第七章《从粒子到宇宙》 -2023-2024学年苏科版物理八年级下学期

2023-2024学年苏科版物理八升九暑假培优训练（七）-《从粒子到宇宙》 ( 知识回顾 ) 一．走进分子世界 1、物质是可分的，许许多多的现象都能用物质的微粒模型来解释，这种研究方法叫模型法。 2、分子动理论的内容（分子模型） （1）保持物质化学性质的最小微粒叫分子， 物质是由大量的分子组成，分子间有空隙，（如：酒精与水混合后体积变小） （2）构成物质的分子一直处于永不停息的做无规则的运动。 （3）分子间存在相互作用的吸引力和排斥力。 3、分子呈球形，很小，一般分子直径的数量级为10-10米，通常的物体，即使体积较小，也含有大量分子，所以说，物体是由大量分子组成的。 4、扩散是指两种不同的物质，相互接触时，彼此进入对方的现象，扩散现象证明了：分子永不停息的做无规则运动，分子间有间隙。 固体、液体、气体都能发生扩散现象，但快慢不同。 5.分子无规则运动的快慢跟温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，温度越低，分子无规则运动越缓慢。 把大量分子的无规则运动叫热运动。 6、分子间引力和斥力同时存在，固体、液体很难压缩，说明分子间存在斥力，固体很难分割，许多物体不是一盘散沙，说明分子间存在引力。 7、固体、液体、气体的性质： 有无固定体积 有无固定形状 原因 分子间距离 分子运动 固体 有 有 很小 固定点振动 液体 有 无 较大 一定范围内振动 气体 无 无 较远 自由的向各个方向运动 二．静电现象 1、用摩擦的方法使物体带电，叫摩擦起电。 2、带电体能够吸引轻小物体。 3、电荷只有两种，一种是正电荷，一种是负电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 4、人们把被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，把被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷. 5、摩擦起电并不产生电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体，摩擦起电的实质是 电子的转移。 三．探索更小的微粒 1、分子由原子组成，不同原子组成的分子构成化合物，相同原子组成的分子称为单质分子。 2、原子是由带负电的电子和带正电的原子核构成，而原子核又是不带电电的中子和带 正电的质子组成。原子不带电是因为组成原子的电子数等于核电荷数。 3、1897年汤姆逊发现了电子， 1919年年卢瑟福用α粒子从氮原子核中打出了质子，发现了质子，建立了原子行星模型， 1932年查德威克发现了中子。 1961年盖尔曼提出了夸克的设想。 4.微小粒子等从大到小的排序是：分子、原子、质子、中子、电子。 四．宇宙探秘 1．人类对宇宙的认识是 由近及远 的， 托勒密 的“地心说”认为 地球 是宇宙的中心；哥白尼的“日心说”认为 太阳 是宇宙的中心。 2、人们观察发现，大部分星的相对位置似乎不变。我们称这些星为 恒星 。用精密的天文仪器观察它们实际也是 运动 的。 3、太阳是银河系中数千亿颗恒星中的一颗普通的恒星。与银河系紧靠的是 仙女星系 ，它距我们超过200万光年。地球是银河系中太阳的行星，月亮是地球的卫星。 4、光年（l.y）是长度单位。光年是指光在真空中行进一年所经过的距离，我们把地球到太阳的平均距离称为一个天文单位（1 AU）。 1 l.y=9.461*1015 1 AU=1.496*1011 5、宇宙是一个有层次的天体结构系统。 地球是太阳系中的普通一员，而太阳又是银河系数以千亿颗恒星中的一颗。 宇宙 → 星系 → 恒星系统 → 行星系统 6、目前大多数宇宙科学家都认定：宇宙是来源于“原始火球”——诞生于“宇宙大爆炸”。 7、光同样有多普勒效应，当一个星系离我们远去时，它的谱线波长也会变长，即星系的光谱向长波的方向偏移，称为谱线红移。 谱线红移这一现象说明星系在原理我们而去 ( 培优训练 )《从粒子到宇宙》培优训练 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题（共24分) 1. 下列现象中不能表明分子在永不停息地运动的是（ ） A. 在盘中倒一些酒精，一会儿满屋都是酒精味 B. 门缝中射入一束阳光，在光里看到空中的尘粒 C. 开水杯中的糖使整杯水一会儿都变甜 D. 箱内放樟脑丸，过几天打开箱就有味道 【答案】B 【解析】A．一会儿满屋都酒精味是扩散现象，说明酒精分子在不停地做无规则运动，故A不符合题意；B．空中的尘粒是物体不是分子，不能说明酒精分子在不停地做无规则运动。故B符合题意；C．开水杯中的糖块使整杯水一会儿都变甜，是糖块分子扩散到水里，说明酒精分子在不停地做无规则运动。故C不符合题意；D．箱内放樟脑丸过几天打开箱就有樟脑味，是樟脑分子在空气中发生了扩散现象，说明酒精分子在不停地做无规则运动。故D不符合题意。故选B。 2. 下列现象能说明分子间存在吸引力的是（ ） A. 固体和液体很难被压缩 B. 红墨水滴入水中很快散开 C. 酒精和水混合后总体积变小 D. 