高中物理中的液体问题
高中物理选修3-3教学设计2：9.2液体教案
2 液体教材分析与整合：教科书从分子动理论出发，分析构成气体、固体、液体的分子间相互作用力的差异，引出液体微观结构的特点。
随后围绕液体表面张力、浸润和不浸润、毛细现象三个问题展开讨论。
在讨论这三个问题时教科书从生活现象，实验演示切入，再从分子动理论的角度研究液体表面张力产生的原因，从而提到浸润与不浸润以及毛细现象，这都符合学生的认识特点。
本节课教科书中也涉及到了液晶的相关知识，这部分内容安排在第2课时中讲授。
教学目标：知识与技能：（1）知道液体具有一定的体积，不易被压缩，没有固定形状，具有流动性，掌握液体的微观结构。
（2）知道液体表面有收缩的趋势，会分析表面层分子的微观结构，理解液体表面张力，会对相关现象做出解释。
（3）知道浸润和不浸润现象，会从分子微观结构对浸润与不浸润想象进行解释。
（4）知道什么是毛细现象，会进行原因分析。
过程与方法：通过演示实验和学生实验，让学生对液体的相关特殊现象产生兴趣，培养学生分析问题的方法——从现象到本质，由潜入深用分子的微观结构来分析物质的宏观特性和主动、积极的科学探究能力。
情感态度与价值观：让学生猛然发觉看似简单的液体竟会蕴含如此多的相关想象，激发了学生学习物理的兴趣和积极性，让学生体会到分子动理论不但能在微观意义上研究气体、固体，而且能研究液体。
教学重点：液体的表面张力、浸润与不浸润、毛细现象。
教学难点：对浸润与不浸润的微观解释。
实验器材：表面张力演示器、肥皂水、儿童吹泡泡液一分钱硬币、培养皿毛细现象演示脱脂棉与普通棉花新课引入：复习分子动理论：【学生汇报整理的结果】1、分子动理论：（1）物质是由大量分子构成的（2）分子做永不停息的无规则热运动（3）分子间有相互作用力2、分子间的相互作用力与分子间距离的关系：（画出分子力与分子间距的关系图）3、固体的微观结构：分子间距较小r o，分子在某一平衡位置附近做往复振动。
4、固体的宏观性质：具有固定的外形，不易被压缩，扩散速度慢。
高中物理流量公式
高中物理流量公式高中物理中，流量公式可是个重要的知识点呢！流量这个概念在物理学中常常出现，特别是在涉及流体运动的部分。
咱们先来说说液体的流量公式。
液体的流量等于单位时间内通过某一横截面的液体体积，用符号 Q 表示，其公式为 Q = V/t ，其中 V 是液体通过横截面的体积，t 是时间。
比如说，有一个大水管，在 10 秒钟内流出了 50 升的水，那这时候流量 Q 就是 50 升除以 10 秒，等于 5 升每秒。
再来说说气体的流量公式。
气体的流量计算稍微复杂一点，因为气体的体积会受到温度和压力的影响。
但在标准状况下（0℃，1 个标准大气压），气体的流量公式可以简化为 Q = V/t ，原理和液体的差不多。
我还记得有一次，在给学生们讲解流量公式的时候，有个特别调皮的学生，他总觉得这些公式没啥用，生活中哪能用到啊。
我就给他举了个例子，我说：“你想想看，咱们城市的供水系统，要是不知道水的流量，怎么能保证每家每户都能稳定地用上水呢？要是流量计算错了，有的地方水多得用不完，有的地方却一滴水都没有，那多糟糕！”这孩子一听，好像有点开窍了。
咱们继续深入讲讲流量公式的应用。
在工业生产中，比如化工厂的管道输送液体原料，必须精确计算流量，才能控制好生产过程，保证产品质量。
还有，在水利工程中，计算河流的流量对于防洪、发电等都有着至关重要的作用。
另外，在一些科学研究中，比如研究血液在血管中的流动，也会用到流量公式。
通过测量血液的流量，可以了解人体的健康状况，诊断一些心血管疾病。
回到咱们的学习中，要掌握好流量公式，不仅要记住公式本身，还要多做练习题，通过实际的题目来加深对公式的理解和运用。
而且，要学会灵活变通，因为有时候题目可能不会直接给出需要的条件，需要咱们自己去推导和计算。
总之，高中物理中的流量公式虽然看起来简单，但作用可大着呢！它就像一把神奇的钥匙，能帮助我们打开理解许多物理现象和实际问题的大门。
所以同学们一定要认真学习，可别小瞧了它哟！希望通过今天的讲解，大家能对高中物理的流量公式有更清晰的认识和理解，在今后的学习和生活中能够熟练运用。
高中物理【固体、液体和气体的性质】典型题(带解析)
高中物理【固体、液体和气体的性质】典型题1．下列说法正确的是()A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能可能不变解析：选A．温度是分子平均动能的量度(标志)，A对．内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，B错．气体压强不仅与分子的平均动能有关，还与分子的密集程度有关，C错．温度降低，则分子的平均动能变小，D错．2.如图所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就变钝了．产生这一现象的原因是()A．玻璃是非晶体，熔化再凝固后变成晶体B．玻璃是晶体，熔化再凝固后变成非晶体C．熔化的玻璃表面分子间表现为引力使其表面绷紧D．熔化的玻璃表面分子间表现为斥力使其表面扩张解析：选C．玻璃是非晶体，熔化再凝固后仍然是非晶体，故A、B错误；玻璃裂口尖端放在火焰上烧熔后尖端变钝，是表面张力的作用，因为表面张力具有减小表面积的作用即使液体表面绷紧，故C正确，D错误．3．(多选)下列说法正确的是()A．竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力所致B．物理性质表现为各向同性的固体一定是非晶体C．压缩气体需要用力，这是气体分子间有斥力的表现D．汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少解析：选AD ．竖直玻璃管里的水银面不是平面，而是“上凸”的，这是表面张力所致，选项A 正确；物理性质表现为各向同性的固体可能是多晶体，不一定是非晶体，选项B 错误；气体之间分子距离很大，分子力近似为零，用力才能压缩气体是由于气体内部与容器外之间的压强差造成的，并非由于分子之间的斥力造成，选项C 错误；汽缸里一定质量的理想气体发生等压膨胀时，根据理想气体状态方程pV T＝C 可知，压强不变而体积增大，则气体的温度一定升高，温度是分子平均动能的标志，温度升高则分子的平均动能增大，分子对器壁的平均撞击力增大，则单位时间碰撞器壁单位面积的气体分子数一定减少，选项D 正确．4．(多选)下列说法正确的是( )A ．理想气体由状态1变化到状态2时，一定满足p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2B ．随着分子间距离增加，分子间的引力和斥力都减小，分子间距小于r 0(分子力为零时分子间的距离)时，距离越小，分子势能越大C ．悬浮在液体中的固体微粒做布朗运动，充分说明了固体微粒内部分子运动的无规则性D ．如果液体不浸润某种固体，则在液体与固体接触的附着层内，分子分布比液体内部稀疏，分子间的作用力表现为引力解析：选BD ．理想气体状态方程成立的条件为气体质量不变，A 错误；由分子力变化特点知，r <r 0，分子力表现为斥力，距离减小，分子力做负功，分子势能增大，B 正确；悬浮在液体中的固体微粒的布朗运动间接反映了液体分子运动的无规则性，C 错误；液体不浸润某种固体，如水银对玻璃，当水银与玻璃接触时，附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱，附着层中的水银分子比水银内部稀疏，附着层中的分子间的作用力表现为引力，使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势，因而形成不浸润现象，D 正确．5．(多选)对下列几种固体物质的认识，正确的有( )A ．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B ．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C ．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D ．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同解析：选AD．