2.2 液体(课件 学案 练习,共3份)教科版(2019)选择性必修第三册 第二章

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2.2 液体(课件 学案 练习,共3份)教科版(2019)选择性必修第三册 第二章

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2 液 体
(分值:100分)
选择题1~10题,每小题7分;11~13题,每小题10分,共100分。
对点题组练
题组一 液体的表面张力
1.关于液体表面的特征,下列说法正确的是(  )
液体表面层的分子分布比内部密
液体有使其体积收缩到最小的趋势
液体表面层分子之间只有引力而无斥力
液体有使其表面积收缩到最小的趋势
2.杭州的“龙井茶虎跑泉水”天下闻名。有人说,虎跑泉水水质特别好,不信,可用一只碗舀满虎跑泉水,然后小心地将硬币放在水面上,硬币则可以漂浮在水面上;如果将硬币一枚接一枚小心地投入水中,只见水面会高出碗的边缘而不致溢出,对此正确的观点是(  )
这是虎跑泉水的特有现象,由此可证明泉水的质地确实优良
这种现象的发生主要是由于泉水里面添加了某种特殊物质
这种现象是正常的,并非是虎跑泉水所特有
这种现象不可能发生
3.(多选)下列说法正确的是(  )
小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用
小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果
喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果
4.如图所示,金属框架的A、B间系一个棉线圈,先使框架布满肥皂膜,然后将P和Q两部分的肥皂膜刺破,线的形状将变成下列选项图中的(  )
A B
C D
题组二 毛细现象
5.规范佩戴医用防护口罩是预防呼吸道传染性疾病的有效措施之一,合格医用口罩内侧使用对水不浸润的材料,图甲为一滴水滴在医用口罩内侧的照片,图乙为对应的示意图。以下说法正确的是(  )
照片中水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部密集
该口罩为不合格产品,其内侧材料对所有的液体都浸润
该口罩为合格产品,其内侧材料并非对所有的液体都不浸润
照片中水滴附着层(即固液接触层)内水分子比水滴内部密集
6.(多选)将不同材料做成的两根内径相同的细管A和B插入同一种液体中,A管内的液面比管外液面高,B管内的液面比管外液面低,那么(  )
该液体对A管壁是浸润的,对B管壁是不浸润的
该液体对B管壁是浸润的,对A管壁是不浸润的
A管内发生的是毛细现象,B管内发生的不是毛细现象
A管和B管发生的都是毛细现象
7.用内径很细的玻璃管做成的水银气压计,其读数与实际气压相比(  )
偏高 偏低
相同 无法判断
综合提升练
8.图甲是吹肥皂泡游戏的画面,表达了小朋友童年时对美好生活的向往,如图乙,在玻璃杯内注入肥皂水,再把用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中,沾满肥皂水后取出,可以吹出大小不一、在空中做无规则运动的肥皂泡,则(  )
肥皂水不能浸润玻璃
肥皂泡的无规则运动属于布朗运动
肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
肥皂泡表面层液体分子间表现为斥力
9.(多选)下列说法正确的是(  )
把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水表面存在表面张力
水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,这是因为油脂使水的表面张力增大
在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果
当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水膜具有表面张力
10.关于如图四幅图中现象的分析,下列说法正确的是(  )
甲图中水黾停在水面而不沉,是浮力作用的结果
乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果
丙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
丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是一种浸润现象
11.在天平的左盘挂一根铁丝,右盘放一砝码,且铁丝浸于液体中,此时天平平衡,如图所示,现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面,则(  )
天平仍然平衡
由于铁丝离开水面沾上液体,重量增加而使天平平衡破坏,左端下降
由于铁丝刚露出液面,和液面间生成一液膜,此液膜的表面张力使天平左端下降
以上说法都不对
12.用纸折一只小船静放于水面,在船尾P附近沾一点洗洁精,小船会自动加速前进一小段距离,如图甲。现将两纸片a和b对称静放在水盆中的水面中心O两侧,如图乙,则(  )
小船自动加速前进是因为加入洗洁精后表面张力变大了
小船自动加速前进是因为水的表面张力做功
若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会绕O点做匀速圆周运动
若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会立即向O点运动
13.喷雾型防水剂的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。如图所示。下列说法正确的是(  )
水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果,与重力无关
