第2章 第2节 液 体-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册教用Word(鲁科版)

第2节　液　体 1．掌握通过实验观察液体的表面张力现象的方法。　2.理解浸润和不浸润的概念，会分析其产生的原因。　3.学会用分子动理论解释毛细现象。　 一、表面张力 1．跟固体一样，液体分子之间的距离很近，这使得液体具有一定的体积，很不容易被压缩。液体具有流动性，没有一定的形状。分子在液体里的移动比固体中容易得多，所以液体的扩散比固体的扩散要快。 2．实验表明，液体表面好像张紧的橡皮膜，具有收缩的趋势。液体表面存在的这种收缩力叫作______________________。正是它，使液体的表面积趋向最小。体积一定的物体，当其形状为______________时，表面积最小。 3．在失重的太空，水滴呈完美的球形。在地球表面，由于重力的作用，小的水滴近似于球形，而较大的水滴则呈椭球形。 二、液体表面张力的微观解释 1．表面层：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫作表面层，表面层里的分子比液体内部____________，如图甲所示。 2．分子力特点 在液体内部，分子间距离接近平衡时的距离r0。但在液体的表面层，由于分子之间的间距较大，分子之间的相互作用表现为____________。 三、毛细现象 1．浸润和不浸润 (1)液体会润湿固体并附着在固体表面的现象叫作________。液体不会湿润固体，也不会附着在固体表面的现象叫作____________。 (2)液体放在玻璃容器中，液面与器壁接触的位置是弯曲的，有的向上弯，有的向下弯(图乙)。这也是浸润与不浸润两种现象的区别。 2．毛细现象 (1)把几根内径不同的细玻璃管插入水中，可以看到，管内的水面比容器里的水面高，管子的内径越________，里面的水面越高，如图丙所示。 (2)浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降的现象，称为________________，能够明显观察到毛细现象的管叫毛细管。 判断下列说法是否正确。 (1)表面张力是分子力的宏观表现。(　　) (2)表面张力使液体表面具有向外扩张的趋势。(　　) (3)有些昆虫可以在水面上自由走动是由于液体表面张力的存在。(　　) (4)若某种液体浸润某一固体，那么它对所有固体都浸润。(　　) (5)把一块洁净的玻璃片浸入水中再取出来，玻璃的表面会沾上一层水，说明水浸润玻璃。(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ [答案自填] 表面张力　球形　稀疏些　引力　浸润　不浸润　小　毛细现象 知识点一　液体的表面张力 如图甲所示，金属框上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部分用烧热的针刺破，棉线的形状是图乙中的哪一个？为什么？ [提示]　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，棉线将被绷紧。因液体表面有收缩到面积最小的趋势，所以棉线被拉成凹状的圆弧形状。故棉线的形状是图乙中的D。　 1．液体表面张力的形成 (1)分子间距离特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部稀疏。 (2)分子力特点：液体内部分子间平均距离r略小于r0，分子间作用力表现为斥力，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力。 (3)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面绷紧。 2．表面张力及作用 (1)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。 (2)表面张力的大小与边界线长度有关，还跟液体的种类、温度有关。 (3)表面张力使液面有收缩的趋势，故往往会误认为收缩后r<r0。实质上液体表面张力是液体表面层分子间距离大于分子间平衡距离r0时，表现出的分子间的吸引力。 　(2024·四川遂宁期末)太空授课活动引人注目，航天员们通过实验，展示了失重环境下许多神奇现象，其中的“液桥”现象，让我们认识了表面张力的魅力。下面关于表面张力的说法正确的是(　　) A．表面张力是液体内部分子间作用力引起的 B．表面张力能让液面具有收缩趋势，在太空失重环境下，液滴呈球形 C．表面张力方向与液体表面垂直且向上 D．表面张力是由液体表层分子间距离小于液体内部分子间距离，且小于分子平衡距离，表层液体分子作用力表现为斥力产生的 [解析]　表面张力是由液体表层分子间距离大于液体内部分子间距离，且大于分子平衡距离，表层液体分子作用力表现为引力产生的，A、D错误；表面张力能让液面具有收缩趋势，在太空失重环境下，液滴呈球形，B正确；表面张力方向与液体表面相切，且与分界面垂直，C错误。 [答案]　B 　(多选)(2024·四川内江一模)喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是防水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玻璃表面，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，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．雨水分子在永不停息地做无规则运动 B．照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象 C．水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果 D．照片中水滴表面分子比水滴内部的分子密集 [解析]　所有分子都在永不停息地做无规则运动，故A正确；浸润即液体在与固体表面接触时能够弥散进入固体表面的现象，而照片中的玻璃和水滴不浸润，故B错误；液体表面张力使水滴呈球形，但在重力的作用下水滴呈椭球形，故C正确；照片中水滴表面分子比水滴内部的分子稀疏，水滴表面分子间距比水滴内部的分子间距大，表面层分子之间的作用力表现为引力，使表面层分子有收缩的趋势，从而形成球形，故D错误。 [答案]　AC 知识点二　浸润、不浸润和毛细现象 1．