2023年高中物理其次章固体液体和气体第四讲液体的性质液晶粤教

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[目标定位]1.知道液体分子的排列状况.2.知道液体分子热运动的特点，了解液晶的微观结构.3.通过实例了解液晶的主要性质及其在显示技术中的应用.

一、液体的性质

1.具有一定的体积，不易被压缩.2.宏观物理性质上表现为各向同性.3.没有一定的形状，具有一定的体积.

4.液体微观结构与非晶体十分类似，非晶体可以看作粘性极大的液体，所以严格地说，只有晶体才能叫做真正的固体.5.液体的扩散现象比固体进行得快.

6.分子的热运动：主要表现为在平衡位置附近振动，其特点是短时间的“搬迁〞和比较长时间的“定居〞交替进行.二、液晶

1.人们把介于晶体和液体之间的中间态叫做液晶态，把处于液晶态的物质叫做液晶.2.液晶是一种特别的物质，它既具有液体的滚动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性.3.液晶可以分为长丝状液晶和螺旋状液晶，长丝状液晶对外界的作用很敏感，螺旋状液晶具有显著的温度效应.

4.液晶在目前最主要的应用方向是在显示器方面的应用，这方面的应用是利用了液晶的多种光学效应，笔记本电脑的彩色显示器也是液晶显示器.在某些液晶中掺入少量的多色性染料，染料分子会与液晶分子结合而定向排列，从而表现出光学各向异性.某些物质在水溶液中能够形成薄片状液晶，而这正是生物膜的主要构成部分.液晶已经成为物理科学与生命科学的一个重要结合点.

一、液体的性质1.液体的微观结构

液体中的分子跟固体一样是密集在一起的，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但液体分子只在很小的区域内有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成，液体由大量这种暂时形成的小区域构成，这种

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小区域杂乱无章地分布着.2.液体的宏观特性

(1)定体积：液体中的分子密集在一起，分子间距接近于r0，相互间的束缚作用强，主要表现为在平衡位置附近做微小振动，所以液体具有一定的体积.

(2)各向同性：液体由大量暂时形成的杂乱无章分布的小区域构成，所以液体表现出各向同性.

(3)滚动性：液体分子能在平衡位置附近做微小的振动，但没有长期固定的平衡位置，液体分子可以在液体中移动，这是液体具有滚动性的原因.

(4)扩散特点：液体的扩散现象是由液体分子热运动产生的，分子在液体里的移动比在固体中简单得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快.例1关于液体和固体，以下说法不正确的是()A.液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B.液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的C.液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置D.液体的扩散比固体的扩散快答案A

解析液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的起因，但液体分子间的相互作用不像固体微粒那样强，所以B正确，A错误；液体具有滚动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子可以在液体中移动；也正是由于液体分子在液体里移动比固体简单，所以其扩散也比固体的扩散快，C、D正确.二、液晶1.定义

有些有机化学物在固态向液态转化的过程中存在着混浊的中间态，它具有和晶体相像的性质，故称为液态晶体，简称液晶.2.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，有特别的取向，这是其物理性质各向异性的主要原因.

(2)液晶具有液体的滚动性.原因是液晶分子排列是杂乱的，因而液晶又具有液体的性质，具有一定的滚动性.3.长丝状液晶

(1)分子排列特点：呈长棒形排列，自然状态下分子有彼此平行排列的倾向，沿一定方向的排列比较整齐，但彼此间前后左右的位置可以变动.

(2)特性及应用：对外界的作用很敏感，当外加电压时，液晶分子不再平行排列，液晶由透明状态变成混浊状态，去掉电压又恢复透明，因此可制作显示元件.

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4.螺旋状液晶

(1)分子排列特点：分子分层排列，每层分子的排列方向一致，相邻各层分子的取向相差一个小角度，形成各层分子排列方向依次旋转，构成一个螺旋状结构.

(2)特性及应用：具有显著的温度效应，可以用来探测温度，医学上检查肿瘤，检查电路中的短路点.

[温馨提醒](1)液晶的性质具有双重性，既具有液体的滚动性、连续性，又在光学性质、电学性质等方面具有晶体的各向异性的性质.

