5.液体
课后训练 巩固提升
基础巩固
1.液体表面张力产生的原因是( )
A.液体表面层内分子比液体内部紧密,分子间斥力大于引力
B.液体表面层内分子比液体内部紧密,分子间引力大于斥力
C.液体表面层内分子比液体内部稀疏,分子间引力大于斥力
D.液体表面层内分子比液体内部稀疏,分子间斥力大于引力
答案：C
解析：液体表面层内分子比液体内部稀疏,液体表面层内分子间的相互作用表现为引力,即分子间的引力比斥力大,故正确答案：为C。
2.如图所示,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,棉线的形状是下图中的( )
答案：D
解析：肥皂膜未被刺破时,作用在棉线两侧的表面张力互相平衡,棉线可以有任意形状。当把a部分肥皂膜刺破后,在b部分肥皂膜表面张力的作用下,棉线将被绷紧。又液体表面有收缩到面积最小的趋势,正确选项为D。
3.(多选)在微重力条件(即失重状态)下,把锂、镁、铝、钛等轻金属放在一个石英瓶内,用太阳能将这些金属熔化成液体,然后在熔化的金属中充进氢气,使金属内产生大量气泡,金属冷凝后就形成到处是微孔的泡沫金属,其物理性质各向异性。下列说法正确的是( )
A.失重条件下液态金属呈现球状是由于液体表面分子间只存在引力
B.在失重条件下充入金属液体内的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的结果
C.在金属冷凝过程中,气泡收缩变小,外界对气体做功,气体内能增加
D.泡沫金属物理性质各向异性,说明它是晶体
答案：BD
解析：失重条件下液态金属呈现球状是由于液体的表面张力,A错。B项所述内容正确。在金属冷凝过程中,气泡收缩变小,温度降低,内能减小,C错。泡沫金属物理性质各向异性,说明它是晶体,D正确。
4.(多选)把极细的玻璃管插入水中与水银中,如图所示,正确表示毛细现象的是( )
答案：AC
解析：因为水能浸润玻璃,无论管内外均为浸润,所以选项A正确,B错误。水银不浸润玻璃,选项C正确。选项D中管外浸润,管内不浸润,所以是不可能的。
5.(多选)下列现象由液体的表面张力造成的有( )
A.船浮于水面上
B.硬币或钢针浮于水面上
C.肥皂泡呈球形
D.熔化的铁水注入内空且为球形的沙箱,冷却后铸成一个铁球
答案：BC
解析：选项A中船浮于水面是浮力造成的。选项D中铁球的形状决定于沙箱的形状,故选B、C。
6.(多选)关于液晶的特点及应用正确的是( )
A.分子为棒状的物质呈液晶态
B.利用液晶在温度变化时由透明变浑浊的特性可制作电子表、电子计算器的显示元件
C.有一种液晶,随温度的逐渐升高,其颜色按顺序改变,利用这种性质,可用来探测温度
D.液晶具有稳定的微观结构
答案：BC
解析：通常分子为棒状的物质容易具有液晶态,但不是任何时候都呈液晶态,故A错。从某个方向看液晶分子的排列比较整齐,但从另一方向看,液晶分子的排列是杂乱无章的,D错。
7.如果要保存地下的水分,应当采取怎样的措施 用怎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布
答案：若要保存地下水分,应及时切断地表的毛细管,例如锄地;用在水中能浸润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涂过沥青的厚布是为了切断毛细管,油毡和涂沥青的厚布在水中都不浸润。
能力提升
1.关于液体和固体,以下说法错误的是( )
A.液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强
B.液体分子同固体分子一样,也是密集在一起的
C.液体分子的振动没有固定的平衡位置
D.液体的扩散速度比固体的扩散速度快
答案：A
解析：液体具有一定的体积,是液体分子密集在一起的缘故,但液体分子间的相互作用不像固体分子那样强,所以选项A错误,B正确。液体具有流动性的原因是液体分子振动的平衡位置不固定,所以选项C正确。因为液体分子在液体中移动比在固体中容易,所以液体的扩散速度比固体的扩散速度快,选项D正确。
2.在水中浸入两个同样细的毛细管,一个是直的,另一个是弯的,如图所示,水在直管中上升的高度比在弯管中的最高点还要高,那么弯管中的水将( )
A.会不断地流出
B.不会流出
C.不一定会流出
D.无法判断会不会流出
答案：B
解析：水滴在弯管口处受重力的作用而向下凸出,这时表面张力的合力竖直向上,使水不能流出,故选项B正确。
3.关于液体表面张力的正确理解是( )
A.表面张力是由于液体表面发生形变而引起的
