高中物理：2.4 液体的表面张力（含答案）

液体的表面张力
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基础练
?题组一　表面张力
1．关于液体的表面张力，下列说法中错误的是(　　)
A．表面张力是液面各部分间相互吸引的力，方向与液面相切
B．表面张力是液面分子间的作用力的宏观体现
C．表面层里的分子距离比液体内部的小，分子间的作用力表现为引力
D．不论是水还是水银，表面张力都要使液面收缩
2．下列说法正确的是(　　)
A．液体表面张力是由于液体分子间斥力的作用产生的
B．液体表面张力是由于气体分子对表面层液体分子的吸引产生的
C．在液体的表面层里，分子间距离大，分子间斥力消失，只有引力
D．由于液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间的作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
3．(多选)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
4．(多选)关于液体表面现象的说法中正确的是(　　)
A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力小，又受液体的浮力
B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力
C．玻璃管的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃，在表面张力的作用下，表面要收缩到最小
D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴的表面张力作用
?题组二　浸润与不浸润
5. (多选)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(　　)
　甲　　　乙
A．A固体和B管可能是同种材料
B．A固体和B管一定不是同种材料
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毛细管是浸润现象
6．(多选)若一种液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则(　　)
A．附着层分子密度小于液体内分子的密度
B．附着层内分子的作用力表现为斥力
C．管中的液体一定是凹弯月面的
D．液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
7．两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去，在如图所示的四个图中(图中箭头指向地球中心)：
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．
?题组三　毛细现象
8. 在水中浸入两个同样粗细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，如图所示，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(　　)
A．会不断地流出
B．不会流出
C．不一定会流出
D．会流出很少的一部分
9．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．两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中，管内水柱的高度相同
提升练
10．由于海水表面有表面张力的作用，水珠之间相互吸引着，这样使得风很难把水珠刮起，只能够形成海浪，所以海洋上的风中只带有少量的水沫；而沙漠中的沙子却不一样，沙粒之间几乎没有作用力，所以风很容易刮起大量的沙子……根据以上规律联系所学知识请你设想，如果玻璃杯中盛有少量水银，在太空轨道上运行的宇宙飞船内，水银在杯子中将呈现下图所示的怎样的形状(　　)
A　　　B　　　C　　　D
11．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，如图所示，现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面，则(　　)
A．天平仍然平衡
B．由于铁丝离开水面沾上液体，重力增加而使天平平衡被破坏，左端下降
C．由于铁丝刚离开液面，和液面间生成一液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降
D．以上说法都不对
12．(多选)将不同材料制成的甲、乙两细管插入同一液体中，甲管内液面比管外液面低，乙管内液面比管外液面高，则下面说法正确的是(　　)
A．液体对甲管是浸润的
B．液体对甲管是不浸润的
C．液体对乙管是浸润的
D．乙管是毛细现象，甲管不是毛细现象
13．(多选)关于液体表面张力，下列说法中正确的有(　　)
甲　　　　乙　　　　丙　　　　丁
A．甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果
B．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力
C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用
D．丁图中液体表面张力方向与液面平行
参考答案：
基础练
?题组一　表面张力
1．关于液体的表面张力，下列说法中错误的是(　　)
A．表面张力是液面各部分间相互吸引的力，方向与液面相切
B．表面张力是液面分子间的作用力的宏观体现
C．表面层里的分子距离比液体内部的小，分子间的作用力表现为引力
D．不论是水还是水银，表面张力都要使液面收缩
C　[表面张力是液面各部分间相互吸引的力，方向与液面相切，在液体与气体相接触的表面层中，液体分子的分布比液体内部的稀疏，即分子间距大于r0，分子间的相互作用力表现为引力，其宏观表现是使液面收缩，好像绷紧的橡皮膜一样，所以错误的只有C选项．]
2．下列说法正确的是(　　)
A．液体表面张力是由于液体分子间斥力的作用产生的
B．液体表面张力是由于气体分子对表面层液体分子的吸引产生的
C．在液体的表面层里，分子间距离大，分子间斥力消失，只有引力
D．由于液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间的作用力表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势
D　[液体表面张力是液体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，分子力表现为引力的结果，而非气体分子对表面层液体分子的吸引产生的，表面张力使液体表面具有收缩的趋势，故A、B错误，D正确；在液体的表面层里，分子斥力和引力同时存在，只不过引力大于斥力，分子力表现为引力而已，C错误．]
3．(多选)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