照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象
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
照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
2 液 体
1.D [液体表面层的分子分布比内部稀疏,故A错误;液体由于表面张力作用,有使其表面积收缩到最小的趋势,故B错误,D正确;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,故C错误。]
2.C [这是液体表面张力作用的结果,并非虎跑泉水的特有现象,故C正确。]
3.AD [小昆虫在水面上“站定”或行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,这是液体的表面张力在起作用,浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A正确,C错误;小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水),受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,故B错误;喷泉喷到空中的水分散时,每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水近似处于完全失重状态,因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面积有收缩到最小的趋势),故D正确。]
4.C [由于液体表面张力的作用,液体表面有收缩到最小的趋势,故C正确。]
5.C [水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部稀疏,故A错误;由图可知,水珠并没有浸润口罩内侧,因此是合格产品,浸润与不浸润现象是相对的,各种液体的密度、分子大小、分子间隙、分子间作用力大小等都各不相同,因此口罩内侧材料并不一定对所有的液体都不浸润,只要对水不浸润,就是合格产品,故B错误,C正确;水滴附着层(即固液接触层)内水分子比水滴内部稀疏,故D错误。]
6.AD [浸润液体在细管中上升的现象和不浸润液体在细管中下降的现象叫作毛细现象,故A管和B管发生的都是毛细现象,且该液体对A管壁是浸润的,对B管壁是不浸润的,故A、D正确,B、C错误。]
7.B [由于水银对玻璃不浸润,所以在毛细现象中,水银柱的实际高度会偏低,故B正确。]
8.C [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,由图乙可知,肥皂水在玻璃杯中沿着杯壁上升,可以浸润玻璃,故A错误;布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动,故肥皂泡的无规则运动不属于布朗运动,B错误;液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势,肥皂泡在空中呈球状是由于液体表面张力引起的,故C正确;液体表面层分子距离大于平衡位置间的距离,分子间表现为引力,故D错误。]
9.AC [把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水的表面张力的作用,A正确;水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,这是因为水对油脂不浸润造成的,B错误;在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是由于表面张力使水的表面积收缩到最小,C正确;当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是水与玻璃分子间引力的结果,D错误。]
10.B [因为液体表面张力的存在,有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如,故A错误;将棉线圈中肥皂膜Q刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果,故B正确;毛细管中,浸润液体呈凹液面且高于管外液面,不浸润液体呈凸液面且低于管外液面,都属于毛细现象,故C错误;玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是表面张力的原因,不是浸润现象,故D错误。]
11.C [铁丝在刚露出液面时,和液面之间形成一层膜,膜中分子密度小,分子稀疏,分子力表现为引力,对铁丝产生向下的拉力作用,使天平左端下降,故C正确。]
12.B [在船尾P附近沾一点洗洁精,该处水的表面张力变小,与小船另一侧水的表面张力不一样大,故小船会移动,表面张力做功,A错误,B正确;若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会向远离O点的方向运动,C、D错误。]
13.C [液体表面张力作用使得水滳呈球形,但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形,A错误;照片中的玻璃和水滴发生了不浸润现象,B错误;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,C正确;照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏,D错误。]2 液 体
学习目标 1.观察液体的表面张力现象,了解表面张力产生的原因。2.知道毛细现象。
知识点一 表面张力及微观解释
在杯子中盛满清水。将曲别针一枚一枚依次放入杯中,比一比看谁放入的曲别针数量最多,而杯中的水不会溢出。你能解释这一现象吗?
