浙江專版2023-2024學(xué)年新教材高中物理新人教版選擇性必修第三冊(cè) 2.5 液體（課件+訓(xùn)練提升）（2份）

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5液體

課前·基礎(chǔ)認(rèn)知

課堂·重難突破

素養(yǎng)·目標(biāo)定位

隨堂訓(xùn)練

素養(yǎng)目標(biāo)定位

目標(biāo)素養(yǎng)

1.知道液體的微觀結(jié)構(gòu)。

2.具備通過實(shí)驗(yàn)觀察液體的表面張力現(xiàn)象的能力。

3.理解浸潤和不浸潤的概念,會(huì)分析其產(chǎn)生的原因。

4.學(xué)會(huì)用分子動(dòng)理論解釋毛細(xì)現(xiàn)象,理解液晶的微觀結(jié)構(gòu)。

知識(shí)概覽

課前·基礎(chǔ)認(rèn)知

一、液體的表面張力

1.表面層:液體表面有一層跟氣體接觸的薄層,叫作表面層。

2.分子力的特點(diǎn)。

在液體內(nèi)部,分子間的平均距離略小于r0,分子間的作用力表現(xiàn)為斥力;在表面層,分子比較稀疏,分子間距離略大于r0,分子間的作用力表現(xiàn)為引力。

3.表面張力。

(1)定義:液體表面的這種力使液體表面繃緊,叫作液體的表面張力。

(2)作用效果:使液體表面具有收縮趨勢。表面張力使液體表面收縮到最小。

微探究在玻璃杯內(nèi)注入肥皂水,再用鐵絲做成的圓環(huán)放進(jìn)玻璃杯中,沾滿肥皂水后取出,可以吹出大小不一、在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的肥皂泡,肥皂泡為什么是球形的呢

提示:由于液體表面張力作用,肥皂泡的表面有收縮的趨勢,使液體表面積最小,而在體積不變的情況下球形的表面積最小。

二、浸潤和不浸潤

1.浸潤和不浸潤。

(1)浸潤:一種液體會(huì)潤濕某種固體并附著在固體的表面上,這種現(xiàn)象叫作浸潤。

(2)不浸潤:一種液體不會(huì)潤濕某種固體,也就不會(huì)附著在這種固體的表面,這種現(xiàn)象叫作不浸潤。

(3)浸潤和不浸潤的原因:當(dāng)液體和與之接觸的固體的相互作用比液體分子之間的相互作用強(qiáng)時(shí),液體能夠浸潤固體。反之,液體則不浸潤固體。

2.毛細(xì)現(xiàn)象。

(1)毛細(xì)現(xiàn)象:浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象,以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象,稱為毛細(xì)現(xiàn)象。

(2)毛細(xì)管內(nèi)外液面的高度差與毛細(xì)管的內(nèi)徑有關(guān),毛細(xì)管的內(nèi)徑越小,高度差越大。

微判斷(1)表面張力的作用是使液面具有收縮的趨勢,是分子間作用力的宏觀表現(xiàn)。()

(2)昆蟲可以在水面上自由走動(dòng)是表面張力在起作用。()

(3)水對(duì)所有固體都浸潤。()

(4)毛細(xì)管插入水中,管的內(nèi)徑越大,管內(nèi)水面升高得越高。

()

√

√

×

×

三、液晶

1.液晶:像液體一樣具有流動(dòng)性,而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似,具有各向異性的物質(zhì)叫液晶。這是介于液態(tài)和固態(tài)間的一種中間態(tài)。

2.特點(diǎn)。

(1)液晶態(tài)既具有液體的流動(dòng)性,又在一定程度上具有晶體分子的規(guī)則排列的性質(zhì)。

(2)具有光學(xué)各向異性。

3.出現(xiàn)液晶態(tài)的條件:液晶是一種特殊物質(zhì),有些物質(zhì)在特定的溫度范圍之內(nèi)具有液晶態(tài),另一些物質(zhì),在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙鈺r(shí),在一定濃度范圍內(nèi)具有液晶態(tài)。

