第十六章 永恒的探索：宇宙和粒子（复习课件）物理新教材北师大版九年级全一册

该初中物理单元复习课件系统梳理了宇宙认知、微观粒子探索、核能开发与利用及能源分类等核心内容，通过模块划分细化考点，结合思维导图串联知识脉络，帮助学生构建从宏观宇宙到微观粒子的完整物质观念和能量观念体系。 其亮点在于采用“易混易错辨析+情境化强化练习”模式，如通过微观粒子尺度辨析题培养科学思维，结合“华龙一号”“东方超环”等中国科技成就设计练习，渗透科学态度与责任。这种设计既纠正概念混淆，又实现分层复习，教师可精准把握学情，提升复习效率。

高 效 课 堂 章末复习与总结 【九年级全一册·北师大版2024】 【第十六章 永恒的探索：宇宙和粒子】 千图网千图网 目录 1 【思维导图】 2 【 知识梳理】 3 【 易混易错】 4 【 强化练习】 2 01 思维导图 思维导图 1 思维导图 知识梳理 易混易错 强化练习 4 02 知识梳理 浩瀚的宇宙 探索微观世界的历程 核能的开发与利用 跨学科实践：设计节能环保小屋 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 一、浩瀚的宇宙 1.地心说： “地心说” 认为 是宇宙的中心，太阳、月亮绕地球转动。 2.日心说： 提出 “日心说”，认为太阳是宇宙的中心，地球等行星绕太阳转动。 3.望远镜： 随着 的发明，人类发现太阳并非宇宙的中心，宇宙的演化还有诸多未知规律 考点一：宇宙的认知历程 地球 哥白尼 望远镜 6 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 一、浩瀚的宇宙 考点二：宇宙的层次结构 1.太阳系： 2.银河系： 以 为中心，包括太阳、八颗行星及其卫星，还有小行星、彗星等，地球是太阳系中的一颗行星。 由约 颗恒星组成，形状像 “中央突起、四周扁平的旋转铁饼”（银盘），直径约 光年；离地球最近的恒星是比邻星，距离约 40 万亿千米（约 4 光年）。 太阳 3.河外星系与星系团： 2000亿 8.2万 银河系之外的类似星系称为 （如仙女星系，距银河系 220 万光年）；多个星系组成的系统称为 （如阿伯尔 2218 星系团） 河外星系 星系团 4.宇宙尺度： 目前望远镜能观测到至少 光年距离的天体。 130亿 7 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 一、浩瀚的宇宙 考点三：行星的定义与冥王星降级 1.行星定义： 2冥王星降级： 环绕太阳运行、质量足够大、呈球形（或近似球形），并能通过引力 的天体。 2006 年，冥王星因无法 “清空轨道”，被定义为 ，失去行星身份。 清空轨道附近碎物 矮行星 8 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 一、浩瀚的宇宙 考点四：人类航天成就 航天先驱： 提出利用喷气反作用力推进的多级火箭是太空飞行的有效工具，液态氢和液态氧可作为火箭推进剂。 中国成就： 1970 年发射第一颗人造卫星 “ ”；2003 年 “神舟五号” 将杨利伟送入太空，我国成为第 个独立掌握载人航天技术的国家；2021 年 “天问一号” 着陆火星，“羲和号” 步入 “探日” 时代；2022 年中国空间站完成 “ ” 字基本构型，实现航天 “三步走”战略。 齐奥尔科夫斯基 东方红一号 三 T 9 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 一、浩瀚的宇宙 考点五：宇宙的起源与演化 1.宇宙膨胀： 1929 年发现河外星系都在远离银河系，且离得越远退行速度越快，说明宇宙正在 。 2.大爆炸理论： 1948 年提出，宇宙起源于一次大爆炸，由极小的 “ ” 膨胀冷却形成。 膨胀 奇点 3.宇宙未来猜想： ①永远膨胀下去；②膨胀到一定程度 ，再次大爆炸 。 收缩 轮回说 10 战国时期提出 “一尺之棰，日取其半，万世不竭”，认为物质可无限分割；墨翟提出 “端” 的概念，认为是 的最小单位。 