高中物理选择性必修三 2.5.1 液体 同步学案

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2.5.1
液体
一、自主学习
1.液体的表面层
液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫作________。
表面层内分子间的距离略大于r0，因此分子间的相互作用力表现为________。
2.液体的表面张力
如果在液体表面任意画一条线，线两侧存在着一对与线垂直、大小相等、方向________的作用力，它的作用是使液体表面________，叫作液体的表面张力，故液体表面具有________的趋势。
二、课堂探究
[情景设问]为什么叶面上的露珠总是球形的?
水黾为什么可以停在水面上？
结论1：液体________具有与内部不同的性质。
[实验演示]观察肥皂膜和棉线的变化。
把一条细棉线的两端分别系在铁丝环的两侧，要使棉线处于略为松弛的状态。然后将铁丝环浸入肥皂液里，再拿出来时环上就留下了一层肥皂液的薄膜。这时薄膜上的棉线仍是松弛的（图甲）。用烧热的针刺破棉线一侧的薄膜（图乙），观察薄膜和棉线发生的变化。
把一个棉线圈系在铁丝环上，使环上布满肥皂液的薄膜，这时膜上的棉线圈仍是松弛的（图丙）。用烧热的针刺破棉线圈里的薄膜，观察棉线圈外的薄膜和棉线圈发生的变化（图丁）。
结论2：液体的表面具有________的趋势。
[思考]为什么液体的表面具有收缩趋势？
液体表面微观图
结论3：
①
在液体的表面存在一个跟气体接触的薄层叫作________。
②
________里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子力表现为________。
液体的表面张力
结论4：表面张力的形成原因
①
液面各部分间相互吸引的力叫作________。
②
________是表面层内分子力作用的结果。________表面张力使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小。
[讨论]结合表面张力的现象，尝试描述表面张力的作用效果。
结论5：表面张力会使液面收缩至______最小。（球、圆）
[思考]表面张力的大小与什么有关？
结论6：表面张力的大小跟边界线长度以及液体的______、______有关。
[思考与讨论]在空间站里，水滴的形状是一个完美的球形。生活中我们还经常看到荷叶上的露珠呈扁平球形等现象。你能解释这是为什么吗？
结论7：表面张力的作用是使液面收缩，而在体积相同的各种形状中，球形表面积最小，故表面张力要使液滴收缩成________，但由于________重力作用，液滴会呈椭球形，因液滴越小，重力的影响越小，故液滴越小，形状就越接近球形．如果完全消除重力的影响，如处在完全失重状态的宇宙飞船中，再大的液滴也会收缩成规则的球形。
[讨论]生活中还有哪些常见的表面张力现象？
荷叶上的水珠呈球状
叶面上的露珠呈球状
吹出的肥皂泡是球形
蜥蜴能在水上行走
三、典题精讲
【例题1】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
【例题2】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．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离
D．与液面接触的容器壁的分子对液体表面层分子有吸引力
4、核心素养专练
1.小明同学在清洗玻璃试管时发现：将盛有半管水的试管倒扣在水槽中时水并不会流入盆中，且管内水面下凹，如图所示。他又在水槽中滴入一滴蓝色的硫酸铜溶液，一段时间后试管中的水也变蓝了。对于上述现象，下列说法中正确的是（　　）
A．试管中水面下凹是由于管中气体压强引起的
B．试管中水面下凹说明水对玻璃是不浸润的
C．试管中的水变蓝是由于硫酸铜分子间存在斥力
D．试管中的水变蓝是由于硫酸铜分子扩散引起的
2．下列说法中正确的是（　　）
A．水是浸润液体，水银是不浸润液体
B．液体表面层里的分子比液体内部的分子稀疏，也就使表面层里的分子间距离比液体内部分子间距离大些，所以，表面层里分子间的相互作用表现为斥力，这是表面张力存在的原因
C．不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏
D．为了把地下水分引上来，要把地面上的土壤锄松
3．下列现象中，不是由于液体的表面张力造成的是（　　）
A．船浮于水面上
B．硬币或钢针浮于水面上
C．绸布伞有缝隙但不漏雨水
D．锋利的玻璃片，用酒精灯烧一段时间后变钝了
4.如图，a、b是航天员王亚平在“天宫一号”实验舱做水球实验时水球中形成的气泡，两气泡温度相同且a的体积大，气体视为理想气体，则下列说法正确的是（　　）
A．水球内的水分子之间只有斥力
B．水球表面的水分子之间只有引力
C．a内气体的分子平均动能比b的大
D．在水球表面滴一小滴红墨水，最后水球将呈红色
5.下列说法正确的是（　　）
A．在水与空气接触的表面层内，分子比较稀疏，水分子之间只有分子引力作用
B．在液体与固体接触的附着层内，液体分子一定比液体内部稀疏
C．干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果
D．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故
6.关于下列四幅图说法正确的是（　　）
A．甲图中分子间距离为r0时，分子间斥力、引力均为零，分子势能也为零
B．乙图中欲使玻璃板离开水面，绳子对玻璃板的拉力一定大于玻璃板的重力
C．丙图中液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间只有引力，没有斥力
D．丁图中封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中阻力增大，说明气体分子间斥力增大
7.我国宇航员王亚平在“天宫一号”空间实验室里完成了一个水球实验，用细金属环从水里取出一个水膜，不断向水膜上注水，水膜逐渐变成一个水球，如图所示。此实验中（　　）
A．水球受到的重力为零
B．水球表面分子间的作用力为零
C．水球的形成与液体的表面张力有关
D．宇航员经水球表面反射成倒立的像
8．下列说法正确的是（　　）
A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体
B．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
C．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的缘故
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的缘故
9.用金属丝制成一个U型架，一段细长棉线两端紧扣在U型架两臂上A、B两点，细线中点O处有一扣。将U型架浸入肥皂液中再取出，U型架上形成的肥皂液膜如图所示，细线被绷紧是因为液体表面层存在表面张力，表面张力的作用是使得液面有
的趋势；用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置（肥皂液膜未发生破损），肥皂液膜的内能将
（忽略肥皂液膜的蒸发影响）
10.世博同学在学习物态和物态变化时，用数码相机拍照片，他看到的小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中，他认为是靠水的浮力作用，同班的小明则认为小强的说法不对．事实上小昆虫受到的支持力是由__________提供的．他将照相机带入房间时，发现镜头上蒙上了一层雾，说明室内水蒸气的压强相对室外温度，超过了其对应的__________．
参考答案
自主学习
表面层
引力
相反
绷紧
收缩
课堂探究
结论1：表面
结论2：收缩
结论3：表面层
表面层
引力
结论4：表面张力
表面张力
结论5：表面积
结论6：种类
温度
结论7：球形
重力
典题精讲
【例题1】A
【例题2】C
核心素养专练
1.D
2.C
3.A
4.D
5.C
6.B
7.C
8.C
9.收缩到最小；增大
10.水的表面张力、饱和蒸汽压
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