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

2.5 液体 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．如图所示，将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开，形成了一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是（　　） A．蒲公英的材质更容易使水汽化 B．水可浸润绒毛，且无水的表面张力作用 C．水可浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 D．水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 2．关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（　　） A．甲图中水黾停在水面而不下沉，是浮力作用的结果 B．乙图中液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 C．丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 D．丁图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象 3．（多选）水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，水和水银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，正确的现象应是（　） A． B． C． D． 4．（多选）关于下列四幅图所涉及的物理知识的分析，以下说法正确的是（　　） A．图甲：方解石双折射现象说明它具有各向异性的特征 B．图乙：水波由深水区至浅水区传播方向发生改变是波的反射现象 C．图丙：根据管中液面凹凸情况可知细管材料可以用来制作防水衣 D．图丁：观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的干涉原理 5．如下图所示，水黾被喻为“池塘中的溜冰者”，它在水面上行走时，既不会划破水面，也不会浸湿自己的腿，而且还能像溜冰运动员一样优雅地跳跃和玩耍。请你解释一下，水黾为什么不会掉进水里？ 6．液体表面具有收缩趋势的原因是什么？ B层 7．水银温度计的工作原理与分子动理论密切相关，某次测量其液面如图所示。下列说法正确的是（　　） A．常温下，水银分子间保持一定的平均距离，且只存在引力 B．温度越高，水银分子的运动越剧烈，每个分子的动能都增大 C．水银浸润玻璃，读数时视线应与液柱凸面最低点齐平 D．已知水银的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，则单位体积中所含的水银分子数为 8．（多选）下列说法正确的是（    ） A．图甲，小磁铁在两根空心铝管（其中一根有条裂缝）中同时从下端口出来 B．图乙，一滴水滴在洁净的玻璃板上和涂了蜡的玻璃板上，其中右图显示玻璃板上涂了蜡的 C．图丙，无声音时，电阻两端的电压为零 D．图丁，电影院提供的观看立体电影的眼镜应用的是光干涉原理 9．依图所示，做下面的实验，并对结果加以解释。 （1）把张有皂膜的铁丝圆环置于水龙头之下，让一束细流穿膜而过，观察皂膜是否仍完好无损。 （2）用被水浸湿的细铁丝轻轻捅穿皂膜，观察皂膜是否破碎。 （3）往皂膜上滴一小滴酒精（或用烧热的铁丝戳皂膜），观察皂膜是否顷刻四分五裂。 C层 10．下列说法正确的是（　　） A．所有物质都具有液晶态 B．水黾静止在水面上，其所受浮力等于重力 C．玻璃管的尖端放在火焰上烧熔会变钝，是液体表面张力的作用 D．液体表面具有收缩的趋势，是因为液体内部分子分布比表面层稀疏 11．（多选）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，张力的作用表现在，分界线两边液面以一定的拉力相互作用，的大小与分界线的长度成正比，即（为液体的表面张力系数），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，间距为的U型细框上放置一细杆，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，由于表面张力的缘故，膜的上、下表面会对产生水平向左的力．小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止，测力计示数为，接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡，如图所示。当肥皂泡大小稳定时，测得其球形半径为。下列说法正确的是（    ） A．表面张力系数的单位是 B．测得肥皂水的表面张力系数为 C．肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强 D．肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为 12．在水平放置的洁净的玻璃板上一些水银，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=13.6×103kg/m3 ， 水银的表面张力系数σ=0.49N/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） 参考答案 题号 1 2 3 4 7 8 10 11 答案 D C AD AC D BC C BCD 1．D 【详解】A．该现象和水汽化无关，故A错误； BCD．