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1.表面张力
液体表面存在的________叫作表面张力。表面张力使液体的表面积趋向________。
2.表面层
液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫作表面层。表面层里的分子间距r略________r0,分子间作用力表现为________。
3.液体表面张力的微观解释
(1)分子间距离特点:由于分子的热运动,液体表面层分子分布比内部分子稀疏。
(2)在液体内部,分子间距离衡时的距离r0;在表面层,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。
(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,使液体表面形成了一层绷紧的“膜”。
表面张力示意图
(4)表面张力的方向:表面张力的方向和液面相切,如果在液面上任意画一条线MN,MN两侧的液体之间的引力方向如图所示。
【思考】 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)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?
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例1 2022年3月23日,航天员王亚平在空间站核心舱演示太空液桥实验。在两块小塑料板上分别挤上些许水,形成了两个小水球,而后两塑料板轻轻靠近,两个小水球就融为一体并在两塑料板间形成一个数厘米长的液体小“桥”。下列说法正确的是(  )
A.日常生活中地球上不可能有“水桥”现象
B.液体表面张力是液体所有分子间相互吸引作用力的宏观体现
C.液体表面张力有使液体表面缩小的趋势,使液体表面积趋于最小
D.空间站核心舱内,在太空微重力环境下,液体的表面张力比在地面上更大
听课笔记___________________________________________________________
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表面张力及其作用
(1)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。例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在完全失重条件下才呈球形)。
(2)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。
训练1 (多选)关于液体的表面张力,下列说法中正确的是(  )
A.布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水,是表面张力的结果
B.表面张力的方向与液面垂直
C.硬币能够静止在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
D.由于液体表面层分子间距离小于平衡位置间距r0,故液体表面存在表面张力
知识点二 毛细现象
如图所示为大树生长和蘑菇生长时根部分布情况。越往下,根的直径越怎样?有什么好处?如果除草时把部分树根铲断,树对水分的吸收产生什么影响?
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1.浸润
液体会________固体并附着在固体表面的现象叫作浸润。
2.不浸润
液体不会润湿固体,也不会________在固体表面的现象叫作不浸润。
3.毛细现象
浸润液体在细管中________,不浸润液体在细管中下降的现象。
4.浸润和不浸润现象成因分析
(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。
5.毛细现象
项目 浸润 不浸润
现象 液体在毛细管中上升 液体在毛细管中下降
举例 浸润液体液面在毛细管里上升 不浸润液体液面在毛细管里下降
特点 对于一定的液体和一定材质的管壁,管的内径越细,毛细管内外液面差越大
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。如图甲所示,当毛细管插入浸润液体中,附着层里的排斥力使附着层沿管壁上升,这部分液体上升引起液面弯曲,呈凹形弯月面使液体表面变大,与此同时由于表面层的表面张力的收缩作用,管内液体也随之上升。直到表面张力向上的力与管内升高的液体的重力相等时,达到平衡,液体停止上升,稳定在一定的高度。利用类似的分析,也可以解释不浸润液体在毛细管里下降的现象(如图乙所示)
【思考】 浸润液体在毛细管内,液面为何成凹弯月面?是什么原因使液面上升?上升的高度与哪些因素有关?