(2)液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质.(3)不是所有的物质都具有液晶态

有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态；有些物质溶解在适当的溶剂中，在一定的浓度范围内具有液晶态.

例2关于液晶的以下说法中正确的是()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

解析液晶是某些特别的有机化合物，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.

借题发挥(1)液晶是既具有滚动性和连续性又具有各向异性的流体.(2)向列型液晶在外加电压下会由透明变为不透明，但本身不会发光.

液体的性质

1.以下关于液体的说法正确的是()

A.非晶体的结构跟液体十分类似，可以看作是黏滞性极大的液体B.液体的物理性质一般表现为各向同性C.液体的密度总是小于固体的密度D.所有的金属在常温下都是固体答案AB

解析由液体的微观结构知选项A、B正确；有些液体的密度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故C错；金属汞在常温下就是液体，故D错误.

液晶

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2.以下有关液晶的一些性质的说法中，不正确的是()A.液晶分子的空间排列是稳定的B.液晶的光学性质随温度而变化

C.液晶的光学性质随所加电场的变化而变化D.液晶的光学性质随所加压力的变化而变化答案A

解析液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移动，故A错，B、C、D均正确.

(时间：60分钟)

题组一液体

1.关于液体分子的热运动，正确的是()

A.较长时间在平衡位置附近的振动和较长时间平衡位置的迁移B.较长时间在平衡位置附近的振动和短时间平衡位置的迁移C.短时间在平衡位置附近的振动和较长时间平衡位置的迁移D.像布朗颗粒一样，运动无规则，但永不停息答案B

解析液体分子的热运动主要是在平衡位置附近的微小振动，但其平衡位置短时间内会移动到另一位置.

2.液体在宏观上浮现出各向同性，原因是()A.液体分子是密集在一起的

B.液体中近似保持规则排列的微小区域分布杂乱无章C.液体分子主要是在平衡位置附近振动D.液体分子的平衡位置经常改变答案B

3.关于液体，以下各种说法中正确的是()A.液体性质介于气体与固体之间，更接近于气体B.液体表现出各向异性

C.液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在固定的平衡位置附近做微小的振动D.液体的扩散比固体的扩散快答案D

解析液体的性质介于气体与固体之间，更接近于固体，A错.液体分子只在很小区域内有规则排列，并且这些小区域又杂乱无章地分布，因而液体表现出各向同性，B错.液体分子

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的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但平衡位置在不断移动，C错.液体分子在液体中移动较固体分子在固体中移动更简单，液体的扩散较固体快，D正确.4.关于液体的微观结构，以下说法中正确的是()A.液体分子间距离较小，分子是密集在一起的

B.液体分子间作用力较弱，分子像一盘散沙，这是液体具有滚动性的原因C.液体分子的排列杂乱无章，这使液体具有各向同性

D.在液体内部存在大量分子排列规则的小区域，这些小区域的分布杂乱无章答案AD题组二液晶

5.关于液晶，以下说法正确的是()

A.由于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.液晶具有液体的滚动性，是由于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.自然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的答案BD

解析液晶是一种介于晶体与液体之间的中间态，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，所以液晶具有滚动性；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；自然存在的液晶很少，多数液晶是人工合成的，目前已达到5000多种.由上述可知B、D正确.

6.关于液晶分子的排列，以下说法正确的是()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

解析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，因而改变其某些性质，例如：温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性等，都可以改变液晶的光学性质，即物理性质，故A、B正确.7.以下说法正确的是()A.液晶的结构与晶体结构一致B.液晶的结构与液体的结构一致C.液晶的结构与非晶体结构一致

D.液晶在某些性质上与晶体一致，在某些性质上又与液体一致

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答案D

解析液晶的结构既不同于晶体结构，也不同于液体结构和非晶体的结构，故A、B、C错.液晶在力学性质上与液体一致，具有滚动性、连续性，可以形成液滴，在光学性质、电学性质等方面又具有明显的各向异性，因而又具有晶体的某些性质，所以D正确.8.以下表达中不正确的是()

A.棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质呈液晶态

B.利用液晶在电压变化时由透明变混浊可制作电子手表、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答案A

解析寻常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质简单具有液晶态，但不是任何时候都呈液晶态，故A错.

9.关于液晶的以下说法正确的是(