晶体在熔化过程中温度保持不变，食盐具有这样的特点，则说明食盐是晶体，选项A正确；蜂蜡的导热特点是各向同性的，烧热的针尖使蜂蜡熔化后呈椭圆形，说明云母片的导热特点是各向异性的，故云母片是晶体，选项B错误；天然石英表现为各向异性，则该物质微粒在空间的排列是规则的，选项C错误；石墨与金刚石皆由碳原子组成，但它们的物质微粒排列结构是不同的，选项D正确．6. (多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T.下列判断正确的有()A．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体B．固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形C．在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性D．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同解析：选ABD．晶体具有固定的熔点，非晶体则没有固定的熔点，所以固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；固体甲若是多晶体，则不一定有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定的几何外形，故B正确；在热传导方面固体甲若是多晶体，则不一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D正确．7．(多选)下列说法中正确的是()A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动B．气体分子速率呈现出“中间多，两头少”的分布规律C．随着分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小D．一定量的理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变解析：选AB．布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动，在较暗的房间里可以观察到射入屋内的阳光中有悬浮在空气里的小颗粒在飞舞，是由于气体的流动造成的，这不是布朗运动，故A正确；麦克斯韦提出了气体分子速率分布的规律，即“中间多，两头少”，故B正确；分子力的变化比较特殊，随着分子间距离的增大，分子间作用力不一定减小，当分子表现为引力时，分子力做负功，分子势能增大，故C错误；一定量理想气体发生绝热膨胀时，不吸收热量，同时对外做功，其内能减小，故D错误．8．(多选)下列说法正确的是()A．气体的内能是分子热运动的平均动能与分子间势能之和B．气体的温度变化时，气体分子的平均动能一定改变C．晶体有固定的熔点且物理性质各向异性D．在完全失重的环境中，空中的水滴是个标准的球体解析：选BD．由热力学知识知：气体的内能是所有分子热运动的动能与分子间势能之和，A错误；气体的温度变化时，气体分子的平均动能变化，B正确；晶体分为单晶体和多晶体，单晶体具有各向异性，多晶体是各向同性的，C错误；完全失重情况下，液体各方向的力都一样，由于表面张力所以会成为一个标准的球形，D正确．9．如图所示，一开口向下导热均匀的直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是()A．大气压强增加B．环境温度升高C．向水银槽内注入水银D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移解析：选A．根据题意，设玻璃管内的封闭气体的压强为p，玻璃管质量为m，对玻璃管受力分析，由平衡条件可得：F＋pS＝mg＋p0S.解得：F＝(p0－p)S＋mg＝ρghS＋mg，即绳的拉力等于玻璃管的重力和管中高出液面部分水银的重力．选项A中，大气压强增加时，水银柱上移，h增大，所以拉力F增加，A正确；选项B中，环境温度升高，封闭气体压强增加，水银柱高度h减小，故拉力F减小，B错误；选项C中，向水银槽内注入水银，封闭气体的压强增大，平衡时水银柱高度h减小，故拉力减小，C错误；选项D中，略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，封闭气体的体积减小、压强增大，平衡时水银柱高度h减小，故细绳拉力F减小，故D错误．10．(多选)下列说法正确的是()A．悬浮在液体中的微粒越小，在液体分子的撞击下越容易保持平衡B．荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用C．物体内所有分子的热运动动能之和叫做物体的内能D．一定质量的理想气体先经等容降温，再经等温压缩，压强可以回到初始的数值解析：选BD．做布朗运动的微粒越小，在液体分子的撞击下越不容易保持平衡，故A 错误；荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；物体内所有分子的热运动动能之和与分子势能的总和叫做物体的内能，故C错误；根据理想气体的状态方程pVT ＝C可知，一定质量的理想气体先经等容降温，压强减小；再经等温压缩，压强又增大，所以压强可以回到初始的数值，故D正确．11．(多选)下列说法正确的是()A．毛细现象是液体的表面张力作用的结果B．晶体在熔化时要吸热，说明晶体在熔化过程中分子动能增加C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和非晶体相似，具有各向同性解析：选AC．毛细现象是液体的表面张力作用的结果，A正确；晶体在熔化时要吸热，温度不变，分子平均动能不变，则晶体在熔化过程中分子势能增加，B错误；由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，如金刚石和石墨，C正确；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和某些晶体相似，具有各向异性，D错误．12．(多选)下列说法正确的是()A．液面上方的蒸汽达到饱和时就不会有液体分子从液面飞出B．萘的熔点为80 ℃，质量相等的80 ℃的液态萘和80 ℃的固态萘具有不同的分子势能C．车轮在潮湿的地面上滚过后，车辙中会渗出水，属于毛细现象D．液体表面层的分子势能比液体内部的分子势能大解析：选BCD．液面上方的蒸汽达到饱和时，液体分子从液面飞出，同时有蒸汽分子进入液体中，从宏观上看，液体不再蒸发，故选项A错误；80 ℃时，液态萘凝固成固态萘的过程中放出热量，温度不变，则分子的平均动能不变，萘放出热量的过程中内能减小，所以一定是分子势能减小，故选项B正确；由毛细现象的定义可知，选项C正确；液体表面层的分子间距离比液体内部的分子间距离大，故液体表面层分子之间的作用力表现为引力，分子间距变大时，克服分子间引力做功，分子势能增大．所以液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的分子势能，故选项D正确．13．(多选)下列说法正确的是()A．不同温度下，理想气体分子平均动能可能相同B．在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力可能增加也可能减小C．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的D．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大解析：选BC．不同温度下，理想气体分子平均动能不相同，故A错误；分子间距离小于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小，分子间距离大于r0时，在分子间距离增大的过程中，分子间的作用力先增大后减小，故B正确；根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，故C正确；气体的温度升高时，虽然分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，但单位时间内撞击的个数不一定增加，气体的压强不一定增大，故D错误．14．一定量的氧气贮存在密封容器中，在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见下表，则T1________(选填“大于”“小于”或“等于”)T2.若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T1，则在泄漏后的容器中，速率处于400～500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比________(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%.解析：温度是分子平均动能的标志，分子平均速率越大，温度越高，根据表格中数据得T1大于T2.温度不变，分子平均动能也不变，分子速率分布情况不变．答案：大于等于。
