第十九章 宇宙与微观世界（复习讲义）物理北师大版（北京）2024九年级全一册

第十九章 宇宙与微观世界（复习讲义） 考点内容 新课标要求 命题预测 新型材料 了解物质的一些物理属性，如磁性、导电性和导热性等，能用语言、文字或图表表述物质的这些物理属性。了解一些新材料的特点及其应用，了解新材料的发展给人类生活和社会发展带来的影响。 题型可能包括填空题、选择题，部分地区可能会出现阅读理解题。整套试卷中，涉及新型材料的题目一般有1个，分值在1-4分左右。 微观世界 知道常见的物质是由分子、原子构成的。 原子的结构是常考热点，在历年中考试卷中，无论试题形式怎样，都会出现考查此考点的考题。考题形式以选择题、填空题为主，有时也会出现在综合题中。 1.原子的结构 （1）原子位于其中心的原子核和绕原子核高速运动核外电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。 （2）原子核几乎集中了原子的全部质量。 （3）原子核带正电，电子带负电，它们所带的电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。 （4）原子核由质子和中子组成，质子带正电，其电荷量跟核外电子相等，中子不带电。从质量上讲，质子与中子质量几乎相等，一个质子的质量大约是电子质量的1836倍。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。如图所示是锂和铍的原子结构示意图。 2.新型材料 材料类型 核心特性 应用领域 跨学科联系 纳米材料 ◾ 小尺寸效应：比表面积大 ◾ 量子效应：光学/磁性特殊 ◾ 高强度（如碳纳米管） ◾ 医疗：靶向药物载体 ◾ 环保：纳米催化剂净化污水 ◾ 电子：柔性屏幕 化学（催化反应） 生物（药物输送） 超导材料 ◾ 零电阻（低温下） ◾ 完全抗磁性（迈斯纳效应） ◾ 磁悬浮列车 ◾ 核磁共振仪（MRI） ◾ 超导电缆（减少输电损耗） 工程（能源传输） 医学（成像技术） 半导体材料 ◾ 导电性可控（掺杂/光照/温度） ◾ 集成电路（CPU） ◾ 光伏发电（硅基太阳能电池） ◾ 传感器 信息技术（芯片设计） 能源（新能源开发） 复合材料 ◾ 综合多种材料优势 ◾ “1+1>2”性能 ◾ 玻璃钢（玻璃纤维+树脂）：船体 ◾ 碳纤维增强塑料：航天器部件 材料科学（结构设计） 机械工程（轻量化制造） ( 题型一 原子的结构 ) 1．如题图是小飞学习微观粒子的层次结构后，以氧气为例进行的梳理，下列选项中与①②③对应的是（　　） A．原子、核外电子、原子核 B．原子核、原子、核外电子 C．原子、原子核、核外电子 D．核外电子、原子核、原子 【答案】C 【详解】根据原子结构的知识可知：分子是由原子组成的，①处应该填写原子，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的，所以②处填原子核，③处填核外电子，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．下列说法中，正确的是（　　） A．宇宙是有层次的天体系统，太阳是宇宙的中心 B．在分子、原子和电子中，尺度最小的是分子 C．摩擦起电的实质是电子的转移 D．光年是时间的单位 【答案】C 【详解】A．宇宙是有层次的天体系统，但太阳只是太阳系的中心，而非宇宙的中心，故A错误； B．分子由原子构成，原子由原子核和电子组成，电子是三者中尺度最小的，故B错误； C．摩擦起电并不是创造了电，而是两个物体在摩擦过程中，电于发生了转移，它从一个物体转移到另一个物体上，使失去电子的物体带正电，得到电子的物体带负电，故C正确； D．光年是光在真空中一年内传播的距离，属于长度单位，故D错误。 故选C。 3．关于粒子和宇宙，下列认识中不正确的是（　　） A．在原子的核式结构模型中，所有的电子都在同一轨道上绕着原子核运动 B．谱线“红移”现象说明星系在逐渐远离我们 C．汤姆生发现了比原子小得多的带负电荷的电子，从而说明原子是可分的 D．宇宙、太阳系、地球、分子、质子、电子是按照尺度由大到小的顺序排列的 【答案】A 【详解】A．在原子的核式结构模型中，电子在原子核外很小的空间内做高速运动，不同能量的电子在不同的轨道上绕原子核运动，并非所有电子都在同一轨道上，故A错误，符合题意。 B．谱线“红移”现象说明星系在逐渐远离我们，宇宙正在膨胀，这是宇宙大爆炸理论的重要证据之一，故B正确，不符合题意。 C．1897年，汤姆生发现了比原子小得多的带负电荷的电子，从而说明原子是可分的，原子内部还有更小的粒子，故C正确，不符合题意。 