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 二、探索微观世界的历程 考点六：古代对物质结构的猜想 1.中国古代： 物质 提出 “原子论”，认为物质由 “原子” 构成，原子是不可再分的最小单位 2.古希腊： 德谟克利特 11 多数物质可通过化学反应合成 ，少数物质 不能由其他物质合成， 是元素保持化学性质的最小单元。 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 二、探索微观世界的历程 考点七：近代科学奠基 1.17-18 世纪实验证据： 化合物 通过实验确认原子是元素的最小单元，奠定近代原子论基础。 2.近代原子理论： 道尔顿 元素 原子 12 1897 年 通过阴极射线实验，发现原子中存在带负电的 ，证明原子可再分。 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 二、探索微观世界的历程 考点八：原子结构的发现 1.电子的发现： 汤姆孙 1909-1911 年 通过 α 粒子散射实验，推理出原子中心有体积小、质量大、带正电的 ，电子绕核运动。 2.原子核式结构： 电子 卢瑟福 原子核 1919 年卢瑟福发现带正电的 ；1932 年 发现不带电的 ，得出原子核由质子和中子构成的结论。 2.原子核的组成： 质子 查德威克 中子 13 1930 年发现正电子 ；后续发现 μ 子、π 介子等；1956 年李政道、杨振宁提出 “宇称不守恒定律”，由吴健雄实验验证。 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 二、探索微观世界的历程 考点九：基本粒子与夸克模型 1.基本粒子探索： 电子的反粒子 1964 年 猜想质子、中子等由夸克组成，夸克包括上夸克、下夸克、奇异夸克等（共 种），夸克是目前已知的最小粒子之一。 2.夸克模型： 盖尔曼 6 14 称为纳米，原子、原子核等微观粒子尺度均小于 10⁻⁹m。 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 二、探索微观世界的历程 考点十：纳米技术 1.纳米尺度： 10-9m 扫描隧道显微镜可观察和操纵原子（1993 年中国用原子写出 “ ” 字样）；纳米材料具有特殊性质（如纳米铜的超延展性），应用于医学（纳米机器人）、防水涂层等领域。 2.纳米技术应用： 中国 15 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 三、核能的开发与利用 考点十一：核能的产生原理 1.核能： 原子核裂变或聚变时释放的能量，遵循爱因斯坦质能方程 ，其中 c 是 。 E=mc2 光在真空中的传播速度 2.核裂变： （如铀核）在中子轰击下分裂成较轻原子核，释放能量并产生 2~3 个中子，引发 。 重核 链式反应 （1）不加控制： 瞬间释放能量，用于 。 原子弹 （1）加以控制： 缓慢释放能量，用于 。 核电站 16 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 三、核能的开发与利用 考点十一：核能的产生原理 3.核聚变： （如氢的同位素氘、氚）在极高温度（≈1 亿℃）和压力下结合成重核，释放能量。 轻核 （1）特点： 原料丰富（海水中含大量氘）、能量密度高（是核裂变的 4 倍以上）、无污染（产物为氦） 。 （2）典型例子： 的能量来源（核心温度 1570 万℃，持续发生核聚变） 。 太阳内部 17 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 三、核能的开发与利用 考点十二：核电站的工作原理 1.核心设备： ，通过控制链式反应缓慢释放核能。 核反应堆 2.能量转化： →内能→机械能→电能。 核能 3.核反应堆组成： 核燃料： 棒（发生核裂变）； 控制棒： 棒 （吸收中子，控制链式反应速度）； 减速剂：石墨或重水（减慢中子速度，便于撞击铀核）； 冷却剂：水（带走热量，产生蒸汽）。 铀 镉 4.