人教版高中物理选择性必修三 第2章第4节 液体 练习
液体练习一、单选题1.下列说法中正确的有A. 液体表面层分子间的平均距离小于液体内部分子间的平均距离B. 用磙子压紧土壤，可以把地下的水引上来，这属于毛细现象C. 在完全失重的情况下，熔化的金属能够收缩成椭圆形D. 电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光2.下列说法正确的是()A. 图甲中的酱油蛋是布朗运动的结果B. 图乙中的水黾可以停在水面，是因为水具有表面张力C. 图丙中酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润D. 图丁中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律3.关于液体的表面张力，下列说法中正确的是()A. 游禽用嘴把油脂涂到羽毛上，其目的都是改变水的表面张力B. 透过布制的伞面可以看见纱线縫隙，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4.合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，一滴水滴在某一次性防护口罩内侧的照片如图所示，下列说法中正确的是()A. 照片中的口罩为不合格产品B. 照片中附着层内分子比水的内部稀疏C. 照片中水滴表面分子比水的内部密集D. 水对所有材料都是不浸润的5.以下与液体有关的自然现象中，对其物理分析正确的是()A. 鸭子从池塘中岀来，羽毛并不湿，这属于毛细现象B. 唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”一句，诗中荷叶和露水表现为浸润C. 小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关D. 保存地下的水分要把地面的土壤锄松，这是为了破坏土壤中的毛细管6.下列现象中，关于液体的表面张力说法中错误的是()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7.液体在器壁附近的液面会发生弯曲，如图所示，对比有下列几种解释，正确的是()A. 表面层I内分子的分布比液体内部密B. 表面层II内分子的分布比液体内部疏C. 液体在器壁I内的高度变低D. 液体在器壁II内的高度变高第2页，共13页8.在天平的左盘挂一根铁丝，右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，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. 由于铁丝刚露出水面沾上液体，重量增加而使天平平衡被破坏，左端下降C. 由于铁丝刚露出液面，和液面间生成一层液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降D. 以上说法都不对9.下列说法正确的是()A. 同一时刻撞击固体颗粒的液体分子数越多，该颗粒布朗运动越剧烈B. 一滴液态金属在完全失重条件下呈球状，是由液体的表面张力所致C. 晶体熔化过程中要吸收热量，分子的平均动能增大D. 一定质量气体等容变化中温度升高，单位时间内分子对器壁单位面积上撞击次数可能不变10.下列说法正确的是()A. 甲图中的酱油蛋是布朗运动的结果B. 乙图中的水黾可以停在水面，是因为水的表面张力C. 丙图中两种材料上的酱油滴，从形状可以看出酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润D. 丁图中电冰箱能把热量从低温的箱内传到高温的箱外，违背了热力学第二定律11.不浸润现象中，附着层里的液体分子稀疏的原因是A. 附着层里液体分子间的斥力，比液体内部分子的斥力强B. 附着层里液体分子间的引力，比液体内部分子的引力强C. 固体分子对附着层里液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引弱D. 固体分子对附着层里液体分子的吸引，比液体内部分子的吸引强12.关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是()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13.下列不属于液体表面张力作用具有收缩趋势而引起的现象是()。
高中物理 第3章 液体 3.2 毛细现象 3.3 液晶题组训练 高二物理试题
点囤市安抚阳光实验学校第2节毛细现象第3节液晶(时间：60分钟)题组一浸润与不浸润、毛细现象1．关于浸润和不浸润现象，下面说法正确的是( )A．发生在固体跟液体接触的地方B．水是浸润液体，橄榄油是不浸润液体C．是由液体表面层分子作用力决的D．液体与固体接触的附着层液体分子比液体内子密，液体对固体是浸润的答案AD解析由于浸润、不浸润发生在液体和固体的交界面上，选项A正确．某种液体是浸润还是不浸润液体由液体与固体的性质共同决，选项B错误．浸润、不浸润决于附着层内分子的作用力，选项C错误．液体与固体接触的附着层内液体分子比液体内子密时，分子力表现为斥力，附着层有扩展的趋势，液体对固体是浸润的，选项D正确．2．对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的现象，如图3－2、3－2所示，对此有下列几种解释，其中正确的是( )图3－2、3－2①Ⅰ图中表面层分子的分布比液体内部疏②Ⅱ图中表面层分子的分布比液体内部密③Ⅰ图中附着层分子的分布比液体内部密④Ⅱ图中附着层分子的分布比液体内部疏A．只有①对B．只有①③④对C．只有③④对D．全对答案B解析浸润的情况下，液体会沿着管壁上升，这是由于附着层内分子相互排斥，同时表面层内分子相互吸引的结果，不浸润的情况下，液体会沿着管壁下降，这是由于附着层内分子和表面层内分子均相互吸引的结果．由于液体内子力约为零，因此当附着层分子比内部疏时，分子力表现为引力，当附着层分子比内部密时，分子力表现为斥力．3．把极细的玻璃管插入水中与水银中，如下图所示，正确表示毛细现象的是( )答案AC解析因为水能浸润玻璃，所以A正确、B错误；水银不浸润玻璃，C正确；D中外面浸润，里面不浸润，所以是不可能的，故正确的为A、C.4．关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是( )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，否则容器中液体一会沿器壁流散答案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，故必须盖紧，D正确．5．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，也就是说水可以浸润玻璃，但不会附着在蜂蜡上，也就是说不浸润蜂蜡，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．6．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3－2、3－3所示，水在直管中上升的高度比弯管的最高点还要高，那么弯管中的水将( )图3－2、3－3A．会不断地流出B．不会流出C．不一会流出D．