B.表面张力是由于液体表面层内分子间引力大于斥力所引起的
C.表面张力是由于液体表面层内分子单纯具有一种引力所引起的
D.表面张力就其本质来说也是万有引力
答案：B
解析：液体表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大些,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,故A、C、D错误,B正确。
4.(多选)在如图所示情况中,属于浸润现象的是( )
答案：BC
解析：液体附着在固体表面上的现象,叫浸润现象,故选BC。
5.(多选)下列现象中,利用了毛细现象的是( )
A.用粉笔吸干纸上的墨汁
B.建房时,在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸
C.用棉线作酒精灯的灯芯
D.想保存地下的水分,把地面的土壤锄松
答案：AC
解析：粉笔和棉线内部有许多细小的孔道,起着毛细管的作用,所以选项A、C正确。砖的内部也有许多细小的孔道,会起到毛细管的作用,在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸,可以防止地下水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升,以保持房屋干燥,故选项B错误。土壤里面有很多毛细管,地下的水分可沿着它们上升到地面,如果要保存地下的水分,就要把地面的土壤锄松,破坏这些土壤里的毛细管,故选项D错误。
6.关于液晶的下列说法正确的是( )
A.液晶是液体和晶体的混合物
B.液晶分子在特定方向排列比较整齐
C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下,能够发光
D.所有物质在一定条件下都能成为液晶
答案：B
解析：液晶是某些特殊的有机化合物,在某些方向上分子排列规则,某些方向上杂乱。液晶本身不能发光,所以选项A、C、D错误,选项B正确。
7.(多选)将一枚硬币轻轻地平放在水面上,硬币可以不下沉,下列关于与硬币重力相平衡的力的说法,不正确的是( )
A.水面的支持力
B.水的表面张力
C.水的浮力和表面张力的合力
D.水的浮力和空气浮力的合力
答案：BCD
解析：硬币受到重力和水面给予的支持力作用而平衡,表面张力是水面上各部分水之间的作用力的合力,而不是硬币受到的力;硬币并没有浸入水中,故不受浮力作用。故A正确,B、C、D错误。
8.如图所示,在培养皿内注入清水,让两根细木杆相互平行地浮在水面上,再在细木杆之间轻轻地滴入几滴酒精,细木杆会“自动”散开。请你解释这一现象。
答案：漂浮在水面上的细木杆,原来两边受到大小相等、方向相反的表面张力作用而处于平衡状态。滴入酒精后,细木杆之间液体的表面张力减小,使得内侧的表面张力比外侧的小,细木杆就散开了。(共31张PPT)
5.液体
第二章
2022
内容索引
01
02
03
自主预习 新知导学
合作探究 释疑解惑
课堂小结
04
随堂练习
课标定位
素养阐释
1.理解液体的表面张力现象。
2.理解浸润和不浸润的现象。
3.了解液晶的微观结构。
通过学习液体的表面张力现象、浸润和不浸润以及液晶的微观结构,形成正确的物理观念。
自主预习 新知导学
一、液体的表面张力
1.概念:在液体表面层内的各个方向上都存在,方向总是跟液面 相切 ,且与分界面 垂直 ,使液体表面 绷紧 的力,叫作液体的表面张力。
2.作用效果:使液体表面具有 收缩 趋势。
3.液体的表面张力产生原因:在液体内部,分子间平均距离略小于 r0 ,分子间的作用力表现为斥力;而在表面层,分子比较 稀疏 ,分子间的距离略大于 r0 ,因此分子间的作用力表现为 引力 。
4.雨伞的伞面上有很多细小的孔,为什么下雨时,雨水不会从孔里漏下来
答案：因为雨水将纱线浸湿后,在纱线孔隙中形成水膜,水膜的表面张力使雨水不会漏下来。
二、浸润和不浸润、毛细现象、液晶
1.浸润和不浸润。
一种液体会 润湿 某种固体并 附着 在固体的表面上,这种现象叫作 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,这种现象叫作 不浸润 。
2.毛细现象。
(1)毛细现象: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,称为毛细现象。
(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关,毛细管的内径越小,高度差 越大 。
(3)农民往往利用翻松地表土壤来保存土壤中的水分,你知道为什么吗
答案：把地表土壤锄松,破坏了土壤表层的毛细管,从而阻止了水分上升到地面而被蒸发掉。
3.液晶。
像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些晶体相似,具有 各向异性 的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。
【思考讨论】
1.判断下列说法的正误。
(1)木块浮在水面上是液体表面张力的原因。( )
(2)液体分子间的相互作用力比固体分子间的相互作用力弱。( )
(3)毛细现象是浸润或不浸润的实例。( )
(4)一种液体可能浸润某种固体,也可能不浸润另一种固体。( )
(5)液晶在任何条件下,都表现出各向异性。( )
×
×
√
√
√
2.要想把凝固在衣料上的蜡去掉,可以把两层棉纸分别放在蜡迹的上面和下面,然后用热熨斗在棉纸上来回熨烫。为什么这样做可以去掉衣料上的蜡
答案：放在衣料上、下面的棉纸内有许多细小的孔起着毛细管的作用,蜡受热熔化成液体后,由于毛细现象,它们就会被棉纸吸掉。
3.(1)为什么液体表面具有收缩的趋势
(2)液体内部分子间的作用力表现为什么力
答案：(1)液体表面具有收缩的趋势是因为液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,所以表面层里分子间表现为引力,这个引力使得液体表面有收缩的趋势。(2)液体内部的分子被其他分子完全包围,在各个方向上受到邻近分子的力的合力为零,因此液体内部分子间的作用力表现为零。
合作探究 释疑解惑
知识点一
液体的表面张力
【问题引领】
1.水的密度比沙的密度小,为什么沙漠中风能刮起大量沙子,而海洋上的风却只能刮起少量的水珠
2.在春秋季节,早晨起床后我们会发现小草和树叶上有露珠,为什么露珠呈球状
提示：1.由于海水水面有表面张力的作用,水珠之间相互吸引着,风很难把水珠刮起,只能形成海浪,所以海洋上的风只能刮起少量的水珠,而沙漠中的沙子却不一样,沙粒之间作用力很小,几乎为零,所以风很容易刮起大量沙子。
2.是表面张力的作用,表面张力促使液体的表面收缩,体积不变的情况下,球体的表面积最小。
【归纳提升】
1.液体表面张力及其作用
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,在完全失重的条件下才呈球形)。
2.表面张力的成因分析
(1)分子间距离特点:由于液体会蒸发,因此液体表面层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。
画龙点睛 液体表面像张紧的橡皮膜,具有收缩的趋势。
【典型例题】
【例题1】 (多选)下列现象中,关于液体的表面张力说法正确的是( )
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水的表面张力作用的结果
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
ACD
解析：仔细观察可以发现,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的作用;浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样,故A、C选项正确。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选项错误。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处于完全失重状态,因而形成球状水珠(体积一定的情况下球形表面积最小,表面张力的作用使液体表面有收缩到最小面积的趋势),故D选项正确。
科学思维 表面张力的特点
(1)表面张力是液体分子间的作用力的宏观表现。
(2)表面张力的方向与液面相切,垂直于分界线。
(3)表面张力的大小由分界线的长度、液体的种类、纯净度和温度等因素来决定。
(4)表面张力的作用是使液体表面积有收缩到最小的趋势。
【问题引领】
知识点二
浸润和不浸润
日常生活中,如果你认真观察的话,会发现水中游禽会不时地用嘴抹擦身上的羽毛(如图所示)。你知道为什么吗
提示：游禽在用嘴把油脂涂到羽毛上,使水不能浸润羽毛。
【归纳提升】
1.浸润和不浸润的形成原因
(1)浸润的成因:当固体分子吸引力大于液体内部分子力时,液体浸润固体。
(2)不浸润的成因:当固体分子吸引力小于液体内部分子力时,液体不浸润固体。
2.毛细现象的产生原因
(1)如图所示,甲是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为液体的表面张力的作用,液体会受到向上的作用力,因而管内液面要比管外高;
(2)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向下的力,因而管内液面比管外低。
3.液晶
(1)液晶具有流动性,具有液体的特点。
(2)液晶在不同方向上光学性质不同。
(3)在不同方向上液晶分子的排列情况不同。
(4)液晶受到外界影响时,物理性质会发生明显的变化。
画龙点睛 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。浸润与不浸润是两者合力的表现。
【典型例题】
【例题2】 (多选)将不同材料制成的甲、乙两细管插入相同的液体中,甲管内液面比管外液面低,乙管内液面比管外液面高,则( )
A.液体对甲材料是浸润的
B.液体对乙材料是浸润的
C.甲管中发生的不是毛细现象,而乙管中发生的是毛细现象
D.若甲、乙两管的内径变小,则甲管内液面更低,乙管内液面更高
解析：液体对固体浸润的情况下,在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下,液面将上升,所以A错,B对。毛细现象是指浸润液体在细管中上升,以及不浸润液体在细管中下降的现象,C错。在液体和毛细管材料一定的情况下,管越细毛细现象越明显,D对。
BD
科学思维 浸润是固体分子对液体分子的引力大于液体分子之间的引力,使附着层内分子的分布比液体内部更密,使液体跟固体的接触面有扩大的趋势。不浸润是固体分子对液体分子的引力小于液体分子之间的引力,使附着层内分子的分布比液体内部更稀疏,使液体跟固体的接触面有收缩的趋势。毛细现象是指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。
【变式训练2】 (多选)关于液晶,下列说法正确的有( )
A.液晶是一种晶体
B.液晶分子的空间排列是稳定的,具有各向异性
C.液晶的光学性质随温度的变化而变化
D.液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
解析：液晶的微观结构介于固体和液体之间,虽然液晶分子在特定方向排列比较整齐,具有各向异性,但分子的排列是不稳定的,选项A、B错误。外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化,从而改变液晶的某些性质。温度、压力、外加电压等因素变化时,都会改变液晶的光学性质,选项C、D正确。
CD
课堂小结
随堂练习
1.(浸润和不浸润)(多选)关于浸润和不浸润现象,下列说法正确的是( )
A.水银是浸润液体,水是不浸润液体
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.在人造卫星中,由于一切物体都处于完全失重状态,所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时,必须用盖子盖紧,否则容器中的液体一定会沿器壁流散
BD
解析：液体对固体是否发生浸润现象,是由液体和固体共同决定的,A错。如果液体浸润容器壁就会形成凹面,且液体在容器中上升,B对。如果固体分子对液体附着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。在处于完全失重状态的人造卫星上,如果液体浸润器壁,液体和器壁的附着层就会扩张,沿着器壁流散,故必须用盖子盖紧,D对。
2.(表面张力的理解)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。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,D对。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。
D
3.(浸润与毛细现象)(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,水可以浸润玻璃,水不会附着在蜂蜡上,水不浸润蜂蜡,所以同一液体对不同的固体,有的可能发生浸润现象,有的可能发生不浸润现象,这与液体和固体的分子作用力有关。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。
AB
本 课 结 束
