2-5-液體(人教版2019選擇性必修第三冊)(解析版)

第5節(jié)液體【知識梳理與方法突破】一、液體的表面張力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。所以說表面張力是液體表面層分子力作用的結(jié)果。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。【例1】關(guān)于液體表面張力的方向和大小，正確的說法是（）A．表面張力的方向與液面垂直B．表面張力的方向與液面相切，并垂直于分界線C．表面張力的大小是跟分界線的長度無關(guān)D．表面張力就本質(zhì)上來說也是萬有引力【答案】B【詳解】AB．表面張力的方向與液面相切，并垂直于分界線，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．液體表面張力的大小是跟分界線的長度成正比的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．表面張力是由于液體分子間的相互作用引起的，不是萬有引力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。【針對訓(xùn)練1】關(guān)于表面張力，以下說法中正確的是（）A．小昆蟲在水面上自由往來而不陷入水中是液體表面張力在起作用B．小木塊能夠浮在水面上是液體表面張力與其重力平衡的結(jié)果C．縫衣針浮在水面上不下沉是重力與水的浮力平衡的結(jié)果D．露珠表面的水分子之間的距離小于內(nèi)部的水分子之間的距離【答案】A【詳解】A．小昆蟲在水面上自由往來而不陷入水中是液體表面張力在起作用，選項(xiàng)A正確；B．小木塊能夠浮出水面是浮力與其重力平衡的結(jié)果，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．縫衣針浮在水面上不下沉是重力與水的表面張力平衡的結(jié)果，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．露珠表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，分子間表現(xiàn)為引力，表面存在張力，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。二、浸潤和不浸潤、毛細(xì)現(xiàn)象、液晶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)固體分子對液體分子的吸引力大于液體內(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。(3)不浸潤的成因：當(dāng)固體分子對液體分子的吸引力小于液體內(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．毛細(xì)現(xiàn)象(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。甲乙(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。如圖所示，甲是浸潤情況，此時(shí)管內(nèi)液面呈凹形，因?yàn)樗谋砻鎻埩ψ饔?，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；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。3．液晶液晶是介于液體與固體之間的一種中間態(tài)的物質(zhì)，在特定方向上分子排列整齊，其物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，另一方向上分子排列是雜亂的，具有液體的特征，所以晶體還具有流動(dòng)性，但液晶并不是液體和晶體的混合物?！纠?】某同學(xué)將一個(gè)表面潔凈、兩端開口的細(xì)直玻璃管豎直插入不同液體中，他用放大鏡觀察，能看到的情景是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】A．圖A中液體與玻璃管表現(xiàn)為不浸潤，即附著層內(nèi)分子間引力表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢，液體表面張力會(huì)對管中的液體形成向下的拉力，則管內(nèi)的液面會(huì)稍微低于管外的液面高度，故A錯(cuò)誤；B．圖B中的液體與玻璃管外部表現(xiàn)為不浸潤，而在管內(nèi)部表現(xiàn)為浸潤，這是相互矛盾的，故B錯(cuò)誤；C．圖C中液體與玻璃管表現(xiàn)為不浸潤，即附著層內(nèi)分子間引力表現(xiàn)為引力，附著層有收縮的趨勢，液體表面張力會(huì)對管中的液體形成向下的拉力，則管內(nèi)的液面會(huì)稍微低于管外的液面高度，故C正確；D．圖D中的液體與玻璃管表現(xiàn)為浸潤，即附著層內(nèi)分子間引力表現(xiàn)為斥力，附著層有擴(kuò)展的趨勢，此時(shí)液體表面張力會(huì)對管中的液體形成一個(gè)向上的拉力，則管內(nèi)的液面會(huì)稍微高于管外的液面高度，故D錯(cuò)誤。