第2章 第4节 液体的表面张力-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二物理选择性必修第三册教师用书（粤教版2019）

DIERZHANG 第二章 第四节　液体的表面张力 1 1.了解液体的表面张力现象，能解释液体表面张力产生的原因(重点)。 2.了解浸润和不浸润现象，理解毛细现象产生的原因(难点)。 学习目标 2 一、表面张力 二、毛细现象 课时对点练 内容索引 3 表面张力 一 4 如图所示是液体表面附近分子分布的大致情况。请结合图片思考：液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点？ 答案　液体表面层内分子比较稀疏，分子间距离r略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 1.表面层：从微观角度看，液体的表面并不是一个几何面，而是一个厚度为分子力 (数量级为10-9 m)的薄层。 2.表面张力： (1)定义：使液体表面 的相互作用的拉力，液体表面出现的这种张力称为表面张力。 (2)方向：总是跟液面相切，且与分界面 。在液 体表面任意画一条线MN，MN两侧的液体之间的引 力方向如图所示。 梳理与总结 有效作用距离 收缩 垂直 (3)成因：液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为 ，该引力使液体的表面总是有一种 的趋势，就好像被绷紧的橡皮膜。 3.作用效果：使液滴的表面积尽可能地 ，在体积一定的情况下，球形在所有几何体中的表面积 ，所以露珠的形状更接近于球形。 4.影响因素：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。 引力 收缩 减小 最小 讨论与交流 1.小昆虫、缝衣针在水面上不下沉与小木块浮在水面上的道理相同吗？ 答案　不同。小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉是液体表面张力在起作用。小木块浮在水面上是重力和水的浮力平衡的结果。 2.在空间实验室里，水滴的形状是一个完美的球形。生活中我们还经常看到荷叶上的露珠呈扁平球形等现象。你能解释这是为什么吗？ 答案　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。太空中，物体完全失重，表面张力使液滴呈球形。地面上，表面张力尽管仍然存在，但又由于重力作用使露珠呈扁平球形。 3.把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝(如图甲、乙)。这是什么缘故？ 答案　由玻璃熔化变成液体后，其表面受到表面张力的作用，使表面收缩，玻璃管尖端变钝。 　(2023·东莞市高二期末)在“天宫课堂”上，王亚平用水在两板之间“搭建了一座桥”，形成了如图所示的“液桥”，关于“液桥”下列说法中正确的是 A.“液桥”表面层的水分子之间作用力表现为 引力，使得“液桥”表面有收缩的趋势 B.“液桥”表面层的水分子间距小于“液桥” 内部的水分子间距 C.“液桥”的形成与水的表面张力有关，表面张力的方向总是垂直于 “液桥”表面 D.王亚平之所以能搭建“液桥”，是因为水在太空中不受地球引力 例1 √ “液桥”表面层的水分子之间作用力表现为 引力，使得“液桥”表面有收缩的趋势，故 A正确； 液体的表面张力形成的原因是液体表面层分 子间的距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，故B错误； “液桥”的形成是水的表面张力作用的结果，由液体表面张力产生的原因可知，液体表面张力使液面具有收缩到液体表面积最小的趋势，因此液体表面张力的方向总是沿液面切线方向，故C错误； “液桥”的形成与表面张力有关，水在太空中受地球引力，故D错误。 返回 毛细现象 二 12 如图甲、乙所示，将水滴在玻璃表面，水逐渐散开并附着在玻璃板上；将水滴在石蜡表面，水滴可以在蜡面上滚来滚去。这说明了什么？ 答案　水可以润湿玻璃，但水不润湿石蜡。 1.浸润和不浸润 (1)浸润：液体与固体的接触面有 的趋势，液体会附着在固体上的现象。 (2)不浸润：液体与固体的接触面有 的趋势，液体不会附着在固体上的现象。 梳理与总结 扩张 收缩 (3)浸润和不浸润的形成原因 ①在液体与固体接触的地方有薄薄的一层液体，称为附着层。 ②若液体内分子的引力更大，则附着层中液体分子的密度变小，液体分子间距 ，相互间的分子力表现为 ，此时附着层有 的趋势，表现为不浸润。 ③若固体分子的引力更强，则附着层中液体分子的密度更大，液体分子间距 ，相互间的分子力表现为 ，此时附着层有 趋势，从而表现为浸润。 增大 引力 收缩 减小 斥力 扩张 2.毛细现象 (1)定义：浸润液体在细管中 ，不浸润液体在细管中 的现象。 (2)产生原因：毛细现象是液体的浸润(或不浸润)与表面张力现象共同作用的结果。如图甲所示，液体浸润细管时，浸润液体的附着层沿细管壁有 趋势，故附着层液体顺着管壁往上升，此时管内液面弯曲，面积变大。