2.5 液体 分层作业 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 分层清晰，从基础概念到综合应用，适配新授课知识巩固与能力进阶 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|表面张力、浸润与不浸润、液体性质等基础概念|单选/多选结合简答，如天宫课堂实验分析，夯实物理观念| |B层|晶体结构、毛细现象等综合应用|图像分析题，如玻璃管中液面现象解释，培养科学思维| |C层|表面张力计算、太空情境等拓展探究|计算题与复杂情境题，如毛细管液面高度分析，提升科学探究能力|

2.5 液体 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．在天宫课堂“奇妙乒乓球”实验中，航天员在空间站中挤出一滴水珠，水珠呈球形漂浮在空中。当航天员使用普通球拍轻轻拍打水珠时，水珠会粘在球拍上；当使用特殊材料制成的球拍轻轻拍打水珠时，水珠被弹开。关于上述现象，下列说法正确的是（　　） A．水珠在空间站中不受万有引力 B．水珠呈球形是因为表面层只存在分子间引力 C．水珠粘在普通球拍上是因为水与普通球拍发生浸润现象 D．只有在太空站中才能发生浸润与不浸润现象 2．装在玻璃管中的液体光刻胶，液面呈现出如图所示现象，下列说法正确的是（　　） A．光刻胶浸润玻璃，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为斥力 B．光刻胶浸润玻璃，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为引力 C．光刻胶不浸润玻璃，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为斥力 D．光刻胶不浸润玻璃，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为引力 3．（多选）对下列现象的成因解释不正确的是（　　） A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体的表面张力在起作用 B．小木块能够浮于水面上是小木块受到的液体表面张力和重力平衡的结果 C．缝衣针被水面托住而不下沉是针受到的重力和浮力平衡的结果 D．喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠，这是表面张力作用使其表面具有扩张趋势引起的结果 4．（多选）以下关于液体的说法正确的是（　　） A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看作是粘滞性极大的液体 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 5．医学利用液晶的温度效应可以探测温度。医学上可用来检查查肿瘤，在皮肤表面涂上一层液晶，由于肿瘤温度与周围正常组织的温度不同，液晶就会显示出不同颜色。此外，还可以用液晶制造显示体温的帽子、显示气温的日历。液晶还可以用来探测微电路中的热点（短路处），检查制冷机的漏热等。你知道，液晶的温度效应还有什么应用吗？ 6．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： （1）液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点 （2）液体像气体一样没有固定的形状，具有流动性，而又像固体一样具有一定的体积，不易被压缩，液体的这些特点是由什么决定的 （3）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    B层 7．关于下列四幅插图，以下说法正确的是（　　） A．图甲中小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒分子在做无规则运动 B．图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明石蜡是晶体 C．图丙为食盐晶体的微观结构，具有空间上的周期性 D．丁图中左图附着层分子间距大于右图附着层分子间距 8．（多选）关于液体表面张力、浸润与不浸润、毛细现象、液晶，下列说法正确的有（    ） A．体形优美的天鹅羽毛上有一层很薄的油脂，使水能浸润羽毛 B．“池塘中的溜冰者”水黾能在水面上行走靠的是液体表面张力的作用 C．毛巾的一角浸入水中，水会沿毛巾上升浸湿毛巾属于毛细现象 D．液晶既具有流动性，又具有光学各向异性 E．小皮球能漂浮在水面上是因为液体有表面张力 9．观察图片回答下列问题： (1)如图甲，水珠会附着在玻璃板面上，但是在蜡面上却可以滚来滚去，类似的还有：水银珠在玻璃板上可以滚来滚去，但是却能附着在铅板上，对此可以总结出什么？ (2)观察图乙玻璃管中的水和水银，考虑能否用分子动理论解释水润湿玻璃与水银不润湿玻璃这类现象？ (3)如图丙所示，水能润湿玻璃，两端开口的玻璃管中的液面比水面高，水不能润湿塑料，两端开口的塑料笔芯管中的液面比水面低，图丁是水在玻璃管中上升的放大图，能否用液体的表面张力解释这类现象？ C层 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”太空舱中进行实验，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．图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部 11．（多选）关于液体表面张力的方向和大小，正确的说法是（　　） A．表面张力的方向与液面垂直 B．表面张力的方向与液面相切，并垂直于分界线 C．表面张力的大小是跟分界线的长度成正比的 D．表面张力就本质上来说也是万有引力 12．在水平放置的洁净的玻璃板上一些水银，由于重力与表面张力的影响，水银近似呈圆饼形状（侧面向外突出），过圆饼轴线的竖直截面如图所示．为了计算方便，水银和玻璃的接触角可按180°计算．已知水银的密度ρ=13.6×103kg/m3 ， 水银的表面张力系数σ=0.49N/m ． 当圆饼的半径很大时，试估算其厚度h的数值大约是多少？（取1位有效数字即可） 《2.5》参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 C D BCD AB C BCD D BC 1．C 【详解】A. 在空间站中，水珠处于完全失重状态，但仍然受到地球引力的作用，引力提供向心力，故A错误； B. 水珠呈球形是因为液体表面张力作用，表面张力是由于液体表面层分子间距离较大，分子间表现为引力，但表面层同时存在引力和斥力，只是引力占主导，故B错误； C. 水珠粘在普通球拍上是因为水与普通球拍材料发生浸润现象，分子间作用力使水珠附着，故C正确； D. 浸润与不浸润现象在地球上同样存在，是由液体和固体材料性质决定的，并非太空特有，故D错误。 