绒毛还能保持干燥，因为水不浸润绒毛，表面的绒毛将水撑开，形成了一个保护罩，这是水的表面张力的作用，故BC错误，D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．水黾停在水面而不下沉，是因为水的表面张力，与浮力无关，故A错误； B．液晶显示器是利用液晶光学性质各向异性的特点制成的，故B错误； C．Q处的肥皂膜被刺破后，周围的肥皂膜由于表面张力而收缩，使Q处扩成一个圆孔，故C正确； D．毛细管中液面高于管外液面的是浸润情况下的毛细现象，液面低于管外液面的是不浸润情况下的毛细现象，故D错误。 故选C。 3．AD 【详解】AB．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（小于r0）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A正确，B错误； CD．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（大于r0）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C错误，D正确。 故选AD。 4．AC 【详解】A．图甲：方解石双折射现象说明它具有各向异性的特征，故A正确； B．图乙：水波从深水区传到浅水区传播方向发生改变是波的折射现象，故B错误； C．图丙：根据管中液面凹凸情况可知细管材料与水是不浸润的，可以用来制作防水衣，故C正确； D．图丁：观看立体电影时佩戴的眼镜利用了光的偏振原理，故D错误。 故选AC。 5．在液体表面层中，液体分子间距大于平衡距离，液体分子之间的相互作用总体上表现为引力，它的作用是使液体表面紧绷，宏观上表现为液体的表面张力，表面张力给水黾以向上的弹力，因此水黾可以在水面上如此活动不会掉进水里。 【详解】在液体表面层中，液体分子间距大于平衡距离，液体分子之间的相互作用总体上表现为引力，它的作用是使液体表面紧绷，宏观上表现为液体的表面张力，表面张力给水黾以向上的弹力，因此水黾可以在水面上如此活动不会掉进水里。 6．在液体表面层中，由于液体表面层里的分子间距离大于液体内部分子间距离且大于平衡距离，所以液体表面层里分子之间的相互作用表现为引力，即为表面张力，表面张力使得液体表面具有收缩趋势。 【详解】在液体表面层中，由于液体表面层里的分子间距离大于液体内部分子间距离且大于平衡距离，所以液体表面层里分子之间的相互作用表现为引力，即为表面张力，表面张力使得液体表面具有收缩趋势。 7．D 【详解】A．分子间既有相互作用的引力又有相互作用的斥力，引力和斥力是同时存在的，这跟分子间的距离和温度无关，故A错误； B．温度越高，水银分子的运动越剧烈，大量分子的平均动能一定增大，但不是每个分子的动能都增大，故B错误； C．毛细管内液面呈凸形，说明水银对玻璃有不浸润现象，读数时视线应与液柱凸面最高点齐平，故C错误； D．摩尔体积 单位体积的物质的量 故单位体积的水银分子数，故D正确。 故选D。 8．BC 【详解】A．图甲，有裂缝的空心铝管产生的涡流小，电磁感应现象不明显，先从下端出来，故A错误； B．图乙，水浸润玻璃，但不浸润蜡，故B正确； C．图丙，为电容式话筒，无声音时，膜片不振动，不发生电磁感应现象，电路中电流为零，电阻R两端的电压为零，故C正确； D．图丁，电影院提供的观看立体电影的眼镜应用的是光的偏振，故D错误。 故选BC。 9．见解析 【详解】实验现象： （1）把张有皂膜的铁丝圆环置于水龙头之下，让一束细流穿膜而过，发现皂膜完好无损； （2）用被水浸湿的细铁丝轻轻捅穿皂膜，皂膜并未发生破碎； （3）往皂膜上滴一小滴酒精（或用烧热的铁丝戳皂膜），皂膜顷刻四分五裂。 解释：当细流或被水浸湿的铁丝在穿过肥皂膜时，细流表面与铁丝表面由于存在水分，从而与皂膜发生浸润，使得穿过之处的皂膜仍保持完整，不会破裂。而当往皂膜上第一滴酒精时，由于酒精会使与皂膜接触位置中的水分迅速蒸发，皂膜其他部分的水分来不及补充蒸发位置的水分，皂膜就发生了破裂，同理可知用烧热的铁丝辍皂膜时，也是由于使接触部位皂膜的水分即刻蒸发，导致皂膜瞬间破裂。 10．C 【详解】A．不是所有物质都有液晶态，故A错误； B．水黾可以停在水面上是因为液体表面张力与重力平衡，故B错误； C．玻璃管的尖端放在火焰上烧熔会在液体表面张力使得玻璃管尖端收缩、变钝，故C正确； D．液体表面具有收缩的趋势，是因为液体表面层分子比较稀疏，分子间引力大于斥力，故D错误； 故选C。 11．BCD 【详解】A．由，得 其中的单位是，即，的单位是，代入上式，得到表面张力系数的单位是，故A错误； B．肥皂水上下两个表面都存在表面张力，故有 得到肥皂水的表面张力系数为 故B正确； C．由于肥皂泡表面存在表面张力，肥皂泡呈球形，为了维持球形的形状，肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强，故C正确； D．右侧半球膜受到膜内、外气体的压力和膜边缘的表面张力，如图 根据受力平衡可知 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 故D正确。 故选BCD。 12．水银层厚度约为3×10﹣3m或4×10﹣3m ． 【分析】本题考查液体表面张力部分知识，涉及微元法的应用． 【详解】在圆饼侧面处，取宽x、高h的面积元，由于重力使水银对的侧压力为： ． 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： 由于圆饼半径很大，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 因而： 可得： 由于θ的实际数值一定大于0、小于，所以 h的取值范围是： 所以水银层厚度的估算值可取3×10﹣3m或4×10﹣3m ． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $