液体的表面性质物理题
物理学第3版习题解答-第2章液体的表面性质.
第2章 液体的表面性质 2-1 如图金属框架中形成一肥皂膜，金属丝AB 长为5 cm ，可以自由滑动，拉此肥皂膜平衡时，所需的平衡力F =2.5×10-3 N ，求肥皂水的表面张力系数。
解： m N L F /105.222-⨯==α 2-2 在2-1题中，若金属丝AB 向右移动了2 cm ，试计算移动AB 所做的功。
此时肥皂膜的表面能增加了多少? 解： J S E 5105-⨯=∆=∆α 2-3 一半径为5 cm 的金属圆环，从液体中刚能拉出时，测得环的悬线上需要加F =28.3×10-3 N 的向上拉力，求此液体的表面张力系数。
(被拉起的液膜可视为很短的圆柱面)。
解 m N l F /1001.91052103.28223---⨯=⨯⨯⨯⨯==πα 2-4 把一个框架竖直地放着，其上有一条可以移动的横杆以ab ，框架之间有肥皂液膜，如图所示。
今欲使横杆保持平衡，问横杆下面应挂多大重物?已知横杆质量为0.05 g ，长度L 为2.5 cm ，肥皂膜的表面张力系数为45×10-3 N ·m -1。
解： N G l G F G ab ab 31076.12-⨯=-=-=α 2-5 移液管中有1 ml 农用杀虫药液，其密度为0.995×103 kg ·m -3。
今令其从移液管中缓缓滴出，共分30滴全部滴完。
设经过测定，已知药液将要落下时，其颈部的直径为0.189 cm ，求药液的表面张力系数。
解： m N Nd Mg /10589.52-⨯==πα 2-6 在20 km 2的湖面上，下了一场50mm 的大雨，雨滴半径r =1.0mm 。
设过程是等温的，求释放出的表面能量。
水的比表面能α=73×10-3 J ·m -2。
解： J S E 81018.2⨯=∆=∆α 2-7 吹一直径为14 cm 的肥皂泡，问需作多少功?设在吹的过程中温度不变，已知肥皂水的表面张力系数为40×10-3 N ·m -1。
大学物理学习指导 第3章 液体的表面性质
第3章 液体的表面性质3.1 内容提要（一）基本概念1. 表面张力：液体的表面犹如张紧的弹性薄膜，具有收缩的趋势，即液体表面存在着张力，称为表面张力。
它是液体表面层内分子力作用的结果。
2.表面张力系数：用于反映液体表面性质的物理量，三种定义如下：（1）表面张力系数表示在单位长度直线两旁液面的相互拉力。
由L f α=得 Lf =α （3.1） 在国际单位制中，α的单位用N ·m -1表示。
（2）表面张力系数α等于增加单位表面积时，外力所做的功。
由△A=α·△S 得SA ∆∆=α （3.2） （3）表面张力系数α在数值等于增大液体单位表面积所增加的表面能,由△E ＝△A ＝α△S 得 SE ∆∆=α （3.3） 严格说来，表面能是在温度不变的条件下可转变为机械能的那部分表面能。
3.影响表面张力系数的几个因素(1) 不同液体的表面张力系数不同，它与液体的成分有关，取决于液体分子的性质。
(2) 同一种液体的表面张力系数与温度有关。
温度越高，α就越小。
(3) 液体表面张力系数的大小还与相邻物质的化学性质有关。
(4) 液体表面张力系数还与液体中的杂质有关。
加入杂质能显著改变液体的表面张力系数。
4.表面张力的微观本质微观理论认为，液体的表面张力是由于液体表面层分子之间相互作用力的不对称性引起的。
所谓液体的表面层是指位于液体表面处，与表面平行、厚度等于液体分子有效作用半径(一般不超过6×10-7cm)的那层液体。
从能量的角度出发，分子处于液体表面层时，分子的相互作用热能要比处于液体内部的分子的相互作用热能大，而且越靠近液面，分子的相互作用热能就越大。
而液体处于稳定平衡时，分子的相互作用热能最小，因此，液体表面层中的分子都有挤进液体内部的趋势，结果液体的表面就会尽量地收缩。
从力的观点来看，就是在液体表面内存在一种使其收缩的力，这种力就称为表面张力。
所谓表面张力，无论从力或是从能量的角度来解释，都是表面层内分子相互作用的不对称性所引起的。
物理学II习题答案
安徽农业大学2014生物制药《物理学II习题》院（系）生命科学学院专业生物制药学号姓名董世峰授课教师郭守月(安徽农业大学应用物理系编)第一章 流体的运动一、填空题1、连续性原理的实质是 质量流 和 体积流 守恒。
2、理想流体忽略了实际流体的 可压缩性 和 黏滞性 。
3、直径0.8m 的总管中水流速为1m/s ，则四根直径均为0.4m 的分管中水流速为 1 m/s 。
4、横截面积为梯形的水渠，底宽2m ，水面宽4m ，水深1m ，它有两个截面也为梯形的分支，都是底宽1m ，水面宽2m ，水深0.5m ，水在分渠中流速都是0.3m/s ，问总水渠中水的流速是 0.15 m/s 。
5、牛顿粘滞定律的数学表达式为S dxdv f ∆=η。
6、半径为r 的水滴在空气中以速度v 下落，若空气的粘滞系数η，则水滴受到的粘滞阻力为rv πη6。
二、单项选择1、设理想流体在水平管道中作稳定流动，且管道截面粗细不均匀，则细处的流速和压强为：( B )A 、流速大，压强也大B 、流速大，压强小C 、流速小，压强大D 、难以判断2、如图盛有液体的开口容器，侧壁上开有一小孔，小孔面积远小于容器的截面积，则小孔处的液体流速为：( C )。
A 、A gh 2B 、B gh 2C 、)(2A B h h g -D 、)(2B A h h g +3、水平的玻璃流管，由截面均匀但大小却不相同的A 、B 、C 三段串联而成，水从A 段流入，从C 段流出，若三段管壁上各有一小孔，水流动时A 段小孔有气泡出现，B 段小孔有水射出，C 段小孔不射水也无气泡出现，设水为理想流体，则三段管中内径最大的是：( B )。