D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳系是宇宙中的一部分，地球是太阳系中的行星，分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，所以宇宙、太阳系、地球、分子、质子、电子是按照尺度由大到小的顺序排列的，故D正确，不符合题意。 故选A。 ( 题型二 新型材料 ) 4．我国研发团队经过一千多天的日夜奋战，生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”与铁的密度相同，其厚度只有0.015mm，被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。以下说法正确的是（    ） A．“手撕钢”的厚度为 B．航空太阳能板衬底材料采用“手撕钢”是因为其密度小可折叠的特点 C．“手撕钢”是非晶体 D．“手撕钢”表面可以当镜子用，说明其表面非常光滑 【答案】D 【详解】A．“手撕钢”的厚度为0.015mm=0.015×106nm=1.5×104nm 故A错误； B．“手撕钢”与铁的密度相同，只是厚度较小，故B错误； C．“手撕钢”属于金属，是晶体，故C错误； D．“手撕钢”表面可以当镜子用，属于平面镜成像，发生镜面反射，说明其表面非常光滑，故D正确。 故选D。 5．第9届亚洲冬季运动会在黑龙江省哈尔滨市成功举办，由于东北地区气候寒冷，本次亚冬会服装的内胆添加“神秘材料”石墨烯，只要衣服某一处加热，石墨烯复合材料就能把热量均匀传递到全身。这利用了石墨烯的（   ） A．导热性好 B．导电性好 C．透明度高 D．柔韧性好 【答案】A 【详解】根据题意分析可知，因为石墨烯复合材料能把热量均匀传递到全身，这体现了其良好的导热能力，所以说明石墨烯具有很好的导热性，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A 。 6．如图所示，为防止高温砂锅把桌面烫坏，需要在桌面上垫一张桌垫，这主要利用了桌垫的哪种性质（    ） A．导热差 B．硬度大 C．密度大 D．弹性差 【答案】A 【详解】砂锅温度高，桌面温度低，直接接触会发生热传递，热量由砂锅传递到桌面，桌面内能增大，温度升高，桌面容易损坏，桌面上加上桌垫后，桌面不易损坏，说明放上高温砂锅后，桌面温度仍然较低，桌垫阻断了热量的传递，所以桌垫的导热性差，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 ( 基础巩固通关测 ) 一、单选题 1．下列各种物质微粒中，空间尺度最小的是（　　） A．质子 B．电子 C．原子 D．分子 【答案】B 【详解】物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核与核外电子组成，原子核包括质子和中子两部分，集中了原子质量的大部分，因此原子小于分子，质子小于原子，而电子又小于质子，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．如图是氦原子的结构示意图，则氦原子（　　） A．核外有2个电子 B．整体有4个电子 C．核外有2个正电荷 D．整体有4个正电荷 【答案】A 【详解】根据氦的原子结构示意图可知，圆圈内的数字为+2，表示氦的原子核内有2个质子，质子带正电荷，质子数等于核外电子数，整个原子呈电中性，因此核外电子带负电荷，数量为2个，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．在太阳系中，地球属于（　　） A．恒星 B．卫星 C．彗星 D．行星 【答案】D 【详解】地球自身不发光，且环绕着太阳这颗恒星运行，符合行星的定义，所以地球属于行星，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 4．下列关于宇宙的说法，正确的是（    ） A．哥白尼提出了“地心说” B．太阳是恒星，它是银河系的中心 C．恒星的位置也是相对变化的 D．宇宙是一个无层次的杂乱的天体结构系统 【答案】C 【详解】A．哥白尼创立的是日心说，故A错误； B．太阳是恒星，太阳是太阳系的中心，不是银河系的中心。故B错误； C．运动和静止是相对的。因此若以地球为参照物，恒星也在高速地运动，恒星的位置也是相对变化的，故C正确； D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，故D错误。 故选C。 5．关于粒子和宇宙，下列说法错误的是（　　） A．