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物理
题目

毛细液柱高度 H 与( )成反比A. 表面张力系数B. 接触角C. 管径D. 粘性系数

毛细液柱高度 H 与( )成反比

A. 表面张力系数

B. 接触角

C. 管径

D. 粘性系数

题目解答

答案

C. 管径

解析

本题考查毛细现象中液柱高度与相关物理量的关系。核心思路是掌握毛细管中液柱高度的公式:
$H = \frac{2\gamma \cos\theta}{r \rho g}$
其中,$H$为液柱高度,$\gamma$为表面张力系数,$\theta$为接触角,$r$为管半径,$\rho$为液体密度,$g$为重力加速度。
关键点在于明确公式中各变量的正反比关系:

  • $H$与$r$成反比(分母含$r$);
  • $\gamma$、$\cos\theta$增大时$H$增大(正比关系);
  • 公式中未涉及粘性系数,故$H$与粘性系数无关。

公式推导与变量分析

根据毛细现象公式:
$H = \frac{2\gamma \cos\theta}{r \rho g}$
若其他条件不变:

  1. 管径($r$)增大 → 分母增大 → $H$减小 → $H$与管径成反比;
  2. 表面张力系数($\gamma$)增大 → 分子增大 → $H$增大 → 正比关系;
  3. 接触角($\theta$)减小 → $\cos\theta$增大 → $H$增大 → 正比关系;
  4. 粘性系数未出现在公式中 → $H$与粘性系数无关。

选项排除

  • A. 表面张力系数:与$H$正比,排除;
  • B. 接触角:$\cos\theta$与$H$正比,但$\theta$本身与$H$非直接反比,排除;
  • C. 管径:与$H$成反比,正确;
  • D. 粘性系数:无关,排除。

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