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1、第三章 液体 第一节 液体的表面张力,1.液体表面的收缩趋势 (1)液体的表面现象 小昆虫能在水面上跑来跑去,或停在水面上而不陷入水中;轻放在水面上的钢针或硬币也能_在水面上.仔细观察后发现,钢针或硬币被水面托住时,与它们接触的液面稍有弯曲,像压在张紧的_上一样,这时液面给了钢针或小物体向上的_作用. 自由下落过程中的小液滴,或植物叶面上的小露珠也都呈现球形,都说明液体的表面具有收缩的趋势.,浮,橡皮膜,支持力,(2)肥皂膜实验 带有滑棍的铁丝架,浸入肥皂液中,缓慢水平提出液面,轻轻向外拉动滑棍,肥皂膜将被拉伸;释放滑棍,肥皂膜收缩,将滑棍拉回;把带有棉线圈的铁丝架,浸入肥皂液中,提出液面后,
2、刺破线圈内的肥皂膜,线圈外的肥皂膜_,使棉线张紧,形成_. (3)结论:液体的表面都类似于_弹性薄膜,具有_.,就会收缩,圆形,张紧的,收缩的趋势,2.表面张力及其微观解释 (1)液体的表面层:液体与气体接触的表面存在的_. (2)表面张力:液体表面层各部分间相互_的力. (3)产生原因:表面层分子的分布比内部_,即表面层分子间距离比液体内部分子间的距离_.,一个薄层,吸引,稀疏,大,1.液体的微观结构及特性 (1)液体的微观结构 液体中的分子跟固体一样是密集在一起的,液体分子间的相互作用并不象固体微粒之间的相互作用那样强,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,液体分子虽在很小
3、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的分布着.,(2)液体的特征 a.各向同性:液体由大量暂时形成的杂乱无章分布着的小区域构成,所以液体表现出各向同性. b.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,液体分子主要表现为在平衡位置附近的微小振动,所以液体具有一定的体积,液体很难被压缩.,c.液体的流动性:液体分子间距离小,分子密集在一起,液体分子主要表现为在平衡位置附近做微小振动,但是,液体分子没有长期固定的平衡位置,液体分子可以在液体内移动,
4、不能形成特定的形状,这是液体具有流动性的原因. d.液体的扩散特点:液体中的扩散现象是由液体分子的运动产生的.液体分子的移动比固体分子的移动要容易的多,所以液体扩散比固体的扩散要快.,2.液体表面层分子的分布特点 (1)液体内部分子的分布特点:液体内部的任何一个分子都会受到邻近分子的引力和斥力,分子斥力作用的距离极小,分子引力的作用距离相对较大,每个分子与最邻近的分子引力和斥力相抵消,而较远处分子对这个分子的作用表现为大小不等的引力,可以认为分子受到周围间隔数个分子的吸引力,在液体内部的分子被其它分子包围,在各个方向上受到邻近分子的引力是相等的,引力的合力为零.,(2)液体的表面层分子的分布特
5、点 液体的表面层:液体与气体接触的表面存在一个薄层,这个薄层就是液体的表面层. 在液体的表面层上方是空气,气体分子对液体分子的吸引力很小,可忽略,因此液体表面层分子受到的引力的合力指向液体内部,表面层内的分子都有挤入液体内部的趋势,表面层分子比液体内部稀疏,分子间距离比液体内部分子间距离大,表面层分子间表现为引力.,3.对液体表面张力的认识 (1)表面张力:由于液体表面层分子之间表现为吸引力,表面层就象一个张紧的弹性薄膜一样具有收缩的趋势.如果在液体表面层画出一条分界线,把表面分成两部分,这两部分之间有相互吸引力,大小相等,方向相反,这种液体表面各部分之间相互吸引的力,叫做表面张力. (2)表
6、面张力方向:液体表面张力的方向和液面相切,垂直于液面上的分界线. (3)影响表面张力的因素:表面层分界线两侧液面相互吸引的表面张力,与温度有关,温度升高,表面张力变小;另外,液体表面层混入杂质,表面张力也变小.不同的液体表面张力也不同.,(4)液体表面张力的作用:小昆虫浮在水面上而不下沉,钢针小硬币也能浮在水面上不下沉,都是水的表面张力对小物体提供了向上的支持力.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,而在相同体积的条件下,球的表面积最小,所以吹出的肥皂泡呈球形,而失重条件下的液滴都呈球形.,题型一 生活中的液体表面现象 例1:下列现象中,主要是表面张力起了作用的是( ) A.小
7、昆虫能在水面上行走或停留 B.淋湿的头发会粘在一起 C.木头浮在水面上 D.荷叶上的小水珠呈球形,解析:小昆虫能把液面压弯,弯曲的液面由于表面张力的作用对昆虫提供向上的支持力,选项A正确.液体的表面层有收缩的趋势,选项BD正确.木头浮在水面上是由于液体对木头的浮力作用,不是表面张力的作用. 答案:ABD,规律技巧:液体的表面层分子稀疏,分子力表现为引力,表面层各部分之间的相互吸引的力表面张力,与分界线垂直且与液面相切;由于表面张力的作用,液体的表面层象张紧的弹性膜一样,具有收缩趋势,利用这些观点可以解释一切液体的表面现象.,变式训练1:下列现象中哪些是由表面张力引起的( ) A.两滴水银相互接
8、触,立即合并成一滴 B.慢慢向小水杯中注水,即使水稍高出杯口,水仍不会流出来 C.观察插入水中的玻璃细管,管中的液面比管外液面高 D.打湿的鞋袜不容易脱下来 答案:ABC,例2:在液体与气体接触的表面层内,分子的分布及分子间的作用力的特点是( ) A.分子的分布比液体内部密,分子间的作用力表现为引力 B.分子的分布比液体内部密,分子间的作用力表现为斥力 C.分子的分布比液体内部疏,分子间的作用力表现为引力 D.分子的分布比液体内部疏,分子间的作用力表现为斥力,题型二 液体表面层的微观结构和表面张力,解析:对于液体表面层内的分子,由于液体内部分子对它的引力大于空气分子对它的引力,所以表面层内分子
9、所受的合力指向液体内部,所以表面层的分子都有挤进液体内部的趋势,因此表面层分子较液体内部稀疏,分子间的距离大,分子力表现为引力,这是表面张力产生的原因,选项C正确.答案:C,变式训练2:关于表面张力,下列说法中正确的是( ) A.表面张力产生在液体的表面层,它的方向跟液面垂直 B.表面张力产生在液体的表面层,它的方向与液面相切 C.作用在任何一部分液面上的表面张力,总是跟这部分液面的分界线垂直 D.表面张力就是表面层分子间的斥力,答案:BC,1.下列现象中,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.肥皂泡呈球形 D.游泳时弄湿了的头发沾在一起 E.熔化
10、的铁水注入内空且为球形的沙箱,冷却后铸成一个铁球 F.脱湿衣服感觉很费劲 G.绸布伞有缝隙但不漏雨水 H.锋利的玻璃片,用酒精灯烧一段时间后变钝了,解析:A选项中船浮于水面是浮力造成的;E选项中铁球的形状决定于沙箱的形状;F选项中脱湿衣服费劲是附着力造成的,故上述三个选项不正确,BCDGH正确. 答案:BCDGH,2.以下关于液体的说法正确的是( ) A.非晶体的结构跟液体非常类似,可以看成是粘滞性极大的液体 B.液体的物理性质一般表现为各向同性 C.液体的密度总是小于固体的密度 D.所有的金属在常温下都是固体,解析:由液体的微观结构可知,选项AB正确.有的液体密度大于固体,如铜铁等固体的密度
11、小于汞的密度,选项C错误. 金属汞在常温下是液体,选项D错误.答案:AB,1.把玻璃的断裂口在火焰上烧熔,其尖端就变圆,主要是由于( ) A.液态玻璃具有流动性 B.液态玻璃重力作用的结果 C.液态玻璃表面张力作用的结果 D.玻璃是非晶体 答案:C,2.下列叙述正确的是( ) A.液体表面张力随温度升高而增大 B.液体尽可能在收缩它们的表面积 C.液体表面层的分子比液体内部的分子有更大的势能 D.液体表面层的分子分布要比液体内部分子分布的密些,解析:液体表面层的分子的分布比液体内部稀疏,分子力表现为引力,这是表面张力产生的原因,由于表面张力的作用,液体表面就有收缩到最小的趋势,随着温度的升高,
12、表面层分子距离增大,分子间引力作用减小,表面张力减小,选项B正确,AD错误.在液体内部,分子间引力斥力相平衡,即r=r0,分子势能最小,在表面层rr0,所以分子势能比液体内部的分子势能大,选项C正确.答案:BC,3.下列说法中正确的是( ) A.液体中的任何一个分子只会受到邻近分子的引力作用 B.液体中的任何一个分子只会受到邻近分子的斥力作用 C.液体中的任何一个分子都会同时受到邻近分子的引力和斥力作用 D.液体中,无论是表面层中的分子还是液体内部的分子所受到的引力的合力为零 答案:C,4.关于液体的表面张力,下述说法哪个是错误的( ) A.表面张力是液体表面层各部分间相互吸引的力 B.表面层
13、里分子分布比液体内部稀疏些,分子间表现为引力 C.表面层里分子距离比液体内部小些,分子间表现为引力 D.不论是水还是水银,表面张力都要使液面收缩 答案:C,5.下列说法中正确的是( ) A.对于一个稳定的液面来说,其表面积不变,液面不再存在表面张力 B.对于一个稳定的液面来说,当有物体压缩液面或拉伸液面,其表面积发生变化时,液体才存在表面张力 C.对于任何一个液面,不管其表面积变化与否,均存在表面张力 D.对于任何一个液面,均不存在表面张力,有些物体能停在液面上,是由于物体浮力与物体的重力平衡 答案:C,6.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
14、强 B.液体分子与固体分子一样,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 答案:BCD,7.在一个杯里放一些水,水面上平行静浮着两根火柴杆,在两火柴杆中间轻轻滴入一小滴酒精,会看到火柴杆向两侧迅速分开,试解释原因. 答案:两火柴杆中间部分水中因掺有杂质,使每单位长度上的表面张力减小,两火柴杆外侧水面向外收缩的表面张力大于内侧水面向里收缩的表面张力,于是两火柴迅速分开.,8.如图所示,若玻璃在空气中的重力为G1,排开的水重为G2,则图中弹簧秤的示数为( ) A.等于G1 B.等于G2 C.等于(G1-G2) D.大于(G1-G2) 解析:由于水附着在玻璃上,当玻璃即将离开水面时,表面张力的合力是向下的,所以弹簧秤读数要大于(G1-G2),选项D正确. 答案:D,9.对于同样的肥皂膜,用一枚冷针去扎不易破,而用一枚烧热的针去扎肥皂膜易破,这说明_.在利用油膜法测油酸分子直径的实验中,水面上有一薄层痱子粉,滴入一滴油酸酒精溶液,油酸迅速在水面上散开,这是由于_.,温度升高,表面张力变小,酒精溶于水时,表面张力立即变小,在周围水面表现张力的作用下,油膜迅速散开,