甲图中水和酒精混合后总体积变小，说明分子间有空隙 B．乙图中磨平的铅棒压紧后能吊住钩码，说明分子间存在引力 C．丙图中原子核式结构模型，说明原子由原子核和电子组成 D．丁图中行星绕太阳运行，说明太阳是宇宙的中心 【答案】D 【详解】A．水和酒精混合后总体积变小，说明分子间有空隙，水和酒精的分子可以进入彼此的分子间隙，故A正确，不符合题意； B．分子间存在相互作用的引力和斥力；因为分子间存在相互作用的引力，磨平的铅棒压紧后能吊住大钩码，故B正确，不符号题意； C．原子核式结构模型提出原子是由原子核和核外电子组成的，原子核由质子和中子组成，故C正确，不符合题意； D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是太阳系的中心，不是宇宙的中心，故D错误，符合题意。 故选D。 6．如图是我国“神舟”载人飞船返回舱降落地面后的场景。为使返回舱穿越大气层安全降落，外表面用新型陶瓷材料制成。下列不是这种陶瓷应具有的物质的物理属性的是（　　） A．熔点高 B．导热性好 C．硬度大 D．耐腐蚀 【答案】B 【详解】返回舱穿越大气层返回地球时，与空气剧烈摩擦，外壳温度高达几千摄氏度，为了很好的保护返回舱，航天技术专家将新型陶瓷制成防热瓦安装在外表面，这种陶瓷不仅具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀和隔热性好的特点，而且还克服了传统陶瓷易碎的弱点，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 7．生活中常用铁锅炒菜，下列有关铁的特性与选用无关的是（　　） A．导热性好 B．密度大 C．熔点高 D．比热容小 【答案】B 【详解】A．导热性好是铁锅炒菜的重要特性。铁的导热性良好，能够迅速将热量传递到锅内的食物，使食物受热均匀，减少烹饪时间，保证食物的营养成分不被过度破坏，与选用铁锅炒菜密切相关，故A不符合题意； B．密度大这一特性与铁锅炒菜的功能和效果关系不大。密度主要影响物体的重量和体积等方面，而在炒菜过程中，铁的密度大并不能直接带来烹饪上的优势或影响，不是选用铁锅的关键因素，故B符合题意； C．铁的熔点高使得铁锅在炒菜时能够承受高温而不轻易熔化变形。可以在高温烹饪的过程中保持锅的形状和结构完整性，确保炒菜过程的顺利进行，与铁锅的选用有关，故C不符合题意； D．比热容小意味着铁在吸收相同热量时温度升高较快，能快速达到烹饪所需的温度，并且在关火后温度下降也快，便于控制烹饪的火候和时间，对炒菜有重要作用，与选用铁锅有关，故D不符合题意。 故选B。 8．关于原子核式结构模型，下列说法中正确的是（　　） A．原子由原子核和核外质子组成 B．组成原子核的质子带负电，中子不带电 C．夸克由比其更小的质子与中子组成 D．原子核由带正电的质子和不带电的中子组成 【答案】D 【详解】A．原子由原子核和核外电子组成，故A错误； B．组成原子核的质子带正电，中子不带电，故B错误； C．夸克是构成质子和中子的基本单元，而非由质子与中子组成，故C错误； D．带正电的质子和不带电的中子组成原子核，故D正确。 故选D。 9．为了揭示大自然的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索。小明根据学习做了如下笔记：①汤姆孙发现了电子，从而说明原子核是可分的；②卢瑟福在实验的基础上提出了类似行星绕日的原子核式结构模型；③在天文学中，用“光年”作为时间的单位；④在太阳系中，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转。其中正确的是（　　） A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 【答案】D 【详解】①汤姆森发现了电子，从而揭示了原子是可分的，故①错误；②卢瑟福建立了类似行星绕日的原子核式结构模型，故②正确；③在天文学中，用“光年”作为长度的单位，故③错误；④太阳是太阳系的中心，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转，故④正确；故D正确，ABC错误。 故选D。 10．浩瀚宇宙，星辰璀璨，中国航天器正在书写着举世惊叹的传奇篇章。其中我国探月工程的航天器名称是（    ） A．天宫 B．嫦娥 C．天舟 D．天问 【答案】B 【详解】A．天宫系列是中国空间站项目，用于载人航天实验，与探月无关，故A不符合题意； B．嫦娥系列是我国探月工程的航天器名称，如嫦娥一号至嫦娥五号均为月球探测器，故B符合题意； C．