2.2 表面张力和毛细现象 同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．2021年12月9日“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站带来了一场精彩的太空科普课，授课活动圆满结束。“水球光学实验”中，王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，关于该实验说法正确的是（ ）
A．由于空间站的微重力环境，水球中气体压强几乎为0
B．若空间站内温度升高，气泡内所有气体分子运动速率都会变大
C．水球外表面的水分子比水球内的水分子密集
D．水与气泡界面处，水分子间距离大于水球内水分子之间距离
2．下列三幅图对应的说法中正确的有（ ）
A．图甲中
B．图甲中两条曲线下的面积相等
C．图乙中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是分子间存在着相互作用力
D．图丙是玻璃管插入某液体发生的现象，是由于该液体分子间的相互作用比液体与玻璃的相互作用强造成的
3．关于下列各图所对应现象的描述，正确的是（ ）
A．图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B．图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C．图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D．图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
4．雨滴在空中形成后，在重力和空气阻力的作用下下落到地面，若下落过程中，周围空气的温度越来越高，最终达到匀速，则下列说法正确的是（ ）
A．雨滴下落过程中内能逐渐增大，是因为速度在逐渐增大
B．雨滴下落过程中机械能守恒
C．雨滴在空中近似成球形，是因为液体表面有张力
D．雨滴下落过程中，雨滴内所有水分子的动能都增大
5．关于下列实验及现象的说法，正确的是（ ）
A．图甲说明薄板是非晶体
B．图乙说明气体速率分布随温度变化而变化，且T1 > T2
C．图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关
D．图丁说明水黾受到了浮力作用
6．如图所示，水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，附着在玻璃上；在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层。下列说法正确的是（ ）
A．水浸润石蜡
B．玻璃面上的水没有表面张力
C．蜡面上水滴呈扁平形主要是由于表面张力
D．水与玻璃的相互作用比水分子间的相互作用强
7．2023年9月21日15时48分，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”景海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来一场精彩的太空科普课，这是中国航天员首次在梦天实验舱（视作匀速圆周运动）内进行授课。以下说法中正确的是（ ）
A．梦天实验舱的速度一定小于第一宇宙速度
B．梦天实验舱的运行周期为24h
C．梦天实验舱的轨道高度大约为地球半径的6倍
D．在微重力环境下，实验证明了液体的表面张力为零
8．中国空间站第三次太空授课中演示了紫色水球从“活跃”到“懒惰”的过程。如图所示，用注射器向水球喷气，水球发生振动。向水球射入一枚钢球，钢球留在水球中，再用注射器以相同方式向水球喷气，水球振动幅度减小。则（ ）
A．首次喷气水球振幅较大，水球一定发生了共振
B．水球振动中不破裂，是因为水球处于完全失重状态
C．钢球射入水球而未穿出，是水的表面张力起了作用
D．射入钢球后振幅减小，是因为水球质量变大，惯性变大
二、多选题
9．如图是分别装有水和水银的两个玻璃杯，下列说法正确的是（ ）
A．水不浸润玻璃
B．水银不浸润玻璃
C．水的表面层中的水分子之间的作用力表现为引力
D．水银的表面层中的水银分子之间的作用力为零
10．下列说法中正确的是（ ）
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动就是分子的热运动
B．把一枚曲别针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故
C．干旱天气里锄松土壤，破坏土壤中的毛细管，有利于减少水分蒸发，保存地下水
D．浸润和不浸润是分子力作用的表现，如果液体附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离，这样的液体与固体之间表现为不浸润
11．喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是防水剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴以椭球形分布在玻璃表面，无法停留在玻璃上，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．雨水分子在永不停息地做无规则运动
