高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第四节 液体的表面张力精品同步训练题

2.4 液体的表面张力  同步练习

一、单选题

1．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

【答案】B

【解析】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。

2．关于以下四幅图片的说法中，正确的是（　　）

A．图甲中，向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于玻璃板的重力，主要是受到大气压力的影响

B．图乙中，小女孩吹出的肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关

C．图丙中，液体与玻璃杯壁接触的附着层的液体分子之间的分子力表现为引力

D．图丁中，石英沿垂直x轴晶面上的压电效应最显著，沿其他方向不明显，说明石英是多晶体

【答案】B

【解析】A．向上拉动下表面紧贴水面的玻璃板时，拉力大于玻璃板的重力，主要是受到水的张力的影响，故A错误；B．表面张力让液体收缩，而球面是同体积物体最小的表面积，所以肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关，故B正确；C．玻璃杯附着层内的液体分子由于受到固体分子的吸引，所以附着层液体分子比较密集，分子之间的分子力表现为斥力，故C错误；D．石英沿垂直x轴晶面上的压电效应最显著，沿其他方向不明显，说明具有各向异性的压电效应，故D错误。故选B。

3．水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将发生上升或下降现象，现把粗细不同的三根毛细管插入水或水银中，液柱如图所示，其中正确的现象应是（　　）

A．B．C．D．

【答案】D

【解析】AC．水银对玻璃是不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小，液体分子间距较大此时附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故AC错误；BD．水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小，分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上升的高度越大，故D正确，B错误。故选D。

4．立方体玻璃容器内盛一定体积的水，盖上玻璃盖后置于完全失重环境下，则容器内水（图中阴影区域）的形状可能是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【解析】水处于完全失重状态，由于水对玻璃的浸润性，在表面张力的作用下，水应该吸附在容器的内表面呈现A的形状。故选A。

5．习总书记指出“绿水青山就是金山银山”，彰显出我国对生态环境保护的重视。江河、湖、海、湿地、森林和草原等在调节水平衡中发挥着重要作用。关于降雨和地球水循环，下列说法中正确的是（　　）

A．地表水和海水放出热量后，汽化成水蒸气

B．部分上升的水蒸气与冷空气接触，会液化成小水滴

C．小水滴遇到更冷的气流时吸收热量，凝华成小冰珠

D．小冰珠在降落过程中放出热量，熔化成雨水

【答案】B

【解析】A．地表水和海水吸热后才能汽化为水蒸气，故A错误；B．部分上升的水蒸气与冷空气接触，由气态的水蒸气变成液态的水，发生液化现象，故B正确；C．小水滴遇到更寒冷的气流，放出热量，由液态的小水滴变成固态的小冰晶，是凝固现象，故C错误；D．小冰珠在降落过程中会吸收热量，由固态熔化成雨水，故D错误。故选B。

6．下列说法中不正确的是（　　）

A．图1为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图可知状态①的温度比状态②的温度高

B．图2为一定质量的理想气体状态变化的图线，由图可知气体由状态变化到的过程中，气体分子平均动能先增大后减小

C．图3为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离时，分子势能随分子间的距离增大而增大

D．液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离小；附着层内液体分子间的距离大于液体内部分子间的距离

【答案】D

【解析】A．图像的峰值对应的速率较大，所以温度较高，所以状态①的温度比状态②的温度高。A正确，不符合题意；B．图线中等温线是双曲线的一支，由图可知，气体由状态变化到的过程中，温度先升高后降低，则气体分子平均动能先增大后减小。B正确，不符合题意；C．当分子间的距离时，分子力表现为引力，则分子间距离越大，分子引力做负功，分子势能增大。C正确，不符合题意；D．液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大；当物体被浸润时，附着层内液体分子间的距离小于液体内部分子间的距离，当物体不能被浸润时，附着层内液体分子间的距离大于液体内部分子间的距离。D错误，符合题意。故选D。

7．下列说法正确的是（       ）

A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故

B．一定量的水变成的水蒸汽，其分子之间的势能增加

C．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大

D．水能浸润玻璃，其附着层分子间距大，分子力体现为引力

【答案】B

【解析】A．气体分子之间的距离很大，分子力近似为零，分子势能也近似为零，气体如果失去了容器的约束就会散开，是由于分子杂乱无章运动的结果，A错误；B．一定量的水变成的水蒸汽时，吸收热量，内能增加，由于分子平均动能不变，因此分子势能增加，B正确；C．气体温度升高，气体分子的平均动能增大，如果气体分子总数不变，但气体的体积如何变化不确定，所以单位体积内的分子数可能增大，可能不变，也可能减少，所以压强可能增大，可能减小，也可能不变，C错误。D．水能浸润玻璃，其附着层分子间距大，分子力体现为斥力，D错误。故选B。

8．下列说法正确的是（　　）

A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能增大

B．布朗运动是液体中悬浮微粒分子在运动

C．液晶就是液体和晶体的混合物

D．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上，这是由于水表面存在表面张力的缘故

【答案】D

【解析】A．物体缓慢举高，其机械能增加，但内能不变，故A正确；B．布朗运动是液体中悬浮微粒的运动，不是悬浮微粒分子的运动，故B错误；C．液晶不是指液体和晶体的混合物，是一种特殊的物质，液晶像液体一样可以流动，又具有晶体各向异性的特性，故C错误；D．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，浮力很小，可以忽略不计，故一定是由于水表面存在表面张力的缘故，故D正确。 故选D。

