第三章《液体》章末测试题 word版含答案

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2019鲁科版高中物理选修3-3第三章《固体》章末测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.如图所示，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部分用热针刺破，棉线的形状是下图中的哪一个(　　)

A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】肥皂膜未被刺破时，作用在棉线两侧的表面张力互相平衡，棉线可以有任意形状.当把a部分肥皂膜刺破后，在b部分肥皂膜表面张力的作用下，棉线将被绷紧.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，圆面积最小，所以棉线被拉成凹的圆弧形状，正确选项为D.
2.在表面张力的作用下，水沿毛细管上升后，水的温度将(　　)
A．升高
B．降低
C．不变
D．上述三种情况都可能
【答案】B
【解析】水面升高，水的重力势能增大，唯一的能量来源是水的内能，此题应从能量守恒的角度考虑，所以B对.
3.有以下说法，其中正确的是 (　　)
A．在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力减小
B．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
C．晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征
D．温度、压力、电磁作用等可以改变液晶的光学性质
【答案】D
【解析】分子间的作用力是引力和斥力的合力，分子距离增大时，分子间作用力不一定增大，故A错误.布朗运动反映了花粉小颗粒的无规则运动，而花粉小颗粒是由大量分子组成的，所以布朗运动不是花粉小颗粒内部分子的无规则运动，故B错误.只有晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征，而多晶体没有规则形状，且有各向同性，故C错误.晶体的光学性质受温度、压力、电磁作用的影响而改变，故D正确.
4.下列关于液晶的说法正确的是(　　)
A．液晶态只是物质在一定温度范围内才具有的存在状态
B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏
C．人体组织中不存在液晶结构
D．笔记本电脑的彩色显示器，是因为在液晶中掺入了少量多色性染料，液晶中电场强度不同时，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示出各种颜色
【答案】D
【解析】液晶态可在一定温度范围或某一浓度范围存在，它对离子的渗透作用同人体的某些组织，在外加电压下，对不同色光的吸收强度不同，故D正确.
5.下列说法中错误的是(　　)
A．液晶态是介于固态和液态之间的中间态
B．液晶具有流动性
C．液晶表现出各向同性
D．液晶表现出各向异性
【答案】C
6.在水中浸入两个同样细的毛细管，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．无法判断会不会流出
【答案】B
【解析】因为水滴从弯管管口N处落下之前，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，从直管中水柱上升的高度可以看出，水的表面张力完全可以使弯管中的水不流出.
7.将一枚硬币轻轻地置于水面，可以不下沉，此时与硬币重力相平衡的力是(　　)
A．水的浮力
B．水的表面张力
C．水的浮力和表面张力的合力
D．水的浮力和空气的浮力的合力
【答案】B
8.关于液晶，下列说法正确的是(　　)
A．液晶既有液体的流动性，又具有某些晶体的光学各向异性
B．电脑屏幕上的液晶是固态的，在外加电压的影响下能够发光
C．液晶分子的排列整齐而且稳定
D．天然的所有物质都具有液晶态
【答案】A
【解析】液晶是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A正确.当液晶通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，阻止光线通过.所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，故B、C错误.所有能形成液晶的物质不是任何条件下都是液晶，只是在某个条件下才是液晶，才具有液晶态，故D错误.
9.下列说法正确的是 (　　)
A．表面张力就是分子力
B．水面托起缝衣针表明表面张力与缝衣针的重力相平衡
C．表面张力的方向与液面上分界线平行
D．液体表面好像张紧的橡皮膜具有收缩趋势
【答案】D
【解析】表面张力是液体表面层内分子引力的宏观表现，不能说表面张力就是分子力，故A选项错误；缝衣针在水面上静止是液膜对其弹力、水的静压力与重力平衡，B选项错误；表面张力的方向与液面上分界线垂直，且表面张力有使液面收缩的趋势，因此C选项错误，D选项正确.
10.关于液体表面张力的正确理解是(　　)
A．表面张力是由于液体表面发生形变引起的
B．表面张力是由于液体表面层内分子间引力大于斥力所引起的
C．表面张力是由于液体表面层内分子单纯具有一种引力所引起的
D．表面张力就其本质来说也是万有引力
【答案】B
【解析】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些，分子间的引力大于分子斥力，分子间的相互作用表现为引力，即表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的，故A、C、D错误，B正确.
11.用内径很小的玻璃管做成的水银气压计，其读数比实际气压(　　)
A．偏大
B．偏小
C．相同
D．无法解释
【答案】B
【解析】因为水银不浸润玻璃，所以玻璃管中的水银呈凸形；因为玻璃管很细，会发生毛细现象，使水银柱下降，所以气压计的读数应比实际气压偏小，选项B正确.
12.关于液体的表面张力，下面说法正确的是(　　)
A．表面张力是液体内各部分间的相互作用
B．表面张力的方向总是沿液体表面分布的
C．表面张力的方向总是垂直液面，指向液体内部
D．小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关
【答案】B
【解析】表面张力是表面层分子间的相互作用，所以A错；表面张力的方向和液面相切，并和两部分的分界线垂直，所以B对，C错；小昆虫能在水面上自由走动是由于表面张力的存在，因此D错.
13.关于浸润与不浸润现象，下面的说法中正确的是(　　)
A．水是浸润液体
B．水银是不浸润液体
C．同一种液体对不同的固体，可能是浸润的，也可能是不浸润的
D．只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
【答案】C
【解析】浸润或不浸润，是指一种液体对某一种固体来说的.孤立地说某种液体浸润或不浸润都没有意义.同一种液体对不同的固体，可能浸润，也可能不浸润，例如水对玻璃浸润，而对荷叶就不浸润.浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，都属于毛细现象，只有选项C正确.
14.在以下事例中，不能用液体表面张力来解释的是(　　)
A．草叶上的露珠呈圆球形
B．油滴在水面上会形成一层油膜
C．用湿布不易擦去玻璃窗上的灰尘
D．油瓶外总是附有一层薄薄的油
【答案】B
【解析】要抓住表面张力产生的原因，再结合实例的具体现象去分析，液体的表面层由于与空气接触，表面层里分子的分布比较稀疏，分子间呈引力作用，在这两个力的作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力，结合四个例子看，只有B中油膜不是收缩而是扩散，所以B选项不能用表面张力的理论来解释.
15.做这样的实验：如图所示，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂水里浸一下，使环上布满肥皂的薄膜.如果用热针刺破棉线里那部分薄膜，则棉线圈将成为(　　)