故選C?！踞槍τ?xùn)練2】規(guī)范佩戴醫(yī)用防護(hù)口罩是預(yù)防新冠肺炎的有效措施之一、合格的醫(yī)用防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)所用材料對水都是不浸潤的，圖為一水滴落在某防護(hù)口罩內(nèi)側(cè)的示意圖，以下說法正確的是（）A．圖片中的口罩為不合格產(chǎn)品B．圖片中水滴形狀的成因與液體表面張力有關(guān)C．圖片中水滴與口罩間附著層內(nèi)水分子比水滴內(nèi)部分子密集D．該材料對所有的液體都是不浸潤的【答案】B【詳解】A．根據(jù)題意合格的一次性醫(yī)用防護(hù)口罩內(nèi)則所用材料對水都是不浸潤的，如圖所示水沒有浸潤到口罩內(nèi)側(cè)，所以照片中的口罩一定為合格產(chǎn)品，故A錯(cuò)誤；BC．如圖所示，小水滴為球形是由于液體表面張力造成的，照片中附著層內(nèi)分子比水的內(nèi)部稀疏，表面張力具有使液體表面繃緊即減小表面積的作用，故B正確，C錯(cuò)誤；D．浸潤與不浸潤現(xiàn)象是相對的，所以該材料對所有的液體都是不浸潤的，故D錯(cuò)誤。故選B。【鞏固提升】1．下列說法正確的是（）A．竹筏漂浮在水面上，是分子表面張力作用的結(jié)果B．液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更小的分子勢能C．在夏季，人穿棉線衣服感覺舒適是因?yàn)楹顾畬γ蘧€是浸潤物體D．布制的雨傘傘面能明顯看到線的縫隙，但雨傘不漏雨水是因?yàn)樗畬忝娌唤櫋敬鸢浮緾【詳解】A．竹筏漂浮在水面上，是因?yàn)樗畬χ穹じ×Φ扔谥穹さ闹亓?，故A錯(cuò)誤；B．體表面層分子間的距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，分子表現(xiàn)為引力，分子勢能隨著分子距離的增大而增大，所以液體表面層的分子有更大的分子勢能，故B錯(cuò)誤；C．在夏季，人穿棉線衣服感覺舒適是因?yàn)楹顾畬γ蘧€浸潤，汗水可以通過棉線衣服蒸發(fā)出去，故C正確；D．布制的雨傘傘面能明顯看到線的縫隙，但雨傘不漏雨水是由于表面張力的作用，故D錯(cuò)誤。故選C。2．關(guān)于液體的表面張力，下列說法正確的是（）A．液體表面層的分子間的距離比較大B．表面張力的產(chǎn)生，是由于表面層中分子間的引力大于斥力C．表面張力的方向與液面相切，與分界線相平行D．葉面上的露珠呈球形，是表面張力使液體表面收縮的結(jié)果【答案】ABD【詳解】A．液體表面層的分子間的距離比較大，A正確；B．表面張力的產(chǎn)生，是由于表面層中分子間的引力大于斥力，B正確；C．表面張力的方向與液面相切，與分界線相垂直，C錯(cuò)誤；D．葉面上的露珠呈球形，是表面張力使液體表面收縮的結(jié)果。D正確。故選ABD。3．下列說法正確的是（）A．蜻蜓能停在水面上，是由于水表面存在表面張力B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，這是因?yàn)樗芙櫽椭珻．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由飄浮的水滴呈球形，這是表面張力作用的結(jié)果D．在毛細(xì)現(xiàn)象中，毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，這與液體的種類有關(guān)，和毛細(xì)管的材質(zhì)無關(guān)【答案】AC【詳解】A．蜻蜓能停在水面上，這是由于水表面存在表面張力的緣故，故A正確；B．由于油脂將水及玻璃隔開，而水與油脂是不浸潤的，故水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干凈的玻璃板上卻不能，故B錯(cuò)誤；C．在圍繞地球飛行的宇宙飛船中，自由漂浮的水滴處于完全失重狀態(tài)，故水滴由于表面張力的原因而呈球形，故C正確；D．由于不同物質(zhì)之間的分子作用力性質(zhì)不同，可能是引力也可能是斥力，故有毛細(xì)管中的液面有的升高，有的降低，與液體的種類和毛細(xì)管的材質(zhì)有關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選AC。4．天宮二號太空授課引人注目，航天員們通過實(shí)驗(yàn)，展示了失重環(huán)境下許多神奇現(xiàn)象，其中的“液橋”現(xiàn)象，讓我們認(rèn)識了表面張力的魅力，下面關(guān)于表面張力的說法正確的是（）A．表面張力是液體內(nèi)部分子間作用力引起的B．表面張力能讓液面具有收縮趨勢，在太空失重環(huán)境下，液滴呈球形C．表面張力方向與液體表面垂直且向上D．表面張力是由于液體表層分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離，且小于分子平衡距離，表層液體分子作用力表現(xiàn)為斥力而產(chǎn)生【答案】B【詳解】AD．