内容正文:
第6讲 浸润与不浸润 表面张力
1、浸润与不浸润
(1)浸润
定义:一种液体会润湿某种固体容器壁并附着在固体表面上的现象,如图所示.
产生原因:液体分子因受到固体分子的吸引力相当强,附着层内的液体分子比液体内部密集,附着层内与跟侧壁接触的液体的分子间表现为相互排斥的力,表现为扩展的趋势,形成浸润现象.
(2)不浸润
定义:一种液体不会润湿某种固体容器壁,也就不会附着在这种固体表面的现象,如图所示.
产生原因:因受到固体分子的吸引力比较弱,附着层内的分子比液体内部稀疏,附着层内与固体侧壁接触的液体分子就表现出表面张力相似的收缩力,这时附着层有缩小的趋势,形成不浸润现象.
(3)毛细现象
毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,如图所示.
特点:毛细管越细,毛细现象越明显.
2、 表面张力
(1)定义:如果在液体表面任意画一条线MN(如图所示),线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体表面绷紧,所以叫作液体的表面张力.
(2)形成原因:如图所示,在液体内部,分子间距离在r0左右,在表面层,由于蒸发现象,分子比较稀疏,分子间距大于r0,因此分子间的作用表现为引力,形成表面张力.
(3)表面张力的方向:表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线.
(4)影响张力的因素:表面张力的大小除跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度、纯度有关.
(5)表面张力的作用:表面张力使液体表面具有收缩的趋势,使液体的表面积趋于最小;而在体积相同的条件下,球形的表面积最小,故草叶上的露珠、小水银滴会收缩成球形.
1.(2026·江苏南通·一模)将某种液体滴在玻璃板表面,形成扁平球形的液滴,如图所示。现将玻璃板竖直插入该液体中,稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据题干中液滴的形态可知,此种液体与玻璃是不浸润的。所以玻璃板插入液体时的图像应如图A所示。
故选A。
2.(25-26高三上·江苏无锡·期末)小明将一滴液体滴在固体A表面,现象如图甲所示;把该液体装入试管B,液面如图乙所示,则( )
A.该液体对固体A浸润
B.该液体对试管B不浸润
C.固体A和试管B可能是同种材料
D.固体A和试管B一定不是同种材料
【答案】D
【详解】当把毛细管B插入液体时,液面呈现凹形,说明液体对B浸润,液体不能附着在A的表面,所以对A不浸润,所以A与B一定不是同种材料。
故选D。
3.(2025·江苏南通·一模)爱出汗的夏季,相比传统的棉质衣物,速干面料的衣物更受喜爱,它能快速吸附汗液,并快速扩散到外侧,网状或孔状的编织结构使得水分能快速蒸发。下列说法正确的是( )
A.棉质衣物不浸润汗液
B.速干面料不浸润汗液
C.速干面料网状或孔状中的水膜表面分子间表现为斥力
D.速干面料的网状或孔状结构是利用毛细现象加速水分蒸发
【答案】D
【详解】A.棉质衣物的纤维结构具有亲水性,汗液会附着在棉质纤维上,说明棉质衣物能浸润汗液,故A错误;
B.速干面料能快速吸附汗液,说明汗液能附着在速干面料的纤维上,即速干面料能浸润汗液,故B错误;
C.在速干面料的网状或孔状结构中,水分子之间的分子间作用力表现为引力,使得水分子能在面料结构中聚拢并传递,从而被快速吸附和扩散,故C错误;
D.速干面料的网状或孔状结构,类似于“毛细管”,汗液在这种细小的网状和孔状结构中,因毛细现象快速扩散到面料外侧,故D正确。
故选D。
4.(25-26高三上·江苏南京·开学考试)关于生活中的一些热学现象,下列说法正确的是( )
A.图甲肥皂泡表面分子间表现为引力
B.图甲肥皂泡内气体压强小于外部气体压强
C.图乙中两种材料上的酱油滴,酱油与左边材料不浸润,与右边材料浸润
D.图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形,说明该固体是非晶体
【答案】A
【详解】A.肥皂泡表面水分子间距离r略大于内部分子间距离r0,分子间作用力表现为引力,A 正确;
B.由于表面张力的存在,所以内部压强大于外部气体压强,B错误;
C.酱油放在左边材料散开并附着在材料上,是浸润,酱油不能附着在右边材料上,是不浸润,C错误;
