第3章 液体
第1节 液体的表面张力
1.关于液体和固体,以下说法正确的是( )
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.液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置
D.液体的扩散比固体的扩散快
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中的微粒那样强,所以选项B正确,选项A错误;液体具有流动性是因为液体分子热运动的平衡位置不固定,液体分子可以在液体中移动,也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易,所以其扩散速度也比固体的扩散速度快,选项C、D也正确。
答案:BCD
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: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,而是产生于液体表面层中的力。
答案:D
3.下列现象中,主要是表面张力起了作用的是( )
A.缝衣针漂浮在水面上
B.小木块能够漂浮在水面上
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:缝衣针漂浮在水面上,针并没有浸入液体中,只受到水表面的作用力,故是表面张力现象,A正确。小木块漂浮在水面上,受到的是水的浮力,B错。表面张力的作用效果可以使液面收缩,C、D正确。
答案:ACD
4.下列现象中,哪些现象是由于液体的表面张力而引起的( )
A.液体与固体、气体不同,它在不同容器内,尽管形状不同,但体积相同
B.两滴水银相互接触,立即合并成一滴
C.新的棉织品水洗后都要缩水
D.小昆虫能在水面上自由走动
解析:相同体积的液体,在不同容器内有不同形状是由液体分子的排列规律决定的,与表面张力无关。而两滴水银接触合为一滴,新棉织品水洗后缩水,小昆虫在水面上走动都要受到液体表面张力的作用。
答案:BCD
5.洗涤剂能除去衣服上的污垢,其原因是( )
A.降低了水的表面张力,使水和洗涤剂容易进入被洗物质的纤维和附着的污垢粒子之间
B.增加了水的表面张力,使水和洗涤剂容易进入被洗物质的纤维和附着的污垢粒子之间
C.洗涤剂分子的吸引力将污垢粒子吸入水中
D.洗涤剂的分子斥力将污垢粒子推离衣服纤维表面
解析:洗涤剂除去衣服上的污垢,与水的表面张力无关,是洗涤剂分子对污垢粒子的吸引力大于污垢与衣服间的引力,C正确。
答案:C
6.
在天平的左盘挂一根铁丝,右盘放一砝码,且铁丝浸在液体中,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被破坏,左端下降
C.由于铁丝刚离开液面,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:铁丝与液面间生成一液膜,此液膜的表面张力使铁丝受到向下的作用力,所以天平左端下降。
答案:C
7.尝试利用液体的微观结构特点,解释液体不易被压缩、具
有流动性、液体的扩散比固体快的原因。
答案:因为液体分子也像固体分子一样聚集在一起,且分子间有较强的相互作用,所以液体具有一定的体积,不易被压缩;液体分子间的相互作用力比固体分子间的相互作用力小,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因。由于分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散比固体的扩散快。
8.
如图所示,布满肥皂膜的金属框abcd水平放置,ab边能在框上无摩擦地左右滑动,那么,ab边应向 滑动,做 运动。?
解析:由于表面张力使液面收缩。
答案:右 变加速
9.毛笔插入水中,笔毛就散开,拿出来后笔毛就合拢在一起,试解释这一现象。
答案:毛笔插入水中,每根纤维都受各个方向相同的水的作用力,笔毛相当于只受自身弹力的作用,故呈散开状态。将毛笔拿出水面,外层的笔毛受水的表面张力作用,总要使其表面收缩至最小,因而会收拢在一起。
10.水的密度比沙的密度小,为什么沙漠中的风能刮起大量沙子,而海洋上的风却只带有少量的水沫?
答案: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,所以海洋上的风只带着少量的水沫,而沙漠中的沙子却不一样,沙粒之间的作用力很小,几乎没有,所以风很容易刮起大量沙子。
学业分层测评(六)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列现象中，是由于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．游泳时弄湿了的头发粘在一起
E．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
【解析】 选项A中船浮于水面是浮力造成的；选项E中铁球的形状决定于沙箱的形状，故选B、C、D.
【答案】 BCD
2．下列现象中，主要是表面张力起了作用的是( )
A．缝衣针漂浮在水面上
B．小木块能够漂浮在水面上
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
E．脱湿衣服感觉很费劲
【解析】 缝衣针漂浮在水面上，针并没有浸入液体中，只受到水表面的作用力，故是表面张力现象，A正确；小木块漂浮在水面上，受到的是水的浮力，B错误；表面张力的作用效果可以使液面收缩，C、D正确；选项E中是由于附着力造成的，E错误．
【答案】 ACD
3．关于液体表面张力，下列说法正确的是( )
A．表面张力使液体表面具有收缩趋势
B．表面张力的方向与液面垂直
C．表面张力的大小与液体种类无关
D．表面张力是液体表面各部分间相互吸引的力
E．表面张力的大小与液体的温度有关
【解析】 表面张力的方向和液面相切，故B错；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，故C错，E对．
【答案】 ADE
4．关于液体的表面张力，下列说法正确的是( )
A．表面张力是液体表面层中两个分子间的相互吸引力
B．表面张力是表面层中任一分界线一侧的分子对另一侧的分子作用力的合力
C．表面张力的方向与液面相切并与分界线垂直
D．表面张力沿液体表面各个方向都有
E．表面张力的方向与液面垂直竖直向上
【解析】 由于液体的表面层中分子稀疏，分子力表现为引力，表面张力为这些分子的合力，并非某两个分子间的引力，故A错误；若在液面上画一直线，表面张力沿液面切线并与该直线垂直，又由于各个方向分子间均有分子力，因此表面张力沿各个方向都存在，由此可知B、C、D正确，E错误．
【答案】 BCD
5．下列现象中，哪些现象是由于液体的表面张力而引起的( )
A．液体与固体、气体不同，它在不同容器内，尽管形状不同，但体积相同
B．两滴水银相互接触，立即合并成一滴
C．新的棉织品水洗后都要缩水
D．小昆虫能在水面上自由走动
E．小木块浮于水面上静止
【解析】 同一体积的液体在不同容器内有不同的形状，这是由液体分子的排列规律决定的，与表面张力无关；而两滴水银接触时的现象，新棉织品水洗后缩水，小昆虫能轻爬在水面上，都因受到液体的表面张力的作用．木块浮于水面上是浮力的结果，故B、C、D正确．
【答案】 BCD
6．关于液体的表面张力，下列说法错误的是( )
A．液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于r0
B．液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离大于r0
C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力，没有斥力
D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势
E．产生表面张力的原因是表面层分子间的分子力为引力
【解析】 由于表面层内分子间的距离大于r0，分子间的作用力表现为引力，即为表面张力，A、B错误；产生表面张力的原因是表面层内液体分子间引力大于斥力，表现为引力，C错误，E正确；表面张力有使液体表面积收缩到最小的趋势，D正确．
【答案】 ABC
7．用一段金属丝做成环状，把棉线的两端松驰的系在环上的两点上，然后浸入肥皂水中，再拿出来使环上形成肥皂膜，如果用针刺穿棉线一侧的肥皂膜，则如图3-1-3所示a、b、c三个图中，可能的是图________．
图3-1-3
【解析】 由于液体表面张力的作用使液体表面像张紧的橡皮膜．一侧的肥皂膜被刺破后，另一侧的液面由于表面张力作用，具有收缩的趋势．所以a、b是可能的．
【答案】 a、b
8．如图3-1-4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．
图3-1-4
【解析】 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，细木杆就被“拉”开了．
【答案】 见解析
[能力提升]
9．关于液体的表面张力，下列说法中正确的是( )
A．表面张力方向与液面垂直
B．表面张力是液体表面层中任一分界线两侧大量分子相互作用力的宏观表现
C．表面层里的分子分布要比液体内部稀疏些，分子力表现为引力
D．表面层里的分子距离比液体内部大些，分子力表现为引力
E．表面张力不是分子力的宏观表现
【解析】 表面层里的分子距离比液体内部大些，即表面层里的分子分布要比液体内部稀疏些，分子力表现为引力，表面张力就是表面层分子引力的宏观表现，表面张力方向与液面相切，因此B、C、D正确，A、E错误．
【答案】 BCD
10. 关于液体表面现象的说法中正确的是( )
A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力小，又受液体的浮力
B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力
C．玻璃管的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃，在表面张力的作用下，表面要收缩到最小
D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴呈各向同性
E．用湿布不易擦去纱窗上的灰尘，是由于水的表面张力的原因
【解析】 液体表面分子间距离较大，表现为引力，使液体的表面积有收缩到最小的趋势，于是形成一层水膜，使针受到向上的支持力，而不是浮力，故A错；水银呈球状，熔化的玻璃变圆，都是由液体表面张力造成的，故B、C正确；油滴呈圆形是因为漂浮在热菜汤上的油滴由于液体的表面张力的作用，其表面积要收缩到最小，因此呈圆形，故D错．由于表面张力的作用，水不易通过纱窗，所以湿布不易擦去纱窗上的灰尘，E正确．
【答案】 BCE
11.如图3-1-5所示，布满肥皂膜的金属框abcd水平放置，ab边能在框架上无摩擦地左右滑动．那么，把原来固定的ab边放开，ab边应向________滑动，做________运动．
图3-1-5
【解析】 由于ab边能在框架上无摩擦地左右滑动，而肥皂膜的表面张力为ab边提供了向右的拉力，使它向右加速运动．
【答案】 右 加速
12．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？
【解析】 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．
【答案】 见解析
13．如图3-1-6所示，把一根金属丝水平地悬挂在灵敏弹簧测力计的下端，然后将盛着液体的容器放在金属丝下面，使金属丝水平地浸入液体中，这时如果把灵敏弹簧测力计慢慢地向上移动，让金属丝水平地从液体里露出来，就可以看到金属丝和液面之间出现了一层液体的薄膜，同时金属丝本身也被薄膜包围着．由于表面张力的作用，薄膜向下拉金属丝，而使测力计的弹簧伸长，继续移动测力计，直到金属丝和液面之间的薄膜刚要断开为止．设此时测力计的读数为F，金属丝的重量为mg，求薄膜每一面上平行于金属丝的分界线上的表面张力的大小.
图3-1-6
【解析】 设液体表面张力为F1，由平衡条件得
mg＋2F1－F＝0.
解得F1＝(F－mg)．
【答案】 (F－mg)