4.液晶的微觀結(jié)構(gòu):通常棒狀分子、碟狀分子和平板狀分子的物質(zhì)容易具有液晶態(tài)。

微思考液晶顯示器是靠什么性質(zhì)顯示各種顏色的呢

提示:各向異性。

課堂·重難突破

重難歸納

1.液體分子分布特點(diǎn):由于蒸發(fā)現(xiàn)象,表面層分子的分布比液體內(nèi)部稀疏,即表面層分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大。

2.分子力特點(diǎn):液體內(nèi)部分子間引力、斥力基本上相等,而液體表面層分子之間距離較大,分子力表現(xiàn)為引力。

3.表面特性:表面層分子之間的引力使液面產(chǎn)生了表面張力,使液體表面好像一層繃緊的膜,所以說表面張力是表面層內(nèi)分子力作用的結(jié)果。

一對(duì)液體表面張力的理解

4.表面張力的方向:表面張力的方向和

液面相切,垂直于液面上的各條分界線,

如圖所示。

5.表面張力的作用:表面張力使液體表面

具有收縮趨勢,使液體表面積趨于最小。而在體積相同的條件下,球形的表面積最小。

6.表面張力的大小:由分界線的長度、液體的種類、純凈度和溫度等因素決定。

把一枚縫衣針在手上蹭一蹭,然后放到一張棉紙上。用手托著,放入水中。棉紙浸濕下沉,而縫衣針會(huì)停在水面。把針按下水面,針就不再浮起。動(dòng)手試一試,并解釋看到的現(xiàn)象。

提示:由于針的表面有油脂,不能被水浸潤,當(dāng)針放在水面上,并把水壓彎時(shí),針仍處在水的表面層上。而水面的表面張力使被壓彎的水面收縮,形成一層彈性膜,彈性薄膜水面要恢復(fù)原狀,對(duì)針產(chǎn)生一個(gè)向上的彈力,這個(gè)彈力與針?biāo)艿闹亓ζ胶?使針不致下沉。

典例剖析

(多選)下列現(xiàn)象中,關(guān)于液體的表面張力說法正確的是()

A.小昆蟲能在水面上自由來往而不陷入水中靠的是液體的表面張力作用

B.懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是受水的表面張力作用的結(jié)果

C.縫衣針浮在水面上不下沉是水的表面張力作用的結(jié)果

D.噴泉噴射到空中形成一個(gè)個(gè)球形的小水珠是表面張力作用的結(jié)果

ACD

解析:仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn),小昆蟲在水面上站定或行進(jìn)過程中,其腳部位置比周圍水面稍下陷,但仍在水面上而未陷入水中,就像踩在柔韌性非常好的膜上一樣,因此,這是液體的表面張力在起作用。浮在水面上的縫衣針與小昆蟲情況一樣,故選項(xiàng)A、C正確。懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是水分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。噴泉噴到空中的水分散時(shí),每一小部分的表面都有表面張力在起作用且水處于完全失重狀態(tài),因而形成球狀水珠(體積一定情況下以球形表面積為最小,表面張力的作用使液體表面有收縮到最小面積的趨勢),故選項(xiàng)D正確。

特別提醒區(qū)別兩種現(xiàn)象

1.小昆蟲與縫衣針不陷于水中,是在表面張力作用下形成的表面膜對(duì)昆蟲、縫衣針產(chǎn)生了彈力,彈力與重力平衡的結(jié)果。

2.木塊浮于水面上,是木塊的一部分陷于水中,受到水的浮力,是浮力與重力平衡的結(jié)果。

學(xué)以致用

下列關(guān)于液體表面具有收縮趨勢原因的說法正確的是()

A.液體可以流動(dòng)

B.液體表面層分子間的距離小于液體內(nèi)部分子間的距離

C.與液面接觸的容器壁的分子,對(duì)液體表面分子有吸引力

D.液體表面層分子間的距離大于r0

答案:D

解析:由于液體表面層分子間的距離大于r0,所以表面層分子間的相互作用表現(xiàn)為引力,這種引力使液體表面層的相鄰部分之間有相互吸引的力(即表面張力),表面張力使液體表面具有收縮的趨勢,故選項(xiàng)D正確。