天舟系列是货运飞船，负责为天宫空间站运输物资，与探月无关，故C不符合题意； D．天问系列是行星探测任务，如天问一号为火星探测器，与探月无关，故D不符合题意。 故选B。 二、实验题 11．小力做了如下实验。 (1)他将50mL酒精和50mL水充分混合后总体积变为97mL，此现象说明 。 (2)他在两个相同的烧杯中分别盛人质量相等的冷水和热水，同时向两烧杯中各滴人一滴相同的红墨水后，观察到如图所示的实验现象，此现象说明了扩散的快慢与 有关。 【答案】(1)分子之间存在空隙 (2)温度 【详解】（1）将 50mL 酒精和 50mL 水混合后总体积减少，说明混合时部分分子进入了对方分子之间的空隙，体现了分子之间存在空隙。 （2）同时向盛有质量相同的冷水和热水两个烧杯中各滴入一滴大小相等的红墨水，会发生扩散现象，热水温度高，所以扩散更快，因此我猜想他将会看到的现象是红墨水在热水中扩散更快。 ( 能力提升进阶练 ) 一、单选题 1．下列各种物质微粒中，空间尺度最小的是（　　） A．质子 B．电子 C．原子 D．分子 【答案】B 【详解】物质由分子组成，分子由原子组成，原子由原子核与核外电子组成，原子核包括质子和中子两部分，集中了原子质量的大部分，因此原子小于分子，质子小于原子，而电子又小于质子，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．如图是氦原子的结构示意图，则氦原子（　　） A．核外有2个电子 B．整体有4个电子 C．核外有2个正电荷 D．整体有4个正电荷 【答案】A 【详解】根据氦的原子结构示意图可知，圆圈内的数字为+2，表示氦的原子核内有2个质子，质子带正电荷，质子数等于核外电子数，整个原子呈电中性，因此核外电子带负电荷，数量为2个，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　） A．鹅毛大雪说明分子在永不停息地运动 B．地球是距离太阳最近的行星，并围绕太阳做椭圆轨道的运动 C．“破镜难重圆”是因为固体分子间存在着斥力 D．构成物质的所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能 【答案】D 【详解】A．鹅毛大雪是固体颗粒的机械运动，不属于分子运动，故A错误； B．水星是距离太阳最近的行星，并围绕太阳做椭圆轨道的运动，故B错误； C．破镜不能重圆，是因为玻璃分子间的距离大于分子直径的10倍以上，超出了分子力的作用范围，分子间的作用力就十分微弱，分子间几乎没有作用力，故C错误； D．构成物质的所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能，故D正确。 故选D。 4．极光是由太阳风中的高能带电粒子与地球大气中的分子或原子相互作用而产生的一种发光现象，这种高能带电粒子可能是（    ） A．分子 B．原子 C．中子 D．质子 【答案】D 【详解】A．分子是由原子构成的电中性微粒，不带电，所以高能带电粒子不可能是分子，故A不符合题意； B．原子是由原子核和核外电子构成，整体呈电中性，不带电，因此高能带电粒子不是原子，故B不符合题意； C．中子是原子核的组成部分之一，不带电，不符合高能带电粒子的条件，故C不符合题意； D．质子是带正电的粒子，属于高能带电粒子的范畴，符合极光是由高能带电粒子与地球大气中的分子或原子相互作用产生的描述，故D符合题意。 故选D。 5．学习物理知识让我们对自然界有了更深入的了解。下列有关说法正确的是（　　） A．固体、液体很难被压缩，是由于分子间存在斥力 B．分子的空间尺度比电子的小 C．打喷嚏时飞沫的运动属于分子的无规则运动 D．地球、火星都绕着太阳运动，说明太阳是宇宙的中心 【答案】A 【详解】A．分子中同时存在引力和斥力，压缩物体时，分子之间表现为斥力；固体、液体很难被压缩，是由于分子间存在斥力，故A正确； B．物质是由分子、原子组成的，原子是由原子核和核外电子构成的，分子的空间尺度比电子的大，故B错误； C．飞沫是大量的分子组成的小颗粒，打喷嚏时飞沫的运动属于机械运动，故C错误； D．太阳系中，地球、火星都绕着太阳运动，太阳系是宇宙的一部分，太阳不是宇宙的中心，故D错误。 故选A。 6．下列根据所列现象进行的推测正确的是（　　） A．现象：空中沙尘飞舞→推测：分子在做永不停息的无规则运动 B．现象：水和酒精混合后总体积变小→推测：分子之间存在空隙 C．现象：摩擦起电→推测：不同物质相互摩擦后质子发生了转移 D．现象：星系光谱的“谱线红移”→推测：星系在不断靠近我们 【答案】B 【详解】A．