2.4液体的表面张力 练习（word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修三 2.4 液体的表面张力
一、单选题
1．下列说法错误的是（　　）
A．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力
B．脱脂棉脱脂的目的，在于使它从不能被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液
C．土壤里有很多毛细管，如果要把地下的水分沿着它们引到地表，可以将地面的土壤锄松
D．人们可以利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程
2．下列关于图中实验及现象的说法，正确的是（　　）
薄板上的蜂蜡熔化成圆形区域 气体分子的速率分布
甲 乙
模拟气体压强产生机理 水黾停在水面上
丙 丁
A．图甲说明薄板是非晶体
B．图乙说明气体速率分布随温度变化且
C．图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关
D．图丁说明水黾受到了浮力作用
3．以下关于热运动有关的现象，说法错误的是（　　）
A．冰融化为水的过程中，水分子之间的分子力做负功
B．水银相对于铅是浸润的，在附着层内，水银分子之间的分子力体现为引力
C．忽略空气流动影响，空气中的做的是布朗运动
D．扩散现象既能发生在气体和液体中，也能在固体之间发生
4．如图所示，把一条细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于松弛状态。将铁丝环浸入肥皂液里，拿出来时环上留下一居肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破a侧的薄膜，观察到棉线的形状为（　　）
A． B．
C． D．
5．关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体或者气体分子的无规则运动
B．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力
C．在扩散现象中，温度越高，扩散得越快
D．分子间引力总是随着分子间距离增大而增大
6．下列对生活中的热学现象分析正确的是（　　）
A．沙尘暴天气出现时，风沙弥漫，尘土飞扬，这是布朗运动现象
B．汽车尾气中存在多种成分气体，它们可以自发的分离
C．静止在水平地面上的卡车在缓慢装沙子的过程中，若车胎内气体温度不变，则胎内气体向外界放热
D．荷叶上露珠附着层的水分子比露珠的内部密集
7．下列说法正确的是（　　）
A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能增大
B．布朗运动是液体中悬浮微粒分子在运动
C．液晶就是液体和晶体的混合物
D．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水表面存在表面张力的缘故
8．下列说法中正确的是（　　）
A．若已知固体的摩尔质量、密度、阿伏伽德罗常数，无法计算出单个固体分子的体积
B．重庆的冬天比较潮湿，湿的衣服不容易晾干，是因为空气的相对湿度大
C．夏日的清晨，荷叶上滚动的小露珠呈现为近似的球形，这是表面张力和浸润现象共同作用的结果
D．若在玻璃杯中装入半杯热水后拧紧瓶盖，静置一段时间后发现瓶盖很难拧开，由此可推断单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数增大
9．如图是水滴从空中落下在平静的水面后再弹起过程的一组镜头。观察图片，据此设想，在没有空气的地方，水滴自由下落时在竖直平面上投影的形状如（　　）
A． B． C． D．
10．关于液体的表面张力，下列说法正确的是（　　）
A．液体表面张力使其体积有收缩到最小的趋势
B．液体表面层的分子分布比内部密
C．液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势
D．液体表面层分子之间只有引力而无斥力
11．下列说法正确的是（　　）
A．饱和气压与温度无关
B．蒸发发生在液体表面，沸腾发生在液体表面和内部
C．液体汽化时，要放出能量
D．固体不能转化成气体
12．关于固体与液体，下列说法正确的是（　　）
A．固体和液体都有固定的形状和体积
B．高原地区煮饭会夹生，水的沸点较低，是因为高原地区温度较低的缘故
C．晶体一定具有固定的熔点，但不一定具有规则的几何外形
D．在一定温度下，当人们感到潮湿时，水汽蒸发慢，空气的相对湿度一定较小
13．液体的附着层具有收缩趋势的情况发生在（　　）
A．液体不浸润固体的附着层
B．液体浸润固体的附着层
C．所有液体的附着层
D．都不可能发生
14．下列各种现象中，与毛细现象相关的是（　　）
①用粉笔吸干纸上的墨汁
②植物根部从土壤中吸取水分
③早晨，荷叶上可以看到露珠
④实验室里用棉线做酒精灯的灯芯
⑤用磙子压紧土壤可把地下水分引上来
A．①②③④⑤ B．①②④⑤
C．①②④ D．①②③④
15．某次实验时，如图所示，试管中用水银柱封闭了一定质量的理想气体，一段时间后，发现水银柱往下移动了一定距离。则关于这个实验，下列说法正确的是（　　）
A．封闭气体的分子平均动能减小，气体吸热
B．在相等时间内封闭气体的分子对单位面积器壁的冲量不变
C．封闭气体在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数不变
D．由于水银对玻璃不浸润，附者层内分子比水银的分子内部密集
二、填空题
16．用金属丝制成一个U型架，一段细长棉线两端紧扣在U型架两臂上A、B两点，细线中点O处有一扣。将U型架浸入肥皂液中再取出，U型架上形成的肥皂液膜如图所示，细线被绷紧是因为液体表面层存在_____________，该力的作用是使得液面有_____________（填“收缩”或者“扩张”）的趋势；用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置（肥皂液膜未发生破损），肥皂液膜的内能将_____________（忽略肥皂液膜的蒸发影响）（填“减小”或者“增大”或者“不变”）。
17．春天的早晨，花园里绿叶上的小露珠呈球状，其主要原因是：液体表面层分子比较________（选填“稀疏”“密集”或“均匀”），表面层分子间的相互作用力表现为________（选填“引力”或“斥力”），表面层出现表面张力。
18．如图所示，一只水黾停在水面上，原因是_________，简要写出水面上产生这种力的原因__________，请列举生活中同样受到这种力作用的实例_________（写出一个即可）。
三、解答题
19．（1）下列说法正确的是（　　）（填正确答案标号）
A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故
B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为油脂使水的表面张力增大的缘故
C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由漂浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关
E．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的缘故
（2）如图所示，一带有活塞的气缸通过底部的水平细管与一个上端开口的竖直管相连，气缸与竖直管的横截面面积之比为3∶1，初始时，该装置的底部盛有水银；活塞与水银面之间有一定量的气体，气柱高度为l（以cm为单位）；竖直管内的水银面比气缸内的水银面高出。现使活塞缓慢向上移动，这时气缸和竖直管内的水银面位于同一水平面上，求初始时气缸内气体的压强。（以cmHg为单位）
20．依图所示，做下面的实验，并对结果加以解释。
（1）把张有皂膜的铁丝圆环置于水龙头之下，让一束细流穿膜而过，观察皂膜是否仍完好无损。
（2）用被水浸湿的细铁丝轻轻捅穿皂膜，观察皂膜是否破碎。
（3）往皂膜上滴一小滴酒精（或用烧热的铁丝戳皂膜），观察皂膜是否顷刻四分五裂。
21．在玻璃的蒸发皿中，较小的水银滴接近球形，较大的水银滴呈扁平形（图）。那么，在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈什么形状？
22．水比沙的密度小，同样是刮大风，沙漠上会是漫天黄沙，而海上却仅仅是扬起少量水沫，这是为什么呢？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．液体的表面张力是分子间的相互作用力，与重力无关，所以在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力，故A正确，不符合题意；
B．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，故B正确，不符合题意；
C．土壤里有很多毛细管，如果将地面的土壤锄松，则将破坏毛细管，不会将地下的水分引到地面，故C错误，符合题意；
D．生物膜的主要构成部分是某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶，人们可以利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．C
【详解】
A．图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，故A错误；
B．图乙看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知，故B错误；
C．如图丙可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关，故C正确；
D．水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】
A．冰融化为水的过程中，分子间的距离增大，分子力做负功，故A正确，不符合题意；
B．水银相对于铅是浸润的，在附着层内，水银分子之间的分子力体现为斥力，故B错误，故符合题意；
C．空气中的是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，其运动时来自空气分子的各个方向的撞击不平衡所引起的，属于布朗运动，故C正确，不符合题意；
D．扩散现象既能发生在气体和液体中，也能在固体之间发生，故D正确，不符合题意。
故选B。
4．D
【详解】
先把个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜。膜中分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，所以产生收缩效果；用烧热的针刺破a侧的薄膜，b中的水膜能使b的面积最小。
故选D。
5．C
【详解】
A．布朗运动指的是液体中的小颗粒的无规则运动，反应液体分子的无规则运动，A错误；
B．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，B错误；
C．在扩散现象中，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散得越快，C正确；
D．分子间引力总是随着分子间距离增大而减小，D错误。
故选C。
6．C
【详解】
A．布朗运动是指悬浮在液体或气体的微粒所做的永不停息的无规则运动，布朗运动是肉眼看不见的，A错误；
B．汽车尾气中存在多种成分气体，但不能自发分离；若自发分离则违背了热力学第二定律，一切宏观热学想象都具有方向性，要实现具有逆过程必须付出能量代价，B错误；
C．卡车上缓慢装入沙子，则外界对车胎内气体做正功，又因气体温度不变，则内能不变，W>0则Q<0，则胎内气体向外界放热，C正确；
D．荷叶上露珠附着层的水分子比内部稀疏，出现表面张力，D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．物体缓慢举高，其机械能增加，但内能不变，故A正确；
B．布朗运动是液体中悬浮微粒的运动，不是悬浮微粒分子的运动，故B错误；
C．液晶不是指液体和晶体的混合物，是一种特殊的物质，液晶像液体一样可以流动，又具有晶体各向异性的特性，故C错误；
D．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，浮力很小，可以忽略不计，故一定是由于水表面存在表面张力的缘故，故D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．若已知固体的摩尔质量M、密度ρ、阿伏伽德罗常数NA，则单个固体分子的体积为
故A错误；
B．重庆的冬天比较潮湿，湿的衣服不容易晾干，是因为空气的相对湿度大，造成衣服中的水分不容易蒸发，故B正确；
C．夏日的清晨，荷叶上滚动的小露珠呈现为近似的球形，这是表面张力的作用，且此时露珠表现为与荷叶不浸润，故C错误；
D．若在玻璃杯中装入半杯热水后拧紧瓶盖，静置一段时间后发现瓶盖很难拧开，这是由于气体经历等容降温过程后压强减小，即单位时间内瓶盖受到瓶内气体分子的撞击次数减小，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
水滴只在重力作用下，由于液体表面张力的作用，使水滴收缩为完美的球形。
故选C。
10．C
【详解】
AC．表面张力使液体表面有收缩到最小的趋势，不是使其体积收缩到最小的趋势，A错误C正确；
B．液体表面张力的存在，使得表面层分子的分布比内部要疏，B错误；
D．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，D错误。
故选C。
11．B
【详解】
A．饱和气压与温度有关，温度越高，饱和蒸气压越大，A错误；
B．蒸发发生在液体表面，沸腾是在液体的表面和内部同时发生的汽化现象，B正确；
C．液体汽化时，需要从外界吸收热量，C错误；
D．固体可以转化为气体，称之为升华，D错误。
故选B。
12．C
【详解】
A．固体分子排列很整齐，有固定的形状和体积，液体有一定的体积，但没有固定的形状，故A错误；
B．高原地区水的沸点较低是由于高原地区大气压强较小，故B错误；
C．晶体融化时具有固定的熔点，单晶体有固定的几何外形，但是多晶体没有规则的几何外形，故C正确；
D．在一定温度下，当人们感到潮湿时，水汽蒸发慢，空气的相对湿度一定较大，故D错误。
故选C。
13．A
【详解】
液体表面具有收缩的趋势，即液体表面表现为张力，是液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，密度较小，且液面分子间表现为引力。因此液体不浸润固体时的附着层中具有收缩趋势。
故选A。
14．B
【详解】
①粉笔里细小颗粒间存在间隙，构成很多细小的管道，接触墨汁时，会发生毛细现象将墨汁吸干，与毛细现象有关；
②植物根部结构有许多细小的“导管”即为毛细管，地下水分发生毛细现象，会沿着这些孔道上升，被植物吸收，与毛细现象有关；
③荷叶上的露珠是空气中的水蒸气液化形成的，水滴由于表面张力作用而成“球形”，与表面张力有关；
④棉线中间有许多细小的孔道，可起到毛细管的作用，将灯芯下的酒精吸到灯芯上端供燃烧，与毛细现象有关；
⑤用磙子压紧土壤，可使土壤中的毛细管变得更细，增强毛细现象，可把地下水引到地面上来，与毛细现象有关。
可见①、②、④、⑤均与毛细现象有关。
故选B。
15．B
【详解】
AB. 气体压强不变，发生等压变化
又
所以
所以温度减小，平均分子动能减小，气体放热，在相等时间内封闭气体的分子对单位面积器壁的冲量不变，故A错误，B正确；
C．由于体积减小，而分子数未变，所以单位时间内撞击的分子数应增大，故C错误；
D．不浸润时，附着层内分子比水银的分子内部稀疏，故D错误。
故选B。
16． 表面张力 收缩 增大
【详解】
[1]凡作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力，所以细线被绷紧是因为液体表面层存在表面张力；
[2]表面张力的作用是使得液面有收缩的趋势；
[3]表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置（肥皂液膜未发生破损），分子间的引力做负功，分子间的分子势能增大，所以肥皂液膜的内能将增大。
17． 稀疏 引力
【详解】
[1][2] 小露珠呈球状，是由于表面层分子张力作用的缘故，分子出现张力是因为液体表面层分子比较稀疏，表面层分子间的相互作用力表现为引力。
18． 水黾受到水的表面张力的作用 水的表面分子间距离大于，分子力表现为引力 叶面上的露珠或玻璃板上的小水银滴
【详解】
[1][2][3]在水的内部，分子间的距离在左右，而在水表面层，分子间的距离大于，分子间的作用力表现为引力，称为表面张力，所以水黾能停在水面上，叶面上的露珠，玻璃板上的小水银滴等，形状总是球形的，都是因为表面张力的作用。
19．（1）ACD；（2）
【详解】
（1）A．水的表面层分子间距较大，分子力表现为引力，这种分子之间的引力液面具有收缩的趋势，针轻放在水面上，它会浮在水面，正是由于水表面存在表面张力的缘故，A正确；
B．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是因为水不浸润油脂，但可以浸润玻璃，B错误；
C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，水滴处于完全失重状态，水滴表面仅在表面张力的作用下有收缩为球形的趋势，C正确；
D．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关，D正确；
E．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，这是由于玻璃板之间的空气排开后，中间没有空气，即气压为零，而两玻璃板外面存在大气压强，大气压将两块玻璃紧紧地压在一起，E错误。
故选ACD。
（2）设气缸的横截面积为S，活塞处于初始位置时气缸内气体的压强为p，大气压强为p0，有
在活塞上移后，气缸内气体的压强变为p0．设气体的体积为，由玻意耳定律得
设气缸内水印面上升Δx，有
，
联立以上各式，解得
故初始时气缸内气体的压强为。
20．见解析
【详解】
实验现象：
（1）把张有皂膜的铁丝圆环置于水龙头之下，让一束细流穿膜而过，发现皂膜完好无损；
（2）用被水浸湿的细铁丝轻轻捅穿皂膜，皂膜并未发生破碎；
（3）往皂膜上滴一小滴酒精（或用烧热的铁丝戳皂膜），皂膜顷刻四分五裂。
解释：当细流或被水浸湿的铁丝在穿过肥皂膜时，细流表面与铁丝表面由于存在水分，从而与皂膜发生浸润，使得穿过之处的皂膜仍保持完整，不会破裂。而当往皂膜上第一滴酒精时，由于酒精会使与皂膜接触位置中的水分迅速蒸发，皂膜其他部分的水分来不及补充蒸发位置的水分，皂膜就发生了破裂，同理可知用烧热的铁丝辍皂膜时，也是由于使接触部位皂膜的水分即刻蒸发，导致皂膜瞬间破裂。
21．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球形。
【详解】
处于失重状态的宇宙飞船中，重力的作用减弱，液体表面张力的作用会增强，在表面张力作用下，液体表面积减小，在相同的体积下，球的表面积最小，所以在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球形。
22．见解析
【详解】
由于海水水面有表面张力的作用，水珠之间相互吸引着，风很难把水珠刮起，只能形成海浪，所以海洋上的风只能带起少量的水沫，而沙漠中的沙子却不一样，沙粒之间作用力很小，几乎没有，所以风能很容易刮起大量沙子。
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