两个表面光滑的铅块紧压后会“粘”在一起 【答案】D 【解析】A、固体和液体很难被压缩是因为分子间存在相互的斥力，故A错误；B、红墨水滴入水中很快散开是因为墨水分子做无规则运动，故B错误；C、酒精和水混合后体积减小，是因为分子间有空隙，故C错误；D、两个表面光滑的铅块紧压后，由于分子间存在相互的引力而使两块铅块粘在一起，故D正确；故选D． 3. 观察下列四组图片，能说明分子间有间隙的图是（ ） A. 1cm3水中有3.35×1022个水分子 B. 肥皂液膜实验 C. 墨水滴入水中 D. 酒精与水混合 【答案】D 【解析】A．表明组成物体的分子很小，数目很多，但不能说明分子间有间隙，故A不符合题意；B．说明分子之间有引力，不能说明分子之间有间隙，故B不符合题意；C．说明分子在永不停息地做无规则运动，不能说明分子间有间隙，故C不符合题意；D．酒精与水混合，混合后的总体积小于酒精和水的体积之和，说明分子间有间隙，故D符合题意。故选D。 4. 下列说法错误的是 ( ) A. 固态物质中，分子的排列十分紧密，粒子间有强大的作用力，因而固体具有一定的体积和形状 B. 液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体的小，因而液体没有确定的形状，具有流动性 C. 气态物质中，分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间作用力很小，容易被压缩，因此气体具有流动性 D. 同一物质在不同状态下的分子排列方式差不多 【答案】D 【解析】A. 固态物质中，分子的排列十分紧密，粒子间有强大的作用力，因而固体具有一定的体积和形状，A不符合题意.B. 液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体的小，因而液体没有确定的形状，具有流动性，B不符合题意.C. 气态物质中，分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间作用力很小，容易被压缩，因此气体具有流动性，C不符合题意.D. 同一物质在不同状态下的分子排列方式发生很大变化，D符合题意.故选D. 5. 人类对原子结构的探究最早是从静电现象开始的．对静电现象的认识，下列说法中正确的是（ ） A. 自然界只存在正、负两种电荷 B. 同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 C. 从静电现象认识到原子核是可分的 D. 摩擦起电创造了电荷 【答案】A 【解析】A．自然界中，凡是和毛皮摩擦过橡胶棒相吸引的，一定和丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥，凡是和丝绸摩擦过的玻璃棒相吸引的，一定和毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥．所以自然界中只有两种电荷，即正电荷和负电荷，故A正确；B．同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，故B错；C．静电现象是由于物质失去电子或得到电子而产生的现象，从静电现象认识到原子是可分的，故C错；D．不同物质原子核束缚电子的本领不同．当两个不同的物体互相摩擦时，束缚电子本领弱的会失去电子而带正电，束缚电子本领强的会得到电子而带负电．所以摩擦起电的实质是使电子发生了转移，并不是创造了电荷，故D错；故选 A。 6. 电视机的荧光屏上经常有许多灰尘，这主要是因为（ ） A. 灰尘的自然堆积 B. 荧光屏有较强吸附灰尘的能力 C. 电视机工作时，屏表面温度较高，吸附灰尘 D. 电视机工作时，屏表面有静电吸附灰尘 【答案】D 【解析】带电体具有吸引轻小物体的性质，电视机的荧光屏在使用时属于带电体，室内漂浮在空间的轻小物体被带电体吸引，从而导致电视机的荧光屏上经常有许多灰尘．答案选D． 7. 如果验电器的金属箔片张开，这表明它的两个金属箔片 ( ) A. 一定都带正电 B. 一定都带负电 C. 一个箔片带正电，另一个箔片带负电 D. 一定带同种电荷 【答案】D 【解析】验电器的工作原理为同种电荷相互排斥，所以验电器的金属箔片张开，这表明它的两个金属箔片一定带同种电荷.故选D. 8. 用手拿着铜棒跟毛皮摩擦，这根铜棒将( ) A. 一定带正电 B. 一定带负电 C. 一定不带电 D. 无法判断 【答案】C 【解析】人体是导体，直接用手拿着铜棒与毛皮摩擦时，电荷会从人体导走，铜棒不会带电，故选项ABD错误，C正确．故选C. 9. 关于宇宙的产生的看法，下列说法正确的是（ ） A. 宇宙没有起源，天然而成的 B. 多数科学家认为宇宙诞生于150亿年前的一次大爆炸 C. 宇宙肯定是恒星的湮灭造成的 D. 宇宙产生于气候的变化 【答案】B 【解析】根据宇宙大爆炸理论是指：宇宙诞生于大爆炸，并且爆炸引起了宇宙膨胀，而这种膨胀还在继续，宇宙大爆炸是现在科学家解释宇宙形成中最合理的一种理论，其中谱线红移现象是最有力的证明．故选B． 10. 有许多天体的运动特点和原子中电子的运动特点相似，下列天体中不具备这种运动特点的是（ ） A. 太阳 B. 地球 C. 月球 D. 火星 【答案】A 【解析】原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，电子带负电，电子绕原子核做高速运转．太阳是恒星，其它星球绕太阳运转，所以太阳不具备电子的运动特点．