高中物理第3章液体第2、3节毛细现象液晶教学案鲁科版3

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定的D．液体与固体接触的附着层液体分子比液体内部分子密，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定，选项B错误．浸润、不浸润决定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部分子密时，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．由于液体内部分子力约为零，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，所以一个固定着的容器中装有浸润其器壁的液体时，必须用盖子盖紧，否则容器中液体一定会沿器壁流散答案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定的，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部分子的引力，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．不一定会流出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．液晶分子在特定方向排列整齐B．液晶分子的排列不稳定，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定D．液晶的物理性质稳定答案AB解析液晶分子的排列是不稳定的，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、容器表面的差异性等，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定的，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；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．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定取向，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定取向，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、碟状分子和平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．题组三综合应用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管一定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，将它们封闭起来用航天飞机送到绕地球做匀速圆周运动的空间实验站中，在如图所示的四个图中(图中箭头指向地球中心，阴影部分为水或水银)．(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实验站中，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．精美句子1、善思则能“从无字句处读书”。

高中物理-高二毛细现象教案课时：1课时（45分钟）教学目标：1. 了解毛细现象的基本概念和原理。

2. 能够使用毛细现象解释水升降管、植物水的运输等实际问题。

3. 提高学生的实验操作技能，培养学生动手能力和科学精神。

教学内容与步骤：Step 1：师生互动教师对学生提出问题：为什么浸泡在水中的白蚁在植物上不断往上爬？引导学生思考：水分子在蚂蚁体与树叶间形成一定压强，推动蚂蚁往上爬。

Step 2：引入介绍毛细现象的基本概念：毛细现象是指细小的毛细管或孔隙中流体或液体与固体表面相互作用的物理现象，是由于表面张力和粘滞性力的共同作用引起的。

Step 3：理论讲解1. 表面张力：在表面分子处，分子不受外界的吸引力，因此向内聚拢所受的拉力是不平衡的。

这种向内聚拢的力称为表面张力。

2. 粘滞性力：水或液体经过细小通道或孔隙时，与通道或孔隙壁面发生相互作用的力称为粘滞性力。

3. 活塞上液面上升的高度：液面上升高度h与毛细管内外液体间表面张力T、液体密度ρ、毛细管内径r的关系式为：h=(2Tcosθ)/[rρg]，其中，θ为液体与毛细管壁面的接触角。

Step 4：实验演示实验1：毛细现象的演示准备材料：玻璃毛细管、压力球、水操作步骤：1. 用手按压压力球，将水吸入玻璃毛细管内。

2. 将毛细管一端轻轻地放入水中，观察玻璃毛细管内的水面。

3. 瞬间，玻璃毛细管内的水面上升。

实验2：水升降管的演示准备材料：U形玻璃管、水、瓶子操作步骤：1. 将U形玻璃管两端分别插入水中，并用瓶子漏斗注入水。

2. 观察到U形玻璃管中的水位上升。

实验3：植物水运输的演示准备材料：白莲科草莓叶、滴水管、蒸馏水操作步骤：1. 取一片白莲科草莓叶，将玻璃滴水管的尖端小心地放在叶子的背面，把蒸馏水加入滴水管。

2. 观察到水滴从滴水管流入叶子后，叶子明显涨大。

说明草莓叶表面发生了毛细现象。

Step 5：问题解答1. 为什么毛细现象会发生？答：毛细现象源于液体分子间的相互作用，包括表面张力和粘滞性力。

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。

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理第3章液体教案鲁科版选修3-3第1节液体的表面张力(教师用书独具)知识与技能1.知道液体表面张力现象，认识液体的微观结构．2.理解表面张力产生的原因，并用表面张力解释常见现象．过程与方法1.通过实验观察液体的表面张力现象．2.交流讨论日常生活中表面张力现象的实例．情感、态度与价值观认识液体中一些现象及其规律，发展对科学的好奇心与求知欲.1．通过实验，观察液体的表面张力和现象．2．应用分子动理论的观点解释液体表面张力产生的原因．3．与同学交流讨论日常生活中表面张力现象的实例．●教学地位液体表面张力的微观解释是分子动理论的应用，同时也是教材后续内容“浸润和不浸润”以及“毛细现象”的重要基础．将液体表面张力的知识与人们的日常生活紧密相连，使理论与生活统一，加深学生对知识的理解，提高学习兴趣.(教师用书独具)●新课导入建议由趣味实验引入新课，引出问题①“为什么肥皂膜能被拉的很大而不破裂？”②做回形针浮于水面上的实验展示有关液体表面张力的图片，让学生带着问题思考，同时引导学生观察图片，引出本节的内容——液体的表面张力．●教学流程设计课前预习安排：1.看教材2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生⇒步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路⇓步骤7：完成探究3重在讲解规律方法技巧⇐步骤6：师生互动完成“探究2”方式同完成探究1相同⇐步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇐步骤4：教师通过例题讲解总结表面张力问题的分析方法⇓步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤9：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】课标解读重点难点1.知道液体表面的收缩趋势．2.了解液体表面张力，从微观角度了解液体表面张力的成因.1.理解液体的表面张力．(重点)2.用表面张力分析相关现象．(重点)3.运用分子动理论的观点解释表面张力产生的原因．(难点)液体表面的收缩趋势1.(1)实验：回形针、硬币漂在水面上①现象：当回形针或硬币漂浮在水面上时，托起回形针或硬币的水面稍有弯曲，就像放有圆形小物品的橡皮膜稍有弯曲一样．②结论：液面给回形针或硬币等小物品施加了向上的支持力．(2)实验：观察肥皂膜的变化①现象a．铁丝框上的肥皂膜会把滑棍拉回．b．肥皂膜里的棉线圈，当刺破圈内肥皂膜，棉线圈外的肥皂膜使棉线张紧，形成圆形．②结论：液体的表面类似于张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势．(3)实验结论由实验知，液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩的趋势使露珠、乳滴等变为球形．2．思考判断(1)液体的表面都有收缩的趋势．(√)(2)昆虫不落入水中，是因为受到了向上的支持力．(√)(3)体积相同的各种形状物体中，球形物体表面积最大．(×)3．探究交流小木船漂浮在水面上是由水面的收缩趋势引起的吗？【提示】不是．小木船漂浮在水面上是由小木船受到了水对船的浮力引起的，而不是由水面的收缩趋势引起的.表面张力及其微观解释1.基本知识(1)表面层①定义：液体与气体接触的表面存在的一个薄层．②特点：表面层分子的分布比液体内部稀疏．(2)表面张力①定义：液体表面各部分间相互吸引的力．②作用效果：由于表面张力的作用，液体表面总要收缩到尽可能小的面积．而体积相等的各种形状的物体中，球形物体的表面积最小．因此小水珠、小露珠等都呈现球形．若露珠过大，重力影响不能忽略，则呈椭球形．完全失重环境下，可形成标准的球形．2．思考判断(1)小孩用细管蘸肥皂水，吹出球形的肥皂泡是因表面张力所致．(√)(2)缝衣针漂浮在水面上是因表面张力所致．(√)(3)注满氢气的彩色气球飘向空中是因表面张力所致．(×)3．探究交流清晨起来，如果你到开满鲜花的公园散步，会发现花蕊上沾满了露珠，很好看．可你想过没有，花蕊上的小水珠为什么呈球形呢？【提示】液体表面有一种收缩的趋势，正是这种收缩的趋势使小水珠变成球形．表面张力的形成及作用1．液体内部、表面层内分子力特点？2．表面张力的方向？3．表面张力的作用是什么？1．分子分布特点由于蒸发现象，表面层分子的分布比液体内部稀疏，即表面层分子间的距离比液体内部分子间的距离大．2．分子力特点液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力．3．表面特性表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜．所以说表面张力是表面层内分子力作用的结果．4．表面张力的方向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3－1－1所示．图3－1－15．表面张力的大小除了跟分界线长度有关外，还跟液体的性质和温度有关．一般情况下，温度越高，表面张力就越小．另外，杂质也会明显地改变液体的表面张力大小．比如洁净的水有很大的表面张力，而沾有肥皂液的水的表面张力就比较小．6．表面张力的作用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，球形的表面积小．表面张力不是指个别分子间的相互引力，而是表面层中大量分子间的引力的宏观表现．凡液体与气体接触的表面都存在表面张力．下列说法正确的是( )A．表面张力就是分子力B．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡C．表面张力的大小跟液面上分界线的长短有关D．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势【审题指导】要正确区分表面张力和液膜弹力，结合平衡条件，求解液面上的平衡问题；要熟悉表面张力的大小和特点并能解释相关现象．【解析】表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现，不能说表面张力就是分子力，故A选项错误；在水面上静止是液膜对其弹力与重力平衡，B选项错误；表面张力的大小与液面上分界线的长短有关，且表面张力有使液面收缩的趋势，因此C、D选项正确．【答案】CD表面张力问题的分析方法1．产生条件：存在液体与空气相接触的表面．2．产生原因：表面层中液体分子之间距离较大，整体表现为引力，形成各部分相互吸引的特点．3．现象：有使液体的表面收缩到最小的趋势．1．下列有关表面张力的说法中，正确的是( )A．表面张力的作用是使液体表面伸张B．表面张力的作用是使液体表面收缩C．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故D．用滴管滴液滴，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故【解析】表面张力的作用效果是使液体表面收缩；由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；由于表面张力使液滴收缩成球形．液体分子的分布特点1．液体内部分子运动有何特点？2．液体表面分子间距有何特点？1．液体内部分子的运动特点在液体内部，每个分子周围有许多分子．当某个分子从平衡位置向某一方向运动时，它一方面要受到所离开的那个方向的分子的吸引，另一方面又要受到所靠拢的那个方向的分子的推斥．引力和斥力的数量级相同，通常可认为其大小相等，因此，液体内部分子只能在平衡位置附近振动，分子间距等于r0.2．液体表面分子的分布液体表面附近的分子由平衡位置向外运动时，因为外部空气和蒸汽分子对它的斥力很小，不起显著作用，它只受到内部分子的吸引力，因此使它恢复到平衡位置的作用力就没有在液体内部时大，使得表面层里的分子振动的振幅要比液体内部分子的振幅大，一些动能大的分子就有可能冲出吸力范围，成为蒸汽分子，结果形成表面层里的分子分布比液体内部的分子分布稀疏，分子间的距离就比较大(r＞r0)．液体表面张力产生的原因是( )A．液体表面层分子较紧密，分子间斥力大于引力B．液体表面层分子较紧密，分子间引力大于斥力C．液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力D．液体表面层分子较稀疏，分子间斥力大于引力【审题指导】表面层的液体蒸发―→液体分子间距较大―→分子间的引力大于斥力【解析】在液体的表面层，时刻进行的蒸发现象，使得其内的分子比较稀疏，分子间距离比较大，分子间的引力和斥力都较小，但斥力小得更多一些，因此，分子间引力大于斥力，故C正确．【答案】 C表面张力的形成是液体分子相互作用的宏观体现.理解分子间相互作用力随距离的变化关系是分析此类问题的关键.2．液体表面具有收缩趋势的原因是( )A．液体可以流动B．液体表面层分子间距离小于液体内部分子间距离C．与液面接触的容器壁的分子对液体表面分子有吸引力D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离【解析】由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以表面层分子间的相互作用力为引力，这种引力使液体表面层的相邻部分之间相互吸引，产生的吸引力即表面张力，表面张力使液体表面有收缩的趋势．综合解题方略——表面张力、弹力、浮力的比较将一枚硬币轻轻地平放在水面上，可以不下沉，此时与硬币重力相平衡的力是( )A．水面的支持力B．水的表面张力C．水的浮力和表面张力的合力D．水的浮力和空气浮力的合力【审题指导】(1)表面张力是水面上各部分之间的作用力的合力．(2)浮力对应的浸入液体中的物体．【规范解答】硬币受到重力和水面给予的支持力作用而平衡，表面张力是水面上各部分水之间的作用力的合力，而不是硬币受到的力；当然支持力的产生是由于水的表面张力．硬币并没有浸入水中，故不受浮力作用．【答案】 A1．表面张力仅是产生向上的力的原因，表面张力不是向上的力，是表面各部分相互吸引的力．2．液体表面施加的向上的力属弹力范畴，是由表面要恢复形变引起的(恢复形变的力源于表面张力)，不同于浮力．3．浮力是浸入液体中的物体上、下表面的压强差产生的．【备课资源】(教师用书独具)1．影响液体表面张力大小的几个因素表面张力系数与液体的种类(成分)有关，容易挥发的液体表面张力系数较小．表面张力系数还与液体温度、表面接触物质和杂质有关．(1)温度表面张力一般随温度升高而减小，因为温度升高，分子热运动加剧，液体分子之间距离增大．相互吸引力将减小，所以表面张力要相应地减小．到达临界温度(物质以液态形态出现的最高温度)时，表面张力减小到零．通常液体表面张力和温度的关系成一直线；也有的液体表面张力虽随温度增加而减小，但不是直线关系；有的液体二者间的关系则更复杂．(2)表面接触物质表面张力和液体表面接触的物质有关．不说明接触物质的表面张力值时，通常指的是液体和该液体的饱和蒸汽或含有其饱和蒸汽的空气接触时的数值．如果接触的物质是别的气体或液体，那么表面张力将发生变化，这有点类似于物体间的动摩擦因数，如木块与铁块、木块与冰块之间的动摩擦因数就不一样．(3)杂质纯净液体中溶有不同种类的物质时，由于溶液中部分溶质分子进入到溶液的表面层．如此，表面层的结构将变化，分子组成将会改变，分子间作用力也会随之发生变化，所以表面张力将改变．如：水中溶入酸、酯等物时，其表面张力(系数)相对纯水会减小，并随溶液浓度增加而逐渐减小(20 ℃以下，随着水中溶有的肥皂浓度增大，其表面张力系数将从7.275×10－2N/m减至4.0×10－2N/m)；水中溶入食盐、蔗糖等物时，表面张力(系数)则会稍稍变大，且随浓度加大而逐渐增大．纯净液体的表面张力系数和液体表面的大小无关，但有时表面张力系数也和表面的大小有关，溶解了活性表面物质的液体(如肥皂水)便是如此．2．液体表面具有收缩趋势的微观解释从力的角度分析：由于液体表面层分子显著地受到液体内部分子引力的作用(这其间也存在着分子斥力，只是分子引力占了优势)，表面层外气体或其他液体分子的作用很小．于是，表面层内分子受力上下不均，所以表面层分子仅受到了一指向液体内部的合引力，这一引力导致了表面层分子有向液体内部运动的趋势，宏观上便表现出液体表面具有自动收缩的趋势．从能量的角度分析：由于液体表面层内出现了一个指向液体内部、自液面而下逐渐增强的分子引力场．液体分子由液体内部进入分子引力场，需要外力做功，其分子势能将增大(类似于在重力场中举起重物)，而液体分子由表面进入液体内部，其势能会减小(类似于在重力场中下落物体)．因任何物体的势能总有减小的倾向，以便使其稳定(势能最小原理)，所以表面层的分子总想进入液体内部以获得“安稳”的状态，从而使表面层分子的总势能尽可能地减小．这一趋势宏观上表现为使表面积趋于减小，即液面具有自动收缩的趋势．1．(2013·深圳检测)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】ACD2．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【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．【答案】AD3．(2013·抚州高二检测)关于液体表面的收缩趋势，正确的说法是 ( )A．因为液体表面分子的分布比内部密集，所以有收缩趋势D．液体表面分子的分布和内部相同，所以有收缩趋势C因为液体表面分子的分布比内部稀疏，所以有收缩趋势D．液体表面分子受到与其接触的气体分子的斥力作用，使液体表面有收缩趋势【解析】液体表面层内分子比液体内部分子分布稀疏．在液体内部分子间的距离是r ＝r0，分子引力和分子斥力相等，对外表现的分子力为零．在表面层，分子间的距离是r＞r0.分子间的作用力表现为相互吸引，它的作用是使液体表面绷紧，有收缩的趋势，A、B错误，C正确；表面层上方的气体分子对液体表面分子的吸引力很小，可以忽略，不是使液体表面收缩的原因，故D错误．【答案】 C4．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】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．【答案】BCD5．如图3－1－2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，棉线的形状是选项图中的( )图3－1－2【解析】表面张力有使表面收缩的趋势，当用热针剌破后，肥皂膜由于尽可能收缩而使棉线呈现D项中的情况．【答案】 D1．(2013·昌江检测)关于液体的表面张力现象，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．液体表面层的张力有使其表面积收缩到最小的趋势【解析】液体表面层的分子分布比内部稀，分子间距较大，分子间表现为引力，表面张力有使其表面积收缩到最小的趋势，故A、B、C均不正确，选项D正确．【答案】 D2．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【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．【答案】BCD图3－1－33．如图3－1－3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部分用针刺破，棉线的形状是下列选项中的哪一个( )【解析】肥皂膜未刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线圈可以有任意形状．圈内a部分液膜被刺破后，在圈外b表面张力的作用下，棉线圈被绷紧、扩张．因液体表面有收缩到面积最小的趋势，而在同周长的几何图形中，圆面积最大，所以棉线圈被扩张成圆形，才能使圈外液膜表面收缩到最小．【答案】 D4．(2013·深圳高二检测)液体表面张力产生的原因是( )A．在液体的表面层，分子间距过大，分子之间斥力消失，只有引力B．由于气体分子对表面层液体分子的吸引C．在液体的表面层里，由于分子间距比液体内部分子间距大，分子间引力占优势D．由于受到指向液体内部的吸引力的作用【解析】在液体的表面层，分子间距比液体内部分子间距大，分子间的引力大于斥力，对外表现为引力，A错误，C正确．气体分子对表面层液体分子的吸引力非常小，可以忽略，B错误．表面张力与液面相切，D错误．【答案】 C5．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表面的张力作用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【解析】仔细观察可以发现，小昆虫在水面上静止或行进过程中，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，因此，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选项正确，C选项错误．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，因此，B选项错误．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又处于失重状态，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选项正确．【答案】AD6．(2011·山东高考)人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是( )A．液体的分子势能与体积有关B．晶体的物理性质都是各向异性的C．温度升高，每个分子的动能都增大D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用【解析】分子势能与分子间距有关，选项A正确；晶体分子分为单晶体和多晶体，单晶体的某个性质具有各向异性，而多晶体具有各向同性，选项B错误；温度升高，分子平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，选项C错误；露珠呈球状就是因为液体表面张力的作用，选项D正确．【答案】AD7．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】 C8．玻璃烧杯中盛有少许水银，在太空轨道上运行的宇宙飞船内，水银在烧杯中呈怎样的形状( )【解析】水银在完全失重的情况下，水银的形状只由表面张力决定，因为在表面张力作用下水银的表面要收缩至最小，所以最终水银成球形，故D正确，A、B、C错误．【答案】 D9．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3－1－4所示简图，现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面，则( )图3－1－4A．天平仍然平衡B．由于铁丝离开液面沾上液体，重量增加而使天平平衡破坏，左端下降C．由于铁丝刚离开液面，和液面间生成一液体膜，此液体膜的表面张力使天平左端下降D．以上说法都不对【解析】铁丝在刚离开液面时和液面之间形成一层膜，膜中分子密度小，分子稀疏，分子间距离较大，分子力表现为引力，对铁丝产生向下的拉力作用，使天平左端下降，故C 正确．【答案】 C图3－1－510．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．【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11．如图3－1－6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3－1－6【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．。