D.石蜡在固体片上熔化成椭圆形,说明该固体是晶体,D错误。
故选A。
5.(2025·江苏南通·模拟预测)肥皂水浸润玻璃,现将粗细不同的两根玻璃管竖直插入肥皂水中,管内液面情形可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升,达到平衡。所以肥皂水在玻璃中的高度大于外面液面的高度,并且管越细爬升越高。
故选B。
6.(23-24高三上·江苏南京·阶段练习)关于液体和固体的一些现象,下列说法正确的是( )
A.图(1)中水蛭停在水面上是因为水的表面张力作用
B.图(2)中石英晶体像玻璃一样,没有固定的熔点
C.图(3)中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银浸润玻璃
D.图(4)中组成晶体的微粒对称排列,形成很规则的几何空间点阵,因此表现为各向同性
【答案】A
【详解】A.图(1)中水蛭停在水面上是因为水的表面张力作用,故A正确;
B.图(2)中石英晶体有固定的熔点,而玻璃是非晶体,没有固定的熔点,故B错误;
C.图(3)中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃,故C错误;
D.图(4)中组成晶体的微粒对称排列,形成很规则的几何空间点阵,因此表现为各向异性,故D错误。
故选A。
7.(2024·江苏南通·二模)宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时,稳定后三根管中液面(忽略液面形状)的高度是下图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】毛细现象是浸润液体在细管中上升的现象;在太空中完全失重,不考虑重力影响,毛细现象中的表面张力作用使粗细不同的细管中液体充满整个管子。
故选B。
8.(2024·江苏南通·模拟预测)把一个棉线圈系在铁丝环上,环上布满肥皂液的薄膜,这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线左侧的薄膜,则棉线将( )
A.向左侧绷紧 B.向右侧绷紧
C.向纸外绷紧 D.向纸内绷紧
【答案】B
【详解】由于液体的表面张力作用使液面收缩,因此棉线向右侧绷紧。
故选B。
9.(2025·江苏镇江·模拟预测)如图所示为我国航天员王亚平在空间站中演示“水球气泡实验”时的情景,她往水球中注入一个气泡,气泡静止在水球中,水球悬在空中,关于该实验,下列说法正确的是( )
A.由于完全失重,气泡中气体压强为零
B.太空中,水分子停止热运动
C.水球是表面张力作用形成的
D.水泡受到水的浮力作用
【答案】C
【详解】A.气体压强是分子不停的运动与器壁撞击的结果,与重力无关,气泡中气体压强不为零,故A错误;
B.气泡内分子一直在做无规则的热运动,故B错误;
C.水与气泡界面处,水分子较为稀疏,水分子间作用力表现为引力,产生表面张力,故C正确;
D.由于在失重状态下,气泡不会受到浮力,故D错误。
故选C。
10.(2025·江苏·二模)已知玻璃管插入水中后,管中水升高的高度与管的直径成反比。将两块压紧的玻璃板,右侧稍稍分开一些插入水中,稳定后在玻璃板正前方可以观察到板间液面的形状是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据题意有(k为大于零的常数)
两玻璃板之间的缝隙宽度d与到缝隙最左端的距离x的关系为(为大于零的常数)
所以液面的高度与到缝隙最左端的距离x的关系为
故选A。
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第6讲 浸润与不浸润 表面张力
1、浸润与不浸润
(1)浸润
定义:一种液体会润湿某种固体容器壁并附着在固体表面上的现象,如图所示.
产生原因:液体分子因受到固体分子的吸引力相当强,附着层内的液体分子比液体内部密集,附着层内与跟侧壁接触的液体的分子间表现为相互排斥的力,表现为扩展的趋势,形成浸润现象.
(2)不浸润
定义:一种液体不会润湿某种固体容器壁,也就不会附着在这种固体表面的现象,如图所示.
产生原因:因受到固体分子的吸引力比较弱,附着层内的分子比液体内部稀疏,附着层内与固体侧壁接触的液体分子就表现出表面张力相似的收缩力,这时附着层有缩小的趋势,形成不浸润现象.