地球、火星绕太阳转，好比电子绕原子核转．月球绕地球转，类似电子绕原子核转．故答案为A． 11. 自从汤姆逊发现了电子，人们开始研究原子内部结构．科学家提出了许多原子结构的模型，在二十世纪上半叶，最为大家接受的原子结构与图中哪个图形最相似（ ） A. 西红柿 B. 西瓜 C. 面包 D. 太阳系 【答案】D 【解析】最为大家接受的原子结构是卢瑟福原子核式结构模型．该模型认为：原子结构与太阳系的结构相类似．原子由原子核和核外电子组成，原子核处于原子的中心，就像太阳系中的太阳；核外电子绕核高速运转，就像太阳系中绕太阳运动的行星．故D符合题意为答案． 12. 下列对宇宙和微观世界的描述中，正确的是 ( ) A. 地球体积比太阳体积大 B. 太阳系中大约有1000颗恒星 C. 电子和中子组成了原子核 D. 电子、质子、中子等微观粒子的尺度都远小于10－9m 【答案】D 【解析】A. 太阳是一颗恒星，体积很大，而地球是太阳系内的一颗行星，地球体积比太阳体积小得多，故A错误；B. 太阳系中只有太阳这一颗恒星，太阳与周围黑线其旋转的行星，小行星，彗星等组成太阳系，故B错误；C. 质子和中子组成了原子核，故C错误；D. 分子原子的直径在10－10m级别，而原子由电子、质子、中子等更小的微观粒子组成，所以这些粒子尺度都远小于10－9m，故D正确．故选D． 二．填空题（24分） 13. 质子的直径大约为10－15_______．人类在探索微观粒子的过程中，首先发现的是_______，它的发现说明了原子是具有_______的． 【答案】 m 电子 核结构 【解析】质子的直径大约为10－15m.人类在探索微观粒子的过程中，首先发现的是电子，它的发现说明了原子是具有核结构的． 14. 自然界中只存在_______两种电荷，电荷之间有相互作用。在干燥的天气里，且用塑料梳子梳头发时，头发会随着梳子飘起来，这是因为梳子和头发摩擦时分别带上________电荷，互相_______的缘故。 【答案】 正、负 异种 吸引 【解析】 自然界存在两种电荷：正电荷和负电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。当梳子和头发相互摩擦时，由于梳子的原子核对电子的束缚能力强，在摩擦的过程中得电子而带负电，头发由于失去电子而带正电。由于异种电荷相互吸引。所以头发会随着梳子飞起来。 15. 小兰同学在宿舍里吃榴莲糖，香味会弥漫整个房间，这是________现象。人们在研究原子的结构过程中，提出了“行星模型”的科学家是________。宇宙是无限的，人们对它的认识在不断提高和扩大，其中太阳是________系中的一员。 【答案】 扩散 卢瑟福 银河（或太阳） 【解析】榴莲糖的香味弥漫整个房间，说明分子在不停地做无规则运动，是扩散现象。卢瑟福提出了“行星模型”。地球、太阳都是太阳系的星体。 16. 与固体相比，空气很容易被压缩，这表明组成气体的分子之间作用力比固体分子间作用力要_______（填“大”或“小”），气体分子间的距离比固体分子间距离要_________ (填“大”或“小”)。通过这个现象我们可以推断分子间的距离越远，分子间的作用力越_______ (填“大”或 “小”)。 【答案】 小 大 小 【解析】与固体相比，空气很容易被压缩，这是因为气体分子间距离较大，分子间作用力较小。通过这个现象我们可以推断分子间的距离越远，分子间的距离越大，分子间的作用力越小。 17.用图的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气．为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是_____（选填“A”或“B”）瓶．根据_____现象可知气体发生了扩散．扩散现象说明气体分子_____． 【答案】 B B红棕色变淡 永不停息做无规则运动 【解析】二氧化氮气体的颜色是红棕色的，而且比空气的密度大．如果将两个瓶口对在一起，则二氧化氮气体分子会向空气中运动，所以B瓶内的气体颜色会变淡，A瓶内的气体颜色会变红．而且温度越高，运动速度越快． 第17题图 第18题图 第20题图 18. 如图是用来说明原子内部结构示意图．由图可知：原子是由_____和_____组成，原子核由中子和_____________组成的． 【答案】 原子核 电子 质子 【解析】原子是由居于原子中心的原子核与核外绕原子核高速运转的电子所组成，原子核是由中子的质子所构成，质子带正电，中子不带电，所以原子核带正电． 考点：原子结构 19. 摩擦起电说明________是可以再分的，用摩擦的方法可以使物体带电，这个过程中发生了_______的转移，如与丝绸摩擦过的玻璃棒带上正电，是因为玻璃棒在摩擦过程中_____. 【答案】 原子 电子 失去电子 【解析】摩擦起电实质是电子的转移，说明原子是可分的．当不同的物体相互摩擦时，得到电子的物体带负电，而推动电子的物体，带正电；如与丝绸摩擦过的玻璃棒带上正电．是因为玻璃棒在摩擦过程中推动了电子，而显示带正电，丝绸会得到电子带负电． 20.列文虎克利用玻璃发明制作了世界第一台光学显微镜。用高温火焰加热玻璃棒的一端使其熔化，熔化过程中温度变化如图甲所示，由此可知玻璃是______ (晶体/非晶体)；如图乙是某种病毒在25万倍电子显微镜下成的像与刻度尺比对情况，则图中刻度尺读数为______ cm；从微观世界到宇宙，在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是______ 。 