由于沙尘是固体颗粒物，不是分子，所以空中沙尘飞舞不是分子的运动，故A错误； B．酒精和水混合后总体积变小，是因为分子间有间隙，分子运动时彼此进入对方的空隙，使总体积减小，因此可以推测出分子间存在空隙，故B正确； C．原子由原子核和核外电子组成的，不同物质的原子核束缚电子的本领不同，不同物质相互摩擦时核外电子发生了转移，故C错误； D．星系光谱的“谱线红移”是指星系发出的光波长变长，频率降低，向光谱的红端偏移。当光源远离观察者时，观察到的光波长会变长（红移）；反之，若光源靠近观察者，波长会变短（蓝移）。“谱线红移”现象说明了星系在离我们远去，故D错误。 故选B。 7．在太阳系中，水星、金星、地球、火星是离太阳最近的四颗（　　） A．卫星 B．行星 C．恒星 D．彗星 【答案】B 【详解】根据行星与太阳的平均距离，太阳系的八大行星按离太阳的距离从近到远排序为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，因此，“水星、金星、地球、火星”为“在太阳系中，离太阳最近的四颗行星”。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 8．关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　） A．丝绸与玻璃棒摩擦，丝绸因得到电子而带负电 B．“破镜不能重圆”是因为分子间存在较大的引力 C．杨絮漫天飞舞，说明分子在永不停息地做无规则运动 D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是宇宙的中心 【答案】A 【详解】A．摩擦起电中，电子从束缚能力弱的物体转移到束缚能力强的物体，玻璃棒束缚电子能力弱，摩擦时电子转移到丝绸，丝绸带负电，故A正确； B．分子间作用力在分子距离较大时（如破镜碎片间）几乎消失，无法产生足够引力，故B错误； C．分子运动是微观的，杨絮漫天飞舞属于宏观物体的机械运动，不能说明分子在永不停息地做无规则运动，故C错误； D．太阳不是宇宙的中心，太阳仅是太阳系的中心，故D错误。 故选A。 9．中国国家航天局宣布，2018年5月21日5时28分，我国在西昌卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“鹊桥号”中继星发射升空，为“嫦娥四号”月球探测任务提供地月间的中继通信，负责地球与未来“嫦娥四号”通信的中继接力，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．中继星与地月间不可能靠电磁波通信 B．地球和太阳系中的其他行星起源于不同的星云 C．发射当天地球运行在绕太阳公转轨道中的夏至与秋分之间 D．月球的自转周期和公转周期相同，人类只能看到月球的正面 【答案】D 【详解】A．地月之间是真空状态，电磁波可以正常传播，所以中继星与地月间必须靠电磁波通信，故A错误； B．根据康德﹣拉普拉斯星云学说，地球和太阳来自同一星云，故B错误； C．夏至日是6月22日前后，所以2018年5月21日地球运行在绕太阳公转轨道中的春分与夏至之间，故C错误； D．因为月球的自转周期与其绕地球的公转周期相同，所以我们只能看到月球的同一面，故D正确。 故选D。 10．卢瑟福用α粒子（带正电）轰击金箔实验为现代原子理论打下了基础，如图线条中，可能是α粒子在该实验中的运动轨迹，能说明原子核带正电且质量较大的是（　　） A．a B．b C．c D．d 【答案】D 【详解】A．a轨迹，α粒子（带正电）与原子核相互吸引，异种电荷相互吸引，最多说明原子核带负电，故A不符合题意； B．b轨迹，α粒子（带正电）距离原子核比较远，几乎不受原子核的影响，可以说明原子内大部分空间是空的，故B不符合题意； C．c轨迹，α粒子（带正电）与原子核相互排斥，可以说明原子核带正电，但是相对于d轨迹来说离原子核的距离较远，偏转角度较小不能说明原子核质量较大，故C不符合题意； D．d轨迹，α粒子（带正电）与原子核相互排斥，可以说明原子核带正电；又因为其轨迹离原子核的距离较近，偏转角度较大，几乎被撞击回来了，能说明原子核质量较大，故D符合题意。 故选D。 二、实验题 11．小力做了如下实验。 (1)他将50mL酒精和50mL水充分混合后总体积变为97mL，此现象说明 。 (2)他在两个相同的烧杯中分别盛人质量相等的冷水和热水，同时向两烧杯中各滴人一滴相同的红墨水后，观察到如图所示的实验现象，此现象说明了扩散的快慢与 有关。 【答案】(1)分子之间存在空隙 (2)温度 【详解】（1）将 50mL 酒精和 50mL 水混合后总体积减少，说明混合时部分分子进入了对方分子之间的空隙，体现了分子之间存在空隙。 （2）同时向盛有质量相同的冷水和热水两个烧杯中各滴入一滴大小相等的红墨水，会发生扩散现象，热水温度高，所以扩散更快，因此我猜想他将会看到的现象是红墨水在热水中扩散更快。 三、科普阅读题 12．阅读材料，回答问题。 纳米材料 纳米材料可以制作具有特定性质的新材料，用纳米级金属微粉制成的材料强度和硬度更高，韧性良好，且熔点随粒子直径减小而降低，例如金的熔点为1064℃，但10nm金粉熔点降低到940℃，5nm金粉熔点降低到830℃，因而烧制温度可以大大降低。 2023年12月，武汉理工大学用磁性纳米粒子研制出可溶栓纳米机器人，通过静脉注射磁性纳米粒子，在磁力作用下形成棒状机器人疏通血管进行溶栓，如图甲所示。这些机器人在完成任务后可自动分解，可避免在血管内聚集和器官损伤，其磁性纳米粒子尺寸在1nm至100nm之间，结合了纳米材料的特性和磁性。 (1)纳米材料的优点是 （写出一点）； (2)纳米材料的熔点随着材料细粉直径的减小而 ； (3)某种用于血管清理的纳米机器人，直径仅为20nm，合 m（）； (4)溶栓纳米机器人是拆分后从静脉注射入人体，在 作用下形成棒状机器人，进行溶栓； (5)假设一个磁性纳米粒子的质量为，则一个质量为的纳米机器人由 个磁性纳米粒子组成； (6)如图乙是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是 曲线（填字母）。 【答案】(1)见解析 (2)降低 (3) (4)磁力 (5) (6)c 【详解】（1）由材料可知，纳米材料可以制作具有特定性质的新材料，用纳米级金属微粉制成的材料强度和硬度更高，韧性良好，且熔点随粒子直径减小而降低。 （2）由材料可知，纳米材料的熔点随粒子直径减小而降低，例如金的熔点为1064℃，但10nm金粉熔点降低到940℃，5nm金粉熔点降低到830℃，因而烧制温度可以大大降低。 （3）因为所以20nm=20×10-9m=2×10-8m （4）由材料可知，溶栓纳米机器人通过静脉注射磁性纳米粒子，在磁力作用下形成棒状机器人疏通血管进行溶栓。 （5）一个质量为的纳米机器人所含磁性纳米粒子个数为 （6）纳米级微粉烧制成的陶瓷不但强度高，并且有良好的韧性，纳米级陶瓷刀的硬度很高。合金钢刀、普通菜刀的硬度是比较接近的，所以二者的磨损曲线也会比较类似，由此可知，图中a、b曲线是普通菜刀、合金菜刀的磨损曲线，c是纳米级陶瓷刀的磨损曲线。 第 1 页 共 23 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十九章 宇宙与微观世界（复习讲义） 考点内容 新课标要求 命题预测 新型材料 了解物质的一些物理属性，如磁性、导电性和导热性等，能用语言、文字或图表表述物质的这些物理属性。了解一些新材料的特点及其应用，了解新材料的发展给人类生活和社会发展带来的影响。 题型可能包括填空题、选择题，部分地区可能会出现阅读理解题。整套试卷中，涉及新型材料的题目一般有1个，分值在1-4分左右。 微观世界 知道常见的物质是由分子、原子构成的。 原子的结构是常考热点，在历年中考试卷中，无论试题形式怎样，都会出现考查此考点的考题。考题形式以选择题、填空题为主，有时也会出现在综合题中。 1.原子的结构 （1）原子位于其中心的原子核和绕原子核高速运动核外电子组成，原子核比原子小得多，其半径只相当于原子的十万分之一。 （2）原子核几乎集中了原子的全部质量。 （3）原子核带正电，电子带负电，它们所带的电荷量相等，整个原子呈电中性，对外不显示电性。 （4）原子核由质子和中子组成，质子带正电，其电荷量跟核外电子相等，中子不带电。从质量上讲，质子与中子质量几乎相等，一个质子的质量大约是电子质量的1836倍。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在原子这个大广场的中央。如图所示是锂和铍的原子结构示意图。 2.新型材料 材料类型 核心特性 应用领域 跨学科联系 纳米材料 ◾ 小尺寸效应：比表面积大 ◾ 量子效应：光学/磁性特殊 ◾ 高强度（如碳纳米管） ◾ 医疗：靶向药物载体 ◾ 环保：纳米催化剂净化污水 ◾ 电子：柔性屏幕 化学（催化反应） 生物（药物输送） 超导材料 ◾ 零电阻（低温下） ◾ 完全抗磁性（迈斯纳效应） ◾ 磁悬浮列车 ◾ 核磁共振仪（MRI） ◾ 超导电缆（减少输电损耗） 工程（能源传输） 医学（成像技术） 半导体材料 ◾ 导电性可控（掺杂/光照/温度） ◾ 集成电路（CPU） ◾ 光伏发电（硅基太阳能电池） ◾ 传感器 信息技术（芯片设计） 能源（新能源开发） 复合材料 ◾ 综合多种材料优势 ◾ “1+1>2”性能 ◾ 玻璃钢（玻璃纤维+树脂）：船体 ◾ 碳纤维增强塑料：航天器部件 材料科学（结构设计） 机械工程（轻量化制造） ( 题型一 原子的结构 ) 1．