2.3 表面张力和毛细现象 材料及其应用 课后限时训练（含答案）

表面张力和毛细现象 材料及其应用
(建议用时：40分钟)
基础练
?题组一　液体的表面张力
1．下列现象中，不是由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
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．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离
D．与液面接触的容器壁的分子对液体表面层分子有吸引力
3．我国宇航员王亚平在“天宫一号”空间实验室里完成了一个水球实验，用细金属环从水里取出一个水膜，不断向水膜上注水，水膜逐渐变成一个水球，如图所示。此实验中(　　)
A．水球受到的重力为零
B．水球表面分子间的作用力为零
C．水球的形成与液体的表面张力有关
D．宇航员经水球表面反射成倒立的像
4．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中，水分子间的作用力的下列说法正确的是(　　)
A．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大
C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大
?题组二　浸润和不浸润、毛细现象、液晶
5．下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是(　　)
A．水是浸润液体，水银是不浸润液体
B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏
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吸引力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力
6．关于液晶的说法正确的是(　　)
A．有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
B．液晶是液体和晶体的混合物
C．液晶分子保持固定的位置和取向，同时具有位置有序和取向有序
D．液晶具有流动性，光学性质各向同性
7．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
8．在密闭的容器内，放置一定量的液体，如图甲所示，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(　　)
(a) 　(b)　　(c)　　　(d)
甲　　　　　　　乙
A．仍然如图甲所示
B．只能如图乙中(a)所示
C．可能如图乙中(c)或(d)所示
D．可能如图乙中(a)或(b)所示
9．把水或油灌入小口瓶时，常在瓶口插入一根竹筷或玻璃棒，水或油就沿着竹筷或玻璃棒流入瓶中，不致于流到瓶子外面，这是什么道理？如果要将水银灌入小口瓶中，能否采用竹筷或是玻璃棒？你能想出其他的方法吗？
提升练
10．(多选)液晶在现代生活中扮演着重要的角色，下列对于液晶的认识，正确的是(　　)
A．液晶态就是固态和液态的混合物
B．液晶具有各向异性的性质
C．液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性
D．天然存在的液晶很多，如果这种物质是液晶，那么它在任何条件下都是液晶
11．(多选)在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的涂有油的大头针，大头针漂浮在水面上，水也不会流出，下列说法正确的是(　　)
A．大头针填充了水内分子间的空隙
B．水分子进入了大头针内的空隙
C．水面凸起，也不流出，是表面张力作用的结果
D．水的表面张力在起作用
12．(1)用纸折一只小船，船尾粘一小块肥皂，轻轻放在清水盆中，纸船会自动前进一小段距离，为什么？
(2)李晓同学到某风景区爬山，山上有一水潭，水潭中的水是富含矿物质的矿泉水。李晓发现水潭底部有许多硬币，可能是游客投掷的，令人惊奇的是，居然还有硬币浮在水面上，这是怎么回事，谁能帮李晓解开心中的谜团？
13．两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)。
A　　 　　B　　　C　　　D
(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。
参考答案：
基础练
?题组一　液体的表面张力
1．下列现象中，不是由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
A　[船浮在水面上是由于水的浮力作用，与表面张力无关；水的表面张力作用能使硬币或钢针浮在水面上；绸布伞伞面的布料有缝隙但不漏雨水是因为水的表面张力作用；玻璃熔化为液体后，其表面受表面张力作用，使表面收缩为球面，从而使玻璃片变钝，故本题应选A。]
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．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离
D．与液面接触的容器壁的分子对液体表面层分子有吸引力
C　[由于蒸发只在液体表面进行，因此液体表面分子比较稀疏，分子间的距离大于平衡距离r0，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，故C正确，A、B错误；液体表面张力与器壁对分子的作用力无关，故D错误。故选C。]
3．我国宇航员王亚平在“天宫一号”空间实验室里完成了一个水球实验，用细金属环从水里取出一个水膜，不断向水膜上注水，水膜逐渐变成一个水球，如图所示。此实验中(　　)
A．水球受到的重力为零
B．水球表面分子间的作用力为零
C．水球的形成与液体的表面张力有关
D．宇航员经水球表面反射成倒立的像
C　[水球处于完全失重状态，但是受到的重力不为零，A错误；水球表面分子间的作用力表现为引力，B错误；液体的表面张力作用使液体的表面积最小化，而在体积相同的情况下，球形的面积最小，C正确；由于水球类似于凸透镜，所以宇航员经水球折射成倒立的像，D错误。]
4．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠。这一物理过程中，水分子间的作用力的下列说法正确的是(　　)
A．引力消失，斥力增大 B．斥力消失，引力增大
C．引力、斥力都减小 D．引力、斥力都增大
D　[当水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离减小，分子间的引力和斥力同时增大，只是斥力比引力增加得更快一些，D正确。]
?题组二　浸润和不浸润、毛细现象、液晶
5．下列对浸润与不浸润现象的认识正确的是(　　)
A．水是浸润液体，水银是不浸润液体
B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏
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吸引力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力
D　[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，选项A错误；在浸润现象中，附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内部分子吸引力大，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，不浸润现象则相反，选项B、C错误，选项D正确。]
6．关于液晶的说法正确的是(　　)
A．有些液晶的光学性质随外加电压的变化而变化
B．液晶是液体和晶体的混合物
C．液晶分子保持固定的位置和取向，同时具有位置有序和取向有序
D．液晶具有流动性，光学性质各向同性
A　[液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，故A正确；液晶既具有液体的流动性和连续性，又具有光学性质各向异性的特点，故分子的位置不是固定的，故B、C、D错误。]
7．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
D　[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，选项D正确，B、C错误。]
8．在密闭的容器内，放置一定量的液体，如图甲所示，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(　　)
(a) 　(b)　　(c)　　　(d)
甲　　　　　　　乙
A．仍然如图甲所示
B．只能如图乙中(a)所示
C．可能如图乙中(c)或(d)所示
D．可能如图乙中(a)或(b)所示
D　[容器与液体所受重力均提供容器与液体做匀速圆周运动的向心力，液体仅受表面张力的作用，其表面收缩到面积最小的状态，所以如果液体对于容器是浸润的，那么将出现题图乙中(b)的情况；如果液体对于容器是不浸润的，那么就表现为题图乙中(a)的情况，故选项D正确。]
9．把水或油灌入小口瓶时，常在瓶口插入一根竹筷或玻璃棒，水或油就沿着竹筷或玻璃棒流入瓶中，不致于流到瓶子外面，这是什么道理？如果要将水银灌入小口瓶中，能否采用竹筷或是玻璃棒？你能想出其他的方法吗？
[解析]　水和油对竹筷或玻璃棒是浸润液体；不能；因为水银对竹筷或玻璃棒是不浸润液体，浸润铜或锌，所以用铜棒或锌棒引流即可。
[答案]　见解析
提升练
10．(多选)液晶在现代生活中扮演着重要的角色，下列对于液晶的认识，正确的是(　　)
A．液晶态就是固态和液态的混合物
B．液晶具有各向异性的性质
C．液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性
D．天然存在的液晶很多，如果这种物质是液晶，那么它在任何条件下都是液晶
BC　[液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，不是固态和液态的混合物，故A错误；液晶具有与晶体相似的性质，如具有光学各向异性，液晶显示器利用了液晶对光具有各向异性的性质，故B正确；液晶像液体一样可以流动，又具有某些晶体结构特征的一类物质，所以液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故C正确；天然存在的液晶并不多，多数液晶是人工合成的，如果这种物质是液晶，那么它在加热的条件下可能变成液体，故D错误。故选BC。]
11．(多选)在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的涂有油的大头针，大头针漂浮在水面上，水也不会流出，下列说法正确的是(　　)
A．大头针填充了水内分子间的空隙
B．水分子进入了大头针内的空隙
C．水面凸起，也不流出，是表面张力作用的结果
D．水的表面张力在起作用
CD　[水对涂有油的大头针是不浸润的，故水与大头针接触的表面具有收缩的趋势。随着水与大头针接触面积的增大，使得大头针附近的水面呈弯月形，大头针与水面的接触处受到弯曲水面的表面张力作用，如图：
由于表面张力的竖直分量可与大头针的重力保持平衡，故大头针可漂浮在水面上，故D正确，A、B错误；水面凸起水也不会流出，是因为表面张力的作用，使水面收缩，故C正确。]
12．(1)用纸折一只小船，船尾粘一小块肥皂，轻轻放在清水盆中，纸船会自动前进一小段距离，为什么？
(2)李晓同学到某风景区爬山，山上有一水潭，水潭中的水是富含矿物质的矿泉水。李晓发现水潭底部有许多硬币，可能是游客投掷的，令人惊奇的是，居然还有硬币浮在水面上，这是怎么回事，谁能帮李晓解开心中的谜团？
[解析]　(1)船尾粘有肥皂，每单位长度的表面张力减小，船四周水面收缩的表面张力的合力向前，使船自动前进。(2)一般来说，当水中溶有一些溶质后，其表面张力系数会发生变化。一般无机物如氯化钠、硝酸钾、盐酸、氢氧化钠等，溶于水后会使溶液的表面张力系数随着溶液浓度的增加而缓慢增大。因此纯水“托”不住硬币，而一些富含矿物质的矿泉水能“托”住硬币。
[答案]　见解析
13．两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)。
A　　 　　B　　　C　　　D
(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。
[解析]　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。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。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。
[答案]　(1)C　(2)B