B．照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象
C．水滴呈椭球形是液体表面张力和重力共同作用的结果
D．照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
E．水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大
12．同一种液体，滴在固体A的表面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示的情况。若固体A和毛细管B都很干净，则（ ）
A．固体A和毛细管B可能是同种材料
B．固体A和毛细管B一定不是同种材料
C．固体A的分子对液体附着层分子的引力比毛细管B的分子对液体附着层分子的引力小
D．液体对毛细管B不浸润
三、填空题
13．关于物质规律的三幅图像，回答下列问题：
从甲图看出范围内，随着的增大，分子势能与分子力均 （填“增大”或“减小”）。
从乙图看出晶体在熔化过程中 固定的熔点，而非晶体在熔化过程中 固定的熔点（填“有”或“没有”）。从丙图看出，在一定的温度下，气体分子的速率分布是确定的，呈现 的分布规律（填“两头多、中间少”或“中间多、两头少”）。
14．关于下列几幅图像所对应的物理规律，回答下列问题：
对浸润与不浸润，是液体分子间的 力，是液体分子间的 力（填“引”或“斥”）孔明灯和热气球都是通过加热气体获得向上的动力，当气体的温度升高时，气体的密集度 ，平均动能 （填“增大”、“不变”或“减小”）墨水的扩散实际上是墨水颗粒在水中被水分子撞击而不断移动的过程，则扩散实际上就是一种 （“布朗运动”、“机械运动”、“波动”）
四、解答题
15．农民往往利用翻松地表土壤来保存土壤中的水分，这是为什么？
16．新型冠状病毒（2019-nCoV）的尺寸约为125纳米，主要通过飞沫传播和接触传播。飞沫是一种直径大于5微米的颗粒，由于重力它在空气中一般会沉降下去，传播时间只有几十秒，距离只有1米左右。飞沫在空气中长时间停留会逐渐失去水分，剩下的蛋白质和病原体组成的核，形成飞沫核，82%的飞沫核的大小都集中在0.74～2.12微米。根据下图的口罩实测数据可以判定________（多选）。
A．对于2微米以上的微粒，医用外科口罩和N95/KN95口罩捕集效率基本相同
B．普通医用口罩对飞沫具有非常好的过滤效果，可以用于非病区的人流密集场所
C．纱布口罩对2.5微米的微粒捕集效率约有30%左右
D．医用外科口罩对不同大小的微粒的捕集效率均超过70%
17．新冠病毒传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒的大小一般在10-9～10-3m之间，已知布朗运动微粒大小通常在10-6m数量级，下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是气体分子的无规则的运动
B．在布朗运动中，固态或液态颗粒越小，布朗运动越剧烈
C．在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹
D．当固态或液态颗粒大小约10-6m时，气溶胶能很长时间都悬浮在气体中是因为受气体浮力作用
18．熔喷布是口罩的中间过滤层（如图），是一种用绝缘材料做成的带有静电的超细纤维布，它能阻隔几微米的病毒，这种静电的阻隔作用属于（ ）
A．尖端放电 B．静电屏蔽 C．静电吸附 D．静电平衡
19．熔喷布是经过静电驻极技术处理，即通过高压放电，使电荷附着在熔喷无纺布上，驻极处理装置中针状电极与平板电极间的电场如图所示。用虚线画出通过a点的等势面。
20．a、b两点中，电场较强的是 点，电势较高的是 点。
21．若a点处一带电尘埃在电场力的作用下由静止开始运动，被熔喷布吸附，则：
①尘埃携带的是 电荷（选填“正”或“负”）；
②若带电尘埃的电势能变化量为E，电场力对尘埃做的功为 ；尘埃的质量为m，不计其所受重力，则它运动到熔喷布时的速度大小为 。（用E、m表示）
22．工厂在生产熔喷布时为了实时监控其厚度，在生产流水线上设置如图所示传感器，其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上，G是灵敏电流计，连接在A极板上。当熔喷布的厚度变薄导致介电常数变小时（ ）
A．极板间的电场强度变大 B．平行板电容器的电容变大
C．A、B两极板间的电压减小 D．有自a向b的电流流过灵敏电流计
23．如图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图。说明照片中水滴表面分子比水滴的内部间距要 （选填“大”或“小”），水滴和内侧材料 （选填“浸润”或“不浸润”）。水滴呈球形的原因是液体 的作用。
24．自动蓬松的腈纶线：取一小团腈纶线，剪40根长为的线段，并成一股，梳理整齐后，两端用粗铜丝扎紧，让腈纶线松松地悬于木架的两只羊眼圈上，如图a所示，再用一枝铅笔按在线上，用力快速来回摩擦几下，移开铅笔后，你会观察到腈纶线向四周蓬松，呈橄榄状，如图b所示，请你解释这个现象，若用沾少量水的脱脂棉在腈纶线上从左至右揩一下，再用铅笔重复摩擦，它们再也不会呈现橄榄状了，这又是什么原因？
25．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。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【详解】A．水球中气体分子做无规则热运动，会对气泡表面产生频繁撞击形成压强，故水球中气体压强不为0，故A错误；
B．若空间站内温度升高，气泡内气体分子平均动能增大，气体分子的平均速率会变大，但并不是每个气体分子的速率都变大，故B错误；
CD．水与气泡界面处，水分子间距离大于水球内水分子之间距离，水球外表面的水分子比水球内的水分子稀疏，引力起主要作用，形成表面张力，故C错误，D正确。
故选D。
2．B
【详解】AB．图甲中分子热运动越剧烈，各速率区间的分子数占分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知，两条曲线下的面积相等均为1，故A错误，B正确；
C．图乙中，玻璃是非晶体，熔化再凝固后仍然是非晶体，细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔后尖端变钝，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，故C错误；
D．在附着层处液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用强，发生了浸润现象。故D错误。
故选B。
3．B
【详解】A．水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故，故A错误；
B．水银的表面张力比较大，同时水银和空气之间的相互作用力也比较小，这就导致了水银在接触到其他物体时，会尽可能地减少表面积，从而形成球状，故B正确；
C．当一根内径很细的管垂直插人液体中，浸润液体在管里上升，而不浸润液体在管内下降，故C错误；
D．拖拉机锄松土壤，是为了破坏毛细现象减小水分蒸发，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】A．雨滴的内能与雨滴的质量和温度有关，与速度无关，故A错误；
B．雨滴下落过程中空气阻力做负功，机械能减小，故B错误；
C．雨滴在空中近似成球形，是因为液体表面有张力，故C正确；
D．雨滴下落过程中，温度升高，平均分子动能增大，并不是所有水分子的动能都增大，故D错误。
故选C。
5．C
【详解】A．图甲说明薄板的导热性能是各向同性，则薄板是非晶体或多晶体，故A错误；
B．图乙说明气体速率分布随温度变化，T1时速率低的占的比例比T2时多，速率大的占的比例比T2时少，则T1 < T2，B项错误；
C．图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关，故C正确；
D．图丁说明水的表面存在表面张力，故D错误。
故选C。
6．D
【详解】水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，是浸润现象，说明水和玻璃的相互作用比水分子之间的相互作用强，玻璃面上的水存在表面张力，在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层，是不浸润现象，水在蜡面上不浸润，则水分子间表现为引力。
故选D。
7．A
【详解】A.地球上第一宇宙速度是所有卫星的最小发射速度，又是所有卫星最大环绕速度，近地卫星的速度约为第一宇宙速度，由公式
得
因为中国空间站的轨道半径比近地卫星大，所以梦天实验舱的速度一定小于第一宇宙速度，故A正确；
BC.根据资料有同步卫星的轨道高度大约为地球半径的6倍，运行周期为24h，中国空间站的轨道半径要比同步卫星小，由公式
得
可见梦天实验舱的运行周期小于24h，故BC错误；
D.液体的表面张力跟重力无关，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】A D．根据动量定理，力的冲量相同的情况下，质量小的物体获得的速度大，振幅也大，故AD错误；
BC．水球振动中不破裂，钢球射入水球而未穿出，是水的表面张力起了作用，故B错误，C正确。
故选C。
9．BC
【详解】A．由题图知水浸润玻璃，故A错误；
B．由题图知水银不浸润玻璃，故B正确；
CD．表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大，分子间作用力表现为引力，故C正确，D错误。
故选BC。
10．BC
【详解】A．墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动是布朗运动，不是分子的热运动，A错误；
B．一枚针浮在水面上，浮力很小，可以忽略不计，是由于水的表面存在表面张力的缘故，故B正确；
C．干旱天气里锄松土壤，破坏土壤中的毛细管，有利于减少水分蒸发，有利于保存地下水，C正确；
D．如果液体附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离时，分子间表现为斥力，使液体表面扩张，这样的液体与固体之间表现为浸润，D错误。
故选BC。
11．ACE
【详解】A．所有分子都在永不停息的做无规则运动，故A正确；