无法判断会不会流出答案B解析因为水滴从弯管管口N处落下之前，弯管管口的水面在重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向上，从直管中水柱上升的高度可以看出，水的表面张力完全可以使弯管中的水不流出．题组二液晶7．关于液晶分子的排列，下列说法正确的是( )A．液晶分子在特方向排列整齐B．液晶分子的排列不稳，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化C．液晶分子的排列整齐而稳D．液晶的物理性质稳答案AB解析液晶分子的排列是不稳的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，从而改变其某些性质，例如：温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异性，都可以改变液晶的光学性质，即物理性质，故A、B正确．8．关于液晶，下列说法中正确的有( )A．液晶是一种晶体B．液晶分子的空间排列是稳的，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答案CD解析液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特方向排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳的；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、外加电压因素变化时，都会改变液晶的光学性质．9．关于液晶的说法正确的是( )A．液晶态介于固态和液态之间，其分子排列比较松散，因此液晶具有流动性B．因为液晶具有流动性，所以液晶具有各向同性C．因为液晶分子排列有一取向，所以具有各向异性D．棒状分子的物质都具有液晶态答案AC解析液晶因为分子排列有一取向，所以具有各向异性，与流动性无关，A、C正确，B错误；棒状分子、碟状分子板状分子的物质只是容易具有液晶态，D错误．10．电子手表中常用的液晶显示元件是在两块透明的电极板上刻着组成数字的若干笔画，在两电极板间充有一层________，当在两电极板间加上适当________时，透明的________变得浑浊了，文字或数码就显示出来了．答案液晶电压液晶解析液晶具有光学各向异性，且受若干外界条件的影响较大，其中电压的改变会明显改变其光学性质，没有电压，电场为0时，能使光线通过，有电场时不能通过．因此，两极间将液晶涂成文字或数码，加上适当电压，则透明的液晶变浑浊．题组三综合用11．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图3－2、3－4甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况．若A固体和B毛细管都很干净，则( )甲乙图3－2、3－4A．A固体和B管可能是由同种材料制成的B．A固体和B管一不是由同种材料制成的C．固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些D．液体对B毛细管是浸润的答案BCD解析由所给现象可知，该液体对固体A不浸润，对固体B浸润；毛细现象是附着层分子间的引力或斥力与表面张力共同作用的结果．12．两个完全相同的空心玻璃球壳，其中一个盛有一半体积的水，另一个盛有一半体积的水银，将它们封闭起来用飞机送到绕地球做匀速圆周运动的空间站中，在如图所示的四个图中(图中箭头指向地球中心，阴影为水或水银)．(1)水在玻璃球壳中分布的情况，可能是________图．(2)水银在玻璃球壳中分布的情况，可能是________图．说明理由．答案(1)C (2)B 理由见解析解析①绕地球做匀速圆周运动的空间站中，球壳和其中的水、水银均处于完全失重状态．②水浸润玻璃，附着层有扩大的趋势；水银不浸润玻璃，附着层有收缩的趋势．③水和水银跟气体(空气或其他气体)接触的表面层都有收缩(使表面积最小)的趋势．13．简要回答下列问题：(1)农民用水浇地后，在地面将要晾干时，用锄锄地(就是把地面土弄松)，这起什么作用？(2)砖铺的地面为什么容易返潮？答案见解析解析(1)土壤中有很多小缝隙如同毛细管，会把深层的水分输送到土壤表面，锄地可以破坏土壤中的毛细管，从而使土壤中的水分得到保持．(2)因为土壤和砖块里都有许多细小孔道，这些细小孔道起着毛细管的作用，土壤中的水可以通过这些毛细管上升到地面上来，所以容易返潮．。
高中物理新教材同步选择性必修第三册 第2章 气体液体和固体5 液体
5液体[学习目标] 1.了解液体的表面张力现象，能解释液体表面张力产生的原因.2.了解浸润和不浸润现象及毛细现象产生的原因.3.了解液晶的特点及其应用．一、液体的表面张力1．表面层：液体表面跟气体接触的薄层．2．表面张力：(1)定义：在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力．(2)方向：总是跟液体相切，且与分界面垂直．二、浸润和不浸润1．浸润和不浸润(1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象．(2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象．(3)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．2．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．三、液晶1．液晶：是介于固态和液态之间的一种物质状态．2．特点：(1)液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质．(2)具有光学各向异性．1．判断下列说法的正误．(1)表面张力的作用是使液面具有收缩的趋势，是分子力的宏观表现．(√)(2)昆虫可以在水面上自由走动是表面张力在起作用．(√)(3)水对所有固体都浸润．(×)(4)毛细管插入水中，管的内径越大，管内水面升高的越高．(×)(5)液晶是液体和晶体的混合物．(×)2．要增强雨伞的防水作用，伞面可选择对水是________(选填“浸润”或“不浸润”)的布料；布料经纬线间空隙很小，小水珠落在伞面上由于________的作用，不能透过空隙．答案不浸润表面张力一、液体的表面张力导学探究如图1所示是液体表面附近分子分布的大致情况．请结合图片思考：图1(1)液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点？(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？答案(1)液体表面层内分子间距离大于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水的浮力平衡的结果．知识深化1．液体表面张力的成因分析液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该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．2．表面张力及其作用(1)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，在完全失重条件下才呈球形)．(2)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．(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线，如图2所示．图2关于液体的表面张力，下列说法正确的是()A．表面张力是液体内部各部分之间的相互作用力B．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力C．液体的表面张力随温度的升高而增大D．表面张力的方向与液面垂直答案 B解析液体表面层分子比液体内部稀疏，分子间距离r略大于r0，故分子力表现为引力，表面张力的方向沿液面的切线方向，与分界面垂直．表面张力是液体表面层分子间的作用力，随温度的升高，液体表面层分子间的距离增大，引力作用随之减小，所以表面张力减小，故B正确，A、C、D错误．