2019_2020学年高中物理第3章固体液体与新材料2研究液体的表面性质精练含解析沪教版选修3_3.doc

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1、研究液体的表面性质1.通过实验，观察液体的表面张力现象2.解释表面张力产生的原因(重点难点)3了解浸润与不浸润现象，并探究毛细现象产生的原因,一、探究液体表面张力现象：液体的表面就像紧绷着的橡皮膜，它有着一种收缩的趋势使液体表面具有收缩趋势的力叫做表面张力二、液体表面张力的产生原因1液体跟气体接触的表面存在着一个薄层，叫做表面层如图所示是液体表面层附近分子的大致分布情况表面层的分子要比液体内部稀疏些，即分子间距要比在液体内部的大一些，因此表面层分子相互吸引液体表面层附近的分子分布2如图所示，在液体内部，液体分子所受的分子力是平衡的而在表面层里，液体分子受到来自液体内部分子的引力要大于来自液体表

2、面附近空气分子的引力，因此它们有着进入液体内部的趋势，致使液体表面像一张绷紧的膜这就是液体表面有收缩趋势的微观本质液体表面张力的成因三、浸润和不浸润1一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做浸润；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫做不浸润2一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系例如，水银不浸润玻璃，但水银浸润铅3浸润和不浸润也是分子力作用的表现当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫做附着层四、毛细现象1浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，称为毛细现象2实验和理论分析都表明，对于一定的液体和一定材质的管

3、壁，管的内径越细，液体所能达到的高度越高液体表面张力的理解1液体的表面层和表面张力的形成 (1)表面层：液体跟气体接触表面存在一个薄层，即表面层 (2)分子分布特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏 (3)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 (4)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜(5)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如图所示2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. 如

4、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，在失重条件下才呈球形 (2)表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大，分子间的相互作用表现为引力 (3)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、温度有关表面张力使液面有收缩的趋势，故往往会误认为收缩后rr0.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关于液体，下列说法正确的是()A液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体B小液滴成球状，说明液体有一定形状和体积C液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张D

5、液体的扩散比固体的扩散快思路点拨 求解此题应把握以下三点：(1)理解液体微观结构，牢记液体的宏观特性(2)理解表面张力的成因(3)理解表面张力的作用解析液体性质介于气体和固体之间，更接近于固体，具有不易被压缩，有一定体积，没有一定形状，扩散比固体快等特点，A、B错，D对无论液面为凸面还是凹面，表面张力总是使表面收缩，C错答案D1.对下列现象的成因解释正确的是()A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B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与其重力平衡的结果C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D缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果解

6、析：选C.木块浮在水面上是浮力与其重力平衡的结果，A错误；小昆虫在水面上不下陷是液膜对其弹力与其重力平衡的结果，B错误；水在表面张力作用下，收缩到表面积最小，即球形，C正确；浮在水面上的缝衣针和小昆虫情况一样，故D错误浸润与不浸润的形成1附着层：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

7、缩的趋势，这时表现为液体不浸润固体同一种物体，对有些液体浸润，对有些液体不浸润同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的例如：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润铅下列对浸润与不浸润现象的认识中正确的是()A水是浸润液体，水银是不浸润液体B浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏C不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强D不浸润现象中，附着层里分子间表现出收缩力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力思路点拨 液体浸润和不浸润是相对的，由液体与固体性质的相互关系决定浸润与不浸润特征决定于附着层分子与固体分子和液体内部分子间的相互作用力的

8、关系解析一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质有关，不能肯定哪种液体总是浸润液体或不浸润液体，A错在浸润现象中，附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大，分子分布比液体内部更密，因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力，附着层有扩张的趋势，故B、C错，D对答案D2.(多选)玻璃上不附着水银，产生这种不浸润的原因是()A水银具有流动性B玻璃表面光滑C水银与玻璃接触时，附着层里的水银分子受到玻璃分子的引力较弱D水银与玻璃接触时，附着层里的分子比水银内部稀疏解析：选CD.水银不浸润玻璃是因为附着层里的水银分子受到的玻璃分子的引力较弱，附着层里的分子比水银内部稀疏，附着层表面有收缩趋

9、势毛细现象产生1现象：浸润液体在毛细管里上升后，形成凹液面，不浸润液体在毛细管里下降后形成凸液面2因素：毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大3成因(1)浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲，呈凹形，表面张力的收缩作用总是力图使凹形表面的面积缩小，对表面下的液体产生向上的提拉作用，管内液面上升，直到表面张力向上的提拉作用与管内升高的液柱所受的重力达到平衡时，管内液体停止上升，稳定在一定的高度 (2)不浸润液体则与以上相反(多选)水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管分别插入水和水银中，如图

10、所示，正确的现象应是()解析浸润液体在细管中上升或不浸润液体在细管中下降的现象为毛细现象，管子越细，现象越明显，A、D对，B、C错答案AD液体与管浸润，则管壁给液体向上的拉力，液面下凹，液体不浸润管，则管壁给液体向下的拉力，靠近管壁处的液体下降，液面上凸 3.(多选)用干净的玻璃毛细管做毛细现象的实验时，可以看到()A毛细管插入水中，管越细，管内水面越高，管越粗，管内水面越低B毛细管插入水银中，管越细，管内水银面越高C毛细管插入跟它浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它不浸润的液体中时，管内液面降低D毛细管插入跟它不浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它浸润的液体中时，管内液面下降解析：选AC

11、.水浸润玻璃，附着层内分子之间表现为斥力，附着层扩张，液面上升，且管越细，液面上升越高，水银不浸润玻璃，附着层内分子之间表现引力，附着层收缩，毛细管中液面下降，故A、C正确 随堂检测 1(多选)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有()A水黾可以停在水面上B叶面上的露珠呈球形C滴入水中的红墨水很快散开D悬浮在水中的花粉做无规则运动解析：选AB.水黾可以停在水面上和露珠呈球形均是由于液体表面张力的作用；C、D两选项中的现象均是由于分子的无规则运动2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部分用热针刺破，棉线的形状是图乙中的()解析：选D.刺破后，由于表面张力

12、使液面收缩，故图中D正确3(多选)下列哪些现象主要是表面张力起的作用()A小缝衣针漂浮在水面上B小木船漂浮在水面上C荷叶上的小水珠呈球形D慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流出来解析：选ACD.B选项中，小木船部分浸入水中，已破坏了水的表面张力，是水的浮力的作用，使船漂浮在水面上4关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是()A在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面成凸形B在内径小的容器里，如果液体能浸润容器壁，则液面成凹形，且液体在容器内上升C如果固体分子对液体分子的引力较弱，就会形成浸润现象D两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中，管内水柱高度相同解析：选B.如

13、果液体浸润容器壁就会形成凹面，且液体在容器中上升，A错，B对；如果固体分子对液体表面层分子的引力大于液体内部分子的引力，附着层内的分子较密，分子力表现为斥力，会看到液体的浸润现象，C错；内径不同的几支细玻璃管，管内水柱的高度不同，管越细，高度越高，毛细现象越明显，D错5如果要保存地下的水分或想把地下的水分引上来，分别应当采取怎样的措施？用什么样的毛巾才能更好地吸汗？建造房屋时，为什么要在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸？解析：若要保存地下水分，应及时切断地表的毛细管，例如若想把地下的水引上来则多植毛细管；用在水中浸润时形成毛细现象的毛巾能更好地吸汗；建房屋时，在砌砖的地基上铺一层油毡或铺

14、涂过沥青的厚纸是为了切断毛细管，油毡和涂沥青的厚纸在水中都不浸润答案：见解析课时作业一、单项选择题1液体表面具有收缩趋势的原因是()A液体可以流动B液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离C与液面接触的容器壁的分子，对液体表面分子有吸引力D液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离解析：选D.由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以表面层分子间的相互作用表现为引力；这种引力使液体表面层的相邻部分之间有相互吸引的力(即表面张力)表面张力使液体表面具有收缩的趋势2我们在河边会发现有些小昆虫能静止于水面上，这是因为()A小昆虫的重力可忽略B小昆虫的重力与浮力平衡C小昆虫的重力与表面

15、张力平衡D表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”，对小昆虫产生一个向上的支持力，小昆虫的重力和支持力平衡解析：选D.小昆虫静止在水面上是因为小昆虫所受的合外力为零；表面张力不是作用于小昆虫上的力，而是作用于液体表面层中的力3.做这样的实验：如图所示，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如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为()A椭圆形 B长方形 C圆形 D任意形状解析：选C.当用热针刺破棉线内的薄膜时，其周围的薄膜都具有收缩的趋势，且收缩能力相同，因此，棉线形成一个圆形，C正确4用内径很小的玻璃管做成的水银气压计，其读数比实际气压()A偏大 B偏小C相同

16、 D无法判断解析：选B.因为水银不浸润玻璃，所以玻璃管中的水银呈凸形；因玻璃管很细，发生毛细现象，使水银柱下降，所以气压计的读数比实际气压小选项B正确二、多项选择题5下列有关表面张力的说法中，正确的是()A表面张力的作用是使液体表面伸张B表面张力的作用是使液体表面收缩C有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故D用滴管滴液体，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故解析：选BCD.表面张力的作用效果是使液体表面收缩，由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；表面张力使液滴收缩成球形6液体和固体接触时，附着层表面具有缩小的趋势，这是因为()A附着层里分子比液体内部分子稀疏B附

17、着层里分子的相互作用表现为斥力C附着层里分子的相互作用表现为引力D固体分子对附着层里液体分子的引力比与液体内分子之间强解析：选AC.液体表面分子比较稀疏，分子间的距离大于平衡距离r0，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势7夏天荷叶上的一颗颗小水珠呈球形，其原因是()A表面张力具有使液面收缩到表面积为最小的趋势B小水滴的重力影响比表面张力小得多C液体内部分子对表面层的分子具有引力作用D水对荷叶是不浸润的解析：选ABD.液体表面层分子的作用力是引力，使液体表面绷紧，由于水珠呈球形，水对荷叶是不浸润的，由此确定A、B、D正确，C错误三、非选择题8两个完全相同的空心玻璃球壳，其中一个盛有一

18、半体积的水，另一个盛有一半体积的水银；将它们封闭起来，用航天飞机送到绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中去，如图所示的四个图中(图中箭头指向地球中心，黑色部分代表所盛液体)：(1)水在玻璃球壳中分布的情况，可能是_(2)水银在玻璃球壳中分布的情况，可能是_解析：在绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中，球壳和其中的水、水银均处于完全失重状态；水浸润玻璃，附着层有扩大的趋势，最终水的表面积尽可能伸展到球壳上，故(1)题选C；水银不浸润玻璃，附着层有收缩的趋势，只有当它成为一个球形时表面积最小，(2)题选B.答案：(1)C(2)B9.在航天飞机中，有两个圆柱形洁净玻璃容器，其中分别封装有水和水银，如图所示当航天飞机绕地球航行处于完全失重状态时，两容器中的液面呈什么形状？解析：当航天飞机在轨道上绕地球飞行时，玻璃容器处于完全失重状态，液体仅受表面张力的作用，使其表面自由收缩到最小状态，所以两者的表面都呈球形，但由于水能完全浸润玻璃，水银几乎完全不能浸润玻璃，所以水和水银的液面分别呈如图所示形状答案：见解析9