内容正文:
第十二章 小粒子与大宇宙
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一.选择题
二.填空题
三.实验探究题
四.解答题
五.计算题
六.科普阅读题
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一.选择题
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1.古诗词是中华文化的瑰宝,许多优美的诗句中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中加点词语描述的自然现象,能说明分子在不停地做无规则运动的是( ____ )
A.渭城朝雨浥轻尘,客舍青青柳色新
B.晨起开门雪满山,雪晴云淡日光寒
C.日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川
D.宝剑锋自磨砺出,梅花香自苦寒来
【解析】解:A、渭城朝雨浥轻尘,说明轻尘在做机械运动;
B、晨起开门雪满山,下雪也是机械运动;
C、日照香炉生紫烟,属于机械运动;
D
···
···
···
···
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D、宝剑锋自磨砺出,梅花的香味说明分子都在不停地做无规则运动。
故选:D。
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2.科学家们把夸克、原子、原子核、电子、质子、中子统称为微观粒子,简称粒子,下列四种粒子中空间尺度最小的是( ____ )
A.原子核
B.原子
C.质子
D.夸克
【解析】解:物质是由分子构成的,分子是由原子构成的;原子核由质子和中子构成。
故空间尺度最小的是夸克。
故选:D。
D
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3.下列关于“吸”的物理现象中,属于分子间作用力的是( ____ )
A.干燥的冬季,化纤衣服更容易“吸”灰尘
B.两个表面平滑的铅块紧压后能“吸”在一起
C.用吸管能将饮料“吸”到嘴里
D.龙卷风袭来的时候,其所到之处可以将一切“吸”进去
【解析】解:A.干燥的冬季,是化纤衣服摩擦带电,故A不符合题意;
B.两个表面平滑的铅块紧压后能“吸”在一起,是由于分子间具有引力;
C.用吸管能将饮料“吸”到嘴里,故C不符合题意;
B
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D.由于流体流速越快,所以龙卷风袭来的时候,故D不符合题意。
故选:B。
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4.生活中有很多与分子动理论有关的现象,下列说法错误的是( ____ )
A.面包能被压扁,说明分子间有间隙
B.腌制咸鸭蛋,蛋尝起来变咸了是扩散现象
C.“花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关
D.“破镜不能重圆”是因为分子间的距离太大,作用力变得十分微弱
【解析】解:A、面包能被压扁,不能说明分子间有间隙;
B、一切分子都在不停地做无规则运动,故B正确;
C、花气袭人说明扩散现象很明显,温度越高分子热运动更剧烈;
D、分子间距离越大;当分子间的间距大于分子直径10倍时候,所以破镜不能重圆。
A
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故选:A。
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5.小明最爱吃鱼了,他一进家门就闻到了鱼香,知道妈妈又在煎鱼。他闻到煎鱼香味的原因是( ____ )
A.分子是由原子构成
B.分子之间存在斥力
C.分子在不停地做无规则运动
D.分子间有间隙
【解析】解:小明最爱吃鱼了,他一进家门就闻到了鱼香。他闻到煎鱼香味是扩散现象。
故选:C。
C
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6.下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是( ____ )
A.蛋糕店里闻到诱人的香味
B.冬天雪花纷飞
C.刮风时灰尘飞扬
D.水沸腾时水中的气泡翻滚
【解析】解:A、蛋糕店里闻到诱人的香味,A符合题意;
B、冬天雪花纷飞,属于机械运动,B不符合题意;
C、刮风时灰尘飞扬,属于机械运动,C不符合题意;
D、水沸腾时水中的气泡翻滚属于剧烈的汽化现象,D不符合题意。
故选:A。
A
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二.填空题
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7.王亚平老师在天宫课堂中进行如图所示的实验。如图甲,在水球中注入蓝色液体,整个水球都变成蓝色 _____ 现象;如图乙,由两个液滴自动搭接成“液桥” _____ 。