而表面张力使液面 ，从而拉动管中液体 。当管中液柱的重力与表面张力F上拉的合力 时，液柱不再上升。如图乙所示，液体不浸润细管时，表现出的毛细现象则与 液体浸润细管情况相反。 (3)特点：管的内径越 ，毛细现象越明显。 上升 下降 扩张 收缩 平衡 上升 细 1.如图所示，在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤里的水分，你知道这是为什么吗？ 讨论与交流 答案　把地表土壤锄松，破坏了土壤表层的毛细管，地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而被蒸发掉。 2.要想把凝固在衣料上的蜡迹去掉，可以把两层棉纸分别放在蜡迹处衣服的上面和下面，然后用热熨斗在棉纸上来回烫熨。为什么这样做可以去掉衣料上的蜡迹？ 答案　因为放在衣料上的吸附性极好的纸内有许多细小的孔道起着毛细管的作用，当蜡或油脂受热熔化成液体后，由于毛细现象，它们就被纸吸掉了。 　如图所示，水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，附着在玻璃上；在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层。下列说法正确的是 A.水浸润蜡面 B.玻璃面上的水没有表面张力 C.水与蜡面的相互作用比水分 子间的相互作用强 D.水与玻璃的相互作用比水分 子间的相互作用强 例2 √ 水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，是浸润现象，说明水和玻璃的相互作用比水分子之间的相互作用强，玻璃面上的水存在表面张力；在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层，是不浸润现象，水在蜡面上不浸润，则水与蜡面的相互作用比水分子间相互作用弱。故选D。 　小明将某种材料制作的两端开口的洁净细管竖直插入水中，发现管内液面高于管外液面，如图所示，下列说法中正确的是 A.水与该管的现象属于不浸润 B.水与该管的相互作用小于水分子间的相互作用 C.若换成内径更小的同种材料制作的细管，管中液面 高度变小 D.不宜用该材料制作防水衣 例3 √ 管内液面高于管外液面，液体浸润管壁，即水与该管 的现象属于浸润，所以不宜用该材料制作防水衣，故 A错误，D正确； 水浸润该管，水与该管的相互作用大于水分子间的相互作用，表面张力对管中的水形成向上的拉力，故B错误； 换成内径更小的同种材料制作的细管，毛细现象更显著，管中液面高度变高，故C错误。 返回 课时对点练 三 23 考点一　液体的表面张力 1.(2023·广东省阶段练习)“白露暖秋色，月明清漏中”，描写的是我国古代诗人对露珠的观察和感悟，根据所学物理知识，下列对露珠形成主要原因的说法正确的是 A.液体表面层的分子比液体内部稀疏，表面层的分子 之间互相吸引 B.液体表面层的分子比液体内部密集，表面层的分子之间互相排斥 C.液体表面层的分子比液体内部稀疏，表面层的分子之间互相排斥 D.液体表面层的分子比液体内部密集，表面层的分子之间互相吸引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 基础对点练 √ 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 对于露珠，液体表面层分子分布比液体内部稀疏，则分子引力大于分子斥力，分子间相互作用力表现为引力，即表面层的分子之间互相吸引，故选A。 2.关于液体的表面张力，以下说法中正确的是 A.缝衣针浮在水面上不下沉是重力与水的浮力平衡的结果 B.小木块能够浮在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果 C.露珠表面的水分子之间的距离小于内部的水分子之间的距离 D.小昆虫在水面上自由往来而不陷入水中是液体表面张力在起作用 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 缝衣针浮在水面上不下沉是水的表面张力作用的结果，选项A错误； 小木块能够浮在水面上是浮力与其重力平衡的结果，选项B错误； 露珠表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间表现为引力，故C错误； 小昆虫在水面上自由往来而不陷入水中是液体表面张力在起作用，选项D正确。 11 3.如图所示，金属框内阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分。若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下列选项图中的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状。当把a部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面张力的作用下，棉线将绷紧。液体表面积有收缩到最小的趋势，选项D正确。 11 考点二　浸润、不浸润及毛细现象 4.(多选)关于液体的浸润(不浸润)现象与毛细现象的说法正确的是 A.浸润和不浸润与分子间作用力无关 B.如果液体不浸润某种固体，则在液体与固体接触的附着层内，分子分 布比液体内部稀疏，分子间的作用力表现为引力 C.浸润液体和不浸润液体在细管中都上升 D.浸润液体和不浸润液体都会发生毛细现象 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 11 √ 液体对固体浸润，则附着层中的分子间距小于液体内部的分子间距，液体对固体不浸润，则附着层中的分子间距大于液体内部的分子间距，即浸润和不浸润现象是分子间作用力的表现，故A错误； 液体不浸润某种固体，例如水银对玻璃，当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比水银内部分子弱，附着层中的水银分子比水银内部稀疏，这时在附着层中的水银分子之间相互吸引，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象，故B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 浸润液体在细管内上升，不浸润液体在细管内下降，故C错误； 浸润液体和不浸润液体都会发生毛细现象，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5.(多选)一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体中时，液面又出现如图乙所示的情况。若固体A和毛细管B都很干净，则 A.固体A和毛细管B可能是由同种材料制成的 B.固体A和毛细管B一定不是由同种材料制成的 C.固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比 毛细管B的分子对液体附着层内的分子的引力 小些 D.图乙是液体对毛细管B的浸润现象 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由题图所给现象可知该液体对固体A不浸润，对毛细管B浸润，故A、B不由同种材料制成；题图甲现象说明附着层内的液体分子受到的内聚力大于附着力，题图乙现 象说明附着层内的液体分子受到的内聚力小于附着力，所以题图甲中附着层内的液体分子受到的固体A的分子的引力更小，选项B、C、D正确。 6.(多选)下列情况属于毛细现象的是 A.墨水瓶被打翻了，用粉笔可以把墨水吸干 B.洗头的时候，头发聚在一起 C.植物根部的养分，能升到植物的上部 D.自来水笔灌墨水时，把皮管按几下，墨水就被吸到皮管里去了 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 墨水瓶被打翻了，用粉笔可以把墨水吸干，属于毛细现象，选项A正确； 洗头的时候，头发聚在一起，是液体表面张力的作用，选项B错误； 植物根部的养分，能升到植物的上部，是毛细现象，选项C正确； 自来水笔灌墨水时，把皮管按几下，墨水就被吸到皮管里去了，这是大气压的作用，选项D错误。 7.(2023·湛江市期末)如图甲是吹肥皂泡的场景，在图乙玻璃杯内注入肥皂水，把用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出肥皂泡，下列说法正确的是 A.肥皂水不浸润玻璃杯壁 B.肥皂泡表面张力方向和其表面垂直 C.肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关 D.肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 能力综合练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由题图乙知肥皂水可以浸润玻璃杯壁， 故A错误； 肥皂泡表面张力方向和其表面相切， 故B错误； 表面张力让液体收缩，而同体积物体是球形时拥有最小的表面积，所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关，故C正确； 肥皂泡表面液体分子间既存在引力也存在斥力，合力表现为引力，故D错误。 8.(多选)(2024·汕头市期末)自2013年航天员王亚平首次太空开讲，10年来中国航天员已开展了5次精彩绝伦的太空授课，中国载人航天科技发展成就惠及全世界青少年。其中“水”相关实验占太空授课中实验总数的一半以上，下列说法正确的是 A.太空授课时，水球几乎呈完美的球状，是因为水的表面张力 B.水球表面层分子间的作用力表现为分子引力 C.太空授课时，浸润液体在玻璃试管中上升的现象是毛细现象 D.如果改用不浸润的塑料笔芯插入水中，也能观察到水面在笔芯内上升 的现象 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 11 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 太空授课时，水球几乎呈完美的球状，是因为水的表面张力，故A正确； 水球表面层分子间的作用力表现为分子引力，故B正确； 太空授课时，浸润液体在玻璃试管中上升的现象是毛细现象，故C正确； 如果改用不浸润的塑料笔芯插入水中，不能观察到水面在笔芯内上升的现象，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9.喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。如图所示，其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，下列说法正确的是 A.水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果，与重力无关 B.图中的下半部分玻璃和水滴发生了浸润现象 C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水 分子间距大 D.图中水滴表面层内的分子比水滴内部的分子密集 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 液体表面张力作用使得水滴呈球形，但是由于有重 力作用使得水滴呈椭球形，选项A错误； 题图中的下半部分玻璃和水滴不浸润，选项B错误； 水滴与玻璃表现接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，选项C正确； 题图中水滴表面层内的分子比水滴内部的分子稀疏，选项D错误。 10.将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是 A.容器中的液体可能是水银 B.若在“问天”实验舱中进行实验，仍然是较细毛细管 中的液面更高 C.若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同 D.图中毛细管中的附着层内液体分子的密度大于液体内部分子的密度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中呈现凸形液 面，故容器中的液体不可能是水银，A错误； 由于“问天”实验舱内的物体均处于失重状态，因此 毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面都与毛细管管口齐平，B错误； 在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材料有关，故两毛细管中的高度差不一定相同，C错误； 题图中为液体浸润玻璃，故毛细管中附着层内液体分子密度大于液体内部分子密度，D正确。 11.某种液体分别滴在甲、乙两种材料表面时状况如图，若在轨运行的空间站中有用乙材料制成的密闭容器，内置一定量的此种液体，则容器内液体(图中阴影区域)的分布情况可能是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 尖子生选练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 容器与液体在空间站中均处于失重状态。液体受到表面张力的作用，使其自由表面收缩到最小状态，液体的自由表面呈球形；由题图可知液体对于乙材料是不浸润的，容器内液体的分布情况可能是B图中的情况。故选B。 返回 BENKEJIESHU 本课结束 $$ 第四节　液体的表面张力 ［学习目标］　1.了解液体的表面张力现象，能解释液体表面张力产生的原因(重点)。2.了解浸润和不浸润现象，理解毛细现象产生的原因(难点)。 一、表面张力 如图所示是液体表面附近分子分布的大致情况。请结合图片思考：液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点？ 答案　液体表面层内分子比较稀疏，分子间距离r略大于r0，分子间的作用力表现为引力。 1.表面层：从微观角度看，液体的表面并不是一个几何面，而是一个厚度为分子力有效作用距离(数量级为10-9 m)的薄层。 2.表面张力： (1)定义：使液体表面收缩的相互作用的拉力，液体表面出现的这种张力称为表面张力。 (2)方向：总是跟液面相切，且与分界面垂直。在液体表面任意画一条线MN，MN两侧的液体之间的引力方向如图所示。 (3)成因：液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该引力使液体的表面总是有一种收缩的趋势，就好像被绷紧的橡皮膜。 3.作用效果：使液滴的表面积尽可能地减小，在体积一定的情况下，球形在所有几何体中的表面积最小，所以露珠的形状更接近于球形。 4.影响因素：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。 1.小昆虫、缝衣针在水面上不下沉与小木块浮在水面上的道理相同吗？ 答案　不同。小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉是液体表面张力在起作用。小木块浮在水面上是重力和水的浮力平衡的结果。 2.在空间实验室里，水滴的形状是一个完美的球形。生活中我们还经常看到荷叶上的露珠呈扁平球形等现象。你能解释这是为什么吗？ 答案　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。太空中，物体完全失重，表面张力使液滴呈球形。地面上，表面张力尽管仍然存在，但又由于重力作用使露珠呈扁平球形。 3.把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝(如图甲、乙)。这是什么缘故？ 答案　由玻璃熔化变成液体后，其表面受到表面张力的作用，使表面收缩，玻璃管尖端变钝。 例1　(2023·东莞市高二期末)在“天宫课堂”上，王亚平用水在两板之间“搭建了一座桥”，形成了如图所示的“液桥”，关于“液桥”下列说法中正确的是 (　　) A.“液桥”表面层的水分子之间作用力表现为引力，使得“液桥”表面有收缩的趋势 B.“液桥”表面层的水分子间距小于“液桥”内部的水分子间距 C.“液桥”的形成与水的表面张力有关，表面张力的方向总是垂直于“液桥”表面 D.王亚平之所以能搭建“液桥”，是因为水在太空中不受地球引力 答案　A 解析　“液桥”表面层的水分子之间作用力表现为引力，使得“液桥”表面有收缩的趋势，故A正确；液体的表面张力形成的原因是液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间距离，分子力表现为引力，故B错误；“液桥”的形成是水的表面张力作用的结果，由液体表面张力产生的原因可知，液体表面张力使液面具有收缩到液体表面积最小的趋势，因此液体表面张力的方向总是沿液面切线方向，故C错误；“液桥”的形成与表面张力有关，水在太空中受地球引力，故D错误。 二、毛细现象 如图甲、乙所示，将水滴在玻璃表面，水逐渐散开并附着在玻璃板上；将水滴在石蜡表面，水滴可以在蜡面上滚来滚去。这说明了什么？ 答案　水可以润湿玻璃，但水不润湿石蜡。 1.浸润和不浸润 (1)浸润：液体与固体的接触面有扩张的趋势，液体会附着在固体上的现象。 (2)不浸润：液体与固体的接触面有收缩的趋势，液体不会附着在固体上的现象。 (3)浸润和不浸润的形成原因 ①在液体与固体接触的地方有薄薄的一层液体，称为附着层。 ②若液体内分子的引力更大，则附着层中液体分子的密度变小，液体分子间距增大，相互间的分子力表现为引力，此时附着层有收缩的趋势，表现为不浸润。 ③若固体分子的引力更强，则附着层中液体分子的密度更大，液体分子间距减小，相互间的分子力表现为斥力，此时附着层有扩张趋势，从而表现为浸润。 2.毛细现象 (1)定义：浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降的现象。 (2)产生原因：毛细现象是液体的浸润(或不浸润)与表面张力现象共同作用的结果。如图甲所示，液体浸润细管时，浸润液体的附着层沿细管壁有扩张趋势，故附着层液体顺着管壁往上升，此时管内液面弯曲，面积变大。而表面张力使液面收缩，从而拉动管中液体上升。当管中液柱的重力与表面张力F上拉的合力平衡时，液柱不再上升。如图乙所示，液体不浸润细管时，表现出的毛细现象则与液体浸润细管情况相反。 (3)特点：管的内径越细，毛细现象越明显。 1.如图所示，在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤里的水分，你知道这是为什么吗？ 答案　把地表土壤锄松，破坏了土壤表层的毛细管，地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而被蒸发掉。 2.要想把凝固在衣料上的蜡迹去掉，可以把两层棉纸分别放在蜡迹处衣服的上面和下面，然后用热熨斗在棉纸上来回烫熨。为什么这样做可以去掉衣料上的蜡迹？ 答案　因为放在衣料上的吸附性极好的纸内有许多细小的孔道起着毛细管的作用，当蜡或油脂受热熔化成液体后，由于毛细现象，它们就被纸吸掉了。 例2　如图所示，水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，附着在玻璃上；在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层。下列说法正确的是 (　　) A.水浸润蜡面 B.玻璃面上的水没有表面张力 C.水与蜡面的相互作用比水分子间的相互作用强 D.水与玻璃的相互作用比水分子间的相互作用强 答案　D 解析　水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，是浸润现象，说明水和玻璃的相互作用比水分子之间的相互作用强，玻璃面上的水存在表面张力；在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层，是不浸润现象，水在蜡面上不浸润，则水与蜡面的相互作用比水分子间相互作用弱。故选D。 例3　小明将某种材料制作的两端开口的洁净细管竖直插入水中，发现管内液面高于管外液面，如图所示，下列说法中正确的是 (　　) A.水与该管的现象属于不浸润 B.