(多选)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有()A．水黾(一种昆虫)可以停在水面上B．叶面上的露珠呈球形C．滴入水中的红墨水很快散开D．悬浮在水中的花粉做无规则运动答案AB解析由于表面张力的存在，使得液体表面如同一张绷紧的橡皮膜，富有弹性且具有使液体收缩到最小的趋势，水黾可以停在水面上，叶面上的露珠呈球形都是由于表面张力存在造成的，故选项A、B正确；滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象，悬浮在水中的花粉做无规则运动是由于水分子在做无规则运动造成的，选项C、D错误．二、浸润和不浸润导学探究(1)把一块玻璃分别浸入水和水银里再取出来，可观察到从水银中取出的玻璃上没有附着水银，从水中取出的玻璃上会沾上一层水．为什么会出现上述不同的现象呢？(2)如图3所示，在灌溉完土地后农民伯伯往往利用翻松地表土壤的方法来保存土壤里的水分，你知道这是为什么吗？图3答案(1)水银不浸润玻璃，而水浸润玻璃．(2)把地表土壤锄松，破坏了土壤表层的毛细管，地下的水分就不会沿毛细管上升到地面而被蒸发掉．知识深化1．浸润和不浸润的形成原因(1)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吸引外，还受到固体分子的吸引．(2)浸润的成因当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体．(3)不浸润的成因当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体．特别提醒浸润和不浸润是发生在两种材料(液体与固体)之间的，与这两种物质的性质都有关系，不能单说哪一种材料浸润或不浸润．例如：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润铅．2．毛细现象的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4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；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．图4关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是()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解析浸润与不浸润是相对的，对玻璃来说水银是不浸润液体，但不是对任何固体都是不浸润液体，故A错误；在内径小的容器中，如果液体能够浸润器壁，液面呈凹形，且液体在容器内上升，故B正确；固体分子对液体分子的引力大于液体分子间引力时，才会形成浸润现象，故C错误；由于细玻璃管的内径不同，竖直插入水中时，管内水柱高度不同，故D错误．(多选)在做毛细现象实验时，我们可以看到的现象是()A．毛细管插入水中，管内径越小，管内水面升高的越高；管内径越粗，管内水面升高的越低B．毛细管插入水银中，管内径越小，管内水银面升高的越高；管内径越粗，管内水银面升高的越低C．毛细管插入浸润的液体中时管内液面上升，插入跟它不浸润的液体中时，管内液面降低D．毛细管插入跟它不浸润的液体中时管内液面上升，插入浸润的液体中时管内液面下降答案AC解析毛细管插入水中，管内径越小，管内水面升高的越高；管内径越粗，管内水面升高的越低，故选项A正确；将毛细管插入水银中，管内液面会下降，故选项B错误；毛细管插入浸润的液体中时管内液面上升，插入跟它不浸润的液体中时，管内液面会降低，故选项C正确，D错误．三、液晶导学探究液晶是指液态晶体，这种说法对吗？答案这种说法不对，液晶不是晶体，只是在物理性质上与某些晶体相似，具有各向异性．知识深化1．液晶的特点(1)液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列．(2)液晶具有光学上的各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质．2．液晶的应用(1)研究离子的渗透性．(2)液晶显示．(多选)关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是()A．晶体和液晶的性质是完全相同的B．液晶就是液体，具有液体的所有性质C．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态D．液晶具有液体的流动性，具有晶体的各向异性答案CD解析晶体属于典型的固体，其分子排列呈一定的点阵结构，有规律，而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的，其像液体一样具有流动性，而在光学等物理性质上又与晶体相似，具有各向异性．1．(液体的表面张力)(多选)(2020·佛山市顺德区容山中学高二期中)关于液体表面张力，下列说法正确的有()图5A．图5甲中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果B．乙图中的液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用D．丁图中液体表面张力方向与液面平行答案BD解析题图甲中露珠呈球形，这是液体表面张力的结果，故A错误；题图乙中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，从而产生表面张力，故B正确；题图丙中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用，故C错误；题图丁中液体表面张力方向与液面平行，故D正确．2．(液体的表面张力)如图6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，棉线的形状是下列选项图中的()图6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．因液体表面有面积收缩到最小的趋势，选项D正确．3．(浸润、不浸润及毛细现象)浸润现象和不浸润现象在日常生活中是常见的，下列几种现象的说法正确的是()A．水银不能浸润玻璃，说明水银是不浸润液体B．水可以浸润玻璃，说明附着层内分子间的作用表现为引力C．脱脂棉球脱脂的目的，是使它从不能被水浸润变为可以被水浸润D．建筑房屋时在地基上铺一层涂着沥青的纸，是利用了浸润现象答案 C解析水银不能浸润玻璃，说明水银和玻璃的附着层里分子间吸引力较大，形成不浸润，但是不能说明水银是不浸润液体，故A错误；水可以浸润玻璃，说明附着层内分子间的作用表现为斥力，故B错误；脱脂棉能够吸取药液，在于脱脂后把它从不能被水浸润变成了可以被水浸润，以便吸取药液，故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，不是浸润现象，故D错误．4．(液晶)(2021·山东高二课时练)液晶电视不断降价，逐步走进了千家万户．液晶电视的关键部件是液晶层，下列关于液晶层的工作原理说法中正确的是()A．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性B．液晶的光学性质随温度的变化而变化C．液晶的光学性质随外加电压的变化而不变D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化答案 D解析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．液晶电视依据的是液晶的光学性质随外加电压的变化而变化工作的，D正确，B、C错误．考点一液体的表面张力1．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答案 D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．2．下列现象中，不是由于液体的表面张力造成的是()A．船浮于水面上B．硬币或钢针浮于水面上C．绸布伞有缝隙但不漏雨水D．锋利的玻璃片，用酒精灯烧一段时间后变钝了答案 A解析船浮于水面上是浮力造成的，故选A.3．