A 、 A 段B 、B 段C 、 C 段D 、无法判断4、实际流体的粘滞系数η是由：( A )A 、 由流体本身性质决定，与温度有关B 、 由流体本身性质决定，与温度无关C 、 与温度有关，与流体本身性质无关D 、 与温度无关，与流体本身性质无关g HS S 221三、计算题1、变截面水平小管宽部分的截面积S 1＝0.08cm 2，小管窄部分截面积S 2＝0.04 cm 2，小管中的压强降落是25Pa ，求宽管中液体流动速度0V (已知液体密度为1059.5kg/m 3)。
02-液体的表面现象解析
2
M1g 1Vg N1d1 N1d1
M 2g 2 Vg N 2d 2 N 2d 2
两者相除得：
2 2Vg N 2d 2 1 1Vg N1d1
由于
1 2
2 1
d1 d 2
N1 N2
所以
得
2
N1 1 N2
水和油边界的表面张力系数 18103 N / m
其中Ps是由表面张力引起的附加压强，这表明 弯曲液面都对液体施加附加压强，其附加压强 总是指向弯曲液面的曲率中心．
１拉普拉斯公式
如图所示：一半径为Ｒ，表面张 力系数为 的球形液滴，由于是 凸液面，所以附加压强
ps pi p0
Pi和p0分别是液滴表面层内外的压强，ps为附加压强 该液面在外力作用下表面积增加ds，外力做功为
不同的液体对不同固体润湿与不润湿的程度不 同，为表明液体对固体的润湿程度，引入接触 角这个物理量． 定义：在液体与固体接触处，作液体表面和固 体表面的切线，这两条线间通过液体内部的夹 角，称为接触角
a c b d
应用：农业上制备农药时，要注意使农药润湿农作物
二
毛细现象
１毛细现象；将几根内径不同的细玻璃管插 入水中，可以看到细管中的水面会上升；相 反，如果将细玻璃管插入水银中，管内水银 面会降低，这种液体在细管中上升或下降的 现象，称为毛细现象
三
表面张力系数
１．表面张力系数两种 不同的定义： （１） 定义一；均匀液面的张力处处相等， 直线ＡＢ上任一处力的分布均相同．作用在分 界线两侧的表面张力，其大小与分界线长度Ｌ 成正比，即：
f L
或
f L
式中
＿表面张力系数，它表示作用于液体表 面单位长度线段上的表面张力．(N/m)
高三物理液体的表面张力试题
高三物理液体的表面张力试题1.关于液体和固体，以下说法错误的是( )A．液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强B．液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的C．液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置D．液体的扩散比固体的扩散快【答案】A【解析】液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的相互作用不像固体微粒那样强，所以选项B是正确的，选项A是错误的.液体具有流动性的原因是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子所以能在液体中移动也正是因为液体分子在液体里移动比固体容易，所以其扩散也比固体的扩散快，选项C、D都是正确的，该题的正确选项为B、C、D。
【考点】本题考查了液体和固体的区别。
点评：物体是由大量永不停息地做无规则运动的分子所组成，分子之间存在着引力和斥力等相互作用，这两种相互作用的因素决定了分子的3种不同聚集状态：固态，液态，气态．固体根据分子的内部排列又分为晶体和非晶体．而液体表面张力产生的原因是表面分子分布比内部稀疏，分子间作用力表现为引力．液晶的定义为：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。
2.关于液晶的以下说法正确的是( )A．液晶态只是物质在一定条件下才具有的存在状态B．因为液晶在一定条件下发光，所以可以用来做显示屏C．人体的某些组织中存在液晶结构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，所以显示各种颜色．【答案】CD【解析】液晶态——结晶态和液态之间的一种形态，是一种在一定温度范围内呈现既不同于固态、液态，又不同于气态的特殊物质态，它既具有各向异性的晶体所特有的双折射性，又具有液体的流动性。
故A错；由于液晶态物质特殊的微观结构，因而呈现出许多奇妙的性质，如光学透射率、反射率、颜色等性能对外界的力、热、声、电、光、磁等物理环境的变化十分敏感，因而在电子工业等领域里可以大显神通，B错；由于各种磷脂的相变温度(磷脂由流动的液晶态变为类似胶态的温度)不同，再加之蛋白质与磷脂的作用，故在一定条件下，有的膜脂质为流动的液晶态，有的则为凝胶态，C对；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，它对不同色光的吸收强度不一样，所以显示各种颜色，故D正确．【考点】本题考查了对液晶的了解和性质的掌握。
高中物理 第3章 固体液体与材料 2 研究液体的表面性质精练沪教沪教高二物理试题
点囤市安抚阳光实验学校研究液体的表面性质1.通过，观察液体的表面张力现象．2.解释表面张力产生的原因．(＋难点)3．了解浸润与不浸润现象，并探究毛细现象产生的原因．,一、探究液体表面张力现象：液体的表面就像紧绷着的橡皮膜，它有着一种收缩的趋势．使液体表面具有收缩趋势的力叫做表面张力．二、液体表面张力的产生原因1．液体跟气体接触的表面存在着一个薄层，叫做表面层．如图所示是液体表面层附近分子的大致分布情况．表面层的分子要比液体内部稀疏些，即分子间距要比在液体内部的大一些，因此表面层分子相互吸引．液体表面层附近的分子分布2．如图所示，在液体内部，液体分子所受的分子力是平衡的．而在表面层里，液体分子受到来自液体内子的引力要大于来自液体表面附近空气分子的引力，因此它们有着进入液体内部的趋势，致使液体表面像一张绷紧的膜．这就是液体表面有收缩趋势的微观本质．液体表面张力的成因三、浸润和不浸润1．一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫做浸润；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫做不浸润．2．一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系．例如，水银不浸润玻璃，但水银浸润铅．3．浸润和不浸润也是分子力作用的表现．当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫做附着层．四、毛细现象1．浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，称为毛细现象．2．和理论分析都表明，对于一的液体和一材质的管壁，管的内径越细，液体所能达到的高度越高．液体表面张力的理解1．液体的表面层和表面张力的形成(1)表面层：液体跟气体接触表面存在一个薄层，即表面层．(2)分子分布特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内子稀疏．(3)分子力特点：液体内子间引力、斥力基本上相，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力．(4)表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜．(5)表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条线．如图所示．2．表面张力及其作用(1)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．而在体积相同的条件下，球形的表面积最小. 如吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形．但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在失重条件下才呈球形．(2)表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大，分子间的相互作用表现为引力．(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关．表面张力使液面有收缩的趋势，故往往会误认为收缩后r<r0.实质上液体表面张力是液体表面层分子间距离大于分子间平衡距离r0时，表现出的分子间的吸引力．关于液体，下列说法正确的是( )A．液体的性质介于气体和固体之间，更接近气体B．小液滴成球状，说明液体有一形状和体积C．液面为凸形时表面张力使表面收缩，液面为凹形时表面张力使表面伸张D．液体的扩散比固体的扩散快[思路] 求解此题把握以下三点：(1)理解液体微观结构，牢记液体的宏观特性．(2)理解表面张力的成因．(3)理解表面张力的作用．[解析] 液体性质介于气体和固体之间，更接近于固体，具有不易被压缩，有一体积，没有一形状，扩散比固体快特点，A、B错，D对．无论液面为凸面还是凹面，表面张力总是使表面收缩，C错．[答案] D1.对下列现象的成因解释正确的是( )A．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B．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是液体的表面张力与其重力平衡的结果C．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D．缝衣针浮在水面上不下沉是重力和水的浮力平衡的结果解析：选C.木块浮在水面上是浮力与其重力平衡的结果，A错误；小昆虫在水面上不下陷是液膜对其弹力与其重力平衡的结果，B错误；水在表面张力作用下，收缩到表面积最小，即球形，C正确；浮在水面上的缝衣针和小昆虫情况一样，故D错误．浸润与不浸润的形成1．附着层：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引．2．浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内子力时，附着层内液体分子比液体内子稠密，附着层中分子之间表现为斥力．具有扩张的趋势，这时表现为液体浸润固体．3．不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内子力时，附着层内液体分子比液体内子稀疏，附着层中分子之间表现为引力．具有收缩的趋势，这时表现为液体不浸润固体．同一种物体，对有些液体浸润，对有些液体不浸润．同一种液体，对一些固体是浸润的，对另一些固体是不浸润的．例如：水能浸润玻璃，但不能浸润石蜡；水银不能浸润玻璃，但能浸润铅．下列对浸润与不浸润现象的认识中正确的是( )A．水是浸润液体，水银是不浸润液体B．浸润现象中，附着层里分子比液体内部稀疏C．不浸润现象中，附着层里的分子受到固体分子的吸引较液体内子的吸引强D．不浸润现象中，附着层里分子间表现出收缩力；浸润现象中，附着层里分子间表现出排斥力[思路] 液体浸润和不浸润是相对的，由液体与固体性质的相互关系决．浸润与不浸润特征决于附着层分子与固体分子和液体内子间的相互作用力的关系．[解析] 一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质有关，不能肯哪种液体总是浸润液体或不浸润液体，A错．在浸润现象中，附着层内分子受到固体分子吸引力较液体内子吸引力大，分子分布比液体内部更密，因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力，附着层有扩张的趋势，故B、C错，D对．[答案] D2.(多选)玻璃上不附着水银，产生这种不浸润的原因是( ) A．水银具有流动性B．玻璃表面光滑C．水银与玻璃接触时，附着层里的水银分子受到玻璃分子的引力较弱D．水银与玻璃接触时，附着层里的分子比水银内部稀疏解析：选CD.水银不浸润玻璃是因为附着层里的水银分子受到的玻璃分子的引力较弱，附着层里的分子比水银内部稀疏，附着层表面有收缩趋势．毛细现象产生1．现象：浸润液体在毛细管里上升后，形成凹液面，不浸润液体在毛细管里下降后形成凸液面．2．因素：毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管内径越小，高度差越大．3．成因(1)浸润液体与毛细管内壁接触时，液体表面发生弯曲，呈凹形，表面张力的收缩作用总是力图使凹形表面的面积缩小，对表面下的液体产生向上的提拉作用，管内液面上升，直到表面张力向上的提拉作用与管内升高的液柱所受的重力达到平衡时，管内液体停止上升，稳在一的高度．(2)不浸润液体则与以上相反．(多选)水对玻璃是浸润液体而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将产生上升或下降的现象，现把不同粗细的三根毛细管分别插入水和水银中，如图所示，正确的现象是( )[解析] 浸润液体在细管中上升或不浸润液体在细管中下降的现象为毛细现象，管子越细，现象越明显，A、D对，B、C错．[答案] AD错误!液体与管浸润，则管壁给液体向上的拉力，液面下凹，液体不浸润管，则管壁给液体向下的拉力，靠近管壁处的液体下降，液面上凸．3.(多选)用干净的玻璃毛细管做毛细现象的时，可以看到( ) A．毛细管插入水中，管越细，管内水面越高，管越粗，管内水面越低B．毛细管插入水银中，管越细，管内水银面越高C．毛细管插入跟它浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它不浸润的液体中时，管内液面降低D．毛细管插入跟它不浸润的液体中时，管内液面上升，插入跟它浸润的液体中时，管内液面下降解析：选AC.水浸润玻璃，附着层内分子之间表现为斥力，附着层扩张，液面上升，且管越细，液面上升越高，水银不浸润玻璃，附着层内分子之间表现引力，附着层收缩，毛细管中液面下降，故A、C正确．[随堂检测]1．(多选)下列现象中，能说明液体存在表面张力的有( )A．水黾可以停在水面上B．叶面上的露珠呈球形C．滴入水中的红墨水很快散开D．悬浮在水中的花粉做无规则运动解析：选AB.水黾可以停在水面上和露珠呈球形均是由于液体表面张力的作用；C、D两选项中的现象均是由于分子的无规则运动．2．如图甲所示，金属框上阴影表示肥皂膜．它被棉线分割成a、b两．若将肥皂膜的a用热针刺破，棉线的形状是图乙中的( )解析：选D.刺破后，由于表面张力使液面收缩，故图中D正确．3．(多选)下列哪些现象主要是表面张力起的作用( )A．小缝衣针漂浮在水面上B．小木船漂浮在水面上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，水仍不会流出来解析：选ACD.B选项中，小木船浸入水中，已破坏了水的表面张力，是水的浮力的作用，使船漂浮在水面上．4．关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是( )A．在内径小的容器里，如果液体能浸润器壁，液面成凸形B．在内径小的容器里，如果液体能浸润容器壁，则液面成凹形，且液体在容器内上升C．如果固体分子对液体分子的引力较弱，就会形成浸润现象D．两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中，管内水柱高度相同解析：选B.如果液体浸润容器壁就会形成凹面，且液体在容器中上升，A错，B 对；如果固体分子对液体表面层分子的引力大于液体内子的引力，附着层内的分子较密，分子力表现为斥力，会看到液体的浸润现象，C错；内径不同的几支细玻璃管，管内水柱的高度不同，管越细，高度越高，毛细现象越明显，D 错．5．如果要保存地下的水分或想把地下的水分引上来，分别当采取怎样的措施？用什么样的毛巾才能更好地吸汗？建造房屋时，为什么要在砌砖的地基上铺一层油毡或涂过沥青的厚纸？解析：若要保存地下水分，及时切断地表的毛细管，例如若想把地下的水引上来则多植毛细管；用在水中浸润时形成毛细现象的毛巾能更好地吸汗；建房屋时，在砌砖的地基上铺一层油毡或铺涂过沥青的厚纸是为了切断毛细管，油毡和涂沥青的厚纸在水中都不浸润．答案：见解析[课时作业]一、单项选择题1．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子间距离解析：选D.由于液体表面层分子间的距离大于液体内子间的距离，所以表面层分子间的相互作用表现为引力；这种引力使液体表面层的相邻之间有相互吸引的力(即表面张力)．表面张力使液体表面具有收缩的趋势．2．我们在河边会发现有些小昆虫能静止于水面上，这是因为( )A．小昆虫的重力可忽略B．小昆虫的重力与浮力平衡C．小昆虫的重力与表面张力平衡D．表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”，对小昆虫产生一个向上的支持力，小昆虫的重力和支持力平衡解析：选D.小昆虫静止在水面上是因为小昆虫所受的合外力为零；表面张力不是作用于小昆虫上的力，而是作用于液体表面层中的力．3.做这样的：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圈里那薄膜，则棉线圈将成为( )A．椭圆形B．长方形C．圆形D．任意形状解析：选C.当用热针刺破棉线内的薄膜时，其周围的薄膜都具有收缩的趋势，且收缩能力相同，因此，棉线形成一个圆形，C正确．4．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．无法判断解析：选B.因为水银不浸润玻璃，所以玻璃管中的水银呈凸形；因玻璃管很细，发生毛细现象，使水银柱下降，所以气压计的读数比实际气压小．选项B正确．二、多项选择题5．下列有关表面张力的说法中，正确的是( )A．表面张力的作用是使液体表面伸张B．表面张力的作用是使液体表面收缩C．有些小昆虫能在水面自由行走，这是由于有表面张力的缘故D．用滴管滴液体，滴的液滴总是球形，这是由于表面张力的缘故解析：选BCD.表面张力的作用效果是使液体表面收缩，由于表面张力，被压弯的液面收缩，使小昆虫浮在液面上；表面张力使液滴收缩成球形．6．液体和固体接触时，附着层表面具有缩小的趋势，这是因为( )A．附着层里分子比液体内子稀疏B．附着层里分子的相互作用表现为斥力C．附着层里分子的相互作用表现为引力D．固体分子对附着层里液体分子的引力比与液体内分子之间强解析：选AC.液体表面分子比较稀疏，分子间的距离大于平衡距离r0，液面分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势．7．夏天荷叶上的一颗颗小水珠呈球形，其原因是( )A．表面张力具有使液面收缩到表面积为最小的趋势B．小水滴的重力影响比表面张力小得多C．液体内子对表面层的分子具有引力作用D．水对荷叶是不浸润的解析：选ABD.液体表面层分子的作用力是引力，使液体表面绷紧，由于水珠呈球形，水对荷叶是不浸润的，由此确A、B、D正确，C错误．三、非选择题8．两个完全相同的空心玻璃球壳，其中一个盛有一半体积的水，另一个盛有一半体积的水银；将它们封闭起来，用飞机送到绕地球做匀速圆周运动的空间站中去，如图所示的四个图中(图中箭头指向地球中心，黑色代表所盛液体)：(1)水在玻璃球壳中分布的情况，可能是________．(2)水银在玻璃球壳中分布的情况，可能是________．解析：在绕地球做匀速圆周运动的空间站中，球壳和其中的水、水银均处于完全失重状态；水浸润玻璃，附着层有扩大的趋势，最终水的表面积尽可能伸展到球壳上，故(1)题选C；水银不浸润玻璃，附着层有收缩的趋势，只有当它成为一个球形时表面积最小，(2)题选B.答案：(1)C (2)B9.在飞机中，有两个圆柱形洁净玻璃容器，其中分别封装有水和水银，如图所示．当飞机绕地球航行处于完全失重状态时，两容器中的液面呈什么形状？解析：当飞机在轨道上绕地球飞行时，玻璃容器处于完全失重状态，液体仅受表面张力的作用，使其表面自由收缩到最小状态，所以两者的表面都呈球形，但由于水能完全浸润玻璃，水银几乎完全不能浸润玻璃，所以水和水银的液面分别呈如图所示形状．答案：见解析。
高中物理选修3-3-液体
液体知识元液体知识讲解一、液体的表面张力分子分布特点：由于蒸发现象，液体表面层分子分布比内部分子稀疏分子力特点：液体内部分子间引力、斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离较大，分子力表现为引力表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的膜。
如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，它的作用是使液体表面绷紧，所以叫做液体的表面张力方向：与液面相切，垂直于液面上的各条分界线作用：表面张力使液体表面具胡收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小大小：表面张力的大小除跟边界的长度有关外，还跟液体的种类、温度有关二、液晶1.定义：有些有机化合物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，人们把处于这种状态的物质叫液晶2.物理性质（1）液晶具有液体的流动性（2）液晶具胡晶体的各向异性（3）液晶分子的排列特点：从某个方向上看液晶分子的排列比较整齐，但是从另一个方向看，液晶分子的排列是杂乱无章的（4）液晶的物理性质很容易在外界的影响（如电场、压力、光照、温度等）下发生改变3.应用液晶在生物医学、电子工业、航空工业中都有重要作用例题精讲液体例1.下列现象中，能说明液体存在表面张力的有（）A．缝衣针可以浮在静止的水面上B．荷叶叶面上的露珠呈球形C．滴入水中的红墨水很快散开D．液体和固体间的浸润和不浸润现象的凸面和凹面例2.关于液晶，下列说法中正确的是（）A．其光学性质具有各向异性，故液晶属于晶体B．人们常利用温度改变时液晶颜色会发生改变的性质来探测温度C．液晶可以制造显示器，在电子工业、航空工业、生物医学等领域有广泛应用D．液晶的物理性质容易在外界（如电场、压力、光照、温度）的影响下发生改变例3.下列说法正确的有（）A．液体表面层分子间距离比液体内部小，所以液面存在表面张力B．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢C．热量总是自发的从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体D．温度升高，并不是所有分子运动的速率都增大，故分子的平均动能也不一定增大例4.关于液体表面张力，下列说法中正确的有（）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液体内部分子间的距离，产生表面张力C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用D．丁图中液体表面张力方向与液面平行例5.下列说法正确的是（）A．空气的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点C．高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故D．第一类水动机和第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律。
高考物理练习题库42(固体和液体的性质)
高考物理练习题库42(固体和液体的性质)1.晶体的各向异性指的是晶体( ).(A)仅机械强度与取向有关(B)仅导热性能与取向有关(C)仅导电性能与取向有关(D)各种物理性质都与取向有关答案:D(提示:由晶体的各向异性的定义得出结论)2.如图(a)所示，金属框架的A、B间系一个棉线圈，先使布满肥皂膜，然后将P和Q两部分肥皂膜刺破后，线的形状将如图(b)中的( ).答案:C(提示:液体的表面张力作用，液体表面有收缩的趋势)3.有一些小昆虫可以在水面上停留或能跑来跑去而不会沉入水中，这是由于昆虫受到向上的力跟重力平衡，这向上的力主要是( ).(A)弹力(B)表面张力(C)弹力和表面张力(D)浮力和表面张力答案:B(提示:由于液体的表面张力作用使液体的表面像张紧的橡皮膜，小昆虫受到表面张力)4.为什么铺砖的地面容易返潮?答案:毛细现象.土地、砖块5.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)表面张力就其本质米说也是万有引力答案:B(提示:液体表面层里的分子比液体内部稀疏，就是分子间的距离比液体内部大些，那么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)6.水和油边界的表面张力系数为σ=1.8×10-2N／m，为了使1.0×103kg的油在水内散成半径为r=10－6m的小油滴，若油的密度为900kg／m3，问至少做多少功?答案:6×103J.开始时的油滴看成半径为R的球:V=m/ρ=4πR3/3，油分散时总体积不变，设有n滴小油滴，每个小油滴的半径为r，V=/ρ=n4πR3/3,n=1×103/12油滴的表面积变化△S 为:△S=n4πr2-4πR2，油滴分散时，表面能的增量与外力做功的值相等:W=σ△S=6×10-2J固体1.下列固体中全是由晶体组成的是( ).【l】(A)石英、云母、明矾、食盐、雪花、铜(B)石英、玻璃、云母、铜(C)食盐、雪花、云母、硫酸铜、松香(D)蜂蜡、松香、橡胶、沥青答案:A2.某物体表现出各向异性是由于组成物体的物质微粒( ).【1】(A)在空间的排列不规则(B)在空间按一定的规则排列(C)数目较多的缘故(D)数目较少的缘故答案:B3.晶体和非晶体的区别在于看其是否具有( ).【l】(A)规则的外形(B)各向异性(C)一定的熔点(D)一定的硬度答案:C4.如果某个固体在不同方向上的物理性质是相同的，那么( ).【1】(A)它一定是晶体(B)它一定是多晶体(C)它一定是非晶体(D)它不一定是非晶体答案:D5.物体导电性和导热性具有各向异性的特征，可作为( ).【1】(A)晶体和非晶体的区别(B)单晶体和多晶体的区别(C)电的良导体和电的不良导体的区别(D)热的良导体和热的不良导体的区别答案:B6.下列关于晶体和非晶体性质的说法中正确的是( ).【2】(A)凡是晶体，其物理性质一定表现为各向异性(B)凡是非晶体，其物理性质一定表现为各向同性(C)物理性质表现了各向异性的物体，一定是晶体(D)物理性质表现了各向同性的物体.一定是非晶体答案:BC7.从物体的外形来判断是否是晶体，下列叙述中正确的是( ).【2】(A)玻璃块具有规则的几何外形，所以它是晶体(B)没有确定熔点的物体，一定不是晶体(C)敲打一块石英后，使它失去了天然面，没有规则的外形了，但它仍是晶体(D)晶体自然生成的对应表面之间的夹角一定答案:BCD8.如图所示，在地球上，较小的水银滴呈球形，较大的水银滴因所受重力的影响不能忽略而呈扁平形状，那么在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈什么形状?为什么?【4】答案:球形(提示:表而张力作用使液面收缩到最小；体积相同的几何体，球的面积最小)9.在样本薄片上均匀地涂上一层石蜡，然后用灼热的金属针尖点在样本的另一侧面，结果得到如图所示的两种图样，则( ).【2】(A)样本A一定是非晶体(B)样本A可能是非晶体AB(C)样本B一定是晶体(D)样本B不一定是晶体答案:BClO.要想把凝结在衣料上的蜡去掉，可以把两层吸墨纸分别放在蜡迹的上面和下面，然后用热熨斗在吸墨纸上来回熨，为什么这样做可以去掉衣料上的蜡?【3】答案:略11.某种材料制成的厚度均匀的长方形透明体，测得某单色光沿AB和CD方向穿过透明体时，折射率不相同，如图所示，则说明该材料( ).【2】(A)一定是单晶体(B)一定是多晶体(C)一定是非晶体(D)可能是多晶体答案:A12.如图所示的一块密度、厚度均匀的矩形被测样品，其长度为宽度的2倍，若用多用表沿两对称轴测得其电阻均为R，则该块样品可能是( ).【2】(A)多晶体(B)单晶体(C)非晶体答案:B晶体的微观结构1.晶体外形的规则性可以用物质微粒的______________来解释，晶体的各向异性也足由晶体的_________决定的.【1】答案:规则排列，内部结构2.说说石墨与金刚石的相同点和不同点.【3】答案:略3.天于晶体的空间点阵，下列说法中止确的是( ).【2】(A)同种物质其空问点阵结构是惟一的(B)晶体有规则的外形是由晶体的空间点阵决定的(C)晶体的各向异性是由晶体的空间点阵决定的(D)组成空间点阵的物质微粒足电子答案:BC4.晶体在熔解过程中吸收的热量，主要用于( ).【2】(A)破坏空间点阵结构，增加分子动能(B)破坏空间点阵结构，增加分子势能(C)破坏空间点阵结构，增加分子的势能和动能(D)破坏空间点阵结构，但不增加分子的势能和动能答案:B5.晶体熔解过程中，温度和热量变化的情况是( ).【2】(A )不吸收热量，温度保持不变 (B )吸收热量，温度保持不变(C )吸收热量用来增加晶体的内能 (D )温度不变内能也不变答案:BC6.已知氯化钠的摩尔质量为μ=5.85×10－2kg ／mol ，密度为ρ=2.22×l03kg ／m 3，估算两个相邻钠离子的最近距离(要求一位有效数字).【6】答案:4×10-10m7.原来20℃的金属降温到0℃，其密度增加了1/3000，求金属的线膨胀系数.【7】 答案:5.55×10-6℃-18.两根均匀的不同金属棒，密度分别为ρ1、ρ2，线膨胀系数分别为a 1、a 2长度都为l ，一端粘合在一起，温度为0℃，悬挂棒于A点，棒恰成水平并静止，如图所示.若温度升高到t ℃，要使棒保持水平并静止，需改变悬点，设位于B ，求AB 间的距离(粘合剂的质量忽略不计).【10】答案:()lt 2212211ρρραρα+- 液体的表面张力1.下列现象中与表面张力有关的是( ).【1】(A )水中的气泡呈球形 (B )草叶上的露珠呈球形(C )刚洗完头，头发粘在一起 (D )木块浮在水中答案:ABC2.下列现象中因液体表面张力引起的是( ).【1】(A )雨点都近似球形的(B )蜡烛燃烧时，融化后的蜡烛油冷却后呈球形(C )熔化的玻璃可做成各种玻璃器皿(D )缝衣针能飘浮在水面上答案:ABD3.用一段金属丝做成环状，把棉线的两端松弛地系在环的两点上，然后把环浸入肥皂水中，再拿出来使环上形成肥皂膜，如果用针刺破棉线一侧的肥皂膜，则如图所示A 、B 、C 三个图中，可能的是图( ).【1】(A )(a )、(b )、(c ) (B )(a )、(b )(C )(b )、(c ) (D )(a )、(c )答案:B4.液体表面有收缩趋势，这是因为( ).【2】(A )液体表面的分子距离较小，分子间作用力表现为吸力(B )液体表面的分子距离较大，分子间作用力表现为引力(C )液体受到重力作用(D)气体分子对液体分子有斥力作用答案:B5.跟气体接触的液体薄层叫表面层，这一层的特点是( ).【2】(A)表面层内分子分布比液体内稀疏(B)表面层内分子分布比液体内更密(C)表面层内分子之间引力大于斥力(D)表面层内分子之间引力小于斥力答案:AC6.关于液体表面张力的方向和大小，正确的说法是( ).【2】(A)表面张力的方向与液面垂直(B)表面张力的方向与液面相切，并垂直于分界线(C)表面张力的大小是跟分界线的长度成正比的(D)表面张力就本质上来说也是万有引力答案:BC7.若没有空气阻力，雨滴在自由下落时的形状如图的( ).【2】答案:A8.如图所示，ABCD是一个刚从肥皂液中取出的布满肥皂膜的金属框架，AB边可在框架上自由滑动，如果不考虑摩擦，AB边将( ).【1】(A)向左运动(B)向右运动(C)来回运动(D)静止不动答案:A9.夏天荷叶上的一颗颗小水珠呈球形，其原因是( ).【2】(A)表面张力具有使液面收缩到表面积为最小的趋势(B)小水滴的重力影响比表面张力小得多(C)液体内部分子对表面层的分子具有引力作用(D)水对荷叶是不浸润的答案:ABD10._如果一种液体对某种固体是浸润的，当液体装在由这种固体物质做成的细管中时( ).【3】(A)附着层分子的密度大于液体内分子的密度(B)附着层分子的作用表现为引力(C)管内的液面一定是凹弯月面的(D)液体跟固体接触面积有扩大的趋势答案:ACD11.用嘴通过一支细管将一个肥皂泡吹大时，若不考虑肥皂泡温度的变化，则肥皂泡的内能将( ).【3】(A)减少(B)增加(C)不变(D)无法确定答案:B12.肥皂泡内的压强p与外界大气压强p0大小比较( ).【3】(A)p=p0(B)p＜p0(C)p＞p0(D)都有可能答案:C13.在密闭的容器内，放置一定量的液体，如图(a)所示，若将此容器置于在轨道上正常运行的人造地球卫星上，则容器内液体的分布情况，应是( ).【3】(A)仍然如图(a)所示(B)只能如图(b)中(1)所示(C)可能如网(b)中(3)或可能(4)所示(D)可能如图(b)中(1)或可能(2)所示答案:D14.液体表面分界线单位长度上的表面张力叫作表面张力系数，用下面方法可以测量液体的表面张力从而求得液体的表面张力系数.如图所示，容器内盛有肥皂液，AB为一杠杆，AC=15cm，BC=12cm.在其A端挂一细钢丝框，在B端加砝码使杠杆平衡.然后先将钢丝框浸于肥皂液中，再慢慢地将它拉起一小段距离(不脱离肥皂液)，使钢丝框被拉起的部分蒙卜一层肥皂膜，这时需将杠杆B端砝码的质量增加5.0×10－4kg，杠杆才重新平衡(钢丝框的钢丝很细，在肥皂中受到的浮力可不计).则肥皂液的表面张力为( ).【4】(A)6×10－3N(B)14×10－3N(C)4×10－3N(D)3×10－3N答案:C15.如图所示，若玻璃在空气中重为G1，排开的水重为G2，则图中弹簧秤的示数为( ).【4】(A)等于G1(B)等于G2(C)等于(G1－G2) (D)大于(G1－G2)(E)小于(G1－G2)答案:D16.