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例2 对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象,如图所示,对此有下列几种解释,其中正确的是(  )
①Ⅰ图中表面层分子的分布比液体内部疏
②Ⅱ图中表面层分子的分布比液体内部密
③Ⅰ图中附着层分子的分布比液体内部密
④Ⅱ图中附着层分子的分布比液体内部疏
A.只有①对 B.只有①③④对
C.只有③④对 D.全对
听课笔记___________________________________________________________
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训练2 (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,黑水就被吸到皮管里去了
随堂对点自测
1.(液体的表面张力)(多选)关于液体表面张力,下列说法正确的有(  )
A.图甲中露珠呈球形,这是地球引力作用的结果
B.乙图中的液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,产生表面张力
C.丙图中水黾可以停在水面上,是由于水的浮力作用
D.丁图中液体表面张力方向与液面相切
2.(液体的表面张力)以下现象中,与表面张力无关的是(  )
A.处于完全失重状态的水银滴呈球形
B.某些小型昆虫可以在水面上行走
C.玻璃管的裂口在火焰上烧熔,它的尖端会变钝
D.用扁平的碎瓦片打水漂,可以多次在水面上向前弹跳
3.(毛细现象)(多选)下列关于浸润(不浸润)现象与毛细现象的说法正确的是(  )
A.水可以浸润玻璃但不能浸润蜂蜡
B.浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象
C.浸润液体都能发生毛细现象,不浸润液体都不能发生毛细现象
D.浸润液体和不浸润液体在细管中都上升
4.(毛细现象)(多选)(新人教版选择性必修第三册P38图2.5-6改编)水浸润玻璃,但水银不浸润玻璃。把极细的玻璃管分别插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是(  )
2 液 体
知识点一
导学 提示 可以看到水面凸起,说明液体表面具有作用力。
知识梳理
1.收缩力 最小 2.大于 引力
[思考]
提示 (1)液体表面层内分子间距离大于r0,分子间作用力表现为引力。
(2)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。
例1 C [“水桥”形成的根本原因是水的表面张力的作用,在地球上也可以有“水桥”现象,只是因为重力使得“桥”较短,A错误;液体表面张力是液体表面层分子间相互吸引作用力的宏观体现,B错误;液体表面张力有使液体表面缩小的趋势,使液体表面积趋于最小,C正确;液体的表面张力大小取决于液体分子间距,与环境重力大小无关,D错误。]
训练1 AC [布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水,是表面张力的结果,故A正确;表面张力的方向与液面相切,而不是与液面垂直,故B错误;硬币能够静止在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果,故C正确;由于液体表面层分子间距离略大于平衡位置间距r0,故液体表面存在表面张力,故D错误。]
知识点二
导学 提示 越往下根的直径越小,越容易发生毛细现象,除草时部分树根被铲断,将会使树吸收地下水分受阻。
知识梳理
1.润湿 2.附着 3.上升
[思考]
提示 毛细现象是表面张力和浸润现象的共同作用,液面表面张力形成向上的拉力,使管中液体向上运动,当液体上升到一定高度时,重力与表面张力向上的分力达到平衡,液面维持在这一高度,不再上升。
例2 B [由于液体内部分子力约为零,因此当附着层分子比内部疏时,分子力表现为引力,当附着层分子比内部密时,分子力表现为斥力。浸润的情况下,液体会沿着管壁上升,这是由于附着层内分子比液体内部密,分子相互排斥,同时表面层内分子比液体内部疏,分子相互吸引的结果;不浸润的情况下,液体会沿着管壁下降,这是由于附着层内分子和表面层内分子都比液体内部疏,均相互吸引的结果。①③④说法正确,故选B。]
训练2 AC [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。]
随堂对点自测
1.BD [题图甲中露珠呈球形,这是液体表面张力的结果,故A错误;题图乙中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为引力,从而产生表面张力,故B正确;题图丙中水黾可以停在水面上,是由于水的表面张力作用,故C错误;题图丁中液体表面张力方向与液面相切,故D正确。]
2.D [处于完全失重状态的水银滴呈球形,是表面张力作用的结果,A有关;由于表面张力作用,水面形成一层膜,某些小型昆虫可以在水面上行走,B有关;玻璃管的裂口在火焰上烧熔,在表面张力作用下,表面积有收缩到最小的趋势,它的尖端会变钝,C有关;用扁平的碎瓦片打水漂,可以多次在水面上向前弹跳,不是表面张力现象,D无关,故选D。]
3.AB [水可以附着在玻璃表面上,也就是说水可以浸润玻璃,但不会附着在蜂蜡上,也就是说不浸润蜂蜡。浸润液体和不浸润液体都能发生毛细现象,在细管中沿管壁上升的是浸润液体,在细管中沿管壁下降的是不浸润液体。故选项A、B正确。]
4.AC [管径很细的管子叫作毛细管。将毛细管插入液体内时,管内、外液面会产生高度差。如果液体浸润管壁,管内液面高于管外液面;如果液体不浸润管壁,管内液面低于管外液面,这种现象叫毛细现象。水浸润管壁,故液面要高于水平液面,A正确,D错误;水银不浸润管壁,故液面要低于水平液面,B错误,C正确。](共41张PPT)
2 液 体
第二章 固体、液体和气体
1.观察液体的表面张力现象,了解表面张力产生的原因。
2.知道毛细现象。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二 毛细现象
知识点一 表面张力及微观解释
知识点一 表面张力及微观解释
在杯子中盛满清水。将曲别针一枚一枚依次放入杯中,比一比看谁放入的曲别针数量最多,而杯中的水不会溢出。你能解释这一现象吗?