如题图是小飞学习微观粒子的层次结构后，以氧气为例进行的梳理，下列选项中与①②③对应的是（　　） A．原子、核外电子、原子核 B．原子核、原子、核外电子 C．原子、原子核、核外电子 D．核外电子、原子核、原子 2．下列说法中，正确的是（　　） A．宇宙是有层次的天体系统，太阳是宇宙的中心 B．在分子、原子和电子中，尺度最小的是分子 C．摩擦起电的实质是电子的转移 D．光年是时间的单位 3．关于粒子和宇宙，下列认识中不正确的是（　　） A．在原子的核式结构模型中，所有的电子都在同一轨道上绕着原子核运动 B．谱线“红移”现象说明星系在逐渐远离我们 C．汤姆生发现了比原子小得多的带负电荷的电子，从而说明原子是可分的 D．宇宙、太阳系、地球、分子、质子、电子是按照尺度由大到小的顺序排列的 ( 题型二 新型材料 ) 4．我国研发团队经过一千多天的日夜奋战，生产出世界上最薄的“手撕钢”。“手撕钢”与铁的密度相同，其厚度只有0.015mm，被誉为“钢铁行业皇冠上的明珠”。以下说法正确的是（    ） A．“手撕钢”的厚度为 B．航空太阳能板衬底材料采用“手撕钢”是因为其密度小可折叠的特点 C．“手撕钢”是非晶体 D．“手撕钢”表面可以当镜子用，说明其表面非常光滑 5．第9届亚洲冬季运动会在黑龙江省哈尔滨市成功举办，由于东北地区气候寒冷，本次亚冬会服装的内胆添加“神秘材料”石墨烯，只要衣服某一处加热，石墨烯复合材料就能把热量均匀传递到全身。这利用了石墨烯的（   ） A．导热性好 B．导电性好 C．透明度高 D．柔韧性好 6．如图所示，为防止高温砂锅把桌面烫坏，需要在桌面上垫一张桌垫，这主要利用了桌垫的哪种性质（    ） A．导热差 B．硬度大 C．密度大 D．弹性差 ( 基础巩固通关测 ) 一、单选题 1．下列各种物质微粒中，空间尺度最小的是（　　） A．质子 B．电子 C．原子 D．分子 2．如图是氦原子的结构示意图，则氦原子（　　） A．核外有2个电子 B．整体有4个电子 C．核外有2个正电荷 D．整体有4个正电荷 3．在太阳系中，地球属于（　　） A．恒星 B．卫星 C．彗星 D．行星 4．下列关于宇宙的说法，正确的是（    ） A．哥白尼提出了“地心说” B．太阳是恒星，它是银河系的中心 C．恒星的位置也是相对变化的 D．宇宙是一个无层次的杂乱的天体结构系统 5．关于粒子和宇宙，下列说法错误的是（　　） A．甲图中水和酒精混合后总体积变小，说明分子间有空隙 B．乙图中磨平的铅棒压紧后能吊住钩码，说明分子间存在引力 C．丙图中原子核式结构模型，说明原子由原子核和电子组成 D．丁图中行星绕太阳运行，说明太阳是宇宙的中心 6．如图是我国“神舟”载人飞船返回舱降落地面后的场景。为使返回舱穿越大气层安全降落，外表面用新型陶瓷材料制成。下列不是这种陶瓷应具有的物质的物理属性的是（　　） A．熔点高 B．导热性好 C．硬度大 D．耐腐蚀 7．生活中常用铁锅炒菜，下列有关铁的特性与选用无关的是（　　） A．导热性好 B．密度大 C．熔点高 D．比热容小 8．关于原子核式结构模型，下列说法中正确的是（　　） A．原子由原子核和核外质子组成 B．组成原子核的质子带负电，中子不带电 C．夸克由比其更小的质子与中子组成 D．原子核由带正电的质子和不带电的中子组成 9．为了揭示大自然的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索。小明根据学习做了如下笔记：①汤姆孙发现了电子，从而说明原子核是可分的；②卢瑟福在实验的基础上提出了类似行星绕日的原子核式结构模型；③在天文学中，用“光年”作为时间的单位；④在太阳系中，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转。其中正确的是（　　） A．①③ B．②③ C．①④ D．②④ 10．浩瀚宇宙，星辰璀璨，中国航天器正在书写着举世惊叹的传奇篇章。其中我国探月工程的航天器名称是（    ） A．天宫 B．嫦娥 C．天舟 D．天问 二、实验题 11．小力做了如下实验。 (1)他将50mL酒精和50mL水充分混合后总体积变为97mL，此现象说明 。 (2)他在两个相同的烧杯中分别盛人质量相等的冷水和热水，同时向两烧杯中各滴人一滴相同的红墨水后，观察到如图所示的实验现象，此现象说明了扩散的快慢与 有关。 ( 能力提升进阶练 ) 一、单选题 1．