2.5液体（重难点）-高二物理同步课堂（人教版选择性必修第三册）

2.5液体 精讲考点 考点一 液体的表面张力 1 考点二 浸润和不浸润 5 考点一 液体的表面张力 考点精讲 1．表面层：液体表面跟气体接触的薄层，如图所示。 2．表面张力： (1)定义：使液体表面绷紧的力，叫作液体的表面张力。 (2)方向：总是跟液面相切，且与分界面垂直。如图所示，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，该引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。 3．作用效果：使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小。 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。 【重点突破】 1．对液体表面张力的理解 (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分子稀疏。 ②分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，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，使液体表面形成一层绷紧的膜。 (2)表面张力及其作用 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表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。在体积相同的情况下，球形的表面积最小。 【例1】（25-26高三下·江苏南通·月考）关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面而不下沉，是浮力作用的结果 B．乙图中液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 D．丁图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象 【例2】（25-26高二下·全国·课后作业）随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是（　　） A．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液 B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉 C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水主要是因为液体存在表面张力的作用 D．在毛细现象中，毛细管中液面有的升高，有的降低，这只与液体的种类有关，与毛细管的材料无关 【例3】（25-26高二下·全国·课后作业）下列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．表面张力是由于液体表面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，表面层液体分子间作用力表现为斥力而产生 【例4】（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图甲所示，叶面上的露珠呈椭球形；如图乙所示，水滴附着在玻璃上。关于这两种现象，下列说法正确的是（　　） A．露珠呈球形是由于水对叶面浸润 B．露珠呈球形是由于水的表面张力作用 C．水滴附着在玻璃上是由于水对玻璃不浸润 D．水滴附着在玻璃上是由于水的表面张力作用 【例5】（24-25高二下·辽宁·阶段练习）如图所示，我国天宫空间站航天员在进行“液桥”实验时，观察到水滴在微重力环境下形成稳定液柱的现象。关于液体表面张力的相关描述，下列说法正确的是（　　） A．表面张力使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势 B．表面张力方向总是垂直于液面指向液体内部 C．在完全失重状态下，表面张力成为维持液桥形状的主要因素 D．在地面上做该实验失败的原因是液体表面张力消失了 考点二 浸润和不浸润 考点精讲 1．浸润和不浸润 (1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。 (2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象。 (3)当液体和与之接触的固体的相互作用力比液体分子之间的相互作用力强时，液体能够浸润固体。反之则形成不浸润现象，表现为液体不浸润固体。 (4)一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系。 2．毛细现象 (1)定义：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。 (2)特点：管的内径越小，毛细现象越明显。 (3)产生原因：如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，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；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，合力的作用使液体受到向下的力，因而管内液面比管外低。 【重点突破】 对浸润和不浸润、毛细现象、液晶的分析 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 当固体分子吸引力大于液体内部分子吸引力时，附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层中分子之间表现为斥力。具有扩张的趋势，这时表现为液体浸润固体。 3．不浸润的成因 当固体分子吸引力小于液体内部分子吸引力时，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 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。 如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面比管外低。 5．液晶 液晶是介于液体与固体之间的一种中间态的物质，在特定方向上分子排列整齐，其物理性质表现为各向异性，另一方向上分子排列是杂乱的，具有液体的特征，所以液晶还具有流动性，但液晶并不是液体和晶体的混合物。 【例6】（2026·云南·模拟预测）夏季厨房处理食材时，“速干吸水纸”比普通纸巾更受欢迎：它能快速吸附菜板上的水渍，且网状孔隙结构能让水分快速扩散到纸面外侧蒸发。下列关于该现象的物理分析，正确的是（　　） A．普通纸巾不浸润水渍 B．速干吸水纸不浸润水渍 C．速干吸水纸孔隙中的水膜表面分子间表现为斥力 D．速干吸水纸的网状孔隙结构是利用毛细现象加速水分扩散 【例7】（2026·辽宁大连·模拟预测）已知水浸润玻璃，却不浸润塑料。