重難歸納

1.浸潤和不浸潤現(xiàn)象成因分析。

(1)附著層內(nèi)分子受力情況:液體和固體接觸時(shí),附著層的液體分子除受液體內(nèi)部的分子吸引外,還受到固體分子的吸引。

(2)浸潤的成因:當(dāng)固體分子吸引力大于液體內(nèi)部分子力時(shí),附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稠密,附著層中分子之間表現(xiàn)為斥力,具有擴(kuò)張的趨勢,這時(shí)表現(xiàn)為液體浸潤固體。

二對(duì)浸潤和不浸潤的深入分析

(3)不浸潤的成因:當(dāng)固體分子吸引力小于液體內(nèi)部分子力時(shí),附著層內(nèi)液體分子比液體內(nèi)部分子稀疏,附著層中分子之間表現(xiàn)為引力,具有收縮的趨勢,這時(shí)表現(xiàn)為液體不浸潤固體。

2.對(duì)毛細(xì)現(xiàn)象的理解。

(1)兩種表現(xiàn):浸潤液體在細(xì)管中上升,不浸潤液體在細(xì)管中下降。

(2)產(chǎn)生原因:毛細(xì)現(xiàn)象的產(chǎn)生與表面

張力及浸潤現(xiàn)象都有關(guān)系。圖甲是

浸潤情況,此時(shí)管內(nèi)液面呈凹形,因?yàn)?/p>

水的表面張力作用,液體會(huì)受到一向

上的作用力,因而管內(nèi)液面要比管外

高;圖乙是不浸潤情況,管內(nèi)液面呈凸形,表面張力的作用使液體受到一向下的力,因而管內(nèi)液面比管外低。

在水中浸入兩個(gè)同樣的毛細(xì)管,一個(gè)是直的,另一個(gè)是彎的,如圖所示,觀察水在直管中上升的高度和在彎管中上升的高度有何不同彎管中的水能否流出

提示:直管中的水的高度要高些;彎管中的水不會(huì)流出。水滴在彎管口處受重力的作用而向下凸出,這時(shí)表面張力的合力豎直向上,使水不能流出。

典例剖析

(多選)若液體對(duì)某種固體是浸潤的,當(dāng)液體裝在由這種固體物質(zhì)做成的細(xì)管中時(shí),則()

A.附著層分子密度大于液體內(nèi)分子的密度

B.附著層分子的作用力表現(xiàn)為引力

C.管中的液體表面一定是下凹

D.液體跟固體接觸的面積有擴(kuò)大的趨勢

答案:ACD

解析:這是浸潤現(xiàn)象,這時(shí)固體分子與液體分子間的引力相當(dāng)強(qiáng),造成附著層內(nèi)分子的分布比液體內(nèi)部密,這樣就會(huì)使液體間出現(xiàn)相互排斥力,使液體跟固體接觸的面積有擴(kuò)大的趨勢,故選項(xiàng)A、C、D正確,B錯(cuò)誤。

規(guī)律總結(jié)分析浸潤現(xiàn)象的注意事項(xiàng)

1.一種液體是否浸潤某種固體,與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系,例如:水銀不浸潤玻璃,但浸潤鉛;水浸潤玻璃,但不浸潤石蠟。

2.浸潤和不浸潤可以用附著層的液體分子的分布來解釋,浸潤的本質(zhì)是擴(kuò)展,不浸潤的本質(zhì)是收縮。

學(xué)以致用

(多選)關(guān)于浸潤與不浸潤現(xiàn)象,下面的幾種說法正確的是

()

A.水是浸潤液體

B.水銀是不浸潤液體

C.同一種液體對(duì)不同的固體,可能是浸潤的,也可能是不浸潤的

D.浸潤液體和不浸潤液體在細(xì)管中都會(huì)產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象

答案:CD

解析:浸潤和不浸潤,是指一種液體對(duì)某一種固體來說的,孤立地說某種液體浸潤或不浸潤都沒有意義。同一種液體對(duì)不同的固體,可能浸潤,也可能不浸潤,例如水對(duì)玻璃浸潤,而對(duì)荷葉就不浸潤;浸潤液體在細(xì)管中上升,不浸潤液體在細(xì)管中下降,都屬于毛細(xì)現(xiàn)象,選項(xiàng)C、D正確,A、B錯(cuò)誤。