下列各种物质微粒中，空间尺度最小的是（　　） A．质子 B．电子 C．原子 D．分子 2．如图是氦原子的结构示意图，则氦原子（　　） A．核外有2个电子 B．整体有4个电子 C．核外有2个正电荷 D．整体有4个正电荷 3．关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　） A．鹅毛大雪说明分子在永不停息地运动 B．地球是距离太阳最近的行星，并围绕太阳做椭圆轨道的运动 C．“破镜难重圆”是因为固体分子间存在着斥力 D．构成物质的所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能 4．极光是由太阳风中的高能带电粒子与地球大气中的分子或原子相互作用而产生的一种发光现象，这种高能带电粒子可能是（    ） A．分子 B．原子 C．中子 D．质子 5．学习物理知识让我们对自然界有了更深入的了解。下列有关说法正确的是（　　） A．固体、液体很难被压缩，是由于分子间存在斥力 B．分子的空间尺度比电子的小 C．打喷嚏时飞沫的运动属于分子的无规则运动 D．地球、火星都绕着太阳运动，说明太阳是宇宙的中心 6．下列根据所列现象进行的推测正确的是（　　） A．现象：空中沙尘飞舞→推测：分子在做永不停息的无规则运动 B．现象：水和酒精混合后总体积变小→推测：分子之间存在空隙 C．现象：摩擦起电→推测：不同物质相互摩擦后质子发生了转移 D．现象：星系光谱的“谱线红移”→推测：星系在不断靠近我们 7．在太阳系中，水星、金星、地球、火星是离太阳最近的四颗（　　） A．卫星 B．行星 C．恒星 D．彗星 8．关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（　　） A．丝绸与玻璃棒摩擦，丝绸因得到电子而带负电 B．“破镜不能重圆”是因为分子间存在较大的引力 C．杨絮漫天飞舞，说明分子在永不停息地做无规则运动 D．宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是宇宙的中心 9．中国国家航天局宣布，2018年5月21日5时28分，我国在西昌卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“鹊桥号”中继星发射升空，为“嫦娥四号”月球探测任务提供地月间的中继通信，负责地球与未来“嫦娥四号”通信的中继接力，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．中继星与地月间不可能靠电磁波通信 B．地球和太阳系中的其他行星起源于不同的星云 C．发射当天地球运行在绕太阳公转轨道中的夏至与秋分之间 D．月球的自转周期和公转周期相同，人类只能看到月球的正面 10．卢瑟福用α粒子（带正电）轰击金箔实验为现代原子理论打下了基础，如图线条中，可能是α粒子在该实验中的运动轨迹，能说明原子核带正电且质量较大的是（　　） A．a B．b C．c D．d 二、实验题 11．小力做了如下实验。 (1)他将50mL酒精和50mL水充分混合后总体积变为97mL，此现象说明 。 (2)他在两个相同的烧杯中分别盛人质量相等的冷水和热水，同时向两烧杯中各滴人一滴相同的红墨水后，观察到如图所示的实验现象，此现象说明了扩散的快慢与 有关。 三、科普阅读题 12．阅读材料，回答问题。 纳米材料 纳米材料可以制作具有特定性质的新材料，用纳米级金属微粉制成的材料强度和硬度更高，韧性良好，且熔点随粒子直径减小而降低，例如金的熔点为1064℃，但10nm金粉熔点降低到940℃，5nm金粉熔点降低到830℃，因而烧制温度可以大大降低。 2023年12月，武汉理工大学用磁性纳米粒子研制出可溶栓纳米机器人，通过静脉注射磁性纳米粒子，在磁力作用下形成棒状机器人疏通血管进行溶栓，如图甲所示。这些机器人在完成任务后可自动分解，可避免在血管内聚集和器官损伤，其磁性纳米粒子尺寸在1nm至100nm之间，结合了纳米材料的特性和磁性。 (1)纳米材料的优点是 （写出一点）； (2)纳米材料的熔点随着材料细粉直径的减小而 ； (3)某种用于血管清理的纳米机器人，直径仅为20nm，合 m（）； (4)溶栓纳米机器人是拆分后从静脉注射入人体，在 作用下形成棒状机器人，进行溶栓； (5)假设一个磁性纳米粒子的质量为，则一个质量为的纳米机器人由 个磁性纳米粒子组成； (6)如图乙是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是 曲线（填字母）。 第 1 页 共 23 页 学科网（北京）股份有限公司 $$