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:
- 管径($r$)增大 → 分母增大 → $H$减小 → $H$与管径成反比;
- 表面张力系数($\gamma$)增大 → 分子增大 → $H$增大 → 正比关系;
- 接触角($\theta$)减小 → $\cos\theta$增大 → $H$增大 → 正比关系;
- 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。