A．椭圆形
B．长方形
C．圆形
D．任意形状
【答案】C
【解析】液体在表面张力的作用下有收缩到最小的趋势，因此棉线圈将成为圆形.
16.关于浸润现象，下列说法正确的是 (　　)
A．水是浸润液体，水银是不浸润液体
B．水是不浸润液体，水银是浸润液体
C．浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏
D．不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏
【答案】D
【解析】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、B错；浸润现象中，附着层里的分子比液体内部密集，不浸润现象中，附着层里的分子比液体内部稀疏，C错，D对.故正确答案为D.
17.关于液晶，以下说法不正确的是(　　)
A．液晶既具有流动性，又具有光学各向异性
B．液晶分子排列的有序性介于固体和液体之间
C．当液晶中电场强度不同时，它对不同颜色的光吸收强度就不同
D．任何物质都有液晶态
【答案】D
【解析】液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，故A正确.液晶一方面像液体具有流动性，另一方面又像晶体，分子在特定方向排列比较整齐有序，具有各向异性的特点，故B正确.液晶具有光学各向异性，对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化，故C正确.并不是所有物质都有液晶态，只有一些有机化合物才有液晶态，故D错误.
18.处在液体表面层中的分子与液体内部的分子相比有 (　　)
A．较小的势能
B．较大的势能
C．相同的势能
D．较大的动能
【答案】B
19.液体表面张力产生的原因是(　　)
A．在液体的表面层里，分子间距大，分子间斥力消失，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的分子间距大，分子间引力占优势
D．液体分子间的排斥力的作用
【答案】C
【解析】液体表面层分子间距大于r0，因此分子力表现为引力，这是液体表面张力产生的原因，A、B、D错误，C正确.
20.液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器，由于机身薄，省电，低辐射等优点深受用户的青睐，下列关于液晶说法正确的是(　　)
A．液晶都是人工合成的，天然的液晶并不存在
B．液晶既有液体的流动性，又有光学的各向同性
C．当某些液晶中掺入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，它对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色
D．液晶的结构与液体的结构相同
【答案】C
【解析】液晶有人工合成的，也有天然的，例如液晶也存在于生物结构中，故A错误；液晶既有液体的流动性，又有光学的各向异性，故B错误；当某些液晶中掺入少量多色性染料后，在不同的电场强度下，它对不同颜色的光的吸收强度不一样，这样就能显示各种颜色，故C正确；液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态，结构与液体的结构不同，故D错误.

分卷II
二、计算题(共3小题,共40分)
21.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N/m，如图所示的装置，可以测定肥皂膜的表面张力系数，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，框上布满肥皂膜后，竖直在空气中，在金属丝下挂一小球m，使肥皂膜恰好不致破裂.如果已知细金属丝和小球的重力G＝1 N，金属丝长l＝20 cm，则测得肥皂膜的表面张力系数为多少？

【答案】2.5 N/m
【解析】肥皂水膜有两个表面，根据力的平衡有σl×2＝G
即σ＝＝N/m＝2.5 N/m.
22.如图所示为某一毛细现象示意图，接触角为θ(在液体与固体的接触处，分别作液面及固体表面的切线，两者通过液体内部所成的夹角称为接触角)，液体的表面张力系数为σ，密度为ρ，毛细管的半径为r，试求毛细管中液柱的高度h.

【答案】
【解析】液面与管壁的接触线处的表面张力在竖直方向分力的合力F与液柱重力G相等，F＝G，即σ2πrcosθ＝ρπr2gh，得h＝.
23.在“l”形铁丝框架上有一可以自由滑动的细铁丝ab，如图所示.铁丝长L＝20 cm，框上布着液膜.使液膜表面积增加ΔS＝200 cm2，需要做多少功？(液体表面单位长度上的表面张力α＝72×10－3N/m，摩擦可以不计)

【答案】2.88×10－3J
【解析】液膜有表面张力，使液膜有收缩趋势，要使液膜增大，必须用外力克服表面张力做功.由于液膜是两个液面，所以作用在ab杆上的表面张力F＝2αL，克服表面张力做功W＝Fs′＝2αLs′＝2αΔS＝2.88×10－3J.