人教版高中物理选修33同步练习液体.docx

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人教版高中物理选修33同步练习液体

课时2　液体

[对点训练]

知识点一·液体的微观结构和液体的表面张力

1．关于液体的表面张力，下列说法正确的是（　　）

A．由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于r0

B．由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离大于r0

C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力

D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势

答案　D

解析　由分子运动论可知，在液体与空气接触面附近的液体分子，液面上方的空气分子对它们的作用极其微弱，所以它们基本上只受到液体内部分子的作用，因而在液面处形成一个特殊的薄层，称为表面层。

在液体表面层内，分子的分布比液体内部稀疏，它们之间的距离r>r0，分子间作用力表现为引力，因此液体表面有收缩的趋势，故D正确。

2．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，水银在烧杯中呈现的形状是图中的（　　）

答案　D

解析　因为水银不浸润玻璃，所以在完全失重的情况下，其形状只由表面张力决定，在表面张力作用下，水银的表面要收缩至最小，因而最终水银成球形。

故D正确。

3．（多选）以下说法正确的是（　　）

A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中，原因是液体表面张力在起作用

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．喷泉喷射到空中的水形成一个个球形的小水珠是表面张力作用的结果

答案　AD

解析　仔细观察可以发现，小昆虫在水面上站定或行进过程中，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正确，C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正确。

4．（2018·甘肃武威二中期末）如图所示，金属框内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，棉线的形状是选项图中的（　　）

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。

当把肥皂膜的a部分刺破后，在肥皂膜的b部分的表面张力的作用下，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，故D正确。

5．肥皂泡内气体的压强p与外界大气压强p0相比较应是（　　）

A．p＞p0B．p＜p0

C．p＝p0D．不能确定

答案　A

解析　由于液体的表面张力作用，肥皂泡有收缩的趋势，所以内部压强要大于外部压强，故A正确。

6．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？

答案　因为水面有较强的表面张力，因而将硬币轻轻放在水面上会发生液面凹陷，则硬币受到液面表面张力作用，合力向上与重力平衡，则硬币能浮在水面上。

知识点二·浸润、不浸润及毛细现象

7．关于浸润和不浸润，下面说法正确的是（　　）

A．水是浸润液体，水银是不浸润液体

B．在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面呈凸形

C．如果固体分子跟液体分子间的引力比较弱，就会形成浸润现象

D．鸭的羽毛上有一层很薄的脂肪，使羽毛不被水浸润

答案　D

解析　一种液体对某些固体浸润，对另一些不浸润，并不是对所有固体均浸润，所以A错误；若浸润器壁，液面应呈凹形，所以B错误；若固体分子跟液体分子间的引力较弱，应形成不浸润现象，所以C错误；脂肪不被水浸润，所以D正确。

8．下面说法正确的是（　　）

A．鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿——毛细现象

B．细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形——表面张力

C．压紧土壤可以把地下水分引上来——浸润现象

D．保存地下的水分就要把地面的土壤锄松——表面张力

答案　B

解析　鸭子从池塘中出来，羽毛并不湿是不浸润现象，故A错误；细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变成球形，是表面张力的作用，因为表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，而体积相同情况下球的表面积最小，故呈球形，B正确；压紧土壤可以把地下水分引上来是毛细现象，故C错误；保存地下的水分就要把地面的土壤锄松，防止毛细现象的发生，故D错误。

故选B。

9．（多选）下列说法正确的是（　　）

A．浸润液体在细管里上升

B．不浸润液体在细管里下降

C．建筑房屋时，在砌砖的地基上要铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，这是为了增加毛细现象使地下水容易上升

D．农田里如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，可以减少毛细现象的发生

答案　ABD

解析　毛细现象和液体的浸润、不浸润相联系。

浸润液体在细管中上升，不浸润液体在细管中下降，故A、B正确；建筑房屋时，在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸，防止地下的水分沿着夯实的地基以及砖墙的毛细管上升，以使房屋保持干燥，土壤里有很多毛细管，地下的水分可以沿着它们上升到地面。

如果要保存地下的水分，就要把地面的土壤锄松，破坏土壤里的毛细管。

相反，如果想把地下的水分引上来，不仅要保持土壤里的毛细管，而且还要使它们变得更细，这时就要用工具将土壤压结实，故C错误，D正确。

10．（多选）下列说法中正确的是（　　）

A．附着层分子密度和表面层分子密度一样，小于液体内部的分子密度

B．若固体分子和液体分子间相互引力较弱，则附着层中分子密度小于液体内部分子密度，但大于表面层分子密度

C．由于固体分子对液体分子的引力肯定大于液体内部的分子引力，所以附着层分子密度肯定大于液体内部分子密度

D．若固体分子和液体分子间引力比较大，则附着层分子密度就大于液体内部分子密度

答案　BD

解析　附着层内分子的密度与液体和固体的性质有关。

如果为浸润现象，则附着层内分子之间为斥力，而固体和液体之间为引力，附着层内分子的密度比较大；如果为不浸润现象，附着层内分子间为引力，大于固体和液体间的分子作用力，附着层内分子稀疏。

知识点三·液晶

11．（多选）下列有关液晶的一些性质的说法中，正确的是（　　）

A．液晶分子的空间排列是稳定的

B．液晶的光学性质随温度而变化

C．液晶的光学性质随所加电场的变化而变化

D．液晶的光学性质随所加压力的变化而变化

答案　BCD

解析　液晶分子既有排列的有序性，又可以自由移动，故A错误，B、C、D均正确。

12．液晶的分子排布与液体和固体都有区别，这种排布使液晶既像液体一样具有流动性，又具有各向异性，下图中的__________（填“甲”或“乙”）是液晶分子排布示意图。

答案　乙

解析　液晶和某些晶体的特性相同，具有各向异性，分子排列是有序的，因此图乙是液晶分子的排列。

[提升训练]

一、选择题

1．（多选）关于晶体、液晶、液体，下列说法正确的是（　　）

A．晶体和液晶的性质是完全相同的

B．液晶就是液体，具有液体的所有性质

C．液晶是介于晶体与液体之间的一种中间态

D．液晶具有液体的流动性，具有晶体的各向异性

答案　CD

解析　晶体属于典型的固体，其分子排列呈一定的点阵结构，有规律，而液晶分子的结构是介于液态的杂乱与晶体的规律排列之间的，其像液体一样具有流动性，而在光学性质等物理性质上又与晶体相似，具有各向异性，故C、D正确。

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．与液面接触的容器壁的分子，对液体表面分子有吸引力

D．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离

答案　D

解析　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，所以表面层分子间的相互作用力为引力，这种引力使液体表面层的相邻部分之间相互吸引，产生的吸引力即表面张力；表面张力使液体表面有收缩的趋势，故D正确。

3．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

答案　C

解析　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。

4．（多选）下列的哪些现象中，主要是表面张力起了作用（　　）

A．小缝衣针漂浮在水面上

B．小木雕漂浮在水面上

C．荷叶上的小水珠呈球形

D．慢慢向小酒杯中注水，即使水面稍高出杯口，水仍不会流出来

答案　ACD

解析　由于表面张力的作用使液体表面产生收缩的趋势，而体积相等时球形表面积最小，因而小水珠呈球形；向酒杯中倒水，由于表面张力的作用，使液体表面呈一弧形，即使稍高出杯口，水也不会流出，故A、C、D正确。

5．（多选）下列关于浸润（不浸润）现象与毛细现象的说法正确的是（　　）

A．水可以浸润玻璃但不能浸润蜂蜡

B．浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象

C．浸润液体都能发生毛细现象，不浸润液体都不能发生毛细现象

D．浸润液体和不浸润液体在细管中都上升

答案　AB

解析　水可以附着在玻璃表面上，也就是浸润玻璃，但不会附着在蜂蜡上，也就是说不浸润蜂蜡，所以同一液体对不同的固体，有的可能是浸润现象，有的可能发生不浸润现象，这与液体和固体的分子作用力有关。

浸润液体和不浸润液体都能发生毛细现象，在细管中沿管壁上升的是浸润液体，在细管中沿管壁下降的是不浸润液体，故A、B正确。

6．关于液晶，下列说法中正确的有（　　）

A．液晶是一种晶体

B．液晶分子的空间排列是稳定的，具有各向异性

C．液晶的光学性质不受温度变化的影响

D．液晶的光学性质随外加电压的变化而变化

答案　D

解析　液晶的微观结构介于晶体和液体之间，虽然液晶分子在特定方向上排列比较整齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，选项A、B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。

故D正确。

7．（多选）将不同材料制成的甲、乙两细管插入相同的液体中，甲管内液面比管外液面低，乙管内液面比管外液面高，则（　　）

A．液体对甲材料是浸润的

B．液体对乙材料是浸润的

C．甲管中发生的不是毛细现象，而乙管中发生的是毛细现象

D．若甲、乙两管的内径变小，则甲管内液面更低，乙管内液面更高

答案　BD

解析　液体对固体浸润的情况下，在附着层分子的排斥力和表面层分子的吸引力的共同作用下，液面将上升，所以A错误，B正确；毛细现象是指浸润液体在细管中上升，以及不浸润液体在细管中下降的现象，所以C错误；在液体和毛细管材料一定的情况下，管越细毛细现象越明显，所以D正确。

8．（多选）下列说法正确的是（　　）

A．分子间存在引力，使液体分子间保持一定的间隙

B．彩色液晶显示器利用了液晶具有各向异性的光学特性

C．液晶分子没有固定的位置，但排列有大致相同的取向

D．由于液体表面分子间的距离大于液体内部分子间的距离，液面分子之间只有引力，没有斥力，所以液体表面具有收缩的趋势

答案　BC

解析　分子间存在斥力，使液体分子间保持一定的