【答案】非晶体  3.60  宇宙  【解析】图甲中，在熔化时，温度持续性变化，所以是非晶体；图中，刻度尺上之间有个小格，所以一个小格代表的长度是，即此刻度尺的分度值为；图像左侧与对齐，右侧与对齐，故长度为。在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是宇宙；故答案为：非晶体；；宇宙。 三、解答题（52分） 21、（6分） 作图题 （1）卢瑟福通过α粒子散射实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．右面平面示意图中的四条线表示α粒子（相当于氦原子核） 运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹． （2）如图所示，虚线表示氢原子核外电子的运动轨道．请在此图上完成氢原子的核式结构模型示意图．要求：标明原子核、电子的电性． 【答案】 22．（6分）离太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星(只能在南半球观测到)，距我们约4.2光年。也就是说，我们现在观测到的比邻星的光，是4.2年前发出的，经过了4年多的星际旅行，才到达我们的眼睛。 (1)文中谈到的“光年”是长度单位，1光年等于多少米？(保留两位小数) (2)如果宇航员乘坐速度为1 000 m/s的航天飞机从地球出发，需要多少年才能到达比邻星？ (3)以上的计算结果对你认识宇宙有何启发？请说出一点。 解：(1)1光年等于光在真空中1年时间内通过的路程。则1光年＝3× 108 m/s×3 600 s×24×365≈9.46×1015m。 (2)由t＝＝≈3.97×1013 s≈1.26×106年。 (3)宇宙浩瀚无边，目前人们对宇宙的了解还很少，宇宙还有很多的未知领域等待着我们去探索。 23.（6分）利用身边的器材可以做很多小实验来验证我们所学的物理知识． 小明利用气球做了以下几个小实验： （1）图甲所示，说明力可以使物体发生________； （2）图乙中两只气球自由悬挂在空中，用粗吸管对准A点沿垂直于纸面方向用力吹气，可观察到两气球________（选填“分开”或“合拢”），这是因为气体流速越大，压强越________； （3）图乙中，若用毛皮摩擦过的橡胶棒从A点靠近气球，可观察到两气球________（选填“分开”或“合拢”），这是因为带电体能够________． 【答案】（1）形变 （2）分开；小（3）分开；吸引轻小物体 第23题图 第24题图 24. （6分）小明为了研究分子动理论的知识，进行了几个实验： （1）图1实验是水和酒精混合前后的实验现象，主要说明了_____； （2）图2实验，a是一个铁丝圈，中间较松弛的系着一根棉线，图中是浸过肥皂水的铁丝网，图c表示用手指轻碰一下棉线的左边，图d表示棉线左边的肥皂膜破了，棉线被拉向右边，这个实验说明了_____； （3）图3实验时，先在量筒里装一半清水，再在水下面注入硫酸铜溶液。如图所示，是小明观察到的溶液在“实验开始时”、“静放10日后”、“静放30日后”所呈现的现象，其中_____（选填标号“甲、乙、丙”）量筒是表示溶液静放30日后的实验现象，现象主要说明了_____。 【答案】（1）分子间有间隙；（2）分子间有引力；（3）甲；分子在不停地做无规则运动 25.（8分）用如图的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气。 （1）为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是________（选填“A”或“B”）。 （2）根据________________________________现象可知气体发生了扩散．扩散现象说明气体分子________________________。若实验温度分别为，，，则在________温度下（填序号）气体扩散最快。 （3）如图中的示意图形象反映物质气、液、固三态分子排列的特点，能反映气体分子排列特点的是图________。 （4）上层的粒子由下层的粒子构成，下列选项中正确描述物质结构的是________ A.    B．  C.    D． 【答案】（1B；（2）上瓶内的气体颜色会变红；在不停地做无规则运动,30OC (3)丙；（4）A 26．（10分）有关静电现象的小实验： （1）当甲乙两个通草球出现如图所示情形时，若甲带正电，则乙带 电； （2）如图所示，用餐巾纸摩擦吸管可以使其带电，这是 现象；现用另一带电的物体靠近吸管带电的一端，发现它们互相排斥，说明：它们带的是 （选填“同种”或“异种”）电荷； （3）用一个摩擦过的气球靠近空易拉罐，如题图所示，发现空易拉罐向气球方向滚动，这是利用了带电体具有 的性质； （4）下表是研究摩察起电得出的物体带电次序，表中任何两种物体相互摩擦时，次序在前的带正电，次序在后的带负电。 研究资料1 石棉 玻璃 羊毛 木棉 石蜡 研究资料2 羊毛 尼龙 木棉 火碱 树脂 由表中可知，玻璃与石棉摩擦后，玻璃将带 电（选填“正”或“负”）；羊毛对电子的束缚能力要比木棉 （选填“强”或“弱”）； （5）由表中 （选填“能”或“不能”）判断玻璃和尼龙摩擦后二者的带电情况。 【答案】 （1）正 （2） 摩擦起电 同种 （3） 吸引轻小物体 （4）负 弱 （5）能 27.（10分）阅读《“超级显微镜”——中国散裂中子源》，回答问题。  “超级显微镜”——中国散裂中子源  有很多未解之谜，答案或许就在眼前，但想找到那个答案，首先得能“看见”。举个例子。“为什么手机电池用着用着就不耐用了？”这个问题提出来很简单，答案也就在电池里，但想真正去探究原因、找到解决方案却是一件困难重重的事情。假如，有那么一台“超级显微镜”，能实时监测手机电池，在纳米级别“亲眼看看”电池充放电过程到底有什么变化，那答案就显而易见了。那么人们怎么看见微观世界呢？  1932年，查德威克发现了中子，人们认识到原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。由于中子不带电、具有磁矩、穿透性强，能分辨轻元素、同位素和近邻元素，具有非破坏性，这些特性使得中子散射成为研究物质结构和动力学性质的理想探针之一，是多学科研究中探测物质微观结构和原子运动的强有力手段。当中子入射到物体上时，与它的原子核或磁矩发生相互作用，产生散射。通过测量散射的中子能量的变化，可以研究在原子、分子尺度上各种物质的微观结构和运动规律，了解原子和分子的位置及其运动状态。这种研究手段就叫中子散射技术。做一个较为形象的比喻，假设面前有一张看不见的网，我们不断地扔出很多玻璃弹珠，弹珠有的穿网而过，有的则打在网上，弹向不同的方向。如果把这些弹珠的运动轨迹记录下来，就能大致推测出网的形状；如果弹珠发得够多、够密、够强，就能把这张网精确地描绘出来，甚至推断其材质。  科学家要进行中子散射的研究，要用中子做探针，去开展各种各样的研究，就必须有一个适当的中子源，而散裂中子源就是一个大量制造中子的“工厂”。年月，位于广东省东莞市的中国散裂中子源通过了验收，为中国物质科学、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术研发提供了强有力的平台。人们利用散裂中子源来给航空发动机和高铁轮的部件做“体检”，检测它们的安全性；模拟深海环境，摸清可燃冰在压力释放过程中的内部变化找到合适的开采条件；观察离子电池充放电几百次后的变化，以研发出容量更大、充电更快、更安全的电池……。中国散裂中子源的运行，让中国科学家摆脱了束缚，去探索曾经需要依赖别人的“眼睛”才能看见的未来。  根据上述材料，回答下列问题。  （1）原子由原子核和核外电子组成。原子核是由 ______和 ______组成。  （2）中子射到物体上发生散射的原因是 ______。  （3）物理学家杰拉德•杰克逊和史蒂芬•霍维试图就反物质湮灭释放巨大的能量来制造宇宙飞船的推进器。反物质是由反粒子构成的，反质子、正电子都属于反粒子，它们分别与质子、电子的质量、电量相等，但电性相反。那么，根据你的理解，如图关于反氢原子的结构示意图，正确的是（　　） A． B． C． D． （4）.1897 年,英国科学家汤姆孙发现了原子内有带负电的电子,而原子是电中性的,由此推测, 原子内还有带正电的物质。在此基础上,经过卢瑟福、玻尔等科学家的不断完善和修正,建立 了现代原子结构模型。如图是小柯整理的物质微观构成网络图,则汤姆孙当年推测的“带正 电的物质”相当于图中的( B ) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 （5）中子作为探索微观世界的理想探针之一，它的优点是 ______。写出一条即可 【答案】（1）带正电的质子 不带电的中子 （2）与原子核或磁矩发生相互作用 （3）B （4）B （5）具有磁矩. 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年苏科版物理八升九暑假培优训练（七）-《从粒子到宇宙》 ( 知识回顾 ) 一．走进分子世界 1、物质是可分的，许许多多的现象都能用物质的微粒模型来解释，这种研究方法叫____法。 2、分子动理论的内容（分子模型） （1）保持物质化学性质的最小微粒叫分子， 物质是由大量的分子组成，分子间有________，（如：酒精与水混合后体积变小） （2）构成物质的分子一直处于永不停息的做____________。 （3）分子间存在相互作用的吸______和排_______。 3、分子呈球形，很小，一般分子直径的数量级为10-10米，通常的物体，即使体积较小，也含有大量分子，所以说，物体是由大量分子组成的。 4、扩散是指两种不同的物质，相互接触时，彼此进入对方的现象，扩散现象证明了：分子永不停息的做无规则运动，分子间有间隙。 固体、液体、气体都能发生扩散现象，但快慢不同。 5.分子无规则运动的快慢跟温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，温度越低，分子无规则运动越缓慢。 把大量分子的无规则运动叫热运动。 6、分子间引力和斥力同时存在，固体、液体很难压缩，说明分子间存在斥力，固体很难分割，许多物体不是一盘散沙，说明分子间存在引力。 7、固体、液体、气体的性质： 有无固定体积 有无固定形状 原因 分子间距离 分子运动 固体 有 有 很小 固定点振动 液体 有 无 较大 一定范围内振动 气体 无 无 较远 自由的向各个方向运动 二．