提示 可以看到水面凸起,说明液体表面具有作用力。
1.表面张力
液体表面存在的________叫作表面张力。表面张力使液体的表面积趋向______。
2.表面层
液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫作表面层。表面层里的分子间距r略______r0,分子间作用力表现为______。
收缩力
最小
大于
引力
3.液体表面张力的微观解释
(1)分子间距离特点:由于分子的热运动,液体表面层分子分布比内部分子稀疏。
(2)在液体内部,分子间距离衡时的距离r0;在表面层,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。
(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,使液体表面形成了一层绷紧的“膜”。
(4)表面张力的方向:表面张力的方向和液面相切,如果在液面上任意画一条线MN,MN两侧的液体之间的引力方向如图所示。
表面张力示意图
【思考】 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)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?
提示 (1)液体表面层内分子间距离大于r0,分子间作用力表现为引力。
(2)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。
C
例1 2022年3月23日,航天员王亚平在空间站核心舱演示太空液桥实验。在两块小塑料板上分别挤上些许水,形成了两个小水球,而后两塑料板轻轻靠近,两个小水球就融为一体并在两塑料板间形成一个数厘米长的液体小“桥”。下列说法正确的是(  )
A.日常生活中地球上不可能有“水桥”现象
B.液体表面张力是液体所有分子间相互吸引作用力的宏观体现
C.液体表面张力有使液体表面缩小的趋势,使液体表面积趋于最小
D.空间站核心舱内,在太空微重力环境下,液体的表面张力比在地面上更大
解析 “水桥”形成的根本原因是水的表面张力的作用,在地球上也可以有“水桥”现象,只是因为重力使得“桥”较短,A错误;液体表面张力是液体表面层分子间相互吸引作用力的宏观体现,B错误;液体表面张力有使液体表面缩小的趋势,使液体表面积趋于最小,C正确;液体的表面张力大小取决于液体分子间距,与环境重力大小无关,D错误。
表面张力及其作用
(1)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。例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形(但由于受重力的影响,往往呈扁球形,在完全失重条件下才呈球形)。
(2)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。
AC
训练1 (多选)关于液体的表面张力,下列说法中正确的是(  )
A.布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水,是表面张力的结果
B.表面张力的方向与液面垂直
C.硬币能够静止在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
D.由于液体表面层分子间距离小于平衡位置间距r0,故液体表面存在表面张力
解析 布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水,是表面张力的结果,故A正确;表面张力的方向与液面相切,而不是与液面垂直,故B错误;硬币能够静止在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果,故C正确;由于液体表面层分子间距离略大于平衡位置间距r0,故液体表面存在表面张力,故D错误。
知识点二 毛细现象
如图所示为大树生长和蘑菇生长时根部分布情况。越往下,根的直径越怎样?有什么好处?如果除草时把部分树根铲断,树对水分的吸收产生什么影响?
提示 越往下根的直径越小,越容易发生毛细现象,除草时部分树根被铲断,将会使树吸收地下水分受阻。
1.浸润
液体会______固体并附着在固体表面的现象叫作浸润。
2.不浸润
液体不会润湿固体,也不会______在固体表面的现象叫作不浸润。
3.毛细现象
浸润液体在细管中______,不浸润液体在细管中下降的现象。
润湿
附着
上升
4.浸润和不浸润现象成因分析
(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。
5.毛细现象
【思考】 浸润液体在毛细管内,液面为何成凹弯月面?是什么原因使液面上升?上升的高度与哪些因素有关?