BCD　[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，小昆虫能在水面上走动，都因受到液体的表面张力的作用．故B、C、D正确．]
4．(多选)关于液体表面现象的说法中正确的是(　　)
A．把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到的重力小，又受液体的浮力
B．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，是因为液体表面分子间有相互吸引力
C．玻璃管的裂口放在火上烧熔，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃，在表面张力的作用下，表面要收缩到最小
D．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴的表面张力作用
BCD　[液体表面分子间距离较大，表现为引力，使液体的表面积有收缩到最小的趋势，于是形成一层水膜，使针受到向上的支持力，而不是浮力，故A错；水银呈球状，熔化的玻璃变圆，都是由液体表面张力造成的，故B、C正确；油滴呈圆形是因为漂浮在热菜汤上的油滴由于液体的表面张力的作用，其表面积要收缩到最小，因此呈圆形，故D正确．]
?题组二　浸润与不浸润
5. (多选)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(　　)
　甲　　　乙
A．A固体和B管可能是同种材料
B．A固体和B管一定不是同种材料
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毛细管是浸润现象
BCD　[由所给现象可知该溶液对固体A不浸润，对固体B浸润；毛细现象是浸润和不浸润与表面张力共同作用的结果．]
6．(多选)若一种液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时，则(　　)
A．附着层分子密度小于液体内分子的密度
B．附着层内分子的作用力表现为斥力
C．管中的液体一定是凹弯月面的
D．液体跟固体接触的面积有扩大的趋势
BCD　[浸润现象中固体分子与液体分子间引力相当强，造成附着层内分子的分布比液体内部更密，附着层内分子之间表现为斥力，使液体跟固体接触的面积有扩大的趋势．故B、C、D正确．]
7．两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去，在如图所示的四个图中(图中箭头指向地球中心)：
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]　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．
[答案]　(1)C　(2)B
?题组三　毛细现象
8. 在水中浸入两个同样粗细的毛细管，一个是直的，另一个是弯的，如图所示，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(　　)
A．会不断地流出
B．不会流出
C．不一定会流出
D．会流出很少的一部分
B　[因为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，且表面张力的合力等于重力，故水不能流出，选项B正确．]
9．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．两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中，管内水柱的高度相同
B　[同一种液体是浸润液体还是不浸润液体是相对的，水对玻璃来说是浸润液体，对蜂蜡来说是不浸润液体，水银对玻璃来说是不浸润液体，对铅来说是浸润液体，故A错误；在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面成凹形，且液体在容器内上升，如果液体不能浸润器壁，液面成凸形，B正确；如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱，就会形成不浸润现象，不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏，故C错误；内径不同的几支细玻璃管，管内水柱的高度不同，管越细，高度越高，毛细现象越明显，D错误．]
提升练
10．由于海水表面有表面张力的作用，水珠之间相互吸引着，这样使得风很难把水珠刮起，只能够形成海浪，所以海洋上的风中只带有少量的水沫；而沙漠中的沙子却不一样，沙粒之间几乎没有作用力，所以风很容易刮起大量的沙子……根据以上规律联系所学知识请你设想，如果玻璃杯中盛有少量水银，在太空轨道上运行的宇宙飞船内，水银在杯子中将呈现下图所示的怎样的形状(　　)
A　　　B　　　C　　　D
D　[在宇宙飞船内完全失重的情况下，由于重力的存在而产生的一切现象随之消失．因为液体的表面张力不受重力的影响，水银不浸润玻璃，水银的形状只由表面张力来决定．在液体表面张力的作用下，水银的表面有收缩到最小的趋势，而体积一定时，球形的表面积最小．所以最终水银会呈现球形，D正确．]
11．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，如图所示，现将左端液体下移使铁丝刚刚露出液面，则(　　)
A．天平仍然平衡
B．由于铁丝离开水面沾上液体，重力增加而使天平平衡被破坏，左端下降
C．由于铁丝刚离开液面，和液面间生成一液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降
D．以上说法都不对
C　[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．]
12．(多选)将不同材料制成的甲、乙两细管插入同一液体中，甲管内液面比管外液面低，乙管内液面比管外液面高，则下面说法正确的是(　　)
A．液体对甲管是浸润的
B．液体对甲管是不浸润的
C．液体对乙管是浸润的
D．乙管是毛细现象，甲管不是毛细现象
BC　[管径很细的管子叫毛细管．将毛细管插入液体内时，管内、外液面会产生高度差．如果液体浸润管壁，管内液面高于管外液面；如果液体不浸润管壁，管内液面低于管外液面，这种现象叫毛细现象．故A错误，B、C正确；甲管中液面比管外液面低，乙管中液面比管外液面高都是由于毛细现象而产生的，故D错误．故选BC．]
13．(多选)关于液体表面张力，下列说法中正确的有(　　)
甲　　　　乙　　　　丙　　　　丁
A．甲图中露珠呈球形，这是地球引力作用的结果
B．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力
C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用
D．丁图中液体表面张力方向与液面平行
BCD　[甲图中露珠呈球形，这是液体表面张力的结果．故A错误；乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子表现为引力，从而产生表面张力．故B正确；丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用．故C正确；丁图中液体表面张力方向与液面平行．故D正确．]