_____
【解析】解:如图甲,在水球中注入蓝色液体后。这是因为蓝色液体分子在不停地做无规则运动,它表明分子在永不停息地做无规则运动。
如图乙,由两个液滴自动搭接成“液桥”。当两个液滴靠得足够近时,
扩散
引力
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使得两个液滴能够自动搭接在一起形成“液桥”。
故答案为:扩散;引力。
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8.西安是全国著名的旅游城市,其中回民街的羊肉泡馍是各地游客争相打卡的小吃店。小吃店内弥漫着羊肉泡馍的香味属于 _____ 现象,这一现象说明了分子在 __________________ 运动。
【解析】解:小吃店内弥漫着羊肉泡馍的香味属于扩散现象,是因为羊肉泡馍分子在永不停息地做无规则运动。
故答案为:扩散;不停地做无规则。
扩散
不停地做无规则
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9.2015年的国庆节,小陈一家开车去黄山旅游,他们开车到加油站加油,小陈闻到一股刺鼻的汽油味,这是 _____ 现象。
【解析】解:在加油站加油会闻到一股刺鼻的汽油味,这是汽油分子不停做无规则运动结果。
故答案为:扩散。
扩散
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10.适逢癸已蛇年,人们迎春书联。如图所示,在挥毫泼墨的过程中 _____ 现象。随后用浆糊把对联粘贴在门框上,说明分子间存在 _____ (填“引力”或“斥力”)。
【解析】解:空气中飘散出一股淡雅的墨香是扩散现象,是由于香气分子不停地做无规则运动引起的;
用浆糊把对联粘贴在门框上,所以这里表现为分子间存在引力。
故答案为:扩散;引力。
扩散
引力
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11.夏天的清晨,站在荷塘边就可以闻到荷花淡淡的清香,从微观学角度解释 _____ 现象;中午荷花香味变浓,说明分子的热运动与 _____ 有关。
【解析】解:站在荷塘边就可以闻到荷花淡淡的清香,是香气分子扩散到空气中,这是扩散现象,香味变浓,温度越高。
故答案为:扩散;温度。
扩散
温度
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三.实验探究题
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12.炎热的夏天,妈妈做绿豆汤来解暑。小红发现妈妈总是趁热将冰糖投入绿豆汤中,她猜想这是因为温度对分子热运动有影响,设计一个实验验证小红的猜想。
(1)实验器材: ______________________________________________ 。
(2)实验步骤: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
(3)实验结论: ____________________________________________________________________ 。
两个相同的烧杯、冷水、热水、红墨水、滴管
将两个相同的烧杯中分别倒入质量相同的冷水和热水,用胶头滴管吸取红墨水后,向两杯水中各滴入3滴红墨水,观察其扩散的情况
热水中的红墨水扩散得更快,说明温度越高,分子的热运动越快
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【解析】解:(1)实验要探究温度对分子热运动的影响,为了防止其他因素干扰,用相同杯子、热水、滴管实验器材
(2)实验步骤为:
①在两个相同的烧杯内盛入等质量的热水和冷水,用胶头滴管在两烧杯中各滴入3滴红墨水;
②观察两杯水的颜色变化,比较热水和冷水均匀变红所用时间。
(3)若热水均匀变红所用时间短,说明温度越高;若热水均匀变红所用时间长;若热水和冷水均匀变红所用时间相同。
故答案为:(1)两个相同的烧杯、冷水、红墨水;(2)将两个相同的烧杯中分别倒入质量相同的冷水和热水,向两杯水中各滴入3滴红墨水;(3)热水中的红墨水扩散得更快,分子的热运动越快。
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四.解答题
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13.阅读《为什么空间站能使用毛笔》,并回答。
为什么空间站能使用毛笔
当宇航员进入太空时,因为传统的钢笔、圆珠笔必须依靠重力将墨水漏入笔尖,所以无法使用,但微小的导体石墨粉可能带来灾难性的后果;现代的太空笔则依靠气压将墨水压出。在神舟十三号的飞行任务中,将中华儿女骨子里的剑胆琴心展现得淋漓尽致。如图所示,虎年新春翟志刚在空间站给全国人民拜年祝福。
为什么毛笔这种古老文具,能在21世纪的星海探险中发挥作用?
要回答这个问题,我们要首先思考一番,
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毛笔是怎么书写的。答案看起来很简单:毛笔上面吸收了墨水,墨水就从笔尖转移到纸上。但是,如果深入思考,墨水才发生转移,其他时候呢?