重難歸納

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

通過觀察肥皂液膜和棉線的變化,分析液體表面的收縮方向。

【實(shí)驗(yàn)原理】

由于液體表面張力作用,液體的表面有收縮趨勢。

【實(shí)驗(yàn)器材】

制備好的肥皂液、鐵絲環(huán)、酒精燈、縫衣針、棉線、棉線圈。

三實(shí)驗(yàn):觀察肥皂液膜和棉線的變化

【實(shí)驗(yàn)步驟】

(1)觀察棉線兩側(cè)肥皂液膜的變化。

過程①把一條細(xì)棉線的兩端分別系在鐵絲環(huán)的兩側(cè),并使棉線處于略為松弛的狀態(tài);

②然后將鐵絲環(huán)浸入肥皂液里,再拿出來時(shí)環(huán)上就留下了一層肥皂液的薄膜,這時(shí)薄膜上的棉線仍是松弛的;

③用燒熱的針刺破棉線一側(cè)的薄膜,觀察薄膜和棉線發(fā)生的變化

現(xiàn)象①刺破棉線左側(cè)的薄膜,右側(cè)的薄膜就會(huì)收縮,使棉線向右彎成弧形;

②刺破棉線右側(cè)的薄膜,左側(cè)的薄膜就會(huì)收縮,使棉線向左彎成弧形

(2)觀察棉線圈的變化情況。

過程①把一個(gè)棉線圈系在鐵絲環(huán)上,使環(huán)上布滿肥皂液的薄膜,這時(shí)膜上的棉線圈仍是松弛的;

②用燒熱的針刺破棉線圈里的薄膜,觀察棉線圈外的薄膜和棉線圈發(fā)生的變化

現(xiàn)象刺破棉線圈里的薄膜后,棉線圈外的薄膜就會(huì)收縮,使棉線圈繃緊成圓形

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

觀察結(jié)果表明,用燒熱的針刺破棉線某一側(cè)的薄膜后,另一側(cè)的肥皂膜就會(huì)立即收縮使松弛的棉線繃緊,并且始終向著肥皂膜一側(cè)收縮,液體的表面具有收縮趨勢。

典例剖析

如圖所示,金屬框上陰影部分表示肥皂膜,它被棉線分割成a、b兩部分。若將肥皂膜的a部分用熱針刺破,棉線的形狀是下列選項(xiàng)圖中的()

答案:D

解析:肥皂膜未被刺破時(shí),作用在棉線兩側(cè)的表面張力互相平衡,棉線可以有任意形狀。當(dāng)把a(bǔ)部分肥皂膜刺破后,在b部分肥皂膜表面張力的作用下,棉線將被繃緊,選項(xiàng)D正確。

學(xué)以致用

如圖所示,金屬框架的A、B兩點(diǎn)間系一個(gè)棉線圈,先使框架布滿肥皂膜,然后將P和Q兩部分的肥皂膜刺破,線的形狀將變成下列選項(xiàng)圖中的()

答案:C

解析:由于液體表面張力的作用,液體表面有收縮到最小的趨勢,故C正確。

隨堂訓(xùn)練

1.關(guān)于液體,下列說法正確的是()

A.硬幣能浮在水面上并非因?yàn)樗芨×Φ扔谥亓?/p>

B.水黽能靜止在水面上,是因?yàn)楸砻鎻埩εc重力平衡

C.液面為凸形時(shí)表面張力使表面收縮,液面為凹形時(shí)表面張力使表面伸張

D.毛細(xì)現(xiàn)象只能發(fā)生在浸潤的固體和液體之間

答案:A

解析:硬幣能浮在水面上是因?yàn)槭艿奖砻鎻埩Φ淖饔?而不是浮力作用的結(jié)果,選項(xiàng)A正確;水黽能靜止在水面上,是因?yàn)橐后w對(duì)其的彈力與重力平衡的結(jié)果,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;液面為凸形時(shí)表面張力使表面收縮,液面為凹形時(shí)表面張力也使表面收縮,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;毛細(xì)現(xiàn)象可以發(fā)生在浸潤的固體和液體之間,也可以發(fā)生在不浸潤的固體和液體之間,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

2.浸潤現(xiàn)象和不浸潤現(xiàn)象在日常生活中是常見的,下列幾種現(xiàn)象的說法,正確的是()

A.水銀不能浸潤玻璃,說明水銀是不浸潤液體

B.水可以浸潤玻璃,說明附著層內(nèi)分子間的作用表現(xiàn)為引力

C.脫脂棉球脫脂的目的,是使它從不能被水浸潤變?yōu)榭梢员凰?/p>

D.建筑房屋時(shí)在地基上鋪一層涂著瀝青的紙,是利用了毛細(xì)現(xiàn)象

答案:C

解析:水銀不能浸潤玻璃,說明水銀和玻璃的附著層里分子間吸引力較大,形成不浸潤,但是不能說明水銀是不浸潤液體,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;水可以浸潤玻璃,說明附著層內(nèi)分子間的作用表現(xiàn)為斥力,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;脫脂棉能夠吸取藥液,在于脫脂后把它從不能被水浸潤變成了可以被水浸潤,以便吸取藥液,故選項(xiàng)C正確;磚的內(nèi)部也有許多細(xì)小的孔道,會(huì)起到毛細(xì)管的作用,在砌磚的地基上鋪一層油氈或涂過瀝青的厚紙,可以防止地下水分沿著夯實(shí)的地基以及磚墻的毛細(xì)管上升,以保持房屋干燥,不是浸潤現(xiàn)象,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

3.在裝滿水的玻璃杯內(nèi),可以不斷地輕輕投放一定數(shù)量的大頭針,水也不會(huì)流出,這是由于()

A.大頭針填充了水內(nèi)分子間的空隙

B.水分子進(jìn)入了大頭針內(nèi)的空隙

C.水面凸起,說明了玻璃這時(shí)不能被水浸潤

D.水的表面張力在起作用

答案:D

解析:在裝滿水的玻璃杯內(nèi),可以不斷地輕輕投放一定數(shù)量的大頭針,水也不會(huì)流出,只是由于水的表面張力在起作用,故選項(xiàng)D正確。

4.(多選)關(guān)于液體,下列敘述正確的是()

A.露珠呈球形是液體的表面張力的緣故

B.加上不同的電壓可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì)

C.液體與固體接觸的附著層分子如果比液體內(nèi)部更稀疏,則液體與固體表現(xiàn)為浸潤

D.對(duì)特定的液體和特定材質(zhì)的毛細(xì)管,管的內(nèi)徑越小,毛細(xì)現(xiàn)象越明顯

答案:ABD

解析:露珠呈球形是液體的表面張力的緣故,故選項(xiàng)A正確;液晶的光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性,加上不同的電壓可以改變液晶的光學(xué)性質(zhì),故選項(xiàng)B正確;液體對(duì)某種固體是浸潤的,這時(shí)固體分子與液體分子間的引力相當(dāng)強(qiáng),造成附著層內(nèi)分子的分布就比液體內(nèi)部更密,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;對(duì)特定的液體和特定材質(zhì)的毛細(xì)管,管的內(nèi)徑越小毛細(xì)現(xiàn)象越明顯,故選項(xiàng)D正確。

5.關(guān)于下列現(xiàn)象的分析,下列說法正確的是()

A.水黽停在水面而不沉,是浮力作用的結(jié)果

B.圖甲中將棉線圈中肥皂膜Q刺破后,擴(kuò)成一個(gè)圓孔,是表面張力作用的結(jié)果

C.圖乙中毛細(xì)管中液面高于管外液面的是毛細(xì)現(xiàn)象,低于管外液面的不是毛細(xì)現(xiàn)象

D.玻璃管的裂口在火焰上燒熔后,它的尖端會(huì)變鈍,是一種浸潤現(xiàn)象

答案:B

解析:因?yàn)橐后w表面張力的存在,有些小昆蟲才能無拘無束地在水面上行走自如,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;將棉線圈中肥皂膜Q刺破后,擴(kuò)成一個(gè)圓孔,是表面張力作用的結(jié)果,故選項(xiàng)B正確;毛細(xì)管中,浸潤液體呈凹液面且高于管外液面,不浸潤液體呈凸液面且低于管外液面,都屬于毛細(xì)現(xiàn)象,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;玻璃管的裂口在火焰上燒熔后,它的尖端會(huì)變鈍,是表面張力的原因,不是浸潤現(xiàn)象,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5液體

