人教版 (2019)选择性必修 第三册5 液体同步训练题

5　液体

课后·训练提升

基础巩固

一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)

1.以下与液体有关的自然现象中,对其物理分析正确的是(　　)

A.鸭子从池塘中出来,羽毛并不湿,这属于毛细现象

B.唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”一句,诗中荷叶和露水表现为浸润

C.小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关

D.保存地下的水分要把地面的土壤锄松,这是为了破坏土壤中的毛细管

答案:D

解析:鸭子从池塘中出来,羽毛并不湿是不浸润现象,选项A错误;露珠成球形,荷叶和露水表现为不浸润,选项B错误;小昆虫能在水面上自由走动,与液体表面张力有关,选项C错误;保存地下的水分要把地面的土壤锄松,就是为了破坏土壤中的毛细管,防止毛细现象的发生,选项D正确。

2.浸润现象和不浸润现象在日常生活中是常见的,下列判断正确的是(　　)

A.水银滴在玻璃上呈球形,说明水银是不浸润液体

B.细管中液面边缘部分的表面张力使管中的液体向上运动,形成毛细现象

C.容器中的液体与器壁接触的位置如果向下凹,是一种不浸润现象

D.附着层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离,液体与固体间就表现为浸润

答案:B

解析:浸润与不浸润是相对的,水银对玻璃不是浸润液体,对铅是浸润液体,故选项A错误;细管中液面边缘部分的表面张力使管中的液体向上运动,形成毛细现象,故选项B正确;在玻璃试管中,如果液体能够浸润器壁,液面呈凹形,故选项C错误;附着层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离时,液体与固体之间表现为不浸润,故选项D错误。

3.在一绕地球运转的载人航天空间站内,一只玻璃烧杯中盛有少许水银,下列图中能表示水银在烧杯中呈现的形状是(　　)

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,水银的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,所以最终水银成球形,故选项A、B、C错误,D正确。

4.关于液体的表面张力,浸润(不浸润)现象与毛细现象,下列说法不正确的是(　　)

A.表面张力的方向总是沿液体表面分布的

B.露珠呈球形是因为液体的表面张力

C.浸润液体和不浸润液体在细管中都上升

D.浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象

答案:C

解析:表面张力产生在液体表面层,它的方向跟液面平行,使液面收缩,故选项A正确;液体的表面张力使液面具有收缩到液面表面积最小的趋势,露珠呈球形是因为液体的表面张力,故选项B正确;浸润液体在细管内上升,不浸润液体在细管内下降,故选项C错误;浸润液体和不浸润液体都有可能发生毛细现象,故选项D正确。

5.下列说法正确的是(　　)

A.液晶既有液体的流动性,又有光学性质的各向异性

B.晶体的物理性质都是各向异性

C.液体的表面张力的方向总是垂直液面,指向液体内部

D.没有规则几何形状的固体一定是非晶体

答案:A

解析:液晶既有液体的流动性,又有光学性质的各向异性,故选项A正确;只有单晶体才表现为各向异性,多晶体表现为各向同性,故选项B错误;表面张力产生在液体表面层,它的方向跟液体平行,使液面收缩,故选项C错误;除非晶体外,多晶体也没有规则的几何形状,故选项D错误。

二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)

6.关于液体表面张力,下列说法正确的有(　　)

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r0,产生表面张力

C.丙图中水黾可以停在水面上,是由于水的浮力作用

D.丁图中液体表面张力方向与液面平行

答案:BD

解析:甲图中露珠呈球形,这是液体表面张力的结果,故选项A错误;乙图中液体表面层分子间的距离大于r0,分子间作用力表现为引力,从而产生表面张力,故选项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,故选项C错误;丁图中液体表面张力方向与液面平行,故选项D正确。

7.下列现象中,能说明液体存在表面张力的有(　　)

A.悬浮在水中的花粉做无规则运动

B.叶面上的露珠呈球形

C.绸布伞有缝隙但不漏雨水

D.滴入水中的红墨水很快散开

答案:BC

解析:悬浮在水中的花粉做无规则运动是布朗运动,是液体分子无规则热运动的反映,与表面张力无关,故选项A错误;草叶上的露珠存在表面张力,从而使它收缩成一个球形,故选项B正确;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,故选项C正确;滴入水中的红墨水很快散开是扩散现象,是液体分子无规则热运动的反映,故选项D错误。

8.下列说法正确的是(　　)

A.若一种液体不浸润某种固体,则一定也不浸润其他固体

B.当液体与固体之间表现为浸润时,附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离

C.液体表面层分子间距离大于r0,表面层分子力表现为引力,引力的方向垂直于液面指向液体内部

D.不同晶体的熔化热不同,而非晶体没有固定的熔化热

答案:BD

解析:一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系,如水可以浸润玻璃,但是不能浸润石蜡,故选项A错误;液体与固体之间表现为浸润时,附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离,附着层内分子间作用表现为斥力,故选项B正确;液体表面分子间距离大于r0,液面分子间表现为引力,所以液体表面具有收缩的趋势,表面张力总是与液面相切,故选项C错误;晶体在熔化过程中要吸热,但温度不变,这个温度叫作晶体的熔点,不同晶体熔点不同,故不同晶体的熔化热不同,而非晶体没有固定的熔点,所以非晶体没有固定的熔化热,故选项D正确。

三、非选择题

9.用金属丝制成一个U形架,一段细长棉线两端系在U形架两臂上A、B两点,细线中点O处有一扣。将U形架浸入肥皂液中再取出,U形架上形成的肥皂液膜如图所示,细线被绷紧是因为液体表面层存在表面张力,表面张力的作用是使得液面有　　　　　　　　(选填“扩张到最大”或“收缩到最小”)的趋势;用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置(肥皂液膜未发生破损),肥皂液膜的内能将　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)(忽略肥皂液膜的蒸发影响)。 

答案:收缩到最小　增大

解析:细线被绷紧是因为液体表面层存在表面张力,表面张力的作用是使得液面有收缩到最小的趋势;用力拉动细线中点的扣至图中虚线位置的过程中,拉力F对肥皂液膜做正功,分子间的相互作用表现的引力做负功,分子势能增大,所以肥皂液膜的内能将增大。

能力提升

一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)

1.下列关于液体表面张力的说法正确的是(　　)

A.液体表面张力的存在,使得表面层内分子的分布比内部要密集些

B.液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为引力,产生表面张力

C.液体表面层分子间只有引力而无斥力是产生表面张力的原因

D.液体表面张力的方向指向液体内部,使液体表面有收缩趋势

答案:B

解析:液体表面层分子间的距离大于r0,分子力表现为引力,从而产生表面张力,选项B正确,A错误;液体表面层分子间既有引力又有斥力,但引力大于斥力,从而表现为引力,选项C错误;液体表面张力的方向沿表面的切面方向,选项D错误。

2.合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的,右图为一滴水滴在某一次性防护口罩内侧的照片,对此以下说法正确的是(　　)

A.照片中的口罩一定为不合格产品

B.照片中附着层内分子比水的内部稀疏

C.照片中水滴表面分子比水的内部密集

D.水对所有材料都是不浸润的

答案:B

解析:合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都不浸润,照片中的口罩发生了不浸润现象,选项A错误;根据照片所示,水发生了不浸润现象,则附着层内分子比水的内部稀疏,选项B正确;照片中水滴为球形,水滴表面分子之间的作用力为引力,则照片中水滴表面分子应比水的内部稀疏,选项C错误;水不是对所有材料都是不浸润的,比如水可以浸润玻璃,选项D错误。

3.人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。下列说法不正确的是(　　)

A.温度升高时每个分子的动能都增大

B.所有晶体都具有一定的熔点

C.液晶的光学性质是各向异性的

D.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用

答案:A

解析:温度升高时分子的平均动能变大,但是并非每个分子的动能都增大,选项A错误,符合题意;所有晶体都具有一定的熔点,选项B正确,不符合题意;液晶的光学性质是各向异性的,选项C正确,不符合题意;露珠呈球状是由于液体表面张力的作用,选项D正确,不符合题意。