静电现象 1、用摩擦的方法使物体带电，叫摩擦起电。 2、带电体能够吸引轻小物体。 3、电荷只有两种，一种是正电荷，一种是负电荷；同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 4、人们把被丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，把被毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷. 5、摩擦起电并不产生电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体，摩擦起电的实质是 ______________。 三．探索更小的微粒 1、分子由原子组成，不同原子组成的分子构成______，相同原子组成的分子称为______。 2、原子是由带负电的电子和带______的原子核构成，而原子核又是不带电电的中子和带 ___电的质子组成。原子不带电是因为组成原子的_____数等于______________. 3、1897年________发现了电子， 1919年年_________用α粒子从氮原子核中打出了质子，发现了质子，建立了原子行星模型， 1932年_________发现了中子。 1961年_________提出了夸克的设想。 4.微小粒子等从大到小的排序是：_____、_______、______、________、________。 四．宇宙探秘 1．人类对宇宙的认识是 _________ 的， _______ 的“地心说”认为_______ 是宇宙的中心；_________的“日心说”认为 _________是宇宙的中心。 2、人们观察发现，大部分星的相对位置似乎不变。我们称这些星为 ________ 。用精密的天文仪器观察它们实际也是__________ 的。 3、太阳是银河系中数千亿颗恒星中的一颗普通的恒星。与银河系紧靠的是 仙女星系 ，它距我们超过200万光年。地球是银河系中太阳的行星，月亮是地球的卫星。 4、光年（l.y）是________单位。光年是指_________________________，我们把地球到太阳的平均距离称为一个天文单位_____________。 1 l.y=9.461*1015 1 AU=1.496*1011 5、宇宙是一个有________的天体结构系统。 地球是太阳系中的普通一员，而太阳又是银河系数以千亿颗恒星中的一颗。 宇宙 → 星系 → 恒星系统 → 行星系统 6、目前大多数宇宙科学家都认定：宇宙是来源于“________”——诞生于“__________”。 7、光同样有多普勒效应，当一个星系离我们远去时，它的谱线波长也会变长，即星系的光谱向长波的方向偏移，称为____________。 ________________这一现象说明星系在原理我们而去. ( 培优训练 )《从粒子到宇宙》培优训练 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题（共24分) 1. 下列现象中不能表明分子在永不停息地运动的是（ ） A. 在盘中倒一些酒精，一会儿满屋都是酒精味 B. 门缝中射入一束阳光，在光里看到空中的尘粒 C. 开水杯中的糖使整杯水一会儿都变甜 D. 箱内放樟脑丸，过几天打开箱就有味道 2. 下列现象能说明分子间存在吸引力的是（ ） A. 固体和液体很难被压缩 B. 红墨水滴入水中很快散开 C. 酒精和水混合后总体积变小 D. 两个表面光滑的铅块紧压后会“粘”在一起 3. 观察下列四组图片，能说明分子间有间隙的图是（ ） A. 1cm3水中有3.35×1022个水分子 B. 肥皂液膜实验 C. 墨水滴入水中 D. 酒精与水混合 4. 下列说法错误的是 ( ) A. 固态物质中，分子的排列十分紧密，粒子间有强大的作用力，因而固体具有一定的体积和形状 B. 液态物质中，分子没有固定的位置，运动比较自由，粒子间的作用力比固体的小，因而液体没有确定的形状，具有流动性 C. 气态物质中，分子极度散乱，间距很大，并以高速向四面八方运动，粒子间作用力很小，容易被压缩，因此气体具有流动性 D. 同一物质在不同状态下的分子排列方式差不多 5. 人类对原子结构的探究最早是从静电现象开始的．对静电现象的认识，下列说法中正确的是（ ） A. 自然界只存在正、负两种电荷 B. 同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 C. 从静电现象认识到原子核是可分的 D. 摩擦起电创造了电荷 6. 电视机的荧光屏上经常有许多灰尘，这主要是因为（ ） A. 灰尘的自然堆积 B. 荧光屏有较强吸附灰尘的能力 C. 电视机工作时，屏表面温度较高，吸附灰尘 D. 电视机工作时，屏表面有静电吸附灰尘 7. 如果验电器的金属箔片张开，这表明它的两个金属箔片 ( ) A. 一定都带正电 B. 一定都带负电 C. 一个箔片带正电，另一个箔片带负电 D. 一定带同种电荷 8. 用手拿着铜棒跟毛皮摩擦，这根铜棒将( ) A. 一定带正电 B. 一定带负电 C. 一定不带电 D. 无法判断 9. 关于宇宙的产生的看法，下列说法正确的是（ ） A. 宇宙没有起源，天然而成的 B. 多数科学家认为宇宙诞生于150亿年前的一次大爆炸 C. 