(多选)下列说法正确的是()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重力和水的浮力平衡的结果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答案AD解析小昆虫在水面上“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在起作用，浮在水面上的缝衣针与小昆虫情况一样，故A正确，C错误；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近似处于完全失重状态，因而形成球状水珠(体积一定情况下以球形表面积为最小，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正确．4．如图1所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使框架布满肥皂膜，然后将P和Q 两部分的肥皂膜刺破，线的形状将变成下列选项图中的()图1答案 C解析由于液体表面张力的作用，液体表面有收缩到最小的趋势，故C正确．考点二浸润、不浸润及毛细现象5．(2021·河北涿鹿中学高二月考)下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是()A．水银能浸润铅，说明水银是浸润液体B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部分子稀疏C．不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内部分子的吸引强D．不浸润现象中，附着层里分子间表现出引力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力答案 D解析一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质均有关，不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体，A错误；在浸润现象中，附着层里分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大，附着层里分子分布比液体内部更密，因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力，附着层有扩展的趋势，B、C错误，D正确．6．(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，乙管内液面更高答案BD解析液体对固体浸润的情况下，在细管中液面将上升，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．7．(多选)下列情况属于毛细现象的是()A．墨水瓶被打翻了，用粉笔可以把墨水吸干B．洗头的时候，头发聚在一起C．植物根部的养分，能升到植物的上部D．自来水笔灌墨水时，把皮管按几下，墨水就被吸到皮管里去了答案AC解析墨水瓶被打翻了，用粉笔可以把墨水吸干，属于毛细现象，选项A正确；洗头的时候，头发聚在一起，是表面张力的作用，选项B错误；植物根部的养分，能升到植物的上部，是毛细现象，选项C正确；自来水笔灌墨水时，把皮管按几下，墨水就被吸到皮管里去了，这是大气压的作用，选项D错误．考点三液晶8．关于液晶，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，但不稳定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解析液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质，液晶分子在特定方向排列比较整齐，但不稳定，液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，但液晶本身不发光，并不是所有物质都能成为液晶，故选B.9．下列关于液晶的说法中正确的是()A．液晶的分子排列与固态相同B．液晶的分子排列与液态相同C．液晶的物理性质在外界的影响下很容易发生改变D．液晶具有光学各向同性答案 C解析液晶是介于固态和液态之间的中间态，其分子排列介于二者之间，并且排列是不稳定的，容易在外界影响下发生改变，液晶具有光学各向异性，故A、B、D错误，C正确．10．(多选)(2021·江苏泰州中学高二月考)关于液体的表面张力，下列说法中正确的是() A．布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水，是表面张力的结果B．表面张力的方向与液面垂直C．硬币能够静止在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果D．由于液体表面分子间距离小于平衡位置间距r0，故液体表面存在表面张力答案AC解析布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水，是表面张力的结果，故A正确；表面张力的方向沿着液面方向，而不是与液面垂直，故B错误；硬币能够静止在水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果，故C正确；由于液体表面分子间距离略大于平衡位置间距r0，故液体表面存在表面张力，故D错误．11．(多选)(2020·吴江汾湖高级中学高二月考)关于液体的特点，下列描述正确的是() A．每一个液体分子都没有固定的位置，液体分子的平衡位置时刻变动B．液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布紧密些C．从燃烧的蜡烛上滴下来的蜡，冷却后呈球形是由于表面张力造成的D．在夏季，人穿棉线衣服感觉舒适是因为汗水对棉线浸润答案ACD解析液体分子永不停息地做无规则的热运动，没有固定的平衡位置，故A正确；由于液体表面张力的存在，所以液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布稀疏，故B错误；从燃烧的蜡烛上滴下来的蜡，冷却后呈球形是由于表面张力造成的，故C正确；因为汗水对棉线是浸润的，所以在夏季，人穿棉线衣服感觉舒适，故D正确．12．(2020·临沂市第一中学高二月考)在密闭的容器内，放置一定量的液体，如图2a所示，若将此容器置于在轨道上正常运行的人造地球卫星上，则容器内液体的分布情况应是()图2A．仍然如图a所示B．只能如图b所示C．可能如图d或e所示D．可能如图b或c所示答案 D13．(2020·广州市培正中学高二月考)关于图3四幅图中现象的分析，下列说法正确的是()图3A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果B．乙图中将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果C．丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象D．丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种浸润现象答案 B解析因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误；将棉线圈中肥皂膜Q刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B正确；毛细管中，浸润液体呈凹液面且高于管外液面，不浸润液体呈凸液面且低于管外液面，都属于毛细现象，故C错误；玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力的原因，不是浸润现象，故D错误．。
高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理
高中物理第二章《固体、液体和气体》知识梳理一、液体的微观结构1.特点液体中的分子跟固体一样是密集在一起的,液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动,但液体分子只在很小的区域内做有规则的排列,这种区域是暂时形成的,边界和大小随时改变,有时瓦解,有时又重新形成,液体由大量这种暂时形成的小区域构成,这种小区域杂乱无章地分布着.联想:非晶体的微观结构跟液体非常相似,可以看作是粘滞性极大的流体,所以严格说来,只有晶体才能叫做真正的固体.2.应用液体的微观结构可解释的现象(1液体表现出各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章地分布着的小区域构成,所以液体表现出各向同性.(2液体具有一定的体积:液体分子的排列更接近于固体,液体中的分子密集在一起,相互作用力大,主要表现为在平衡位置附近做微小振动,所以液体具有一定的体积.(3液体具有流动性:液体分子能在平衡位置附近做微小的振动,但没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体中移动,这是液体具有流动性的原因.(4液体的扩散比固体的扩散要快:流体中的扩散现象是由液体分子运动产生的,分子在液体里的移动比在固体中容易得多,所以液体的扩散要比固体的扩散快.二、液体的表面张力1.液体的表面具有收缩趋势缝衣针硬币浮在水面上,用热针刺破铁环上棉线一侧的肥皂膜,另一侧的肥皂膜收缩将棉线拉成弧形.联想:液体表面就像张紧的橡皮膜.2.表面层(1液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层.(2表面层里的分子要比液体内部稀疏些,分子间距要比液体内部大.在表面层内,分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力.联想:在液体内部,分子间既存在引力,又存在斥力,引力和斥力的数量级相等,在通常情况下可认为它们是相等的.3.表面张力(1含义:液面各部分间相互吸引的力叫做表面张力.(2产生原因:表面张力是表面层内分子力作用的结果.表面层里分子间的平均距离比液体内部分子间的距离大,于是分子间的引力和斥力比液体内部的分子力和斥力都有所减少,但斥力比引力减小得快,所以在表面层上划一条分界线MN时(图1,两侧的分子在分界线上相互吸引的力将大于相互排斥的力.宏观上表现为分界线两侧的表面层相互拉引,即产生了表面张力.图1(3作用效果:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势.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.草叶上的露球、小水银滴要收缩成球形.深化: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.在体积相等的各种形状的物体中球形体积最小.三、浸润和不浸润1.定义浸润:一种液体会润湿某种固体并附在固体的表面上,这种现象叫做浸润.不浸润:一种液体不会润湿某种固体,也就不会附在这种固体的表面,这种现象叫做不浸润.2.决定液体浸润的因素液体能否浸润固体,取决于两者的性质,而不单纯由液体或固体单方面性质决定,同一种液体,对一些固体是浸润的,对另一些固体是不浸润的,水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡,水银不能浸润玻璃,但能浸润锌.误区:不能以偏概全地说“水是浸润液体”,“水银是不浸润液体”.3.浸润和不浸润的微观解释(1附着层:跟固体接触的液体薄层,其特点是:附着层中的分子同时受到固体分子和液体内部分子的吸引.(2解释:当水银与玻璃接触时,附着层中的水银分子受玻璃分子的吸引比内部水银分子弱,结果附着层中的水银分子比水银内部稀硫,这时在附着层中就出现跟表面张力相似的收缩力,使跟玻璃接触的水银表面有缩小的趋势,因而形成不浸润现象.相反,如果受到固体分子的吸引相对较强,附着层里的分子就比液体内部更密,在附着层里就出现液体分子互相排斥的力,这时跟固体接触的表面有扩展的趋势,从而形成浸润现象.总之,浸润和不浸润现象是分子力作用的表现.深化:浸润不浸润取决于固体分子对附着层分子的力和液体分子间力的关系.4.弯月面液体浸润器壁时,附着层里分子的推斥力使附着层有沿器壁延展的趋势,在器壁附近形成凹形面.液体不浸润器壁时,附着层里分子的引力使附着层有收缩的趋势,在器壁附近形成凸形面.如图2所示.图2深化:“浸润凹,不浸凸”.四、毛细现象1.含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(1浸润液体在毛细管里上升后,形成凹月面,不浸润液体在毛细管里下降后形成凸月面.(2毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关,毛细管内径越小,高度差越大.误区:在这里很多同学误认为只有浸润液体才会发生浸润现象.3.毛细现象的解释当毛细管插入浸润液体中时,附着层里的推斥力使附着层沿管壁上升,这部分液体上升引起液面弯曲,呈凹形弯月面使液体表面变大,与此同时由于表面层的表面张力的收缩作用,管内液体也随之上升,直到表面张力向上的拉伸作用与管内升高的液体的重力相等时,达到平衡,液体停止上升,稳定在一定的高度.联想:利用类似的分析,也可以解释不浸润液体的毛细管里下降的现象.五、液晶1.定义有些化合物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,人们把处于这种状态的物质叫液晶.深化:液晶是一种特殊的物质状态,所处的状态介于固态和液态之间.2.液晶的特点(1分子排列:液晶分子的位置无序使它像液体,排列有序使它像晶体.从某个方向上看液晶的分子排列比较整齐;但是从另一个方向看,液晶分子的排列是杂乱无章的.辨析:组成晶体的物质微粒(分子、原子或离子依照一定的规律在空间有序排列,构成空间点阵,所以表现为各向异性;液体却表现为分子排列无序性和流动性;液晶呢?分子既保持排列有序性,保持各向异性,又可以自由移动,位置无序,因此也保持了流动性.(2液晶物质都具有较大的分子,分子形状通常是棒状分子、碟状分子、平板状分子.3.液晶的物理性质(1液晶具有液体的流动性;(2液晶具有晶体的光学各向异性.液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷.液晶分子的排列是不稳定的,外界条件和微小变动都会引起液晶分子排列的变化,因而改变液晶的某些性质,例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等,都可以改变液晶的光学性质.如计算器的显示屏,外加电压使液晶由透明状态变为浑浊状态.4.液晶的用途液晶可以用作显示元件,液晶在生物医学、电子工业,航空工业中都有重要应用.联想:液晶可用显示元件:有一种液晶,受外加电压的影响,会由透明状态变成浑浊状态而不再透明,去掉电压,又恢复透明,当输入电信号,加上适当电压,透明的液晶变得浑浊,从而显示出设定的文字或数码.。
(新教材适用)高中物理第二章气体固体和液体5液体课后习题新人教版选择性
5.液体基础巩固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。
高中物理_液体的表面张力教学设计学情分析教材分析课后反思
【教学设计】教学资源多媒体、硬币、铁丝制成的小支架、大小烧杯、清水、肥皂水、绑了棉线的铁环、棉花棒、纱网、水杯教学流程教学过程设计教师活动学生活动设计意图【新课引入】以“许愿池“中放硬币切入话题，并播放微视频：“浮“在水面上的硬币认真观看视频激发好奇心和学习新知识的兴趣。
【新课教学】环节一、情境体验：神奇的液体表面。
介绍器材——一个盛满水的烧杯、一个小支架和三枚硬币，要求学生按照微视频提供的方法把硬币放在水面上并仔细观察水面的变化。
三人为一个小组，分组操作，并仔细观察水面的变化；汇报观察结果——“液面向下凹陷，硬币周围的液面象被绷紧的弹性膜包裹起来。
增强学生动手能力、观察能力。
理论分析：液体表面张力的微观解释知识拓展：防水透气面料合作探究：液体表面作用力的特点学以致用：用表面张力来解释相关问题情境体验：神奇的液体表面环节二、合作探究——液体表面作用力的特点1：提出问题——液面为什么会绷紧？2.多媒体展示下图所示的棉线圈，让学生猜想，刺破棉线圈后棉线圈会如何变化。
播放微视频，印证学生的猜想3.播放微视频“高速摄像机下肥皂膜的破裂”大胆猜想：液膜具有收缩的特性。
分组实验：将两端系有棉线的铁环沾满肥皂水，刺破左侧的肥皂膜，仔细观察右侧肥皂膜和棉线的变化情况；再次把铁环沾满肥皂水，刺破右侧的肥皂膜，仔细观察左侧肥皂膜和棉线的变化情况。
汇报结果，并得出结论：“液面有收缩的趋势。
”猜想棉线圈会变成圆形。
观看视频，印证自己的猜想。
并进一步得出结论“液面有收缩至表面积最小的趋势”。
观看视频培养学生动手能力。
通过交流使学生获得成功的体验，并给学生展示自己的机会。
印证学生的猜想，增强其科学探究的信心。
环节三：理论分析——液体表面张力的微观解释。
1．提出问题：液面为什么会有收缩的趋势？你能从微观上做以解释吗？2．组织学生讨论课前的预习内容。
3．讲解表面层的相关知识，并用模拟实验演示表面层分子的运动给出液体表面张力的定义液体表面各部分间相互吸引的力。
【高中物理】高中物理知识点：液体的微观结构
【高中物理】高中物理知识点：液体的微观结构
液体的微观结构：
1.特点：具有一定的体积，不易被压缩，没有固定的形状，具有流动性，各向同性，扩散较快等
2.微观结构理论：
(1)液体分子的排列更接近于固体，是密集在一起的，因而液体具有一定的体积，不易被压缩
(2)液体分子之间的相互作用不像固体中的微粒那样强，液体分子只在很小的区域内做有规则的排列，这种区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，有时瓦解，有时又重新形成，液体由大量的这种暂时形成的小区域构成，这种小区域杂乱无章地分布着，因而液体表现出各向同性
(3)液体分子的热运动与固体类似，主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，但液体分子没有长期固定的平衡位置，在一个平衡位置附近振动一小段时间以后，又转移到另一个平衡位置附近去振动，即液体分子可以在液体中移动，这就是液体具有流动性的原因
(4)由于液体分子的移动比固体中分子的移动容易得多，所以液体的扩散要比固体的扩散快
液体分子力宏观表现的微观分析法：
液体表面层、附着层的分子结构特点是导致表面张力、浸润和不浸润现象、毛细现象等的根本原因。
因此从微观结构上理解液体的特性，是解决此类问题的关键。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
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高中物理中的液体问题
临沧市民族中学 何巨峰
液体有一定的体积而没有确定的形状且液体具有流动性，这就使得跟液体有关的物理问题，常常是变质量的问题，在各种物理竞赛乃至于近年来的各省（全国）高考试卷中屡屡出现。
由于这类问题的能力要求较高，考生在解答时，若理不清思路常常会无所适从，不知从哪里下手。
本文拟通过一些常见的跟液体有关的问题的分析来探索解决这类问题的方法。
例1（2007年普通高考理综重庆卷17题）
为估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水位上升了45mm 。
查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12/m s ，据此估算该压强约为（设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为33110/kg m ⨯） （ ）
A 、0.15 Pa
B 、0.54 Pa
C 、1.5 Pa
D 、5.4 Pa 分析：设水杯底面积为s ，则水的质量m hs ρ=，
每秒滴入水杯的水质量为m ∆ 则hs m t ρ∆= 33.610()t s =⨯ 设水对杯底的平均压强为p ，则水对杯底的平均压力为
F ps =，对m ∆的水使用动量定理
'F t m v ⋅=∆∆
'hs
ps t v t ρ⋅=∆
将3'1,
3.61012/t s t s v m s ==⨯∆= 等代入上式得 323
1.010 4.510123.610p -⨯⨯⨯⨯=⨯ 0.15()Pa = A 正确
说明：本题考查连续作用流体问题中动量定理的应用，难度较大。
例2（2004年全国高考题）
一水平放置的水管，距地面高 1.8h m =，管内横截面积22.0S cm =。
有水从管口处以不变的速度 2.0/v m s =源源不断地沿水平方向射出，设出口处横截面上各处水的速度都相同，并假设水流在空中不散开。
取重力加速度210/g m s =，不计空气阻力。
求水流稳定后在空中有多少立方米的水？
解析：以t 表示水由喷口处到落地所用时间有
212h gt = （1）
单位时间内喷出的水量为
Q Sv = （2）
空中水的总量应为
V Qt = （3）
由以上各式得
V s v =⋅ （4） 432.410m -=⨯
（5） 本题考查平抛运动规律及流量的含义。
例3、风景旖旎的公园内的喷泉喷出的竖直水柱高度为h ，已知水的密度为ρ，喷泉出口的面积为s ，则空中水的质量为（ ）
A 、ρhs
B 、2ρhs
C 、3ρhs
D 、4ρhs 分析：设出口处小液片质量为∆m ，喷出速度为v ，则
212
mv mgh ∆=∆ （1）
v = （2）
m ∆以喷出至落下所用的时间为t
则t == （3）
则在此时间内以速度v 喷出的水柱
总长为4L vt h == （4）
故空中水的质量为4m hs ρ= D 正确
例4、打开水龙头、调整水流的快慢使之成为稳定的连续的水流柱。
（1）为什么水流柱在流下的过程中直径逐渐减小？（2）设水龙头开口直径为11d cm =，安装在75h cm =高处。
如果水在出口处的速度为11/v m s =，求水流柱落到地面时的直
径2d 。
（210/g ms 取）
解析：（1）对于稳定的连续的水流柱来说，单位时间流经水柱任一截面处的水的体积（即流量Q ）是一定的，流量Q=sv ，其中s 为水柱的截面积，v 为该截面处水流的速度。
因此流经水柱任意两个截面处有：1122s v s v =,由于水柱顶点处
的水流速度小于下面部分的水流速度，故水柱直径上面比下面大。
（2）设水流柱落地时的速度为2v ，由运动学公式得：
24/v m s ==
由1111s v s v =即
2211221144
d v d v ππ=
210.5d cm ==
例5、如图1所示，甲、乙两容器形状不同，容积却相同，现有两块完全相同的金属块用细线系着分别浸入两容器同样的深度，这时两容器水面相平齐，如果将金属块匀速提出水面，试比较拉力做功的多少？
解析：在把物体从液面上
提到其上表面刚好与水面
相平过程中，
()T W G F S =-⋅浮 两种情况下，()G F -浮一样大，但S S >乙甲（甲液面降低高
度较少）故F T W W >乙1甲1
，同理在把物体进一步提出水面过程中甲 乙
（图1）
情况相似，两者相加有F T W W >乙甲。
例6、面积很大的水池，水深为H ，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a ，密度为水的12
，质量为m ，开始时，木块静止，有一半没入水中，如图2，现用力将木块缓慢地压入池底，不计摩擦，求
（1）从木块刚好没入水中到停在池底的过程中，池水势能的改变量。
（2
做的功。
解析：（1）从图（2）2—3过程中，相当于将质量为2m 的水从3位置升到2位置，其重心升高h H a =-
则水的势能增量为
2()p E mg H a ∆=-
（2）因水池面积很大，可忽略因木块压入水中所引起的水深变化。
木块刚好完全没入水中时，1位置阴影部份的水被排开，结果等效于使这部份的水平铺于水面，重心升高4
a ，水的质量为m 。
则对木块做的功等于质量为m 的水增加的重力势能，即
H 2 图2
'14
p W E mga =∆= 例7（第15届荷兰物理奥林匹克竞赛）澳大利亚的堪培拉市，有一喷泉，喷水高度可达150m ，任何时刻都有36m 的水在空中，计算所需泵的最小功率。
解析：设水在喷泉底部的速率为0v ，可写出泵的功率为
2012Vv p t ρ=
其中33V m =，t 为水从喷泉到空中高度所需时间，很明显0/t v g =
0v =
故可得0.82
V p MW ρ== 本题涉及连续流体能量的计算，由水柱的体积算出泵喷出的水流质量，再结合功率公式即可求解。