課后·訓(xùn)練提升

基礎(chǔ)鞏固

一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的)

1.以下與液體有關(guān)的自然現(xiàn)象中,對(duì)其物理分析正確的是()

A.鴨子從池塘中出來,羽毛并不濕,這屬于毛細(xì)現(xiàn)象

B.唐詩《觀荷葉露珠》中有“霏微曉露成珠顆”一句,詩中荷葉和露水表現(xiàn)為浸潤

C.小昆蟲能在水面上自由走動(dòng)與表面張力無關(guān)

D.保存地下的水分要把地面的土壤鋤松,這是為了破壞土壤中的毛細(xì)管

答案:D

解析:鴨子從池塘中出來,羽毛并不濕是不浸潤現(xiàn)象,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;露珠成球形,荷葉和露水表現(xiàn)為不浸潤,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小昆蟲能在水面上自由走動(dòng),與液體表面張力有關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;保存地下的水分要把地面的土壤鋤松,就是為了破壞土壤中的毛細(xì)管,防止毛細(xì)現(xiàn)象的發(fā)生,選項(xiàng)D正確。

2.浸潤現(xiàn)象和不浸潤現(xiàn)象在日常生活中是常見的,下列判斷正確的是()

A.水銀滴在玻璃上呈球形,說明水銀是不浸潤液體

B.細(xì)管中液面邊緣部分的表面張力使管中的液體向上運(yùn)動(dòng),形成毛細(xì)現(xiàn)象

C.容器中的液體與器壁接觸的位置如果向下凹,是一種不浸潤現(xiàn)象

D.附著層內(nèi)分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,液體與固體間就表現(xiàn)為浸潤

答案:B

解析:浸潤與不浸潤是相對(duì)的,水銀對(duì)玻璃不是浸潤液體,對(duì)鉛是浸潤液體,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;細(xì)管中液面邊緣部分的表面張力使管中的液體向上運(yùn)動(dòng),形成毛細(xì)現(xiàn)象,故選項(xiàng)B正確;在玻璃試管中,如果液體能夠浸潤器壁,液面呈凹形,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;附著層內(nèi)分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離時(shí),液體與固體之間表現(xiàn)為不浸潤,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

3.在一繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的載人航天空間站內(nèi),一只玻璃燒杯中盛有少許水銀,下列圖中能表示水銀在燒杯中呈現(xiàn)的形狀是()

答案:D

解析:因?yàn)樗y不浸潤玻璃,所以在完全失重的情況下,水銀的形狀只由表面張力決定。在表面張力作用下水銀的表面要收縮至最小,所以最終水銀成球形,故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,D正確。

4.關(guān)于液體的表面張力,浸潤(不浸潤)現(xiàn)象與毛細(xì)現(xiàn)象,下列說法不正確的是()

A.表面張力的方向總是沿液體表面分布的

B.露珠呈球形是因?yàn)橐后w的表面張力

C.浸潤液體和不浸潤液體在細(xì)管中都上升

D.浸潤液體和不浸潤液體都有可能發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象

答案:C

解析:表面張力產(chǎn)生在液體表面層,它的方向跟液面平行,使液面收縮,故選項(xiàng)A正確;液體的表面張力使液面具有收縮到液面表面積最小的趨勢,露珠呈球形是因?yàn)橐后w的表面張力,故選項(xiàng)B正確;浸潤液體在細(xì)管內(nèi)上升,不浸潤液體在細(xì)管內(nèi)下降,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;浸潤液體和不浸潤液體都有可能發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象,故選項(xiàng)D正確。

5.下列說法正確的是()

A.液晶既有液體的流動(dòng)性,又有光學(xué)性質(zhì)的各向異性

B.晶體的物理性質(zhì)都是各向異性

C.液體的表面張力的方向總是垂直液面,指向液體內(nèi)部

D.沒有規(guī)則幾何形狀的固體一定是非晶體

答案:A

解析:液晶既有液體的流動(dòng)性,又有光學(xué)性質(zhì)的各向異性,故選項(xiàng)A正確;只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性,多晶體表現(xiàn)為各向同性,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;表面張力產(chǎn)生在液體表面層,它的方向跟液體平行,使液面收縮,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;除非晶體外,多晶體也沒有規(guī)則的幾何形狀,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)

6.關(guān)于液體表面張力,下列說法正確的有()

A.甲圖中露珠呈球形,這是地球引力作用的結(jié)果

B.乙圖中液體表面層分子間的距離大于r0,產(chǎn)生表面張力

C.丙圖中水黽可以停在水面上,是由于水的浮力作用

D.丁圖中液體表面張力方向與液面平行

答案:BD

解析:甲圖中露珠呈球形,這是液體表面張力的結(jié)果,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;乙圖中液體表面層分子間的距離大于r0,分子間作用力表現(xiàn)為引力,從而產(chǎn)生表面張力,故選項(xiàng)B正確;丙圖中水黽可以停在水面上,是由于水的表面張力作用,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;丁圖中液體表面張力方向與液面平行,故選項(xiàng)D正確。

7.下列現(xiàn)象中,能說明液體存在表面張力的有()

A.懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B.葉面上的露珠呈球形

C.綢布傘有縫隙但不漏雨水

D.滴入水中的紅墨水很快散開

答案:BC

解析:懸浮在水中的花粉做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng),是液體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映,與表面張力無關(guān),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;草葉上的露珠存在表面張力,從而使它收縮成一個(gè)球形,故選項(xiàng)B正確;由于雨水表面存在表面張力,雖然布傘有孔,但不漏水,與表面張力有關(guān),故選項(xiàng)C正確;滴入水中的紅墨水很快散開是擴(kuò)散現(xiàn)象,是液體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的反映,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

8.下列說法正確的是()

A.若一種液體不浸潤某種固體,則一定也不浸潤其他固體

B.當(dāng)液體與固體之間表現(xiàn)為浸潤時(shí),附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離

C.液體表面層分子間距離大于r0,表面層分子力表現(xiàn)為引力,引力的方向垂直于液面指向液體內(nèi)部

D.不同晶體的熔化熱不同,而非晶體沒有固定的熔化熱

答案:BD

解析:一種液體是否浸潤某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系,如水可以浸潤玻璃,但是不能浸潤石蠟,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;液體與固體之間表現(xiàn)為浸潤時(shí),附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離,附著層內(nèi)分子間作用表現(xiàn)為斥力,故選項(xiàng)B正確;液體表面分子間距離大于r0,液面分子間表現(xiàn)為引力,所以液體表面具有收縮的趨勢,表面張力總是與液面相切,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;晶體在熔化過程中要吸熱,但溫度不變,這個(gè)溫度叫作晶體的熔點(diǎn),不同晶體熔點(diǎn)不同,故不同晶體的熔化熱不同,而非晶體沒有固定的熔點(diǎn),所以非晶體沒有固定的熔化熱,故選項(xiàng)D正確。

三、非選擇題

9.用金屬絲制成一個(gè)U形架,一段細(xì)長棉線兩端系在U形架兩臂上A、B兩點(diǎn),細(xì)線中點(diǎn)O處有一扣。將U形架浸入肥皂液中再取出,U形架上形成的肥皂液膜如圖所示,細(xì)線被繃緊是因?yàn)橐后w表面層存在表面張力,表面張力的作用是使得液面有(選填“擴(kuò)張到最大”或“收縮到最小”)的趨勢;用力拉動(dòng)細(xì)線中點(diǎn)的扣至圖中虛線位置(肥皂液膜未發(fā)生破損),肥皂液膜的內(nèi)能將(選填“增大”“減小”或“不變”)(忽略肥皂液膜的蒸發(fā)影響)。

答案:收縮到最小增大

解析:細(xì)線被繃緊是因?yàn)橐后w表面層存在表面張力,表面張力的作用是使得液面有收縮到最小的趨勢;用力拉動(dòng)細(xì)線中點(diǎn)的扣至圖中虛線位置的過程中,拉力F對(duì)肥皂液膜做正功,分子間的相互作用表現(xiàn)的引力做負(fù)功,分子勢能增大,所以肥皂液膜的內(nèi)能將增大。

能力提升

一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的)

1.下列關(guān)于液體表面張力的說法正確的是()

A.液體表面張力的存在,使得表面層內(nèi)分子的分布比內(nèi)部要密集些

B.液體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離,分子力表現(xiàn)為引力,產(chǎn)生表面張力

