2.5 液体 分层同步练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

5. 液体 一、必备知识基础 题组一　表面张力 1.(2025江苏泰州高二期末)关于液体的表面张力,下列说法正确的是(　　) A.液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势 B.液体表面层的分子分布比内部密 C.液体表面张力方向垂直表面指向液体内部 D.液体表面层分子间作用力表现为斥力 2.(2025北京东城高二期末)水能够浸润玻璃。向正方形的玻璃鱼缸内注入一定体积的水(图中阴影区域),然后盖上玻璃板,完全密封。如果把这个鱼缸放置在天宫空间站,即处于完全失重的环境中,则稳定后鱼缸内水的形状可能是(　　) 题组二　浸润、不浸润和毛细现象 3.(多选)液体在器壁附近的液面会发生弯曲,如图所示。关于此现象,下列几种解释正确的是(　　) A.表面层Ⅰ内分子的分布比液体内部稀疏 B.表面层Ⅱ内分子的分布比液体内部稀疏 C.液体在器壁Ⅰ内的高度变高 D.液体在器壁Ⅱ内的高度变高 4.航天员曾在空间站用毛笔写下“理想”二字。在空间站内使用的毛笔、墨汁和纸张都是特制的,毛笔笔尖内部存在毛细管能够吸墨,笔尖与纸张接触时,墨汁就从笔尖转移到纸上。在空间站内(　　) A.使用普通中性笔也能流畅书写 B.墨汁分子间不存在作用力 C.墨汁不浸润毛笔笔尖 D.墨汁浸润纸张 5.下列各种现象中,与毛细现象相关的是(　　) ①用粉笔吸干纸上的墨汁 ②植物根部从土壤中吸取水分 ③早晨,荷叶上可以看到露珠 ④实验室里用棉线作酒精灯的灯芯 ⑤用磙子压紧土壤可把地下水分引上来 A.①②③④⑤ B.①②④⑤ C.①②④ D.①②③④ 题组三　液晶 6.护肤乳液在一定条件下能形成层状液晶,则(　　) A.所有物质都能形成层状液晶 B.层状液晶的光学性质具有各向异性 C.层状液晶是液体与晶体的混合物 D.层状液晶不会随温度升高发生变化 7.下列属于液晶分子示意图的是(　　) 二、关键能力提升 8.(2025江苏南通高二期末)在不同温度下某物质材料的分子排列如图所示,甲图对应的温度为T1,乙图对应的温度为T2。则(　　) A.T1>T2 B.甲、乙两图中的分子都在做热运动 C.甲图中沿不同方向单位长度上的分子数相同 D.乙图中沿不同方向单位长度上的分子数相同 9.人们采用表面经过特殊涂层处理的织物来制成防水布料,下列说法正确的是(　　) A.水滴因表面张力具有收缩趋势 B.水滴和防水布料发生了浸润现象 C.水滴与防水布料接触层内水分子只存在斥力 D.水滴是否浸润防水布料仅由防水布料性质决定 10.(2025山东潍坊高二期末)某兴趣小组设计了一种“肥皂动力小船”,将小船静置在水中,用滴管在小船的尾部开口处滴入一滴肥皂水,小船即可快速向前运动。已知肥皂可以减小液体的表面张力,下列说法正确的是(　　) A.小船静置在水中时,不会受到液体表面张力的作用 B.表面层中分子密度大于液体内部分子密度 C.小船之所以会运动,是因为滴在小船尾部的肥皂水对小船施加了向前的推力 D.小船之所以会运动,是因为水的表面张力对船有向前的作用力 11.汽车玻璃防水膜,遇水后的效果类似于荷叶外表。水滴在贴膜的后视镜面上呈椭球形,不易停留,从而在遇到雨水的时候,雨水会自然流走,保持视野清晰,如图所示。下列说法正确的是(　　) A.水滴呈椭球形是水表面张力与重力共同作用的结果 B.水滴呈椭球形是水和防水膜发生了浸润现象 C.与未贴膜的玻璃表面接触的那层水分子间的作用力表现为引力 D.与未贴膜的玻璃表面接触的那层水分子分布比水滴的内部稀疏 三、核心素养拔高 12.(2025浙江宁波高二期末)液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线,表面张力的作用表现在,分界线两边液面以一定的拉力F相互作用,F的大小与分界线的长度l成正比,即F=σl(σ为液体的表面张力系数),F的方向总是与液面相切,并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示,间距为l的U形细框上放置一细杆MN,两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置,会形成一水平膜(忽略膜受到的重力),甲、乙分别为俯视图和正视图,由于表面张力,膜的上、下表面会对MN产生水平向左的力。小明用一测力计水平向右拉住MN使其保持静止,测力计示数为F0,接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡,如图丙所示。当肥皂泡大小稳定时,测得其球形半径为R。则小明测得肥皂水的表面张力系数和肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压强差分别为(　　) A. B. C. D.,0 参考答案 1.A　 表面张力是液体表面层分子引力的效果,液体表面张力使其表面积有收缩到最小的趋势,液体表面层的分子分布比内部稀疏,故A正确,B错误;液体表面张力方向平行于液体表面,故C错误;结合上述可知,液体表面层的分子分布比内部稀疏,则液体表面层分子间作用力表现为引力,故D错误。 2.A　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选项A的形状,故选A。 3.ABC　液体表面具有收缩的趋势,即液体表面表现为张力,液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离,密度较小,且液面分子间表现为引力;故表面层Ⅰ、Ⅱ内分子的分布比液体内部稀疏,故A、B正确。附着层Ⅰ内分子与容器壁间引力大于内部液体分子引力,液体表现为浸润,在器壁Ⅰ内的高度变高,故C正确。附着层Ⅱ内分子与容器壁间吸引力小于内部液体分子引力,液体表现为不浸润,在器壁Ⅱ内的高度变低,故D错误。 4.D　由于空间站处于完全失重状态,使用普通中性笔不能流畅书写,故A错误;由于分子间相互作用不受重力影响,则墨汁分子间存在相互作用力,故B错误;空间站仍能用毛笔的原理就是毛细现象,则墨汁浸润毛笔笔尖、浸润纸张,故C错误,D正确。 5.B　粉笔里细小颗粒间存在间隙,构成很多细小的管道,接触墨汁时,会发生毛细现象将墨汁吸干,与毛细现象有关;植物根部结构有许多细小的“导管”即为毛细管,地下水分发生毛细现象,会沿着这些孔道上升,被植物吸收,与毛细现象有关;荷叶上的露珠是空气中的水蒸气液化形成的,水滴由于表面张力作用而成“球形”,与表面张力有关;棉线中间有许多细小的孔道,可起到毛细管的作用,将灯芯下的酒精吸到灯芯上端供燃烧,与毛细现象有关;用磙子压紧土壤,可使土壤中的毛细管变得更细,增强毛细现象,可把地下水引到地面上来,与毛细现象有关。可见①②④⑤均与毛细现象有关。 6.B　并不是所有物质都能形成层状液晶,只有少数物质在特定条件下才能成为液晶,故A错误;层状液晶的光学性质具有各向异性,故B正确;层状液晶并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;层状液晶是不稳定的,外界影响的微小变化,例如温度、电场等,都会引起液晶分子排列变化,改变它的光学性质,故D错误。 7.B　液晶既像液体一样可以流动,又具有某些晶体结构特征。液晶是介于液态与固态之间的一种物质状态。液晶可以流动,固体不能流动,液晶分子排列和固态分子排列不相同,但液晶不可以像液体一样任意流动,所以和液态分子排列不相同,从图像观察,A、C的图像分子排列整齐,是固体分子排列示意图,D的图像分子排列杂乱无章,是液体分子示意图,显然液晶分子示意图为B图像。 8.B　 液晶在低温时会凝固成结晶态,当温度升高时,晶体中分子热运动加快,转化为液晶态,则有T1<T2,故A错误;分子的热运动是永不停息的,则甲、乙两图中的分子都在做热运动,故B正确;分子取向排列的液晶具有光学各向异性,这意味着液晶分子的排列和取向在不同方向上会有所不同,因此,液晶在不同的形态下,沿不同方向单位长度上的分子数是不相同的,故C、D错误。 9.A　水滴因表面张力具有收缩趋势,故A正确;水滴和防水布料不发生浸润现象,故B错误;水滴与防水布料不浸润,接触层内水分子之间的作用力表现为斥力,但同时存在分子间的引力,故C错误;浸润与不浸润现象的产生与液体和固体的性质有关,故D错误。 10.D　水与空气接触的表面层存在表面张力,由于表面层水分子间距略大于平衡距离,所以表面层水分子间的引力大于斥力,对外表现为引力,即表面张力,小船静置在水中时,受到液体表面张力是平衡的,故A错误;由于表面层水分子间距略大于平衡距离,表面层中分子密度小于液体内部分子密度,故B错误;小船之所以会运动,是因为滴在小船尾部的肥皂水破坏了该位置的液体表面张力,使之明显减小,导致小船所受的整体的液体表面张力不再平衡,小船受到向前的表面张力大于向后的表面张力,所以小船会向前运动,故C错误,D正确。 11.A　由于水的表面张力作用使得水滴呈现球形,由于重力作用水滴呈现椭球形,即水滴呈椭球形是水表面张力与重力共同作用的结果,选项A正确;水滴呈椭球形是水和防水膜发生了不浸润现象,选项B错误;水与未贴膜的玻璃表面接触时发生浸润现象,与未贴膜的玻璃表面接触的那层水分子比水滴内部密集,接触面的水分子间的作用力表现为斥力,使水有面积扩大的趋势,选项C、D错误。 12.C　解析肥皂泡上、下两个表面都存在表面张力,故有F0=2σl,得到肥皂水的表面张力系数为σ=,对右侧半球膜进行受力分析,如图所示,受到膜内、外气体的压力和膜边缘的表面张力,根据受力平衡可知F内=F外+F,因肥皂泡的内外表面都存在表面张力,故肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为F内-F外=F=2σ·2πR=2··2πR=,故压强差为Δp=,故选C。 学科网（北京）股份有限公司 $