宇宙肯定是恒星的湮灭造成的 D. 宇宙产生于气候的变化 10. 有许多天体的运动特点和原子中电子的运动特点相似，下列天体中不具备这种运动特点的是（ ） A. 太阳 B. 地球 C. 月球 D. 火星 11. 自从汤姆逊发现了电子，人们开始研究原子内部结构．科学家提出了许多原子结构的模型，在二十世纪上半叶，最为大家接受的原子结构与图中哪个图形最相似（ ） A. 西红柿 B. 西瓜 C. 面包 D. 太阳系 12. 下列对宇宙和微观世界的描述中，正确的是 ( ) A. 地球体积比太阳体积大 B. 太阳系中大约有1000颗恒星 C. 电子和中子组成了原子核 D. 电子、质子、中子等微观粒子的尺度都远小于10－9m 二．填空题（24分） 13. 质子的直径大约为10－15_______．人类在探索微观粒子的过程中，首先发现的是_______，它的发现说明了原子是具有_______的． 14. 自然界中只存在_______两种电荷，电荷之间有相互作用。在干燥的天气里，且用塑料梳子梳头发时，头发会随着梳子飘起来，这是因为梳子和头发摩擦时分别带上________电荷，互相_______的缘故。 15. 小兰同学在宿舍里吃榴莲糖，香味会弥漫整个房间，这是________现象。人们在研究原子的结构过程中，提出了“行星模型”的科学家是________。宇宙是无限的，人们对它的认识在不断提高和扩大，其中太阳是________系中的一员。 16. 与固体相比，空气很容易被压缩，这表明组成气体的分子之间作用力比固体分子间作用力要_______（填“大”或“小”），气体分子间的距离比固体分子间距离要_________ (填“大”或“小”)。通过这个现象我们可以推断分子间的距离越远，分子间的作用力越_______ (填“大”或 “小”)。 17.用图的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气．为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是_____（选填“A”或“B”）瓶．根据_____现象可知气体发生了扩散．扩散现象说明气体分子_____． 第17题图 第18题图 第20题图 18. 如图是用来说明原子内部结构示意图．由图可知：原子是由_____和_____组成，原子核由中子和_____________组成的． 19. 摩擦起电说明________是可以再分的，用摩擦的方法可以使物体带电，这个过程中发生了_______的转移，如与丝绸摩擦过的玻璃棒带上正电，是因为玻璃棒在摩擦过程中_____. 20.列文虎克利用玻璃发明制作了世界第一台光学显微镜。用高温火焰加热玻璃棒的一端使其熔化，熔化过程中温度变化如图甲所示，由此可知玻璃是______ (晶体/非晶体)；如图乙是某种病毒在25万倍电子显微镜下成的像与刻度尺比对情况，则图中刻度尺读数为______ cm；从微观世界到宇宙，在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是______ 。 三、解答题（52分） 21、（6分） 作图题 （1）卢瑟福通过α粒子散射实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．右面平面示意图中的四条线表示α粒子（相当于氦原子核） 运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹． （2）如图所示，虚线表示氢原子核外电子的运动轨道．请在此图上完成氢原子的核式结构模型示意图．要求：标明原子核、电子的电性． 22．（6分）离太阳系最近的恒星是半人马座的比邻星(只能在南半球观测到)，距我们约4.2光年。也就是说，我们现在观测到的比邻星的光，是4.2年前发出的，经过了4年多的星际旅行，才到达我们的眼睛。 (1)文中谈到的“光年”是长度单位，1光年等于多少米？(保留两位小数) (2)如果宇航员乘坐速度为1 000 m/s的航天飞机从地球出发，需要多少年才能到达比邻星？ (3)以上的计算结果对你认识宇宙有何启发？请说出一点。 23.（6分）利用身边的器材可以做很多小实验来验证我们所学的物理知识． 小明利用气球做了以下几个小实验： （1）图甲所示，说明力可以使物体发生________； （2）图乙中两只气球自由悬挂在空中，用粗吸管对准A点沿垂直于纸面方向用力吹气，可观察到两气球________（选填“分开”或“合拢”），这是因为气体流速越大，压强越________； （3）图乙中，若用毛皮摩擦过的橡胶棒从A点靠近气球，可观察到两气球________（选填“分开”或“合拢”），这是因为带电体能够________． 第23题图 第24题图 24. （6分）小明为了研究分子动理论的知识，进行了几个实验： （1）图1实验是水和酒精混合前后的实验现象，主要说明了_____； （2）图2实验，a是一个铁丝圈，中间较松弛的系着一根棉线，图中是浸过肥皂水的铁丝网，图c表示用手指轻碰一下棉线的左边，图d表示棉线左边的肥皂膜破了，棉线被拉向右边，这个实验说明了_____； （3）图3实验时，先在量筒里装一半清水，再在水下面注入硫酸铜溶液。如图所示，是小明观察到的溶液在“实验开始时”、“静放10日后”、“静放30日后”所呈现的现象，其中_____（选填标号“甲、乙、丙”）量筒是表示溶液静放30日后的实验现象，现象主要说明了_____。 