故选C。 2．D 【详解】由图可知，液面呈现出的现象为不浸润现象，表面层中的光刻胶分子间作用力表现为引力。 故选D。 3．BCD 【详解】A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体表面张力作用，故A正确； B．小木块能够浮于水面上是浮力与其重力平衡的结果，故B错误； C．缝衣针浮在水面上不下沉是液体表面张力和针的重力平衡的结果，故C错误； D．喷泉喷射到空中形成一个球形的小水珠是表面张力作用使其表面具有收缩趋势引起的结果，故D错误。 故选BCD。 4．AB 【详解】A．非晶体的微观结构与液体相似，分子排列无序，可视为粘滞性极大的液体，故A正确； B．液体分子排列无序且可自由移动，其物理性质（如密度、压强）在不同方向通常相同，表现为各向同性，故B正确； C．液体的密度不一定小于固体的密度，例如汞的密度大于铁，故C错误； D．并非所有金属在常温下均为固体，例如汞（金属）在常温下为液体，故D错误。 故选AB。 5．胆甾型液晶在温度改变时会改变颜色。随着温度的升高，色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化，温度下降时又按相反顺序变色，而且灵敏度很高，在不到1℃的温差内就可显出整个色谱 【详解】胆甾型液晶在温度改变时会改变颜色。随着温度的升高，色彩按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化，温度下降时又按相反顺序变色，而且灵敏度很高，在不到1℃的温差内就可显出整个色谱。 6．（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析 【详解】（1）液体表面层内分子间距大于液体内部分子间距，分子力表现为引力。 （2）液体的这些特点是由液体的微观结构决定的。 （3）不同，小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉是液体表面张力的作用。小木块浮在水面上是重力和水的浮力平衡的结果。 7．C 【详解】A．图甲中小炭粒在水中的运动位置连线图说明了小炭粒在做无规则运动，间接说明水分子在做无规则运动，A错误； B．图乙中石蜡在云母片上熔化成椭圆形，说明云母各向异性，是晶体，B错误； C．图丙为食盐晶体的微观结构，说明晶体排列具有空间上的周期性，C正确； D．丁图中左图为浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，即附着层的分子距离将会小于液体内部分子距离；右图为不浸润现象，说明固体分子对液体分子引力小于液体分子之间的引力，即附着层的分子距离将会大于液体内部分子距离；即左图附着层分子间距小于右图附着层分子间距，D错误。 故选C。 8．BCD 【详解】A．天鹅的羽毛上有一层油脂，使水不能浸润羽毛，故A错误； B．水黾能在水面上行走而不陷入水中靠的是液体表面张力的作用，故B正确； C．毛巾的一角浸入水中，水会沿毛巾上升浸湿毛巾是毛细现象，故C正确； D．液晶是既像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故D正确； E．小皮球漂浮在水面上是浮力和重力平衡的缘故，故E错误。 故选BCD。 9．(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）某种液体能否“润湿”某种固体表面，取决于该液体与固体间的分子引力是否大于（或足够接近）液体自身分子间的引力。水—玻璃间的引力较强，故水可附着在玻璃面；水—蜡面间的引力较弱，故水在蜡面上会呈球形滚动。类似地，水银可在铅板上铺展却在玻璃上成珠滚动，故可知水可以浸润玻璃，不能浸润蜡面；水银可以浸润铅板，不能浸润玻璃板。 （2）当液体与固体间的引力足够大时，液体易在固体表面铺展并润湿；反之，若固液间引力较小，则液体会收缩成球状以减小与表面的接触。由于水—玻璃间的引力较强，故水可附着在玻璃面，润湿玻璃；水银与玻璃间的引力较弱，故会收缩不润湿玻璃。 （3）这正是表面张力效应的典型体现。对能润湿管壁的液体（如水和玻璃），与管壁接触处的表面张力产生向上的分力，使液柱上升；而对于不润湿管壁的液体（如水和塑料笔芯），液柱则出现下降（下凹）现象。表面张力大小及方向共同决定了液体在毛细管中的高度变化。 10．D 【详解】A．水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中是呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，故A错误； B．在太空舱中由于处在失重环境下，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齐平，故B错误； C．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质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差不一定相同，故C错误； D．图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现“扩散”的趋势，便形成了浸润现象，故D正确； 故选D。 11．BC 【详解】表面张力产生在液体表面层，它的方向跟液面相切，故A错误，B正确． 表面张力是液体表面很薄的一层液体中各分子之间沿着表面方向的相互吸引力，每对相邻分子之间的吸引力是差不多一样大小的，分界线越长，它两边的相邻的分子对就越多，表面张力就是这些分子对间的吸引力的总和，所以表面张力基本上就正比于分界线上的分子对的数目，而此数目又正比于分界线的长度，故C正确．液体表面层里的分子比液体内部稀疏，就是分子间的距离比液体内部大些，那么分子间的引力大于分子斥力，分子间的相互作用表现为引力，即表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的，不是万有引力，故D错误． 12．水银层厚度约为3×10﹣3m或4×10﹣3m ． 【分析】本题考查液体表面张力部分知识，涉及微元法的应用． 【详解】在圆饼侧面处，取宽x、高h的面积元，由于重力使水银对的侧压力为： ． 由于压力F使圆饼侧面向外凸出，因而使侧面积增大．但是在水银与空气接触的表面层中，由于表面张力的作用使水银表面有收缩到尽可能小的趋势．上下两层表面张力F1、F2合力的水平分力是指向水银内部的，其方向与F的方向相反．设上表面处的表面张力F1与水平方向成θ角，则F′的大小为： 由于圆饼半径很大，两侧的表面张力F3，F4可认为方向相反而抵消，当水银的形状稳定时 因而： 可得： 由于θ的实际数值一定大于0、小于，所以 h的取值范围是： 所以水银层厚度的估算值可取3×10﹣3m或4×10﹣3m ． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $