《学霸笔记 同步精讲》第2章 固体 液体和气体 2.液体（课件）高中物理教科版选择性必修3

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2.液体
第二章
2026
课 标 定 位
1.能从液体的微观结构入手了解液体的基本性质。
2.知道生活中的表面张力现象,知道表面张力的成因。
3.能通过观察和实验了解浸润和不浸润、毛细现象及它们产生的原因。
素 养 阐 释
物理观念:液体的表面张力、浸润和不浸润、毛细现象。
科学思维:利用液体的表面张力解释日常生活的现象。
科学探究:探究液体表面张力的微观成因及影响因素。
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
自主预习·新知导学
一、表面张力
1.定义:液体表面存在的使液体表面收缩的力。
2.作用:使液体表面积趋向最小。
3.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
提示: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、液体表面张力的微观解释
1.表面层:液体跟气体接触的表面存在的一个薄层。
2.微观解释:表面层里的分子比较稀疏,分子间的相互作用表现为引力。
3.把两枚硬币水平地轻轻放在水面上,硬币会漂浮着,用嘴轻轻吹气,使两枚硬币逐渐靠拢,当它们间距离较小时,可以发现两枚硬币会“自动”靠拢,最后聚集在一起,为什么
提示:在硬币的重力及水的表面张力的共同作用下,水面像一层橡皮膜似的呈凹形,硬币便向低洼处移动,最后聚集在一起。
三、毛细现象
1.浸润、不浸润。
(1)定义:液体润湿固体并附着在固体表面的现象叫作浸润;液体不湿润固体,不附着在固体表面的现象叫作不浸润。
(2)现象:液体与固体浸润时,液面与固体接触的位置向上弯;液体与固体不浸润时,液面与固体接触的位置向下弯。
2.毛细现象。
(1)定义: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)特点:管的内径越细,管内外液面的高度差越大。
(3)实例:松土的目的是破坏土壤表层的毛细管从而保存地下的水分。
3.浸润和不浸润产生的原因各是什么
提示:浸润和不浸润是分子间作用力的表现。 当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时,液体能够浸润固体,反之,液体则不浸润固体。
【思考讨论】
判断下列说法的正误。
(1)液体的扩散比固体的扩散快,是因为分子在液体里的移动比在固体中容易。(　　)
(2)表面张力是液体内部各分子间的相互作用。(　　)
(3)浸润现象中,附着层里的分子比液体内部稀疏。(　　)
(4)钢笔从墨水瓶里把墨水吸进笔中是毛细现象。(　　)
√
×
×
×
合作探究·释疑解惑
知识点一
液体的表面张力
【问题引领】
下图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间作用力各有什么特点
(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)表面层内的分子间距离大于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浮力平衡的结果。
【归纳提升】
1.表面张力的形成
(1)分子分布:液体表面层的分子分布比液体内部分子稀疏。
(2)分子力特点:液体内部分子间引力、斥力基本上相等,而液体表面层里分子之间距离较大,分子力表现为引力。
(3)表面特性:表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,液体表面好像绷紧的膜。
(4)表面张力的方向:与液面相切,垂直于液面上的各条分界线,如图所示。
2.表面张力的作用
表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋向最小,而在体积相同的条件下,球体的表面积最小。例如,吹出的肥皂泡呈球形,滴在洁净玻璃上的水银滴呈球形(由于受重力的影响,往往呈扁球形,在失重条件下才呈球形)。
表面张力不是指个别分子间的相互吸引力,而是表面层中大量分子间的引力的宏观表现,凡液体与气体接触的表面都存在表面张力。
【例题1】 关于液体的表面张力,下列说法正确的是(　　)
A.在液体的表面层里,分子比较稀疏,分子间只有引力没有斥力
B.在液体的表面层里,分子比较密集,分子间只有斥力没有引力
C.液体的表面层中分子之间的斥力大于引力,使得液体的表面收缩到最小,所以露珠呈球体
D.液体的表面层中分子之间的引力大于斥力,使得液体的表面收缩到最小,所以露珠呈球体
答案:D
解析:液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力,但由于分子间的距离大于分子的平衡距离r0,分子引力大于分子斥力,分子力表现为引力,即存在表面张力,表面张力使液体表面有收缩的趋势,所以露珠呈球体,故A、B、C错误,D正确。
【典型例题】
【变式训练1】 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状的小水珠是表面张力作用的结果
D.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
答案:C
解析:木块浮在水面上是浮力与其重力平衡,A错误;小昆虫在水面上不下陷是液膜对其的作用力与其重力平衡,B错误;水在表面张力作用下收缩到表面积最小,即球体,C正确;不论液面为凸面还是凹面,表面张力的效果总使表面收缩到最小,故D错误。
【问题引领】
知识点二
毛细现象
下图为大树生长和蘑菇生长时根部分布情况,越往下,根的直径怎样变化,为什么直径有这样的变化 有什么好处 如果除草时把部分树根铲断,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,将会使大树吸收地下水分受阻。
【归纳提升】
1.对浸润和不浸润的理解
(1)附着层:当液体和固体接触时,接触的位置形成一个液体的薄层,叫作附着层。
(2)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的作用力外,还受到固体分子的作用力。
(3)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密集,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。
(4)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。
2.对毛细现象的理解
(1)两种表现:浸润液体在细管中上升及不浸润液体在细管中下降。
(2)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。如图所示,图(a)是浸润情况,此时管内液面呈凹形,因为水的表面张力作用,液体会受到一向上的作用力,因而管内液面要比管外高;图(b)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一向下的力,因而管内液面比管外低。
(a)
(b)
【典型例题】
【例题2】 (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,D错误。
毛细现象中,若液体与管浸润,则管壁给液体向上的拉力,使靠近管壁处的液体上升,管内液面下凹;若液体不浸润管,则管壁给液体向下的拉力,使靠近管壁处的液体下降,管内液面上凸。
【变式训练2】 关于浸润和不浸润及毛细现象,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.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
答案:B
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错误;如果液体浸润容器壁就会在容器里形成凹面,且液体在容器中上升,B正确;如果固体分子对液体表面层分子的引力小于液体内部分子的引力,附着层内的分子较稀疏,分子力表现为引力,会看到液体的不浸润现象,C错误;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错误。
课 堂 小 结
随 堂 练 习
1.(表面张力)关于液体的表面张力,下列说法正确的是(　　)
A.游禽用嘴把油脂涂到羽毛上,其目的是改变水的表面张力
B.透过布制的伞面可以看见纱线缝隙,而伞面不漏雨水,这是由于表面张力的作用
C.液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大,分子力表现为引力,故液体表面存在张力,其方向指向液体内部
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
答案:B
解析:游禽用嘴把油脂涂到羽毛上,其目的是使水不浸润羽毛,故A错误。透过布制的伞面可以看见纱线缝隙,而伞面不漏雨水,这是由于液体表面张力的作用,在纱线缝隙形成水膜,阻碍了雨水的渗透,故B正确。液体表面张力产生的原因是液体表面层分子间距离比较大,分子力表现为引力,故液体表面存在张力,其方向跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直,故C错误。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,这是由于分子间的引力作用,故D错误。
2.(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
答案:AB
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,故选项A正确。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B正确,C、D错误。
3.(表面张力)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:初始时液面各处的表面张力相同,木杆之间滴入酒精后,木杆之间的液面的表面张力减小,木杆之外的液面“收缩”,带动木杆散开。