(3)毛细现象
毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,如图所示.
特点:毛细管越细,毛细现象越明显.
2、 表面张力
(1)定义:如果在液体表面任意画一条线MN(如图所示),线两侧的液体之间的作用力是引力,它的作用是使液体表面绷紧,所以叫作液体的表面张力.
(2)形成原因:如图所示,在液体内部,分子间距离在r0左右,在表面层,由于蒸发现象,分子比较稀疏,分子间距大于r0,因此分子间的作用表现为引力,形成表面张力.
(3)表面张力的方向:表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的各条分界线.
(4)影响张力的因素:表面张力的大小除跟边界线长度有关外,还跟液体的种类、温度、纯度有关.
(5)表面张力的作用:表面张力使液体表面具有收缩的趋势,使液体的表面积趋于最小;而在体积相同的条件下,球形的表面积最小,故草叶上的露珠、小水银滴会收缩成球形.
1.(2026·江苏南通·一模)将某种液体滴在玻璃板表面,形成扁平球形的液滴,如图所示。现将玻璃板竖直插入该液体中,稳定后玻璃板左右两侧的液面形状可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.(25-26高三上·江苏无锡·期末)小明将一滴液体滴在固体A表面,现象如图甲所示;把该液体装入试管B,液面如图乙所示,则( )
A.该液体对固体A浸润
B.该液体对试管B不浸润
C.固体A和试管B可能是同种材料
D.固体A和试管B一定不是同种材料
3.(2025·江苏南通·一模)爱出汗的夏季,相比传统的棉质衣物,速干面料的衣物更受喜爱,它能快速吸附汗液,并快速扩散到外侧,网状或孔状的编织结构使得水分能快速蒸发。下列说法正确的是( )
A.棉质衣物不浸润汗液
B.速干面料不浸润汗液
C.速干面料网状或孔状中的水膜表面分子间表现为斥力
D.速干面料的网状或孔状结构是利用毛细现象加速水分蒸发
4.(25-26高三上·江苏南京·开学考试)关于生活中的一些热学现象,下列说法正确的是( )
A.图甲肥皂泡表面分子间表现为引力
B.图甲肥皂泡内气体压强小于外部气体压强
C.图乙中两种材料上的酱油滴,酱油与左边材料不浸润,与右边材料浸润
D.图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形,说明该固体是非晶体
5.(2025·江苏南通·模拟预测)肥皂水浸润玻璃,现将粗细不同的两根玻璃管竖直插入肥皂水中,管内液面情形可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6.(23-24高三上·江苏南京·阶段练习)关于液体和固体的一些现象,下列说法正确的是( )
A.图(1)中水蛭停在水面上是因为水的表面张力作用
B.图(2)中石英晶体像玻璃一样,没有固定的熔点
C.图(3)中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银浸润玻璃
D.图(4)中组成晶体的微粒对称排列,形成很规则的几何空间点阵,因此表现为各向同性
7.(2024·江苏南通·二模)宇航员在“天宫课堂”中演示毛细现象时,稳定后三根管中液面(忽略液面形状)的高度是下图中的( )
A. B.
C. D.
8.(2024·江苏南通·模拟预测)把一个棉线圈系在铁丝环上,环上布满肥皂液的薄膜,这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线左侧的薄膜,则棉线将( )
A.向左侧绷紧 B.向右侧绷紧
C.向纸外绷紧 D.向纸内绷紧
9.(2025·江苏镇江·模拟预测)如图所示为我国航天员王亚平在空间站中演示“水球气泡实验”时的情景,她往水球中注入一个气泡,气泡静止在水球中,水球悬在空中,关于该实验,下列说法正确的是( )
A.由于完全失重,气泡中气体压强为零
B.太空中,水分子停止热运动
C.水球是表面张力作用形成的
D.水泡受到水的浮力作用
10.(2025·江苏·二模)已知玻璃管插入水中后,管中水升高的高度与管的直径成反比。将两块压紧的玻璃板,右侧稍稍分开一些插入水中,稳定后在玻璃板正前方可以观察到板间液面的形状是( )
A. B.
C. D.
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