提示 毛细现象是表面张力和浸润现象的共同作用,液面表面张力形成向上的拉力,使管中液体向上运动,当液体上升到一定高度时,重力与表面张力向上的分力达到平衡,液面维持在这一高度,不再上升。
B
例2 对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象,如图所示,对此有下列几种解释,其中正确的是(  )
①Ⅰ图中表面层分子的分布比液体内部疏
②Ⅱ图中表面层分子的分布比液体内部密
③Ⅰ图中附着层分子的分布比液体内部密
④Ⅱ图中附着层分子的分布比液体内部疏
A.只有①对 B.只有①③④对
C.只有③④对 D.全对
解析 由于液体内部分子力约为零,因此当附着层分子比内部疏时,分子力表现为引力,当附着层分子比内部密时,分子力表现为斥力。浸润的情况下,液体会沿着管壁上升,这是由于附着层内分子比液体内部密,分子相互排斥,同时表面层内分子比液体内部疏,分子相互吸引的结果;不浸润的情况下,液体会沿着管壁下降,这是由于附着层内分子和表面层内分子都比液体内部疏,均相互吸引的结果。①③④说法正确,故选B。
AC
训练2 (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,黑水就被吸到皮管里去了
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。
随堂对点自测
2
BD
1.(液体的表面张力)(多选)关于液体表面张力,下列说法正确的有(  )
A.图甲中露珠呈球形,这是地球引力作用的结果
B.乙图中的液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,产生表面张力
C.丙图中水黾可以停在水面上,是由于水的浮力作用
D.丁图中液体表面张力方向与液面相切
解析 题图甲中露珠呈球形,这是液体表面张力的结果,故A错误;题图乙中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为引力,从而产生表面张力,故B正确;题图丙中水黾可以停在水面上,是由于水的表面张力作用,故C错误;题图丁中液体表面张力方向与液面相切,故D正确。
D
2.(液体的表面张力)以下现象中,与表面张力无关的是(  )
A.处于完全失重状态的水银滴呈球形
B.某些小型昆虫可以在水面上行走
C.玻璃管的裂口在火焰上烧熔,它的尖端会变钝
D.用扁平的碎瓦片打水漂,可以多次在水面上向前弹跳
解析 处于完全失重状态的水银滴呈球形,是表面张力作用的结果,A有关;由于表面张力作用,水面形成一层膜,某些小型昆虫可以在水面上行走,B有关;玻璃管的裂口在火焰上烧熔,在表面张力作用下,表面积有收缩到最小的趋势,它的尖端会变钝,C有关;用扁平的碎瓦片打水漂,可以多次在水面上向前弹跳,不是表面张力现象,D无关,故选D。
AB
3.(毛细现象)(多选)下列关于浸润(不浸润)现象与毛细现象的说法正确的是(  )
A.水可以浸润玻璃但不能浸润蜂蜡
B.浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象
C.浸润液体都能发生毛细现象,不浸润液体都不能发生毛细现象
D.浸润液体和不浸润液体在细管中都上升
解析 水可以附着在玻璃表面上,也就是说水可以浸润玻璃,但不会附着在蜂蜡上,也就是说不浸润蜂蜡。浸润液体和不浸润液体都能发生毛细现象,在细管中沿管壁上升的是浸润液体,在细管中沿管壁下降的是不浸润液体。故选项A、B正确。
AC
4.(毛细现象)(多选)(新人教版选择性必修第三册P38图2.5-6改编)水浸润玻璃,但水银不浸润玻璃。把极细的玻璃管分别插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是(  )
解析 管径很细的管子叫作毛细管。将毛细管插入液体内时,管内、外液面会产生高度差。如果液体浸润管壁,管内液面高于管外液面;如果液体不浸润管壁,管内液面低于管外液面,这种现象叫毛细现象。水浸润管壁,故液面要高于水平液面,A正确,D错误;水银不浸润管壁,故液面要低于水平液面,B错误,C正确。
课后巩固训练
3
D
题组一 液体的表面张力
1.关于液体表面的特征,下列说法正确的是(  )
A.液体表面层的分子分布比内部密
B.液体有使其体积收缩到最小的趋势
C.液体表面层分子之间只有引力而无斥力
D.液体有使其表面积收缩到最小的趋势
解析 液体表面层的分子分布比内部稀疏,故A错误;液体由于表面张力作用,有使其表面积收缩到最小的趋势,故B错误,D正确;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,故C错误。
对点题组练
C
2.杭州的“龙井茶虎跑泉水”天下闻名。有人说,虎跑泉水水质特别好,不信,可用一只碗舀满虎跑泉水,然后小心地将硬币放在水面上,硬币则可以漂浮在水面上;如果将硬币一枚接一枚小心地投入水中,只见水面会高出碗的边缘而不致溢出,对此正确的观点是(  )
A.这是虎跑泉水的特有现象,由此可证明泉水的质地确实优良
B.这种现象的发生主要是由于泉水里面添加了某种特殊物质