中国核电成就： “ ” 是我国自主研发的第三代核电技术，满足全球最高安全标准，已商业化运营。 华龙一号 18 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 三、核能的开发与利用 考点十三：可控核聚变的探索 1.难点： 需维持 1 亿℃以上高温和足够压力。 2.中国成就： “ ” 实现 1.2 亿℃持续 101 秒、4 亿℃持续 20 秒的突破，为可控核聚变奠定基础。 东方超环（EAST） 19 中低放射性废料密封后 ；高放射性废料经冷却→固化→ （需隔离数万年）。 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 三、核能的开发与利用 考点十四：核安全与核废料处理 1.核风险： 核泄漏（如切尔诺贝利、福岛事故）会释放放射性物质，危害环境与健康。 浅层填埋 2.核安全原则： 和平利用、严格管控、防扩散。 3.核废料分类： 低放射性（如设备外壳）、高放射性（如用过的铀棒）。 4.处理方式： 深层地质填埋 20 （原子弹理论设计核心）、 （氢弹原理突破关键）。 1960 年第一枚自主研制导弹发射成功；1964 年第一颗原子弹爆炸成功；1967 年第一颗氢弹空爆试验成功；1970 年 “东方红一号” 发射成功。 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 三、核能的开发与利用 考点十五：“两弹一星”成就 1.战略背景： 中华人民共和国成立初期武器制造水平落后，为保障国家独立自主和长治久安。 2.核心成就： 邓稼先 3.核心贡献者： 于敏 21 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 四、能源分类、利用及发展 考点十六：能源的分类 一次能源：以 形式存在于自然界的能源（如化石能源、风能、水能、（太阳能）、地热能）； 二次能源：由一次能源 而来的能源（如电能、酒精）。 天然 1.按基本形态分类： 加工转化 可再生能源：可在自然界 得到的能源（如风能、水能、太阳能、生物质能）； 不可再生能源： 内无法从自然界补充的能源（如化石能源、 ）。 2.按再生性分类： 源源不断 短期 核能 22 知识梳理 知识梳理 思维导图 易混易错 2 强化练习 四、能源分类、利用及发展 考点十七：能源危机与解决方案 ①不可再生能源储量有限；②能量转化有 与损耗；③能源使用伴随污染。 1.能源危机原因： 方向性 ①开发新能源（ 能源、核能）； ②提高能源利用效率； ③节约能源使用。 2.解决方案： 可再生 23 03 易混易错 下列关于宇宙的说法正确的是（ ） A．地心说认为太阳是宇宙的中心 B．太阳是银河系的中心，也是宇宙的中心 C．冥王星因质量过小被降级为矮行星 D．河外星系是指银河系之外的类似星系 易混易错 易混易错 思维导图 知识梳理 3 强化练习 D 混淆地心说与日心说的核心观点，地心说以地球为中心，日心说以太阳为中心，且太阳并非宇宙中心。 误解冥王星降级原因，其降级是因无法 “清空轨道附近碎物”，而非质量过小。 对宇宙层次结构认知模糊，需明确银河系、河外星系、星系团的定义及关系。 易错提醒 易错点1：宇宙相关概念混淆 25 下列关于微观粒子的说法错误的是（ ） A．汤姆孙发现电子，证明原子可再分 B．原子核由质子和中子组成，质子带正电、中子不带电 C．夸克是目前已知的最小粒子，原子尺度大于纳米 D．卢瑟福通过 α 粒子散射实验提出原子核式结构模型 易混易错 易混易错 思维导图 知识梳理 3 强化练习 C 混淆微观粒子的发现者与对应的实验，如汤姆孙发现电子（阴极射线实验）、卢瑟福提出原子核式结构（α 粒子散射实验）、查德威克发现中子。 记错微观粒子尺度关系，1 纳米 = 10⁻⁹m，原子、原子核等微观粒子尺度均小于 10⁻⁹m，即小于纳米。 对夸克模型认知不清，夸克是质子、中子的组成单位，目前已知共 6 种。 易错提醒 易错点2：微观粒子相关概念辨析 26 下列关于核能的说法正确的是（ ） A．核能的产生遵循能量守恒定律，不遵循质能方程 B．