我们不妨看一看墨水分子受到哪些力。由于毛笔笔尖是一个开放的区域,各处的大气压是平衡的,于是只需要考虑重力与分子之间的相互作用。墨水分子受力包括两部分,另一部分是液体和与之接触固体的相互作用。当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间相互作用强时,液体会润湿固体并附着在固体表面上,液体不会润湿固体,也不会附着在固体的表面,就发生一种“神奇现象”——毛细现象。毛细现象就是指将一根毛细管浸入液体中,相比管外液面
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毛细现象实际上最终要求达到一种平衡:液体分子间相互作用与液体和与之接触的固体相互作用的平衡。在达到这个平衡的过程中,液体表面会发生变形,浸润毛细管管壁的液体在细管中升高,可以被水浸润,书写时墨水能依附笔毛上升。由于分子间相互作用不受重力影响,于是毛笔在失重条件下,也可以一如既往地吸入墨水
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)空间站仍能用毛笔是由于存在一种“神奇现象”—— __________ ,这种现象的发生 _____ (选填“受”、“不受”)重力影响。
(2)地球上的人,站在地面上写字时,墨水也可依附兽毛上升,墨水的重力势能 _____ (选填“增大”、“减小”),是由于 _____ 做功引起的。
毛细现象
不受
增大
重力
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【解析】解:(1)根据题意可知,将一根毛细管浸入液体中,管内的液面会自发升高或降低;空间站仍能用毛笔的原理就是毛细现象,毛细现象在空间站自然也可以发生;
(2)墨水从低处向高处移动,质量不变,重力势能变大,所以重力对墨水做了功。
故答案为:(1)毛细现象;不受;重力。
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五.计算题
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14.有一种粗测油分子直径的方法,叫“单分子油膜法”。现将一滴体积约为1mm3的油滴在水面上,让其均匀散开,其扩散面积可达3m2.根据这些数据,估算油分子的直径为多大?(提示:由于油酸分子的化学性质,使得油酸在水面上形成单分子油膜)
【解析】答:据题油在水面上散开,形成单分子油膜,所以油分子的直径为 d= = -7mm。
答:油分子的直径约为3.3×10-7mm。
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六.科普阅读题
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15.请阅读《距离》并回答24题。
距离
人们常说距离产生美,因为追远的距离会带来神秘感,但是天文学家更喜欢创根问底
如图1所示的照片里面有两颗看上去非常明亮的“恒星”,从肉眼的判别来讲,你很难看出它们的差异,通过测量距离及更加细致的研究,发现这个叫做3C273的类星体,而这个黑洞的质量至少是900万倍的太阳质量,所以,我们才能够正确地去了解这个天体的本质。
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_______
天文学上有一种简单的测量距离的方法,叫做三角测距法。所谓的三角测距,其实就是用一根足够长的基线去测量我们想要观测的天体对基线所张的角度,再利用三角形的一些基本规律就可以比较或测量天体间的距离了。这个办法看上去非常简单,但是在天文学的应用里面
譬如说,在古希腊时代,就有一位天文学家(其实反映了月亮、地球和太阳三者之间的几何关系)
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来测量地球与太阳、地球与月亮之间的距离的关系。他首先从上弦月开始,示意图如图2所示(但是两者还是有很小的差异),于是由直角三角形的一些基本的规律可以知道,太阳和地球、月亮和地球这两条边的比例,所以说太阳远远比月亮要处于更远的距离上面,这是他得到的第一个结论。日常的生活经验告诉我们,在夜晚你去观察月亮,你会发现它们的大小看上去是相当的,那反映的就是它们自身的半径也约是20倍的比例,所以
三角测距法也有它的局限,对于更加遥远的天体,再强大的望远镜也没有办法去分辨它们进行距离测量,科学家根据需要创造发明了其他的更加有效的办法去测量天体间的距离。
请根据上述材料,回答下列问题:
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(1)文中提到的黑洞的质量至少是 _______ 倍的太阳质量。
(2)文中的古希腊天文学家,测量地球与太阳、地球与月亮之间的距离的关系时,得出的第一个结论是太阳远远比月亮要处于更远的距离上面 ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
【解析】解:(1)黑洞的质量至少是900万倍的太阳质量;
(2)三角测距,其实就是用一根足够长的基线去测量我们想要观测的天体对基线所张的角度,
900万
三角测距,其实就是用一根足够长的基线去测量我们想要观测的天体对基线所张的角度,测出基线的长度和天体对基线所张的角度,再利用三角形的一些基本规律就可以比较或测量天体间的距离了
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再利用三角形的一些基本规律就可以比较或测量天体间的距离了。
故答案为:(1)900万;(2)三角测距,测出基线的长度和天体对基线所张的角度。
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$$