C.这种现象是正常的,并非是虎跑泉水所特有
D.这种现象不可能发生
解析 这是液体表面张力作用的结果,并非虎跑泉水的特有现象,故C正确。
AD
3.(多选)下列说法正确的是(  )
A.小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用
B.小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
C.缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果
D.喷泉喷射到空中形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果
解析 小昆虫在水面上“站定”或行进过程中,其脚部位置比周围水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韧性非常好的膜上一样,这是液体的表面张力在起作用,浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A正确,C错误;小木块浮于水面上时,木块的下部实际上已经陷入水中(排开一部分水),受到水的浮力作用,是浮力与重力平衡的结果,而非表面张力在起作用,故B错误;喷泉喷到空中的水分散时,每一小部分的表面都有表面张力在起作用且水近似处于完全失重状态,因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小,表面张力的作用使液体表面积有收缩到最小的趋势),故D正确。
C
4.如图所示,金属框架的A、B间系一个棉线圈,先使框架布满肥皂膜,然后将P和Q两部分的肥皂膜刺破,线的形状将变成下列选项图中的(  )
解析 由于液体表面张力的作用,液体表面有收缩到最小的趋势,故C正确。
C
题组二 毛细现象
5.规范佩戴医用防护口罩是预防呼吸道传染性疾病的有效措施之一,合格医用口罩内侧使用对水不浸润的材料,图甲为一滴水滴在医用口罩内侧的照片,图乙为对应的示意图。以下说法正确的是(  )
A.照片中水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部密集
B.该口罩为不合格产品,其内侧材料对所有的液体都浸润
C.该口罩为合格产品,其内侧材料并非对所有的液体都不浸润
D.照片中水滴附着层(即固液接触层)内水分子比水滴内部密集
解析 水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部稀疏,故A错误;由图可知,水珠并没有浸润口罩内侧,因此是合格产品,浸润与不浸润现象是相对的,各种液体的密度、分子大小、分子间隙、分子间作用力大小等都各不相同,因此口罩内侧材料并不一定对所有的液体都不浸润,只要对水不浸润,就是合格产品,故B错误,C正确;水滴附着层(即固液接触层)内水分子比水滴内部稀疏,故D错误。
AD
6.(多选)将不同材料做成的两根内径相同的细管A和B插入同一种液体中,A管内的液面比管外液面高,B管内的液面比管外液面低,那么(  )
A.该液体对A管壁是浸润的,对B管壁是不浸润的
B.该液体对B管壁是浸润的,对A管壁是不浸润的
C.A管内发生的是毛细现象,B管内发生的不是毛细现象
D.A管和B管发生的都是毛细现象
解析 浸润液体在细管中上升的现象和不浸润液体在细管中下降的现象叫作毛细现象,故A管和B管发生的都是毛细现象,且该液体对A管壁是浸润的,对B管壁是不浸润的,故A、D正确,B、C错误。
B
7.用内径很细的玻璃管做成的水银气压计,其读数与实际气压相比(  )
A.偏高 B.偏低 C.相同 D.无法判断
解析 由于水银对玻璃不浸润,所以在毛细现象中,水银柱的实际高度会偏低,故B正确。
C
综合提升练
8.图甲是吹肥皂泡游戏的画面,表达了小朋友童年时对美好生活的向往,如图乙,在玻璃杯内注入肥皂水,再把用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中,沾满肥皂水后取出,可以吹出大小不一、在空中做无规则运动的肥皂泡,则(  )
A.肥皂水不能浸润玻璃
B.肥皂泡的无规则运动属于布朗运动
C.肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
D.肥皂泡表面层液体分子间表现为斥力
解析 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,由图乙可知,肥皂水在玻
璃杯中沿着杯壁上升,可以浸润玻璃,故A错
误;布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体
小颗粒的无规则运动,故肥皂泡的无规则运动不属于布朗运动,B错误;液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势,肥皂泡在空中呈球状是由于液体表面张力引起的,故C正确;液体表面层分子距离大于平衡位置间的距离,分子间表现为引力,故D错误。