任何弯曲表面薄膜都对液体施以附加压强，如果液体的表面张力系数为σ，液体的表面是半径为R的球面的一部分，求其产生的附加压强.【7】答案:p=2σ/R17.已知水的表向张力系数为σ水=7.26×10－2N／m，酒精的表面张力系数为σ酒精=2.2×lO－2N／m，酒精的密度为ρ酒精=0.8×103kg／m3.由两个内径相等的滴管滴出相同质量的水和酒精，求两者的液滴数之比.【10】答案:0.303毛细现象1.下列现象中与毛细现象有关的是( ).【l】(A)水银压强计示数要比实际稍小(B)吸水纸有吸水性(C)油沿灯芯向上升(D)水顺着树向卜升答案:ABCD2.将不同材料做成的两根很细的管子A和B插入同一种液体中，A管内的液而比管外液面高，B管内的液面比管外液面低，那么( ).【l】(A)该液体对A管壁是浸润的，对B管壁是不浸润的(B)该液体对B管壁是浸润的，对A管壁是不浸润的(C)A管内发生的足毛细现象，B管内发生的不是毛细现象(D)A管和B管内发生的都是毛细现象答案:AD3.为什么会发生毛细现象?【3】答案:略4.在绕轨道飞行的人造地球卫星上的开口容器中装有某种液体，若该液体在地球上是可浸润器壁的，则( ).【2】(A)在卫星上该液体不再浸润器壁(B)在卫星上该液体仍可浸润器壁(C)在卫星上该液体将沿器壁流到容器外去(D)在卫星上该液体仍保留与在地面时相同的形状答案:BC5.将一定量的水银放在两块水平的平板玻璃之间，问要在上面的玻璃板上施加多大的压力，爿.能使两板间的水银厚度处处都等于1.0×10－4m?已知平板和水银的接触面是圆形，且面积是4.0×10－3m2.设水银的表面张力系数是0.45N／m，水银与玻璃的接触角为135°.【8】答案:25.4N液晶1.液晶属于( ).【0.5】(A)固态(B)液态(C)气态(D)固态和液态之间的中间态答案:D2.对于液晶，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如_______、______、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等，都可以改变液晶的光学性质.【l】答案:温度，压力3.通常棒状分子、______、_____的物质容易具有液晶态.【l】答案:碟状分子，平板状分子4.液晶像液体具有_______，又像晶体，分子在特定方向排列比较整齐，具有_______.【l】答案:流动性，各项异性5.液晶分子的排列是( ).【1】(A)稳定的(B)变化无常的(C)随外界影响而改变(D)无法判定答案:C6.利用液晶___________________________________________________________的特性可以做成显示元件.【2】答案:外加电压的影响下，会由透明状态变成混浊状态而不透明，去掉电压后，又会恢复透明7.利用液晶_______________________________________________________的特性可以做成探测温度的元件.【2】答案:温度改变时会改变颜色.随着温度的上升，液晶按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序改变颜色，温度降低，又按相反顺序改变颜色8.请你结合你的知识和当前的科技发展说说液晶有那些广阔的应用?【5】答案:略。
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液体的表面性质习题
一、选择题
1接触角为锐角时，液体（）
A.润湿固体
B.不润湿固体
C.完全润湿固体
D.完全不润湿固体
2两个半径不同的肥皂泡，用一细导管连通后，最终结果是（）。
A.两个肥皂泡最终一样大
B.大泡变大，小泡变小
C.大泡变小，小泡变大
D.不能判断
3两个完全相同的毛细管，插在两个不同的液体中，两个毛细管（）。
A.两管液体上升高度相同
B.两管液体上升高度不同
C.一个上升，一个下降
D.不能判断
二、填空题
1、一半径为0.2mm的毛细管,插入表面张力系数α=5.0×10-21
⋅的液体中,接触角逐θ
N-
m
=45°,则毛细管中液体将（填上升或下降），上升或下降的高度为。
液体的密度ρ=1.0×10-3kg·m-3。
2、有一长4cm的金属丝从液表面层拉出，液体的表面张力系数α=8.6×10-21
⋅。
要把
N-
m
金属丝完全拉离液面（忽略金属丝的重力），最小需要拉力为N。
3、一小孩吹了一个半径R为3cm的肥皂泡，他至少需要做功；这肥皂泡的内外压强差为。
（已知：肥皂水的表面强力系数α=8.6×10-21
⋅）。
N-
m
三、计算题
1、把一个半径为5cm的金属细圆环从液体中拉出，圆环环绕的平面与液体表面平行。
已知，刚拉出圆环时需用力28.3×10-3N。
若忽略圆环的重力，该液体的表面张力系数为多少?
2、用液滴法测农药的表面张力系数时，巳知移液管管口内半径为0.35mm，滴出的318个药滴的重量为4.9×10-2N，求该农药的表面张力系数。
、
3、在20平方公里的湖面上,下了一场50mm的大雨。
雨滴半径r=1.0mm，设温度不变，求雨滴落入湖内释放出的能量为多少?（雨水的表面张力系数α=7.3×10-21
m
⋅）
N-
4、一个U形玻璃管的两竖直管的直径分别为2mm和3mm。
管内的液体水完全润湿管壁。
试求两管液面的高度差。
（水的表面张力系数α=8.6×10-21
⋅）。
m
N-
5、土壤中的悬着水如图所示，上下两液面都与大气接触。
已知上下液面的曲率半径分别为R A和R B(R A＜R B），水的表面张力系数为α，密度为ρ。
求悬着水的高度。
题5图。