核裂变是轻核结合成重核的过程，核聚变是重核分裂成轻核的过程 C．核电站通过可控核裂变发电，核心设备是核反应堆 D．核聚变产物有放射性污染，原料来源稀缺 易混易错 易混易错 思维导图 知识梳理 3 强化练习 C 混淆核裂变与核聚变的定义，核裂变是重核（如铀核）分裂为轻核，核聚变是轻核（如氘、氚）结合为重核。 误解核能的相关规律，核能释放遵循爱因斯坦质能方程 E=mc²，同时也遵循能量守恒定律。 对核反应特点记忆错误，核聚变原料丰富（海水中含大量氘）、产物无污染（氦），核裂变产物有放射性。 易错提醒 易错点3：核能相关原理与应用混淆 27 下列关于能源的分类正确的是（ ） A．太阳能、风能、核能都是可再生能源 B．电能是一次能源，化石能源是二次能源 C．地热能是天然存在的一次能源 D．可再生能源短期内均可从自然界补充 易混易错 易混易错 思维导图 知识梳理 3 强化练习 C 混淆一次能源与二次能源的定义，一次能源是天然存在的（如化石能源、太阳能、地热能），二次能源是由一次能源加工转化而来的（如电能、酒精）。 误解可再生能源与不可再生能源的划分标准，可再生能源是可在自然界源源不断得到的（如风能、太阳能），不可再生能源是短期内无法补充的（如化石能源、核能），需注意核能属于不可再生能源。 易错提醒 易错点3：能源分类相关概念混淆 28 04 强化练习 强化练习 强化练习 思维导图 知识梳理 4 易混易错 1 . 如图所示的是三种太阳能的转化途径，其中椭圆表示转化的装置或物体，菱形表示某种能量形式。按图中序号顺序在三个空白处填入相关的文字，正确的是（　　） A．内能　太阳能电池　光合作用 B．内能　太阳能电池　绿色植物 C．太阳能电池　光合作用　内能 D．太阳能电池　绿色植物　内能 D 30 2 .下图是太阳能汽车工作的流程图。下列说法正确的是（　　） A．太阳能是清洁能源，也是不可再生能源 B．太阳能光电转换的效率可达100% C．电动机的工作原理是磁场对电流的作用 D．蓄电池充电时将化学能转化为电能 强化练习 强化练习 思维导图 知识梳理 4 易混易错 C 31 强化练习 强化练习 思维导图 知识梳理 4 易混易错 3 .新一代“人造太阳”——中国环流三号实现等离子体电流150万安培、等离子体温度1.17亿摄氏度、高约束模式（H模）持续1066秒的突破性进展，标志着我国可控核聚变技术全面达到国际领先水平。下列说法正确的是（　　） A．核聚变又称为链式反应 B．目前核电站已经普遍利用核聚变反应发电 C．新一代“人造太阳”的原理与原子弹的原理相同 D．可控核聚变可为人类提供巨大的理想洁净能源 D 32 强化练习 强化练习 思维导图 知识梳理 4 易混易错 4 . 2025年1月20日“人造太阳”创造“亿度千秒”世界纪录。“人造太阳”的反应过程如图所示，该过程是通过 （选填“核裂变”或“核聚变”）释放巨大的能量；核能属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；航行中的两艘轮船不能离得太近，这是由于靠得太近的两艘船之间水的流速大、压强 ，容易相撞。 核聚变 不可再生 小 33 强化练习 强化练习 思维导图 知识梳理 4 易混易错 5 . 航天航空事业对人类太空研究的发展具有重大意义。 (1)先进战机机身采用一种微胶囊自修复材料，其原理是在金属内部埋植固态合金，当机身出现裂纹，系统会控制加热装置工作，使微胶囊内的合金 （填物态变化名称）成液态流出并填充裂纹，然后 （选填“吸热”或“放热”）形成固态合金从而实现损伤修复； 熔化 放热 34 强化练习 强化练习 思维导图 知识梳理 4 易混易错 5.(2)2025年4月24日是第十个“中国航天日”，迄今为止，我国航天事业取得了“两弹一星”“载人航天”“北斗工程”“月球探测”等诸多辉煌成就。从能源可持续发展的角度来看，为原子弹提供能量的原料属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；目前我国空间站上能量来源于太阳能电池板，太阳能电池板工作时将太阳能转化为 能 不可再生 电 35 物 究 其 理 物理融生活，留心皆新知 感谢聆听！ 36 $