题目
要使毛细管中的水面升高,正确的做法是()A. 减小毛细管直径B. 将毛细管插入水中更深一些C. 将毛细管插入水中更浅一些D. 升高水温E. 加入肥皂
要使毛细管中的水面升高,正确的做法是()
A. 减小毛细管直径
B. 将毛细管插入水中更深一些
C. 将毛细管插入水中更浅一些
D. 升高水温
E. 加入肥皂
题目解答
答案
A. 减小毛细管直径
解析
本题考查知识点为毛细管现象以及影响毛细管中水面升高高度的因素。解题思路是根据毛细管中水面升高高度的公式,分析每个选项对水面升高高度的影响。
1. 明确毛细管中水面升高高度的公式
根据毛细管现象,毛细管中水面升高的高度$h$由公式$h = \frac{2\sigma\cos\theta}{\rho gr}$决定,其中$\sigma$是液体表面张力系数,$\theta$是接触角,$\rho$是液体密度,$g$是重力加速度,$r$是毛细管半径。
2. 对各选项进行分析
- 选项A:减小毛细管直径
因为半径$r=\frac{d}{2}$($d$为直径),当减小毛细管直径$d$时,半径$r$减小。在其他条件不变的情况下,由$h = \frac{2\sigma\cos\theta}{\rho gr}$可知,$r$减小,$h$会增大,即水面升高,所以该选项正确。 - 选项B:将毛细管插入水中更深一些
从公式$h = \frac{2\sigma\cos\theta}{\rho gr}$可以看出,水面升高的高度$h$与插入水中的深度无关,所以将毛细管插入水中更深一些,水面升高高度不变,该选项错误。 - 选项C:将毛细管插入水中更浅一些
同理,水面升高的高度$h$与插入水中的深度无关,将毛细管插入水中更浅一些,水面升高高度也不变,该选项错误。 - 选项D:升高水温
液体表面张力系数$\sigma$随温度升高而减小。当升高水温时,$\sigma$减小,在其他条件不变的情况下,由$h = \frac{2\sigma\cos\theta}{\rho gr}$可知,$\sigma$减小,$h$会减小,即水面降低,该选项错误。 - 选项E:加入肥皂
肥皂是表面活性剂,加入肥皂会使液体表面张力系数$\sigma$减小。在其他条件不变的情况下,由$h = \frac{2\sigma\cos\theta}{\rho gr}$可知,$\sigma$减小,$h$会减小,即水面降低,该选项错误。