3.1 液体的表面张力 同步练习（含答案解析） (2)

3.1
液体的表面张力
同步练习
1．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】　D
2．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3－1－3
3．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】　D
4．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】　C
5．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】　AD
6．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】　AD
7．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】　C
8．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】　D
9．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3－1－4
A．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3－1－5
10．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．
【答案】　见解析
12．如图3－1－7所示，把一根金属丝水平地悬挂在灵敏弹簧测力计的下端，然后将盛着液体的容器放在金属丝下面，使金属丝水平地浸入液体中，这时如果把灵敏弹簧测力计慢慢地向上移动，让金属丝水平地从液体里露出来，就可以看到金属丝和液面之间出现了一层液体的薄膜，同时金属丝本身也被薄膜包围着．由于表面张力的作用，薄膜向下拉金属丝，而使测力计的弹簧伸长，继续移动测力计，直到金属丝和液面之间的薄膜刚要断开为止．设此时测力计的读数为F，金属丝的重量为mg，求薄膜每一面上平行于金属丝的分界线上的表面张力的大小．
图3－1－7
【解析】　设液体表面张力为F1，由平衡条件得
mg＋2F1－F＝0.
解得F1＝(F－mg)．
【答案】　(F－mg)