把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来，可观察到从水银中取出的玻璃上没有附着水银，从水中取出的玻璃上会沾上一层水。为什么会出现上述不同的现象呢？ 2．在日常生活中，如果认真观察的话，你会发现水中游禽会不时地用嘴抹擦身上羽毛，你知道为什么吗？ [提示]　1.水银不浸润玻璃，而水浸润玻璃。 2．游禽在用嘴把油脂涂到羽毛上，使水不能浸润羽毛。　 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到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 当固体分子对附着层的液体分子的吸引力大于液体内部分子对附着层的液体分子的吸引力时，附着层内液体分子比液体内部分子密集，附着层中分子之间表现为斥力。具有扩展的趋势，这时表现为液体浸润固体。 3．不浸润的成因 当固体分子对附着层的液体分子的吸引力小于液体内部分子对附着层的液体分子的吸引力时，附着层内液体分子比液体内部分子稀疏，附着层中分子之间表现为引力。具有收缩的趋势，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：由于液体浸润管壁，液面呈图所示的形状，液面弯曲。液体表面张力形成向上的拉力，这个力使管中液体向上运动。当管中液体上升到一定高度时，液体所受重力与这个使它向上的力平衡，液面稳定在一定的高度。同理可分析不浸润液体在毛细管内下降的现象。 (3)应用：棉花脱脂后能够吸水的原因是其内部有许多细小的孔道，起到毛细管的作用。锄地破坏土壤里的毛细管，防止地下水分过快蒸发。 　(2024·福建厦门期末)图甲实验1先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥皂的薄膜，用热针刺破棉线圈里那部分薄膜；图乙实验2为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正确的是(　　) A.实验1棉线圈将成为椭圆形 B．实验1棉线圈将成为正方形 C．实验2该材料对水是浸润的 D．实验2该材料对水是不浸润的 [解析]　由于表面张力的作用，当刺破棉线圈里的薄膜时，棉线圈外薄膜就会收缩，使棉线圈张紧成为圆形，故A、B错误；由题图乙可知水没有浸润到口罩内侧，故该医用防护口罩内侧所用材料对水是不浸润的，故C错误，D正确。 [答案]　D 　关于下列各图所对应现象的描述，正确的是(　　) A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用 B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的作用 C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯 D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来 [解析]　水黾可以停在水面是因为受到水的表面张力的作用，故A错误；水银的表面张力比较大，同时水银和空气之间的相互作用力也比较小，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B正确；当一根内径很细的管垂直插入液体中时，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，故C错误；拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象，减少水分蒸发，故D错误。 [答案]　B 　(多选)(2024·河南南阳期末)如图甲所示，将内径不同，两端开口的洁净细玻璃管竖直插入水中，可以观察到细玻璃管中液面的高度高于水面，内径小的玻璃管中液面比水面高得更多。再将另一组内径不同、两端开口的塑料笔芯竖直插入水中，如图乙所示，可以观察到笔芯中液面的高度低于水面，内径小的塑料笔芯中液面比水面低得更多。下列说法正确的是(　　) A．水能够浸润玻璃管和塑料笔芯 B．水不能够浸润玻璃管但能浸润塑料笔芯 C．甲图中水和玻璃的相互作用比水分子之间的相互作用强 D．甲、乙两图都能说明管的内径越小，毛细现象越明显 [解析]　水在玻璃管中液面会上升是浸润现象，水在塑料笔芯中液面会下降是不浸润现象，故A、B错误；由于甲图中水能浸润玻璃管，故水和玻璃的相互作用比水分子之间的相互作用强，故C正确；甲、乙两图都能说明管的内径越小，毛细现象越明显，故D正确。 [答案]　CD 1．(液体的表面张力)关于液体的表面张力，下列说法正确的是(　　) A．液体表面张力具有使其体积收缩到最小的趋势 B．液体表面层的分子分布比内部密 C.液体表面张力具有使其表面积收缩到最小的趋势 D．液体表面层分子之间只有引力而无斥力 解析：选C。表面张力具有使液体表面积收缩到最小的趋势，不是具有使其体积收缩到最小的趋势，A错误，C正确；液体表面层分子的分布比内部稀疏，B错误；液体表面层分子之间既有引力也有斥力，只是由于分子间距离较大，表现为引力，D错误。 2．(液体的表面张力)(2024·辽宁辽阳一模)春天来了，雨后荷叶上有很多晶莹剔透的水珠，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．荷叶上的水珠呈球形是因为水珠受到重力 B．在水珠表面层，水分子间的作用力表现为引力 C．在水珠表面层，水分子间的作用力表现为斥力 D．在水珠表面层，水分子间的作用力为零 解析：选B。荷叶上的水珠呈球形是因为液体的表面张力，故A错误；在水珠表面层，水分子相对于水珠内部分布比较稀疏，水分子间的作用力表现为引力，故B正确，C、D错误。 3.(浸润和不浸润)(2024·江苏扬州期中)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，管中液面高度变低 D．不宜用该材料制作防水衣 解析：选D。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，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。 4．(毛细现象)(多选)(2024·广东汕头期末)自2013年航天员王亚平首次太空开讲以来，中国航天员已开展了多次精彩绝伦的太空授课，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 解析：选ABC。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。 学科网（北京）股份有限公司 $