B．浸润即液体在与固体表面接触时能够弥散进入固体表面的现象，而照片中的玻璃和水不浸润，故B错误；
C．由于液体表面张力的作用使水滴呈球行，但在重力的作用下水滴呈椭球形，故C正确；
DE．照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大，内部分子对表面层分子为引力的作用，使表面层分子有收缩的趋势，从而形成球形，故D错误，E正确。
故选ACE。
12．BC
【详解】ABD．当把毛细管B插入液体时，液面呈现凹形，说明液体对B浸润，液体不能附着在A的表面，所以对A不浸润，所以A与B一定不是同种材料，故AD错误，B正确；
C．根据浸润与不浸润的特点，浸润时，附着层内的分子引力小于固体分子的引力，而不浸润时，附着层内的分子引力大于固体对分子的引力，所以固体A的分子对液体附着层内的分子引力比B管的分子对液体附着层内的分子引力小，故C正确。
故选BC。
13． 减小 有 没有 中间多、两头少
【详解】[1]从甲图看出，范围内，随着的增大，分子势能、分子力均减小。
[2][3][4]从乙图看出晶体在熔化过程中有固定的熔点，而非晶体在熔化过程中没有固定的熔点；从丙图看出，在一定的温度下，气体分子的速率分布是确定的，呈现“中间多、两头少”的分布规律。
14． 斥 引 减小 增大 布朗运动
【详解】[1][2]对浸润现象，附着层有扩展的趋势，附着层的液体分子比液体内部密集，附着层内分子间的距离小于液体内部分子间的距离，附着层内分子间的作用表现为斥力，则是斥力，对不浸润现象，附着层有收缩的趋势，附着层的液体分子比液体内部稀疏，附着层内分子间的距离大于液体内部分子间的距离，附着层内分子间的作用表现为引力，则是引力；
[3][4]孔明灯和热气球都是通过加热气体获得向上的动力，当气体的温度升高时，气体的体积膨胀，密集度减小，平均动能增大；
[5]墨水的扩散实际上是墨水颗粒在水中被水分子撞击而不断移动的过程，扩散实际上就是一种布朗运动。
15．见解析
【详解】农民把地表土壤翻松，破坏了土壤表层的毛细管，从而阻止了水分上升到地面而被蒸发掉。
16．ABD 17．B 18．C 19． 20． a b 21． 负 -E 22．D 23． 大 不浸润 表面张力
【解析】16．A．由口罩的捕集效率图像可得，对于2微米以上的微粒，医用外科口罩和N95/KN95口罩捕集效率图像几乎重合且近似为一条水平线，说明对2微米以上的微粒的它们的捕集效率基本相同，A正确；
B．由题意可知飞沫的直径大于5微米，从图像中可知，普通医用口罩的图像的纵坐标约为99%，说明其对飞沫具有非常好的过滤效果，可以用于非病区的人流密集场所，B正确；
C．当横坐标为2.5微米时，纱布口罩的图像对应的纵坐标为10%，说明其对2.5微米的微粒捕集效率约有10%左右，故C错误；
D．由医用外科口罩的图像可知，图像最低点的纵坐标约为71%，所以其对不同大小的微粒的捕集效率均超过70%，故D正确。
故选ABD。
17．AC．布朗运动是固态或液态小颗粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，颗粒无规则运动的轨迹不是分子的无规则运动的轨迹，故A、C错误；
B．在布朗运动中，固态或液态颗粒越小，布朗运动越剧烈，B正确；
D．当固态或液态颗粒大小约10-6m时，气溶胶能很长时间都悬浮在气体中不是因为受气体浮力作用，而是因为其受气体分子各个方向的撞击，而悬浮在气体中，故D错误。
故选B。
18．体积微小的病毒吸附在带有静电的超细纤维布上，属于静电吸附，C正确。
故选C。
19．等势面与电场线垂直，故过a点做该处电场线的垂线，如图中虚线即为所求。
20．[1]电场线越密集处，电场强度越大，故a处电场较强。
[2]电场线由电势高处指向电势低处，故b处电势较高。
21．1．[1]由图中可知熔喷布与电源正极相连，故熔喷布带正电，尘埃被熔喷布吸附，故尘埃微粒带负电。
2．[2]带电尘埃电势能减小，故E<0。电场力对其做正功，所以。
[3]对带电尘埃由动能定理
可得尘埃运动到熔喷布时的速度大小为
22．A．由可知，两极板间距和电压不变，故极板间电场强度不变，故A错误；
B．由可知，熔喷布介电常数减小，所以平行板电容器的电容变小，B错误；
C．由题意可知，A、B两板间电压恒定不变，故C错误；
D．由可知，熔喷布介电常数减小，所以平行板电容器的电容变小；再由可知，平行板电容器的带电量减少，电容器放电，所以有自a向b的电流流过灵敏电流计，D正确。
故选D。
23．[1]液体表面分子间距比液体内部分子间距大。
[2]由照片可知，水滴在内侧材料表面呈球形，说明水滴与内侧材料不浸润。
[3]水滴呈球形的原因是因为液体表面张力。
24．见解析
【详解】用铅笔摩擦腈纶线，移开铅笔后，会让每一条腈纶线带上电荷，根据同种电荷相互排斥特点，我们会观察到腈纶线向四周蓬松，呈橄榄状；天然水可以导电，若用沾少量水的脱脂棉在腈纶线上从左至右揩一下，沾少量水的腈纶线不易产生静电，也就不会出现腈纶线相互排斥而呈现橄榄状的情况了，另外一方面，湿的腈纶线之间水存在表面张力，即使出现静电斥力也可以被水的表面张力平衡掉。
25．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。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