C.液體表面層分子間只有引力而無斥力是產(chǎn)生表面張力的原因

D.液體表面張力的方向指向液體內(nèi)部,使液體表面有收縮趨勢

答案:B

解析:液體表面層分子間的距離大于r0,分子力表現(xiàn)為引力,從而產(chǎn)生表面張力,選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;液體表面層分子間既有引力又有斥力,但引力大于斥力,從而表現(xiàn)為引力,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;液體表面張力的方向沿表面的切面方向,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

2.合格的一次性醫(yī)用防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)所用材料對(duì)水都是不浸潤的,右圖為一滴水滴在某一次性防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)的照片,對(duì)此以下說法正確的是()

A.照片中的口罩一定為不合格產(chǎn)品

B.照片中附著層內(nèi)分子比水的內(nèi)部稀疏

C.照片中水滴表面分子比水的內(nèi)部密集

D.水對(duì)所有材料都是不浸潤的

答案:B

解析:合格的一次性醫(yī)用防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)所用材料對(duì)水都不浸潤,照片中的口罩發(fā)生了不浸潤現(xiàn)象,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)照片所示,水發(fā)生了不浸潤現(xiàn)象,則附著層內(nèi)分子比水的內(nèi)部稀疏,選項(xiàng)B正確;照片中水滴為球形,水滴表面分子之間的作用力為引力,則照片中水滴表面分子應(yīng)比水的內(nèi)部稀疏,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;水不是對(duì)所有材料都是不浸潤的,比如水可以浸潤玻璃,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

3.人類對(duì)物質(zhì)屬性的認(rèn)識(shí)是從宏觀到微觀不斷深入的過程。下列說法不正確的是()

A.溫度升高時(shí)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大

B.所有晶體都具有一定的熔點(diǎn)

C.液晶的光學(xué)性質(zhì)是各向異性的

D.露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用

答案:A

解析:溫度升高時(shí)分子的平均動(dòng)能變大,但是并非每個(gè)分子的動(dòng)能都增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,符合題意;所有晶體都具有一定的熔點(diǎn),選項(xiàng)B正確,不符合題意;液晶的光學(xué)性質(zhì)是各向異性的,選項(xiàng)C正確,不符合題意;露珠呈球狀是由于液體表面張力的作用,選項(xiàng)D正確,不符合題意。

二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的)

4.下列說法正確的是()

A.新冠病毒傳播的途徑包括氣溶膠傳播,氣溶膠懸浮在密閉空間空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)

B.太空中水滴成球形,是液體表面張力作用的結(jié)果

C.表現(xiàn)為各向同性的固體均為非晶體

D.在油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中,如果有油酸未完全散開會(huì)使分子直徑的測量結(jié)果偏大

答案:ABD

解析:氣溶膠的直徑在0.01~10μm,尺寸大小符合布朗運(yùn)動(dòng)的體積,所以氣溶膠懸浮在密閉空間空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確;表面張力使液體表面具有收縮趨勢,使液體表面積趨于最小,所以太空中水滴成球形,是液體表面張力作用的結(jié)果,選項(xiàng)B正確;表現(xiàn)為各向同性的固體可能是非晶體,也可能是多晶體,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由公式d=,在油膜法估測分子大小的實(shí)驗(yàn)中,如果有油酸未完全散開,S變小,會(huì)使分子直徑d的測量結(jié)果偏大,選項(xiàng)D正確。

5.關(guān)于液晶分子的排列,下列說法正確的是()

A.液晶分子在特定方向排列整齊

B.液晶分子的排列不穩(wěn)定,外界條件的微小變動(dòng)都會(huì)引起液晶分子排列的變化

C.液晶分子的排列整齊而穩(wěn)定

D.液晶的物理性質(zhì)穩(wěn)定

答案:AB

解析:液晶有液體的流動(dòng)性與晶體的各向異性,故在特定方向上排列整齊,所以選項(xiàng)A正確;液晶既有液體的流動(dòng)性,又有晶體的光學(xué)各向異性,液晶的分子排列是不穩(wěn)定的,外界的微小擾動(dòng)就能引起液晶分子排列的變化,故選項(xiàng)B正確,C