AC
9.(多选)下列说法正确的是(  )
A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水表面存在表面张力
B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,这是因为油脂使水的表面张力增大
C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果
D.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是由于水膜具有表面张力
解析 把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水的表面张力的作用,A正确;水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,而在干净的玻璃板上却不能,这是因为水对油脂不浸润造成的,B错误;在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是由于表面张力使水的表面积收缩到最小,C正确;当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开,这是水与玻璃分子间引力的结果,D错误。
B
10.关于如图四幅图中现象的分析,下列说法正确的是(  )
A.甲图中水黾停在水面而不沉,是浮力作用的结果
B.乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果
C.丙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
D.丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是一种浸润现象
解析 因为液体表面张力的存在,有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如,故A错误;将棉线圈中肥皂膜Q刺破后,扩成一个圆孔,是表面张力作用的结果,故B正确;毛细管中,浸润液体呈凹液面且高于管外液面,不浸润液体呈凸液面且低于管外液面,都属于毛细现象,故C错误;玻璃管的裂口在火焰上烧熔后,它的尖端会变钝,是表面张力的原因,不是浸润现象,故D错误。
C
11.在天平的左盘挂一根铁丝,右盘放一砝码,且铁丝浸于液体中,此时天平平衡,如图所示,现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面,则(  )
A.天平仍然平衡
B.由于铁丝离开水面沾上液体,重量增加而使天平
平衡破坏,左端下降
C.由于铁丝刚露出液面,和液面间生成一液膜,此
液膜的表面张力使天平左端下降
D.以上说法都不对
解析 铁丝在刚露出液面时,和液面之间形成一层膜,膜中分子密度小,分子稀疏,分子力表现为引力,对铁丝产生向下的拉力作用,使天平左端下降,故C正确。
B
12.用纸折一只小船静放于水面,在船尾P附近沾一点洗洁精,小船会自动加速前进一小段距离,如图甲。现将两纸片a和b对称静放在水盆中的水面中心O两侧,如图乙,则(  )
A.小船自动加速前进是因为加入洗洁精后表面张力变大了
B.小船自动加速前进是因为水的表面张力做功
解析 在船尾P附近沾一点洗洁精,该处水的表面张力变小,与小船另一侧水的表面张力不一样大,故小船会移动,表面张力做功,A错误,B正确;若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会向远离O点的方向运动,C、D错误。
C.若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会绕O点做匀速圆周运动
D.若在O处滴入少量洗洁精,纸片a和b会立即向O点运动
C
13.喷雾型防水剂的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。如图所示。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.照片中的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.照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
解析 液体表面张力作用使得水滳呈球形,但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形,A错误;照片中的玻璃和水滴发生了不浸润现象,B错误;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,C正确;照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏,D错误。

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