9．清晨树叶上挂满球形的露珠，已知水分子间的势能Ep和分子间距离r的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．露珠成球形是由于水的表面张力引起的

B．露珠表层中水分子之间的相互作用表现为斥力

C．能总体上反映露珠内部分子势能的是图中的C点

D．能总体上反映露珠表层中分子势能的是图中的A点

【答案】A

【解析】A．由于水的表面张力作用，荷叶上的小水滴总是球形的。故A正确；B．在小水滴表面层中，水分子间距较大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力；故B错误；C．在小水滴内部，水分子间的距离在r0左右（分子间的距离等于r0时，分子力为0），则分子间距离等于r0的位置是图中B点，故C错误；D．露珠表层中分子，时，故表现为引力的位置只能为C点。故D错误。故选A。

10．对于下列四幅教材插图的说法，正确的是（        ）

A．甲图中分子间距离为r0时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能也为零

B．乙图中欲使玻璃板离开水面，绳子对玻璃板的拉力大于玻璃板的重力

C．丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离，分子间表现为斥力

D．丁图中封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这表明气体分子间距离减小时，分子力间斥力会增大。

【答案】B

【解析】A．甲图中分子间距离为r0时，分子间斥力、引力都不为零，但是合力为零，分子势能最小，分子势能的大小与零势能的规定有关，因为没有规定零势能，所以此位置的分子势能不一定为零，故A错误；B．图乙由于玻璃板与液体间存在分子引力，故玻璃板的拉力一定大于玻璃板的重力，故B正确；C．图丙为液体的结构的示意图，由图可知，液体表面层的分子距离较大，但分子间的引力和斥力都比液体内部的小，只是分子斥力减小得更快，故表现出来的是引力。故C错误；D．丁图中封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中阻力增大，是气体压强逐渐变大的缘故，故D错误。故选B。

二、多选题

11．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，分子间作用力表现为引力

C．不论是水还是水银，表面张力都会使表面收缩

D．表面张力的方向与液面垂直

【答案】BC

【解析】A．表面张力是液体表面层分子间的相互作用力，而不是液体内部各部分之间的相互作用力，故A错误；B．与气体接触的液体表面层的分子间距离大于分子的平衡距离r0，分子间作用力表现为引力，故B正确；CD．表面张力使液体表面有收缩的趋势，它的方向总是与液面相切，故C正确，D错误。故选BC。

12．用力与液体内部的分子对附着层分子作用力之间的大小关系，下列现象中，是由液体的表面张力造成的是（　　）

A．游泳时弄湿了的头发黏在一起

B．熔化的铁水注入内空且为球形的砂箱，冷却后铸成一个铁球

C．脱湿衣服感觉很费劲

D．绸布伞有缝隙但不漏雨水

【答案】AD

【解析】A．游泳时弄湿了的头发黏在一起是由于液体的表面张力造成的，故A正确；B．熔化的铁水注入内空且为球形的砂箱，冷却后铸成一个铁球,铁球的形状决定于砂箱的形状，与液体表面张力无关，故B错误；C．脱湿衣服费劲是分子间作用力造成的，故C错误；D．由于雨水表面存在表面张力，虽然布伞有孔，但不漏水，与表面张力有关，故D正确。故选AD。

13．关于热学现象和热学规律，下列说法正确的是（　　）

A．碳素墨水中碳粒的布朗运动是由碳分子的无规则运动引起的

B．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸，这是食盐分子的扩散现象

C．清晨，树叶上的水滴球形是出于水滴四周都有大气压力

D．机械能可以为零，但内能永远不为零

E．晶体的形状可能是无规则的

【答案】BDE

【解析】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的表现，选项A错误；B．盐分子在水中扩散，使得整杯水变咸，选项B正确；C．清晨，树叶上的水滴呈球形是由于水的表面张力，选项C错误；D．机械能是动能与势能的总和，可以为零，由于分子永不停息地做无规则运动，内能不可能为零，选项D正确；E．多晶体没有固定的几何形状，选项E正确。故选BDE。

14．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）

A．物体内能的大小与它的机械运动无关

B．从窗户射入的阳光中可以看到灰尘飞舞，这是布朗运动

C．由于液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在张力

D．当两分子间的作用力表现为引力时，若分子力减小，说明分子间的距离增大

E．某物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质单位体积内所含的分子数为

【答案】ACE

【解析】A．物体的内能大小与物体的温度、物质的量、体积有关，与它整体的机械运动无关，故A正确；B．布朗运动是悬浮微粒的运动，肉眼看不见，灰尘飞舞是空气对流引起的，故B错误；C．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，故液体表面存在张力，故C正确；D．当两分子间的作用力表现为引力时，分子力减小，分子间的距离可能在增大也可能在减小，故D错误；E．每个分子的质量

单位体积的质量等于单位体积乘以密度，质量除以摩尔质量等于摩尔数，所以单位体积所含的分子数

故E正确。故选ACE。

三、解答题

15．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？

【答案】见解析

【解析】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。

16．如图所示是液体表面附近分子分布的大致情况．

请结合图片思考：

（1）液体表面层内的分子间距离和分子力各有什么特点？

（2）小昆虫、缝衣针在水面上不下沉与小木块浮在水面上的道理相同吗？

【答案】（1）见解析；（2）见解析

【解析】（1）液体表面层内分子间距离大于r0，分子间作用力表现为引力．

（2）不同．小昆虫、缝衣针能在水面上不下沉是液体表面张力在起作用．小木块浮在水面上是重力和水的浮力平衡的结果．