表面張力是由于液體表層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離，且大于分子平衡距離，表層液體分子作用力表現(xiàn)為引力而產(chǎn)生的，AD錯(cuò)誤；B．表面張力能讓液面具有收縮趨勢，在太空失重環(huán)境下，液滴呈球形，B正確；C．表面張力方向與液體表面垂直且向下，C錯(cuò)誤。故選B。5．某種液體分別滴在甲乙兩種材料表面時(shí)狀況如圖，若在在軌運(yùn)行的空間站中有用乙材料制成的密閉容器，內(nèi)置一定量的此種液體，則容器內(nèi)液體（圖中陰影區(qū)域）的分布情況可能是（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】容器與液體所受重力均提供容器與液體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。液體僅受表面張力的作用，使其自由表面收縮到最小狀態(tài)，液體的自由表面呈球形；由圖可知液體對于乙材料是不浸潤的，容器內(nèi)液體的分布情況可能是B圖中的情況。故選B。6．關(guān)于液體，下列說法不正確的是（）A．液體表面張力是液體表面層分子之間的相互作用力，表面張力的方向與液面垂直B．液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏，分子力表現(xiàn)為引力C．不浸潤現(xiàn)象中，附著層里分子間表現(xiàn)出吸引力；浸潤現(xiàn)象中，附著層里分子間表現(xiàn)出排斥力D．毛細(xì)管插入跟它浸潤的液體中時(shí)，管內(nèi)液面上升，插入跟它不浸潤的液體中時(shí)，管內(nèi)液面下降【答案】A【詳解】A．液體表面張力是液體表面層分子之間的相互作用力，表面張力的方向沿液面的切線方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．液體表面層分子的分布比內(nèi)部稀疏，分子力表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)B正確；C．浸潤現(xiàn)象中，附著層里的分子比液體內(nèi)部密集，附著層里分子間表現(xiàn)出排斥力；不浸潤現(xiàn)象中，附著層里的分子比液體內(nèi)部稀疏，附著層里分子間表現(xiàn)出吸引力，故C正確；D．毛細(xì)管插入跟它浸潤的液體中時(shí)，管內(nèi)液面上升，插入跟它不浸潤的液體中時(shí)，管內(nèi)液面下降，選項(xiàng)D正確。此題選擇不正確的選項(xiàng)，故選A。7．2021年12月9日，我國航天員在空間站成功進(jìn)行了太空授課。實(shí)驗(yàn)時(shí)宇航員從注射器中擠出一滴水，水滴在空中形狀是（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】空間站中水滴處于完全失重狀態(tài)，則在水的表面張力作用下，水滴在空中應(yīng)該呈現(xiàn)球形。故選A。8．下列說法正確的是（）A．液晶是一種晶體B．所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性C．產(chǎn)生表面張力的原因是表面層內(nèi)液體分子間的平均距離小于r0D．毛細(xì)管越細(xì)，產(chǎn)生的毛細(xì)現(xiàn)象就越顯著【答案】D【詳解】A．液晶像液體一樣可以流動(dòng)，又具有某些晶體結(jié)構(gòu)特征的一類物質(zhì)，液晶分子的空間排列是不穩(wěn)定的，但具有各向異性，故A錯(cuò)誤；B．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B錯(cuò)誤；C．在液體表面層內(nèi)，分子的分布比液體內(nèi)部稀疏，它們之間的距離r＞r0，分子間作用力表現(xiàn)為引力，因此液體表面有收縮的趨勢。故C錯(cuò)誤；D．毛細(xì)現(xiàn)象是指浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤的液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象，內(nèi)徑越細(xì)現(xiàn)象越明顯，故D正確。故選D。9．水對玻璃是浸潤液體，而水銀對玻璃是不浸潤液體，它們在毛細(xì)管中將發(fā)生上升或下降現(xiàn)象，現(xiàn)把粗細(xì)不同的三根毛細(xì)管插入水或水銀中，液柱如圖所示，其中正確的現(xiàn)象應(yīng)是（）A．B．C． D．【答案】D【詳解】AC．水銀對玻璃是不浸潤液體，不浸潤液體在毛細(xì)管內(nèi)附著層液體的分子密度較小，液體分子間距較大此時(shí)附著層內(nèi)的分子相互作用表現(xiàn)為引力，液面呈現(xiàn)收縮的趨勢，即液面下降，故不浸潤液體在毛細(xì)管內(nèi)下降，而且毛細(xì)管越細(xì)，浸潤液體在毛細(xì)管內(nèi)下降的高度越大，故AC錯(cuò)誤；BD．水對玻璃是浸潤液體，浸潤液體在毛細(xì)管附著層內(nèi)液體的分子密度較大，液體分子間距較小，分子相互作用表現(xiàn)為斥力，液面呈現(xiàn)擴(kuò)散的趨勢，即在