水与该管的相互作用小于水分子间的相互作用 C.若换成内径更小的同种材料制作的细管，管中液面高度变小 D.不宜用该材料制作防水衣 答案　D 解析　管内液面高于管外液面，液体浸润管壁，即水与该管的现象属于浸润，所以不宜用该材料制作防水衣，故A错误，D正确；水浸润该管，水与该管的相互作用大于水分子间的相互作用，表面张力对管中的水形成向上的拉力，故B错误；换成内径更小的同种材料制作的细管，毛细现象更显著，管中液面高度变高，故C错误。 课时对点练　［分值：60分］ 1~6题每题5分，共30分 考点一　液体的表面张力 1.(2023·广东省阶段练习)“白露暖秋色，月明清漏中”，描写的是我国古代诗人对露珠的观察和感悟，根据所学物理知识，下列对露珠形成主要原因的说法正确的是 (　　) A.液体表面层的分子比液体内部稀疏，表面层的分子之间互相吸引 B.液体表面层的分子比液体内部密集，表面层的分子之间互相排斥 C.液体表面层的分子比液体内部稀疏，表面层的分子之间互相排斥 D.液体表面层的分子比液体内部密集，表面层的分子之间互相吸引 答案　A 解析　对于露珠，液体表面层分子分布比液体内部稀疏，则分子引力大于分子斥力，分子间相互作用力表现为引力，即表面层的分子之间互相吸引，故选A。 2.关于液体的表面张力，以下说法中正确的是 (　　) A.缝衣针浮在水面上不下沉是重力与水的浮力平衡的结果 B.小木块能够浮在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果 C.露珠表面的水分子之间的距离小于内部的水分子之间的距离 D.小昆虫在水面上自由往来而不陷入水中是液体表面张力在起作用 答案　D 解析　缝衣针浮在水面上不下沉是水的表面张力作用的结果，选项A错误；小木块能够浮在水面上是浮力与其重力平衡的结果，选项B错误；露珠表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间表现为引力，故C错误；小昆虫在水面上自由往来而不陷入水中是液体表面张力在起作用，选项D正确。 3.如图所示，金属框内阴影部分表示肥皂膜，它被棉线分割成a、b两部分。若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下列选项图中的 (　　) 答案　D 解析　肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状。当把a部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面张力的作用下，棉线将绷紧。液体表面积有收缩到最小的趋势，选项D正确。 考点二　浸润、不浸润及毛细现象 4.(多选)关于液体的浸润(不浸润)现象与毛细现象的说法正确的是 (　　) A.浸润和不浸润与分子间作用力无关 B.如果液体不浸润某种固体，则在液体与固体接触的附着层内，分子分布比液体内部稀疏，分子间的作用力表现为引力 C.浸润液体和不浸润液体在细管中都上升 D.浸润液体和不浸润液体都会发生毛细现象 答案　BD 解析　液体对固体浸润，则附着层中的分子间距小于液体内部的分子间距，液体对固体不浸润，则附着层中的分子间距大于液体内部的分子间距，即浸润和不浸润现象是分子间作用力的表现，故A错误；液体不浸润某种固体，例如水银对玻璃，当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比水银内部分子弱，附着层中的水银分子比水银内部稀疏，这时在附着层中的水银分子之间相互吸引，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象，故B正确；浸润液体在细管内上升，不浸润液体在细管内下降，故C错误；浸润液体和不浸润液体都会发生毛细现象，故D正确。 5.(多选)一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体中时，液面又出现如图乙所示的情况。若固体A和毛细管B都很干净，则 (　　) A.固体A和毛细管B可能是由同种材料制成的 B.固体A和毛细管B一定不是由同种材料制成的 C.固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层内的分子的引力小些 D.图乙是液体对毛细管B的浸润现象 答案　BCD 解析　由题图所给现象可知该液体对固体A不浸润，对毛细管B浸润，故A、B不由同种材料制成；题图甲现象说明附着层内的液体分子受到的内聚力大于附着力，题图乙现象说明附着层内的液体分子受到的内聚力小于附着力，所以题图甲中附着层内的液体分子受到的固体A的分子的引力更小，选项B、C、D正确。 6.(多选)下列情况属于毛细现象的是 (　　) A.墨水瓶被打翻了，用粉笔可以把墨水吸干 B.洗头的时候，头发聚在一起 C.植物根部的养分，能升到植物的上部 D.自来水笔灌墨水时，把皮管按几下，墨水就被吸到皮管里去了 答案　AC 解析　墨水瓶被打翻了，用粉笔可以把墨水吸干，属于毛细现象，选项A正确；洗头的时候，头发聚在一起，是液体表面张力的作用，选项B错误；植物根部的养分，能升到植物的上部，是毛细现象，选项C正确；自来水笔灌墨水时，把皮管按几下，墨水就被吸到皮管里去了，这是大气压的作用，选项D错误。 