现将内径相同、两端开口的细玻璃管和塑料管均竖直插入水中，液面稳定后，观察到两管内的液面情况可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【例8】（2026·山东菏泽·一模）水银具有强毒性与不可降解性，根据《关于汞的水俣公约》，从2026年1月1日起，我国禁止生产水银体温计。水银体温计断裂后，逸出的水银在玻璃表面形成球形的水银滴并能轻松滚落。下列说法正确的是（　　） A．水银能浸润玻璃 B．水银很难被压缩是因为液体分子间不存在空隙 C．水银滴呈球形是因为水银滴表面层分子间引力与斥力相等 D．将两端开口的细玻璃管竖直插入水银中，管内水银面低于管外水银面 【例9】（2026·广东汕头·一模）“工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分空气（可视为理想气体）。下列说法正确的是（　　） A．玻璃盖碗是非晶体 B．水温越高，每个水分子运动的速率越大 C．温度降低，玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大 D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水不能浸润茶托 【例10】（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． 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.5液体 精讲考点 考点一 液体的表面张力 1 考点二 浸润和不浸润 5 考点一 液体的表面张力 考点精讲 1．表面层：液体表面跟气体接触的薄层，如图所示。 2．表面张力： (1)定义：使液体表面绷紧的力，叫作液体的表面张力。 (2)方向：总是跟液面相切，且与分界面垂直。如图所示，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，该引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。 3．作用效果：使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小。 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。 【重点突破】 1．对液体表面张力的理解 (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分子稀疏。 ②分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，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，使液体表面形成一层绷紧的膜。 (2)表面张力及其作用 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表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。在体积相同的情况下，球形的表面积最小。 【例1】（25-26高三下·江苏南通·月考）关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面而不下沉，是浮力作用的结果 B．乙图中液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 D．丁图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象 【答案】C 【详解】A．水黾停在水面而不下沉，是因为水的表面张力，与浮力无关，故A错误； B．液晶显示器是利用液晶光学性质各向异性的特点制成的，故B错误； C．Q处的肥皂膜被刺破后，周围的肥皂膜由于表面张力而收缩，使Q处扩成一个圆孔，故C正确； D．毛细管中液面高于管外液面的是浸润情况下的毛细现象，液面低于管外液面的是不浸润情况下的毛细现象，故D错误。 故选C。 【例2】（25-26高二下·全国·课后作业）随着科技的发展，人类对物质的认识不断深入，使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是（　　） A．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液 B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉 C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水主要是因为液体存在表面张力的作用 D．在毛细现象中，毛细管中液面有的升高，有的降低，这只与液体的种类有关，与毛细管的材料无关 【答案】ABC 【详解】A．脱脂棉经过脱脂处理，目的是去除棉花纤维表面原有的疏水性油脂。未脱脂时，棉花因油脂的存在具有疏水性，难以被水浸润，无法有效吸收药液。脱脂后，纤维表面变得亲水，能够被水浸润，从而增强其吸液能力，满足医疗或实验中吸取药液的需求，故A正确； B．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉，故B正确； C．布制的雨伞伞面能明显看到线的缝隙，但雨伞不漏雨水是因为液体存在表面张力的作用，故C正确； D．在毛细现象中，毛细管中液面的升降不仅与液体种类有关，还与毛细管的材质相关，故D错误。 故选ABC。 【例3】（25-26高二下·全国·课后作业）下列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．表面张力是由于液体表面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，表面层液体分子间作用力表现为斥力而产生 【答案】B 【详解】A．表面张力源于液体表面层分子间的相互作用，而非内部，A错误； B．表面张力使液面收缩，在失重时液滴因最小表面积形成球形，B正确； C．表面张力方向与液面相切，而非垂直向上，C错误； D．表面层分子间距大于内部且大于平衡距离，分子间表现为引力而非斥力，D错误。 故选B。 【例4】（24-25高二下·江苏淮安·期末）如图甲所示，叶面上的露珠呈椭球形；如图乙所示，水滴附着在玻璃上。关于这两种现象，下列说法正确的是（　　） A．露珠呈球形是由于水对叶面浸润 B．露珠呈球形是由于水的表面张力作用 C．水滴附着在玻璃上是由于水对玻璃不浸润 D．水滴附着在玻璃上是由于水的表面张力作用 【答案】B 【详解】AB．露珠呈球形，这是液体表面张力的结果，故A错误，B正确； CD．水滴附着在玻璃上，这是水对玻璃浸润的结果，故CD错误。 故选B。 【例5】（24-25高二下·辽宁·阶段练习）如图所示，我国天宫空间站航天员在进行“液桥”实验时，观察到水滴在微重力环境下形成稳定液柱的现象。关于液体表面张力的相关描述，下列说法正确的是（　　） A．