲例4將不同材料制成的甲、乙細(xì)管插入相同的液體中，甲管內(nèi)液面

6、比管外液面低，乙管內(nèi)液面比管外液面高，則：                                              

7、60;                          （      ）A液體對甲材料是浸潤的 B液體對乙材料是浸潤的 C甲管中發(fā)生的不是毛細(xì)現(xiàn)象，而乙管中發(fā)生的是毛細(xì)現(xiàn)象D若甲、乙兩管的內(nèi)徑變小，則甲管內(nèi)液面更低，乙管內(nèi)液面更高【當(dāng)堂反饋】某種固體制成的均勻薄片，將其一個表面涂上一層很薄的石臘，

8、然后用燒熱的鋼針去接觸其表面，發(fā)現(xiàn)石臘熔化區(qū)域呈圓形，由此可判定該薄片一定是非晶體，這種說法是否正確？為什么？2關(guān)于液體的表面張力，下述說法哪個是錯誤的？                                   （   

9、0;  ）A表面張力是液面各部分間相互吸引的力，方向與液面相平行B表面張力是液面分子間作用力的宏觀體現(xiàn)        C表面層里分子距離比液體內(nèi)部小些，分子間表現(xiàn)為引力   D不論是水還是水銀，表面張力都要使液面收縮3 若液體對某種固體是浸潤的，當(dāng)液體裝在由這種固體物質(zhì)做成的細(xì)管中時，則      （      ）A附著層分子密度大于液體內(nèi)分子的密度B附著層分子的作用力表現(xiàn)為引力C管中的

10、液面一定是凹彎月面D液面跟固體接觸的面積有擴(kuò)大的趨勢4用內(nèi)徑極小的細(xì)玻璃管制成的水銀氣壓計，其讀數(shù)與實際氣壓相比是偏高還是偏低？為什么？作業(yè)本：1下列固體中全是由晶體組成的是（）A石英、云母、明礬、食鹽、雪花、銅 B石英、玻璃、云母、銅C食鹽、雪花、云母、硫酸銅、松香 D蜂蠟、松香、橡膠、瀝青2關(guān)于晶體和非晶體，正確的說法是： 它們由不同的空間點陣構(gòu)成的晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是有規(guī)則地排列的，而非晶體內(nèi)部物質(zhì)微粒排列是不規(guī)則的晶體內(nèi)部的微粒是靜止的，而非晶體內(nèi)部的物質(zhì)微粒是不停地運動著在物質(zhì)內(nèi)部的各個平面上，微粒數(shù)相等的是晶體，數(shù)是不等的是非晶體3在密閉的容器內(nèi)，放置一定量的液體，如圖（a）所示，

11、若將此容器置于在軌道上正常運行的人造地球衛(wèi)星上，則容器內(nèi)液體的分布情況，應(yīng)是（）A仍然如圖（a）所示B只能如圖（b）中所示C可能如網(wǎng)（b）中或可能所示D可能如圖（b）中或可能所示關(guān)于石墨與金剛石的區(qū)別，下列說法中正確的是     （      ）A石墨與金剛石是由不同物質(zhì)生成的不同晶體B石墨和金剛石是由同種物質(zhì)生成的不同微觀結(jié)構(gòu)的晶體 C金剛石中原子間作用力比石墨的大，金剛石有很大的硬度D金剛石是單晶體，石墨是多晶體有一塊長方形的銅條，有關(guān)它的三種說法：這是一塊單晶體，因為它有規(guī)則的幾何形狀這是一塊多晶體

12、，因為它內(nèi)部的分子排列是不規(guī)則的這是一塊非晶體，因為它的物理性質(zhì)是各向同性的，這三種說法中（      ）A、是錯的     B、是錯的  C、是錯的        D都是錯的由同種物質(zhì)微粒組成但微觀結(jié)構(gòu)不同的兩種晶體，這兩種晶體一定是                 

13、     （      ）A物理性質(zhì)相同，化學(xué)性質(zhì)不相同                               B物理性質(zhì)不相同，化學(xué)性質(zhì)相同C物理性質(zhì)相同，化學(xué)性質(zhì)相同 D物理性質(zhì)不相同，化學(xué)性質(zhì)不相同

14、在樣本薄片上均勻地涂上一層石蠟，然后用灼熱的金屬針尖點在樣本的另一側(cè)面，結(jié)果得到如圖所示的兩種圖樣，則（）A樣本A一定是非晶體 B樣本A可能是非晶體C樣本B一定是晶體 D樣本B不一定是晶體關(guān)于液晶下列說法正確的是（     ）A液晶是液體和晶體的混合物 B液晶分子在特定方向排列比較整齊，但不穩(wěn)定C電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光 D所有物質(zhì)在一定條件下都能成為液晶浸潤的液體在毛細(xì)管接觸處，引起液面成形彎月面，力圖使液面，而表面張力的收縮作用力圖使液面，于是管內(nèi)液體以達(dá)到目的，直到因表面張力而使液體受到的向上的拉引力作用和相平衡時，管內(nèi)液體便停

15、止上升。HHA利用液晶_的特性可以做成顯示元件；利用液晶_的特性可以做成探測溫度的元件。如圖所示，在水中插入兩個同樣內(nèi)徑的毛細(xì)管：一個是直的，另一個是彎的。直管中水上升的高度H超過彎管的高度H，在彎管中有水不斷流出嗎？. 試解釋下列現(xiàn)象：手套被雨水浸濕后很難從手上脫下；將一枚硬幣輕輕置于水面，可以漂浮于水面而不沉下去。此時與硬幣重力相平衡的是什么力？如有兩枚硬幣漂浮于水面上，且兩者間距約1cm時，兩硬幣會急劇地相吸靠近，為什么？建筑樓房時，常在砌磚的地基上鋪一層油氈防潮層。如果不鋪這層油氈，樓房就容易受潮，為什么？如圖所示是測定肥皂液表面張力系數(shù)的裝置, 均勻的杠桿支點O在中央, 矩形銅絲框的

16、質(zhì)量為 0.4g, 其兩腳間的距離L=5cm； 將其懸于杠桿上右端距中央L1=15cm的A處。實驗時將銅絲框浸沒在肥皂水中, 在杠桿左端掛一個 1g的砝碼, 將肥皂水杯緩緩下移, 使框上部離開液面形成肥皂膜。此時若將砝碼移到距杠桿中央L2=12cm的B處時, 杠桿剛好處于平衡狀態(tài)。試據(jù)此計算肥皂液的表面張力系數(shù)。(提示：表面張力的大小與液面邊界線長度（設(shè)為L）成正比，可以表示為：f=L ，  式中稱為表面張力系數(shù)，它表示液面單位長度的邊界線上所受的表面張力的大小，g=10m/s2)【典型例題】例1：ACD。具體到某種晶體，它可能只是某種物理性質(zhì)各向異性較明顯。如云母片就是導(dǎo)熱性明顯，

17、方解石則是透光性明顯。但籠統(tǒng)提晶體就說各種物理性質(zhì)是各向異性。例2：解析：食鹽的摩爾體積V，其中M為食鹽的摩爾質(zhì)量，為食鹽的密度。1mol食鹽中有N個NaCl分子，即N個鈉離子和N個氯離子。因此，每個離子所占小立方體的體積為：V0小立方體的邊長l兩個鈉離子最近的距離d為邊長的倍，所以dl代入數(shù)據(jù)可得d3.97×1010m ，所以本題正確選項為C。水水銀乙例3：解析：當(dāng)航天飛機(jī)處于失重狀態(tài)時，液體僅受表面張力的作用，使其自由表面收縮到最小狀態(tài)，所以兩者的自由表面都呈球形，但由于水能完全浸潤玻璃，水銀幾乎完全不能浸潤玻璃，所以水和水銀的液面分別呈如圖乙所示形狀。例4： BD。液體對固體浸

18、潤的情況下，在附著層分子的排斥力和表面層分子的吸引力的共同作用下，液面將上升，所以A錯B對；毛細(xì)現(xiàn)象是指浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤的液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，所以C錯；在液體和毛細(xì)管材料一定的情況下，管越細(xì)毛細(xì)現(xiàn)象越明顯，所以D對?！井?dāng)堂反饋】1解析：這種說法是錯誤的。這是因為雖然實驗現(xiàn)象是石臘熔化區(qū)域呈圓形，說明該薄片在導(dǎo)熱性能方面表現(xiàn)為各向同性，但表現(xiàn)出各向同性的固體有兩類，即非晶體和多晶體，所以不能斷定該薄片是非晶體。其實，即使是單晶體，在導(dǎo)熱性能方面也可能是各向同性。2C在液體與氣體相接觸的表面層中，液體分子的分布較內(nèi)部稀疏，即分子間距大于r0，分子間表現(xiàn)為引力，其宏觀表現(xiàn)是

19、使液面收縮，好像繃緊的橡皮膜一樣。所以錯誤的只有C選項。3ACD。這首先是浸潤現(xiàn)象，這時固體分子與液體分子間的引力相當(dāng)強，造成附著層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部更密，這樣就會使附著層內(nèi)分子間出現(xiàn)了相互排斥力，使液體跟固體接觸的面積有擴(kuò)大的趨勢，所以液面中部位置較低，成為凹彎月面。因此正確的選項是ACD。4解析：水銀與玻璃是不浸潤的，水銀氣壓計中的水銀面是凸形彎月面：彎月面和玻璃管接觸的交界處的表面張力有一個豎直向下的分力，因而產(chǎn)生了一個附加壓強。附加壓強ps和水銀柱產(chǎn)生的壓強同向。所以有ppsgh 式中p為管外的大氣壓強，gh為管內(nèi)水銀柱的壓強。ps為因液體表面張力而產(chǎn)生的附加壓強，且內(nèi)徑越小，ps

20、越大，所以液柱偏低，即用內(nèi)徑極細(xì)的玻璃管制成的水銀氣壓計，其讀數(shù)與實際氣壓相比是偏低。作業(yè)本：1A2空間點陣是晶體的特殊結(jié)構(gòu)，是晶體的一個特性。所以是錯誤的。組成物體的微粒永遠(yuǎn)在作熱運動，不管是晶體還是非晶體。所以是錯的。非晶體就提不到什么層面的問題，即使是晶體各個層面也不見得相等。所以也是錯的。3D由于不知液體是否能完全浸潤容器，還是完全不能浸潤容器，所以液面可能如圖（b）中或可能所示形狀。4BC。石墨和金剛石的化學(xué)成分相同，即是同種物質(zhì)，但它們的微觀結(jié)構(gòu)不同，所以構(gòu)成不同的晶體，具有不同的性質(zhì)。5D銅條雖具有規(guī)則的幾何形狀，但它是多晶體，其分子排列是規(guī)則的，但構(gòu)成多晶體的顆粒的排列是不規(guī)則的，所以D對。6D同種物質(zhì)構(gòu)成的不同晶體叫同素異形體，因其分子結(jié)構(gòu)不同，所以其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都不相同。所以D對。78B液晶是一些物質(zhì)在特殊情況下形成的一種介于液體和晶體的物質(zhì)形態(tài)，其微觀結(jié)構(gòu)是分子排列較有序，但很不穩(wěn)定，容易發(fā)生變化。電子手表中的液晶是利用其對光的特性，外加電場可以影響其對光的穿透能力，并不是自己發(fā)光。所以B正確。9凹，擴(kuò)展，收縮，上升，表面最小，上升液柱的重力10外加電壓的影響下，會由透明狀態(tài)變成混濁狀態(tài)而不透明，去掉