7~10题每题6分，共24分 7.(2023·湛江市期末)如图甲是吹肥皂泡的场景，在图乙玻璃杯内注入肥皂水，把用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出肥皂泡，下列说法正确的是 (　　) A.肥皂水不浸润玻璃杯壁 B.肥皂泡表面张力方向和其表面垂直 C.肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关 D.肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力 答案　C 解析　由题图乙知肥皂水可以浸润玻璃杯壁，故A错误；肥皂泡表面张力方向和其表面相切，故B错误；表面张力让液体收缩，而同体积物体是球形时拥有最小的表面积，所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关，故C正确；肥皂泡表面液体分子间既存在引力也存在斥力，合力表现为引力，故D错误。 8.(多选)(2024·汕头市期末)自2013年航天员王亚平首次太空开讲，10年来中国航天员已开展了5次精彩绝伦的太空授课，中国载人航天科技发展成就惠及全世界青少年。其中“水”相关实验占太空授课中实验总数的一半以上，下列说法正确的是 (　　) A.太空授课时，水球几乎呈完美的球状，是因为水的表面张力 B.水球表面层分子间的作用力表现为分子引力 C.太空授课时，浸润液体在玻璃试管中上升的现象是毛细现象 D.如果改用不浸润的塑料笔芯插入水中，也能观察到水面在笔芯内上升的现象 答案　ABC 解析　太空授课时，水球几乎呈完美的球状，是因为水的表面张力，故A正确；水球表面层分子间的作用力表现为分子引力，故B正确；太空授课时，浸润液体在玻璃试管中上升的现象是毛细现象，故C正确；如果改用不浸润的塑料笔芯插入水中，不能观察到水面在笔芯内上升的现象，故D错误。 9.喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。如图所示，其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面，故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，下列说法正确的是 (　　) A.水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果，与重力无关 B.图中的下半部分玻璃和水滴发生了浸润现象 C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大 D.图中水滴表面层内的分子比水滴内部的分子密集 答案　C 解析　液体表面张力作用使得水滴呈球形，但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形，选项A错误；题图中的下半部分玻璃和水滴不浸润，选项B错误；水滴与玻璃表现接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，选项C正确；题图中水滴表面层内的分子比水滴内部的分子稀疏，选项D错误。 10.将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是 (　　) A.容器中的液体可能是水银 B.若在“问天”实验舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高 C.若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同 D.图中毛细管中的附着层内液体分子的密度大于液体内部分子的密度 答案　D 解析　水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，A错误；由于“问天”实验舱内的物体均处于失重状态，因此毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面都与毛细管管口齐平，B错误；在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材料有关，故两毛细管中的高度差不一定相同，C错误；题图中为液体浸润玻璃，故毛细管中附着层内液体分子密度大于液体内部分子密度，D正确。 　(6分) 11.某种液体分别滴在甲、乙两种材料表面时状况如图，若在轨运行的空间站中有用乙材料制成的密闭容器，内置一定量的此种液体，则容器内液体(图中阴影区域)的分布情况可能是 (　　) 答案　B 解析　容器与液体在空间站中均处于失重状态。液体受到表面张力的作用，使其自由表面收缩到最小状态，液体的自由表面呈球形；由题图可知液体对于乙材料是不浸润的，容器内液体的分布情况可能是B图中的情况。故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$