2.4液体的表面张力 同步练习（Word版含解析）

粤教版（2019）选择性必修三 2.4 液体的表面张力
一、单选题
1．有关水分子下列说法正确的是（　　）
A．水由液体变为同温度的气体的过程中，动能不变，分子势能也不变
B．自由下落的水滴呈现球状是因为水滴表面张力消失造成的
C．水对玻璃是浸润的，原因是附着层中水分子距离大于平衡间距而表现为引力
D．在一定温度下水的饱和气压决定于饱和气中水分子的数密度
2．下列说法中错误的是（　　）
A．扩散现象可以在液体、气体中发生，也能在固体中发生
B．液体不浸润固体的原因是，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏
C．单位时间内，气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强不一定减小
D．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
3．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
4．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
5．下列有关水的热学现象和结论说法正确的是（　　）
A．常温下一个水分子的体积大约为3×10 29 m3
B．2℃的水温低于274K的水温
C．水易流动说明水分子间没有作用力
D．一滴墨水滴入水中最终混合均匀，是因为碳粒受重力的作用
6．图甲是吹肥皂泡游戏的画面，表达了小朋友童年时对美好生活的向往、如图乙，在玻璃杯内注入肥皂水，再用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出大小不一、在空中做无规则运动的肥皂泡，则（　　）
A．肥皂水不能浸润玻璃
B．肥皂泡的无规则运动属于布朗运动
C．肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关
D．肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力
7．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
8．如图所示，a、b是航天员王亚平在“天宫一号”实验舱做水球实验时水球中形成的气泡。a、b两气泡温度相同且a的体积大，气泡内的气体视为理想气体，则（　　）
A．该水球内的水分子之间只有引力
B．a内气体的分子平均动能比b的大
C．水球呈球形是表面张力作用的结果
D．在水球表面滴一小滴红墨水，最后水球呈红色，这是布朗运动的结果
9．下列说法不正确的是（　　）
A．液体表面分子间的距离大于分子间的平衡距离，使得液面有表面张力
B．布朗运动是由于水分子做无规则运动碰撞固体分子的结果
C．一定量的0℃的水凝结成0℃的冰，内能一定减小
D．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性
10．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
11．有甲、乙、丙三支相同的温度计，其中一支不准确，将甲放在空气中，乙放在密闭的酒精瓶中，将丙放在开口的酒精瓶中，过一段时间，三支温度计的示数都是22℃，则（　　）
A．甲不准确
B．乙不准确
C．丙不准确
D．不能判定哪支不准确
12．对动态平衡说法不正确的是（　　）
A．当气态分子数的密度增大到一定程度时就会达到这样的状态
B．在相同时间内回到液体中的分子数等于从液体表面飞出去的分子数
C．处于动态平衡时，蒸发的速度不再增大，液体也不再减少
D．处于动态平衡时，蒸发停止
13．下列关于液体的热现象说法正确的是（　　）
A．表面张力的作用是使液体表面伸张
B．液体表面张力使其体积有收缩到最小的趋势
C．毛细现象表现为：浸润细管的液体在细管中上升、不浸润细管的液体在细管中下降
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子比较稀疏，分子间斥力大于引力
14．规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一、合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正确的是（　　）
A．图片中的口罩为不合格产品
B．图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关
C．图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集
D．该材料对所有的液体都是不浸润的
15．关于固体、液体的性质，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于表面张力的作用
B．单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向同性的特点
D．晶体不可能转化为非晶体
二、填空题
16．（1）单晶体有各向_______的特点．
（2）液体的温度越高，表面张力_______；液体中溶有杂质时，表面张力_______；液体的密度越大，表面张力_______．
（3）关于饱和汽压的特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压______，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．
17．在久旱下透雨后，种有作物的土地往往用锄松一遍，这是为了________．
18．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现图乙的情况．若A固体和B毛细管都很干净，则A固体和B管一定___(选填“是”或“不是”）同种材料,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的分子的引力_____(选填“大”或“小”）．
三、解答题
19．菜农在一种蔬菜完全收割之后往往会将地翻松，在适合的时节再种植新的蔬菜。据菜农说，翻松的土层可以防止土壤中的水分散失，这是什么道理？
20．物理学中，把单位长度边界线上的表面张力，称为表面张力系数，用σ表示，单位为，如图所示的装置，可以测定肥皂的表面张力系数，在一个开口向下的框架上有一根可自由滑动的细金属丝ab，框上布满肥皂后，竖直在空气中，在金属丝下挂一小重物m，使肥皂膜恰好不致破裂。如果已知细金属丝和小球重，金属丝长，则测得肥皂膜的表面张力系数为多少？
21．让我们来做一个实验：先用铁丝弯成一个圆环，并系上用细棉线围成的一个小线圈。再把这个圆环浸在肥皂水中，然后提出液面，环上便蒙了一层肥皂膜。这时我们发现，圆环中的小线圈可以在肥皂膜中自由地移动（如图a）；用一根针轻轻地将小线圈中的肥皂膜捅破，这时可看到小线圈立刻被拉成一个圆环（如图b）。这是什么原因呢？
22．自动蓬松的腈纶线：取一小团腈纶线，剪40根长为的线段，并成一股，梳理整齐后，两端用粗铜丝扎紧，让腈纶线松松地悬于木架的两只羊眼圈上，如图a所示，再用一枝铅笔按在线上，用力快速来回摩擦几下，移开铅笔后，你会观察到腈纶线向四周蓬松，呈橄榄状，如图b所示，请你解释这个现象，若用沾少量水的脱脂棉在腈纶线上从左至右揩一下，再用铅笔重复摩擦，它们再也不会呈现橄榄状了，这又是什么原因？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
A．水由液体变为同温度的气体的过程中，温度不变，则分子动能不变，因为要吸收热量，则分子势能变大，选项A错误；
B．自由下落的水滴呈现球状是因为水滴表面张力作用造成的，选项B错误；
C．水对玻璃是浸润的，原因是附着层中水分子距离小于平衡间距而表现为斥力，附着层出现扩展的趋势，选项C错误；
D．在一定温度下水的饱和气压决定于饱和气中水分子的数密度，选项D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．扩散现象可以在液体、气体中发生，也能在固体中发生，A正确，不符合题意；
B．液体不浸润固体的原因是，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏，分子力体现为引力，B正确，不符合题意；
C．单位时间内，气体分子对容器壁单位面积上的碰撞次数减少，气体的压强不一定减小，因为还跟气体分子的动能有关，C正确，不符合题意；
D．PM2.5在空气中的运动是固体颗粒的无规则运动，属于布朗运动，D错误，符合题意。
故选D。
3．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。
4．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。
5．A
【详解】
A．水的摩尔质量为
水的密度为，则水分子的体积约为
故A正确；
B．摄氏温度与热力学温度的关系为
故2℃的水的热力学温度为275.15K，比274K大，故B错误；
C．水易流动是因为液体具有流动性，不能说明水分子间没有作用力，故C错误；
D．一切物质的分子都在不停的做无规则热运动，墨水与水混合均匀是分子热运动导致的扩散现象，不是因为碳粒受重力的作用，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】
A．一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，肥皂水不能浸润蜂蜡或石蜡但可以浸润玻璃，故A错误；
B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，故肥皂泡的无规则运动不属于布朗运动，B错误；
C．液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势，肥皂泡在空中呈球状是由于液体表面张力引起的，故C正确；
D．分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大，但斥力增加的快，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】
A．表面张力是液体表面层分子间的作用力，选项A错误；
B．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，选项B正确；
C．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，选项C错误；
D．表面张力的方向沿液面的切线方向，与分界面垂直，选项D错误。
故选B。
8．C
【详解】
A．分子之间同时存在引力和和斥力，故A错误；
B．a、b两气泡温度相同，则a内气体的分子平均动能与b的相等，故B错误；
C．水球呈球形是表面张力作用的结果，故C正确；
D．由于分子的无规则运动，最终红色将扩散到整个水球，这是扩散现象，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．液体表面分子间的距离大于分子间的平衡距离，分子力表现为引力，从而使得液体表面存在张力，故A正确；
B．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是水分子做无规则运动碰撞固体颗粒的结果，故B错误；
C．在一定条件下，一定量的0℃的水凝结成0℃的冰，温度不变，但向外放出热量，所以内能减小，故C正确；
D．液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学的各向异性特点，故D正确。
选择不正确的选项，故选B。
10．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。
11．C
【详解】
蒸发需要吸热，液体本身的温度要降低，甲温度计上无液体，不存在蒸发现象；
乙放在密闭的酒精瓶中，蒸发受阻，不能进行，故温度计的示数与周围环境的温度相同，应准确；
丙在开口的酒精瓶中，酒精蒸发吸热，酒精温度应降低，所以应低于22℃，故丙不准确。
故选C。
12．D
【详解】
根据对水的蒸发的分析可知当气态分子的密度增大到一定程度时，就会达到这样状态；而达到动态平衡时，蒸发和凝结仍在继续进行，只不过达到动态平衡而已。此时在相同时间内回到液体中的分子数等于从液体表面飞出去的分子数；此时液体不再减小，蒸汽的密度不再增大。选项ABC正确，D错误。
本题选不正确的，故选D。
13．C
【详解】
A．表面张力的作用是使液体表面收缩，故A错误；
B．液体表面张力使其表面积具有收缩到最小趋势，故B错误；
C．毛细现象表现为：浸润细管的液体在细管中上升、不浸润细管的液体在细管中下降，故C正确；
D．液体表面张力产生的原因是液体表面层分子比较稀疏，分子间引力大于斥力，故D错误。
故选C。
14．B
【详解】
A．根据题意合格的一次性医用防护口罩内则所用材料对水都是不浸润的，如图所示水没有浸润到口罩内侧，所以照片中的口罩一定为合格产品，故A错误；
BC．如图所示，小水滴为球形是由于液体表面张力造成的，照片中附着层内分子比水的内部稀疏，表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，故B正确，C错误；
D．浸润与不浸润现象是相对的，所以水不是对所有材料都是不浸润的，故D错误。
故选B。
15．A
【详解】
A．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于表面张力的作用，故A正确；
B．单晶体和多晶体都有确定的熔点，，故B错误；
C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学各向异性的特点，故C错误；
D．晶体在一定条件下可以转化为非晶体，故D错误。
故选A。
16． 异性 越小 变小 越大 越大
【详解】
（1）单晶体有各向异性的特点．
（2）根据表面张力的形成可知，液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大．
（3）关于饱和汽压的特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．
17．破坏毛细管，保留水分
【详解】
久旱下透雨后，被液体表面封闭，空气与水分不容易进入，因此要破坏表面层，利于作物的生长．
18． 不是 小
【详解】
[1]该液体不能附着在A的表面，所以对A是不浸润的；当把毛细管B插入这种液体时，液面呈现凹形说明液体对B是浸润的，所以A与B一定不是同种材料；
[2]根据浸润与不浸润的特点可知，浸润时，附着层内的分子引力小于固体对分子的引力；而不浸润时，附着层内的分子引力大于固体对分子的引力，所以固体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。
19．见解析
【详解】
土壤里有很多毛细管，地下水分可以沿着它们上升到地面，翻松土壤可以破坏土壤里的毛细管，从而防止土壤中的水分散失。
20．
【详解】
肥皂水膜有两个表面，根据力的平衡有
即
21．在小线圈中的肥皂膜被捅破前，各处张力都相等，所以膜上的棉线圈是松弛的，用针将小线圈中的肥皂膜捅破后，棉线圈外的薄膜由于表面张力的作用一起向外收缩，结果使棉线圈张紧成圆形
【详解】
在小线圈中的肥皂膜被捅破前，各处张力都相等，所以膜上的棉线圈是松弛的，用针将小线圈中的肥皂膜捅破后，棉线圈外的薄膜由于表面张力的作用一起向外收缩，结果使棉线圈张紧成圆形。
22．见解析
【详解】
用铅笔摩擦腈纶线，移开铅笔后，会让每一条腈纶线带上电荷，根据同种电荷相互排斥特点，我们会观察到腈纶线向四周蓬松，呈橄榄状；天然水可以导电，若用沾少量水的脱脂棉在腈纶线上从左至右揩一下，沾少量水的腈纶线不易产生静电，也就不会出现腈纶线相互排斥而呈现橄榄状的情况了，另外一方面，湿的腈纶线之间水存在表面张力，即使出现静电斥力也可以被水的表面张力平衡掉。
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