25.（8分）用如图的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气。 （1）为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是________（选填“A”或“B”）。 （2）根据________________________________现象可知气体发生了扩散．扩散现象说明气体分子________________________。若实验温度分别为，，，则在________温度下（填序号）气体扩散最快。 （3）如图中的示意图形象反映物质气、液、固三态分子排列的特点，能反映气体分子排列特点的是图________。 （4）上层的粒子由下层的粒子构成，下列选项中正确描述物质结构的是________ A.    B．  C.    D． 26．（10分）有关静电现象的小实验： （1）当甲乙两个通草球出现如图所示情形时，若甲带正电，则乙带 电； （2）如图所示，用餐巾纸摩擦吸管可以使其带电，这是 现象；现用另一带电的物体靠近吸管带电的一端，发现它们互相排斥，说明：它们带的是 （选填“同种”或“异种”）电荷； （3）用一个摩擦过的气球靠近空易拉罐，如题图所示，发现空易拉罐向气球方向滚动，这是利用了带电体具有 的性质； （4）下表是研究摩察起电得出的物体带电次序，表中任何两种物体相互摩擦时，次序在前的带正电，次序在后的带负电。 研究资料1 石棉 玻璃 羊毛 木棉 石蜡 研究资料2 羊毛 尼龙 木棉 火碱 树脂 由表中可知，玻璃与石棉摩擦后，玻璃将带 电（选填“正”或“负”）；羊毛对电子的束缚能力要比木棉 （选填“强”或“弱”）； （5）由表中 （选填“能”或“不能”）判断玻璃和尼龙摩擦后二者的带电情况。 27.（10分）阅读《“超级显微镜”——中国散裂中子源》，回答问题。  “超级显微镜”——中国散裂中子源  有很多未解之谜，答案或许就在眼前，但想找到那个答案，首先得能“看见”。举个例子。“为什么手机电池用着用着就不耐用了？”这个问题提出来很简单，答案也就在电池里，但想真正去探究原因、找到解决方案却是一件困难重重的事情。假如，有那么一台“超级显微镜”，能实时监测手机电池，在纳米级别“亲眼看看”电池充放电过程到底有什么变化，那答案就显而易见了。那么人们怎么看见微观世界呢？  1932年，查德威克发现了中子，人们认识到原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。由于中子不带电、具有磁矩、穿透性强，能分辨轻元素、同位素和近邻元素，具有非破坏性，这些特性使得中子散射成为研究物质结构和动力学性质的理想探针之一，是多学科研究中探测物质微观结构和原子运动的强有力手段。当中子入射到物体上时，与它的原子核或磁矩发生相互作用，产生散射。通过测量散射的中子能量的变化，可以研究在原子、分子尺度上各种物质的微观结构和运动规律，了解原子和分子的位置及其运动状态。这种研究手段就叫中子散射技术。做一个较为形象的比喻，假设面前有一张看不见的网，我们不断地扔出很多玻璃弹珠，弹珠有的穿网而过，有的则打在网上，弹向不同的方向。如果把这些弹珠的运动轨迹记录下来，就能大致推测出网的形状；如果弹珠发得够多、够密、够强，就能把这张网精确地描绘出来，甚至推断其材质。  科学家要进行中子散射的研究，要用中子做探针，去开展各种各样的研究，就必须有一个适当的中子源，而散裂中子源就是一个大量制造中子的“工厂”。年月，位于广东省东莞市的中国散裂中子源通过了验收，为中国物质科学、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术研发提供了强有力的平台。人们利用散裂中子源来给航空发动机和高铁轮的部件做“体检”，检测它们的安全性；模拟深海环境，摸清可燃冰在压力释放过程中的内部变化找到合适的开采条件；观察离子电池充放电几百次后的变化，以研发出容量更大、充电更快、更安全的电池……。中国散裂中子源的运行，让中国科学家摆脱了束缚，去探索曾经需要依赖别人的“眼睛”才能看见的未来。  根据上述材料，回答下列问题。  （1）原子由原子核和核外电子组成。原子核是由 ______和 ______组成。  （2）中子射到物体上发生散射的原因是 ______。  （3）物理学家杰拉德•杰克逊和史蒂芬•霍维试图就反物质湮灭释放巨大的能量来制造宇宙飞船的推进器。反物质是由反粒子构成的，反质子、正电子都属于反粒子，它们分别与质子、电子的质量、电量相等，但电性相反。那么，根据你的理解，如图关于反氢原子的结构示意图，正确的是（　　） A． B． C． D． （4）.1897 年,英国科学家汤姆孙发现了原子内有带负电的电子,而原子是电中性的,由此推测, 原子内还有带正电的物质。在此基础上,经过卢瑟福、玻尔等科学家的不断完善和修正,建立 了现代原子结构模型。如图是小柯整理的物质微观构成网络图,则汤姆孙当年推测的“带正 电的物质”相当于图中的( B ) A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 （5）中子作为探索微观世界的理想探针之一，它的优点是 ______。写出一条即可 学科网（北京）股份有限公司 $$