二、选择题Ⅱ(每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的)

4.下列说法正确的是(　　)

A.新冠病毒传播的途径包括气溶胶传播,气溶胶悬浮在密闭空间空气中的运动属于布朗运动

B.太空中水滴成球形,是液体表面张力作用的结果

C.表现为各向同性的固体均为非晶体

D.在油膜法估测分子大小的实验中,如果有油酸未完全散开会使分子直径的测量结果偏大

答案:ABD

解析:气溶胶的直径在0.01~10μm,尺寸大小符合布朗运动的体积,所以气溶胶悬浮在密闭空间空气中的运动属于布朗运动,选项A正确;表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,所以太空中水滴成球形,是液体表面张力作用的结果,选项B正确;表现为各向同性的固体可能是非晶体,也可能是多晶体,选项C错误;由公式d=,在油膜法估测分子大小的实验中,如果有油酸未完全散开,S变小,会使分子直径d的测量结果偏大,选项D正确。

5.关于液晶分子的排列,下列说法正确的是(　　)

A.液晶分子在特定方向排列整齐

B.液晶分子的排列不稳定,外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化

C.液晶分子的排列整齐而稳定

D.液晶的物理性质稳定

答案:AB

解析:液晶有液体的流动性与晶体的各向异性,故在特定方向上排列整齐,所以选项A正确;液晶既有液体的流动性,又有晶体的光学各向异性,液晶的分子排列是不稳定的,外界的微小扰动就能引起液晶分子排列的变化,故选项B正确,C错误;液晶具有液体流动性,其物理性质并不稳定,故选项D错误。

6.将不同材料制成的甲、乙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.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

D.甲管中发生的不是毛细现象,而乙管中发生的是毛细现象

答案:BC

解析: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,故选项A错误,B正确;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,故选项C正确;毛细现象是指浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象,故选项D错误。

7.材料按其所处状态可分为固态、液态和气态,按材料结晶种类可分为单晶态材料、多晶态材料和非晶态材料。下列与此相关的论述,合理的是(　　)

A.所有晶体都有固定的熔点

B.所有晶体都有规则的形状

C.浸润液体在细管内上升

D.农田要保持地下水分,就要把土壤压实以减少毛细现象的发生

答案:AC

解析:所有晶体都有固定的熔点,选项A正确;只有单晶体具有规则的形状,选项B错误;浸润液体在细管内上升,选项C正确;农田要保持地下水分,就要把土壤疏松以减少毛细现象的发生,选项D错误。

三、非选择题

8.在水平放置的洁净的玻璃板上倒一些水银,由于重力与表面张力的影响,水银近似呈圆饼形状(侧面向外突出),过圆饼轴线的竖直截面如图所示。为了计算方便,水银和玻璃的接触角可按180°计算。已知水银的密度ρ=13.6×103 kg/m3,水银的表面张力系数σ=0.49 N/m。当圆饼的半径很大时,试估算其厚度h的数值大约是多少?(取1位有效数字即可)

答案:水银层厚度约为3×10-3 m

解析:在圆饼侧面处,取宽x、高h的面积ΔS,由于重力使水银对ΔS的侧压力为

F=pΔS=ρgh·xh=ρgh2x

由于压力F使圆饼侧面向外凸出,因而使侧面积增大,但是在水银与空气接触的表面层中,由于表面张力的作用使水银表面有收缩到尽可能小的趋势。上下两层表面张力F1、F2合力的水平分力是指向水银内部的,其方向与F的方向相反。设上表面处的表面张力F1与水平方向成θ角,则F'的大小为

F'=F2+F1cosθ=σx+σxcosθ

由于圆饼半径很大,ΔS两侧的表面张力F3、F4可认为方向相反而抵消,当水银的形状稳定时

F'=F

因而σx+σxcosθ=ρgh2x

可得h==0.0027

由于θ的实际数值一定大于0、小于,

所以1<

h的取值范围是

2.7×10-3m<h<3.78×10-3m

所以水银层的厚度约为3×10-3m。