表面张力使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势 B．表面张力方向总是垂直于液面指向液体内部 C．在完全失重状态下，表面张力成为维持液桥形状的主要因素 D．在地面上做该实验失败的原因是液体表面张力消失了 【答案】AC 【详解】A．表面张力是液体分子间的引力，因此可以使液体表面有收缩到最小表面积的趋势，比如露珠呈球形（球形表面积最小），故A正确； B．表面张力方向是与液面相切，并非垂直于液面指向液体内部，故B错误； C．完全失重时，重力影响极小，表面张力成为维持液桥形状的主要因素，故C正确； D．地面上做实验失败是因为重力影响，表面张力不会消失，故D错误。 故选AC。 考点二 浸润和不浸润 考点精讲 1．浸润和不浸润 (1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。 (2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象。 (3)当液体和与之接触的固体的相互作用力比液体分子之间的相互作用力强时，液体能够浸润固体。反之则形成不浸润现象，表现为液体不浸润固体。 (4)一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系。 2．毛细现象 (1)定义：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。 (2)特点：管的内径越小，毛细现象越明显。 (3)产生原因：如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，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；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，合力的作用使液体受到向下的力，因而管内液面比管外低。 【重点突破】 对浸润和不浸润、毛细现象、液晶的分析 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 当固体分子吸引力大于液体内部分子吸引力时，附着层内液体分子比液体内部分子稠密，附着层中分子之间表现为斥力。具有扩张的趋势，这时表现为液体浸润固体。 3．不浸润的成因 当固体分子吸引力小于液体内部分子吸引力时，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 毛细现象的产生与表面张力及浸润现象都有关系。 如图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为水的表面张力作用，液体会受到一向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到一向下的力，因而管内液面比管外低。 5．液晶 液晶是介于液体与固体之间的一种中间态的物质，在特定方向上分子排列整齐，其物理性质表现为各向异性，另一方向上分子排列是杂乱的，具有液体的特征，所以液晶还具有流动性，但液晶并不是液体和晶体的混合物。 【例6】（2026·云南·模拟预测）夏季厨房处理食材时，“速干吸水纸”比普通纸巾更受欢迎：它能快速吸附菜板上的水渍，且网状孔隙结构能让水分快速扩散到纸面外侧蒸发。下列关于该现象的物理分析，正确的是（　　） A．普通纸巾不浸润水渍 B．速干吸水纸不浸润水渍 C．速干吸水纸孔隙中的水膜表面分子间表现为斥力 D．速干吸水纸的网状孔隙结构是利用毛细现象加速水分扩散 【答案】D 【详解】A．普通纸巾能吸附水渍（水渍附着在纸巾纤维表面），说明普通纸巾浸润水渍，故A错误； B．速干吸水纸能“快速吸附水渍”，说明水渍能附着在其孔隙及纤维表面，即速干吸水纸浸润水渍，故B错误； C．水膜的表面分子间距大于分子力平衡距离，分子间作用力表现为引力（这是表面张力的来源），并非斥力，故C错误； D．速干吸水纸的网状孔隙类似“毛细管”，水分在孔隙中因毛细现象（液体在细管及孔隙中自动扩散、上升的现象）快速扩散到纸面外侧，增大了水的表面积，从而加速蒸发，故D正确。 故选D。 【例7】（2026·辽宁大连·模拟预测）已知水浸润玻璃，却不浸润塑料。现将内径相同、两端开口的细玻璃管和塑料管均竖直插入水中，液面稳定后，观察到两管内的液面情况可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】水浸润玻璃管，所以管内液面比外面液面高，且液面下凹；水不浸润塑料管，所以管内液面比外面液面低，由于液体的表面张力，管内液面上凸。 故选B。 【例8】（2026·山东菏泽·一模）水银具有强毒性与不可降解性，根据《关于汞的水俣公约》，从2026年1月1日起，我国禁止生产水银体温计。水银体温计断裂后，逸出的水银在玻璃表面形成球形的水银滴并能轻松滚落。下列说法正确的是（　　） A．水银能浸润玻璃 B．水银很难被压缩是因为液体分子间不存在空隙 C．水银滴呈球形是因为水银滴表面层分子间引力与斥力相等 D．将两端开口的细玻璃管竖直插入水银中，管内水银面低于管外水银面 【答案】D 【详解】A．水银在玻璃表面形成球形且可轻松滚落，说明水银不会附着在玻璃表面，属于不浸润玻璃的液体，故A错误； B．液体分子间存在空隙，水银难以压缩的原因是分子间距小于平衡距离时，分子间斥力远大于引力，斥力阻碍压缩，并非分子间无空隙，故B错误； C．水银滴呈球形是表面张力作用的结果，由于水银表面层分子比内部分子稀疏，分子间距大于平衡距离，分子间表现为引力，使液面收缩为球形，并非引力与斥力相等，故C错误； D．水银不浸润玻璃，毛细现象中不浸润液体在细管内液面会下降，因此管内水银面低于管外水银面，故D正确。 故选D。 【例9】（2026·广东汕头·一模）“工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分空气（可视为理想气体）。下列说法正确的是（　　） A．玻璃盖碗是非晶体 B．水温越高，每个水分子运动的速率越大 C．温度降低，玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大 D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水不能浸润茶托 【答案】A 【详解】A．玻璃属于典型的非晶体，所以玻璃盖碗是非晶体，故A正确； B．水温越高，水分子运动的平均速率越大，但不是每个水分子运动的速率都越大，故B错误； C．温度降低，封闭空气的体积不变，根据查理定律可知，空气的压强减小，则玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变小，故C错误； D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水能浸润茶托，故D错误。 故选A。 【例10】（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。 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $