内容正文:
第十章从粒子到宇宙
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.原子、质子、电子是按照尺度由小到大的顺序排列的
B.破镜不能重圆,是因为分子间存在斥力
C.研究表明,星系离地球远去,说明宇宙正在收缩
D.用塑料梳子梳头,头发随梳子飘起来,是因为异种电荷相互吸引
2.N95型口罩(如图所示)对直径为0.075μm±0.020μm的非油性颗粒(如粉尘、PM2.5、飞沫、微生物)具有95%以上的过滤效率,它由三层构成:内层吸水层,中间过滤层,外层疏水层,则下列说法正确的是( )
A.新冠病毒随飞沫传播是一种分子运动
B.过滤效率高,是因为口罩材料分子之间没有空隙
C.中间过滤层能够过滤掉非油性颗粒,是因为颗粒分子间存在斥力
D.内层吸水层能够有效吸收呼出的水蒸气,说明分子之间存在引力
3.下列物质中,分子间作用力最强的是( )
A.水 B.氧气 C.铜块 D.酒精
4.关于宇宙和粒子,下列说法正确的是( )
A.太阳是太阳系的中心,也是宇宙的中心
B.质子和中子带正电,核外电子带负电
C.天体之间和分子之间一样存在着相互作用力
D.太阳系、银河系、原子核、分子是按照尺度的数量级从大到小正确排列的
5.南京金箔锻制技艺是中国传统手工技艺之一,被誉为“中华一绝”。金箔轻薄柔软,不能用手直接拿取。图为金箔铺贴过程,工匠手持毛刷在纸垫上来回扫过,再将毛刷靠近工作台上的金箔时,可将金箔吸起来。对此,下列说法中正确的是( )
A.毛刷可将金箔吸起来,原因是分子间存在相互作用的引力
B.毛刷可将金箔吸起来,原因是异种电荷相互吸引
C.毛刷和纸垫摩擦创造了电荷,使毛刷带电
D.若纸垫带负电,则毛刷一定失去了电子
6.在α粒子散射实验的基础上,提出了原子核式结构模型的科学家是( )
A.道尔顿 B.德谟克利特
C.卢瑟福 D.阿伏伽德罗
7.新冠肺炎疫情防控期间,下列有关说法正确的是( )
A.戴口罩可以预防感染,是因为口罩材料的分子之间没有间隙
B.身穿防护服的医护人员的护目镜容易起雾,这是汽化现象
C.闻到消毒水的味道说明分子在不停地做无规则运动
D.晨、午检用的水银体温计是运用了固体热胀冷缩的性质
8.赵忠尧是我国杰出的物理学家,他在1930年首次观测到有关“正电子”的现象。“正电子”带正电荷,是电子的反粒子,其质量和体积与电子的质量和体积相当。下列微观粒子空间尺度比电子小的是( )
A.原子核 B.原子 C.分子 D.夸克
9.学习了分子动理论之后,小明总结了很多生活中与分子动理论有关的现象,下列总结中正确的是( )
A.用透明胶带能粘下纸上写错的字,是因为胶带与纸之间有相互的斥力
B.固体不容易压缩和拉伸,是因为固体分子间的距离大,作用力小
C.水和酒精混合后的总体积变小,说明分子间存在间隙
D.摩擦过的梳子能吸引纸屑,说明分子间存在引力
10.下列说法正确的是( )
A.液体很难被压缩,是因为分子间存在斥力
B.梧桐飘絮,说明分子在永不停息地做无规则运动
C.电子、原子、质子是按照由小到大的尺度排序的
D.航天飞机用密度较大的新材料制造,可减小质量
二、填空题
11.一根绳子很难被拉断说明分子间存在着______力。铁、水和空气三种物质中,分子间作用力最弱的是______。
12.截止到目前,我国太空课堂已经开了三节课,去年的12月9日,在第二课上王亚平老师展示了一个中间充有气泡的水球,透过这个水球我们可以看到“一正一倒”两个缩小的像,如图甲,其中,“倒”像是因为光的________形成的实像,“正”像是因为光的________形成的虚像。今年3月23日,王亚平老师在第三课上演示了“液桥”实验,如图乙,这由于分子之间存在________力,我们看到了微重力条件下长长的“液桥”。
13.每年春季,许多人来到张坝桂圆林踏春,微风吹过,飘来阵阵花香,说明分子在________;园中群花争奇斗艳,其中蓝色的牡丹呈现蓝色是因为蓝色的花朵反射________光,当佩戴橙色眼镜时,看到该花呈_______色。
14.如图,分别在热水和冷水中滴入相同的红墨水,红墨水在水中扩散开,该现象表明______,进一步观察还可以看到______(选填“冷”或“热”)水瓶中墨水扩散得快,这说明分子的热运动快慢跟______有关。
15.用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的饮料吸管放在转动轴上,如图所示.
(1)用餐巾纸摩擦吸管使其带电,将某物体靠近吸管带电的一端,发现吸管被吸引过来,由此能否判断该物体带电,为什么?
(2)将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近吸管带电的一端,发现吸管被橡胶棒排斥,可判断出吸管带________电;吸管和餐巾纸摩擦起电时,________(选填“吸管”或“餐巾纸”)失去了电子.
(3)再将丝绸摩擦过的玻璃棒与吸管带电的一端接触,在接触的瞬间,电荷的移动方向是________(选填“从玻璃棒到吸管”或“从吸管到玻璃棒”).
三、实验题
16.在学习摩擦起电后得知丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。那丝绸摩擦过的橡胶棒带什么电呢?利用不同人工智能平台查询的三份资料如下。
人工智能甲:
问:用丝绸摩擦过的橡胶棒,会带上什么电荷?
答:在摩擦的过程中,会有一些电子从橡胶棒转移到丝绸上,橡胶棒带上正电,丝绸得到了电子,就带上了负电。
人工智能乙:
问:为什么丝绸摩擦过的橡胶棒带正电?
答:当两个物体摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一物体上,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电。不同物质的原子核对核外电子束缚的本领如下表:
原子核束缚电子的本领(弱→强)
玻璃
毛皮
丝绸
纸
橡胶
石蜡
涤纶
硬塑料
人工智能丙:
问:丝绸与橡胶棒谁的电子束缚能力强呢?
答:根据我查到的资料,橡胶棒束缚电子的能力比丝绸强哦!
(1)人工智能的回答持有相同观点的是______;(选填“甲、乙”“乙、丙”“甲、丙”或“甲、乙、丙”)
(2)请设计实验验证人工智能甲回答的观点是否正确。从图中选取所需实验器材,设计实验步骤和判断人工智能甲回答的观点是否正确的依据。
①实验器材:______(填字母代号,并注明数量);
②实验步骤(可以画图或文字表述):______。
四、综合题
17.汤姆生在1898年提出:带正电的物质均匀地分布在整个原子球体之中,而带负电的电子则均匀镶嵌其中。汤姆生的这个原子模型我们称之为______(选填字母)。
A.葡萄干蛋糕模型 B.行星模型 C. 电子云模型
卢瑟福在1909年做了著名的“α粒子散射实验”,用如图所示的实验装置,把带正电的氦原子核(又称α粒子)射向厚度为10-6米的金箔,发现绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进,而平均1/8000 α粒子会发生大角度的偏转或被弹回。
发生极少数α粒子的大角度偏转现象是出乎意料的。根据汤姆生模型的计算,α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的,因为电子的质量不到α粒子的1/7400,α粒子碰到它,就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样,运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的,α粒子穿过原子时,它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消,α粒子偏转的力就不会很大。然而事实却出现了极少数α粒子大角度偏转的现象。
卢瑟福对实验结果进行了分析,认为在原子的中心有一个很小的核,原子的全部______(选填“正”或“负”)电荷和几乎全部质量都集中在这个核里,就是现在人们称之为的______。
因此,汤姆生的原子模型理论______(选填“能”或“不能”)解释上述现象。
18.小明同学学习了电荷之后,在成长笔记中记录了如下错题,请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。
错题记录
错题改正
有甲、乙、丙三个轻质小球,用细线悬挂起来,它们之间的相互作用情况如图1、2所示,已知甲球带正电荷,请分析乙、丙两个小球的带电情况。
解:已知甲球带正电荷,由图1可知,甲、乙两球相互排斥,根据电荷间相互作用规律可知乙球带正电;由图2可知,乙、丙两球相互吸引,根据电荷间相互作用规律可知丙球一定带负电荷。
错误之处:______。
错因分析:______。
正确答案:______。
19.原子非常微小,星系极其宏大,但两者却有许多惊人的相似。某同学搜集了碳原子和太阳系的一些信息,整理在下表中。请根据表中的信息回答:
原子
星系
原子直径约10-10米
太阳系直径约1016米
原子核体积约占原子总体积的1/1013
太阳体积约占太阳系总体积的1/1021
原子核质量占原子总质量的99.97%
太阳质量占太阳系总质量的99.87%
(1)原子内部___________的场景可类比为星系中行星绕着恒星运转;
(2)原子核或恒星的体积占总体积的比例极小,___________。
学科网(北京)股份有限公司
《第十章从粒子到宇宙》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
C
C
D
C
C
D
C
A
1.D
【详解】A.原子、质子、电子是按照尺度由大到小的顺序排列的,故A错误;
B.破镜不能重圆,是因为裂开的镜面间的距离远大于分子直径的10倍,分子间作用力几乎不起作用,故B错误;
C.星系离地球远去说明宇宙正在膨胀,故C错误;
D.用塑料梳子梳头时,梳子与头发相互摩擦,梳子因得到电子而带负电荷,头发因失去电子而带正电荷,因为异种电荷相互吸引,所以头发会随梳子飘起来,故D正确。
故选D。
2.D
【详解】A.分子很小,飞沫是肉眼可以看到的,不是分子的运动;故A错误;
B.由分子热运动可知分子之间存在间隙,故B错误;
C.中间过滤层通过工艺带上静电,所以可以增强对颗粒的吸附能力,吸引油性颗粒使停留在中间层。故C错误;
D、利用分子间引力,内层吸水层能够有效吸收呼出的水蒸气分子,故D正确;
故选D。
3.C
【详解】在固体中,分子间作用力比较强,分子间距最小,因而,固体有一定的形状和体积;在液体中,分子间作用力较弱,分子在一定限度内可以运动且具有流动性,因而,液体没有确定的形状,但占有一定的体积;在气体中,分子间作用力较弱,因此气体分子能自由地沿各个方向运动,因而气体没有固定的形状,也没有固定的体积。因此分子间作用力最强的是铜块。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.C
【详解】A.太阳只是太阳系的中心而不是宇宙的中心,故A错误;
B.原子是有核式结构的,原子核内部的质子带正电,中子是不带电的,而核外电子是带负电的, 故B错误;
C.分子之间有相互作用力,天体之间也有相互作用力,如万有引力,故C正确;
D.按照尺度的数量级从大到小正确排列是银河系、太阳系、分子、原子核, 故D错误。
故选C。
5.D
【详解】A.金箔被吸起是静电吸附,是带电体吸引轻小物体,不是分子引力,分子引力作用范围极短,金箔与毛刷未接触,故A错误;
B.毛刷与纸垫摩擦后带电,金箔是轻小物体,带电体吸引轻小物体不需要 “异种电荷”,金箔本身不一定带电,故B错误;
C.摩擦起电的本质是电荷转移,不是“创造电荷”,电荷不能被创造,故C错误;
D.若纸垫带负电,说明纸垫得到了电子;根据摩擦起电的电荷转移规律,一个物体得电子,另一个物体会失去电子,因此毛刷会失去电子,故D正确。
故选D。
6.C
【详解】根据物理学历史可知,原子的核式模型首先是有卢瑟福提出的,由原子核和核外电子组成,故ABD错误,C正确。
故选C。
7.C
【详解】A.任何分子之间都有间隙,所以口罩材料的分子之间也有间隙,故A错误;
B.医护人员的护目镜容易起雾,是水蒸气在护目镜上液化成小水滴,是液化现象,故B错误;
C.闻到消毒水的味道,是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,故C正确;
D.水银体温计的下端液泡中有液态水银,水银吸热或放热,体积会增大或缩小,所以运用了液体热胀冷缩的性质,故D错误。
故选C。
8.D
【详解】原子由原子核和核外电子组成,所以原子核和原子的尺度都比电子大,分子是由原子构成的,其尺度也比电子大,夸克是组成质子、中子等粒子的更小粒子,其空间尺度比电子小,故 ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
9.C
【详解】A.用透明胶带揭下纸上写错的字,是因为胶带与纸之间有相互的引力,故A错误;
B.固体不容易被压缩和拉伸,是因为固体分子间的距离相对较小,分子间的作用力(包括引力和斥力)都比较大,使得固体具有一定的形状和体积。故B错误;
C.因为分子间存在间隙,当水和酒精混合时,水分子和酒精分子会相互进入对方的间隙中,使得混合后的总体积变小。故C正确;
D.摩擦过的梳子能吸引纸屑,是因为梳子在摩擦过程中带了电,从而产生了静电吸引力,能够吸引纸屑等轻小物体。这并不是分子间的引力作用,故D错误。
故选C。
10.A
【详解】A.分子间存在相互作用的引力和斥力,液体很难被压缩,是因为分子间存在斥力,故A正确;
B.梧桐飘絮,是属于机械运动,不是分子运动,分子运动是肉眼看不见的,故B错误;
C.常见粒子尺度由小到大排序:电子、质子、原子,故C错误;
D.根据可知,同等体积下,航天飞机用密度较小的新材料制造,可减小质量,故D错误。
故选A。
11. 引 空气
【详解】[1]一根绳子很难被拉断说明分子间存在着引力,使分子间距很难变大。
[2]铁、水和空气三种物质中,空气的分子距离最远,分子间作用力最弱,几乎可以忽略不计。
12. 折射 折射 引
【详解】[1][2]水球中间是气泡,水球被气泡了分成了两部分,整个水球就变成了两个透镜,外圈成为了一个凸透镜,所以呈现出一个倒立的像,内圈相当于变成了两个凹透镜的组合,凹透镜对光线有发散作用,可以成正立缩小的虚像;因此可以在水球中同时看到一正一倒的两个像;凸透镜和凹透镜成像的原理都属于光的折射现象。
[3]微重力条件下我们看到了长长的“液桥”,由干分子之间存在引力,使得液桥不会断开。
13. 不停的做无规则运动 蓝 黑
【详解】[1] 微风吹过,飘来阵阵花香,这是花的芳香分子扩散到空气中的原因,属于扩散现象,说明分子在不停的做无规则运动。
[2][3]太阳光是由各种单色光混合而成的复色光,蓝色的牡丹呈现蓝色是因为蓝色的花朵反射蓝光形成的;当佩戴橙色眼镜时,蓝光与橙光混合形成黑色,故看到该花呈黑色。
14. 分子在不停地运动 热 温度
【详解】[1]红墨水在水中散开,说明红墨水的分子与水的分子混合在一起。这是由于分子在不停地无规则运动造成的。
[2][3]温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散越快。所以,红墨水在热水中扩散得快,这是因为热水的温度高,分子的无规则运动比较剧烈。
15.(1)不能判断物体是否带电.因为带电的吸管可以吸引带异种电荷的物体,也可以吸引不带电的轻小物体。
(2) 负 餐巾纸
(3)从吸管到玻璃棒
【详解】(1)带电体除了吸引带有异种电荷的物体外,还可以吸引不带电的物体,因此不能判断该物体已经带电。
(2)[1][2]毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,把毛皮摩擦过的橡胶棒放在带电吸管一端的附近,观察到吸管被排斥,根据同种电荷相互排斥可以判断出吸管带的是负电荷,餐巾纸与细管摩擦后,餐巾纸失去电子带正电。
(3)将丝绸摩擦过的玻璃棒与吸管带电的一端接触,在接触的瞬间,吸管带负电,电子从吸管转移到玻璃棒,因此电荷移动的方向是从吸管到玻璃棒。
16.(1)乙、丙
(2) A一个,B一个,C两个 见解析
【详解】(1)根据摩擦起电的实质,从甲的回答可知,橡胶棒的原子束缚能力比丝绸的弱;而从乙丙的观点可知,橡胶原子核束缚电子的本领比丝绸强,故用丝绸摩擦过的橡胶棒,丝绸带正电,橡胶棒带负电,故乙、丙持有相同观点。
(2)①[1]为了判断人工智能甲回答的观点是否正确,根据电荷间的相互作用规律,实验器材可选用:A一个,B一个,C两个。
②[2]实验步骤为:
1、用两块丝绸分别摩擦橡胶棒和玻璃棒;
2、摩擦后的玻璃棒一定带正电;
3、用摩擦后的玻璃棒靠近摩擦后的橡胶棒;
4、摩擦后的玻璃棒排斥摩擦后的橡胶棒则人工智能甲是对的,反之人工智能甲是错误的。
17. A 正 原子核 不能
【详解】[1]A.葡萄干蛋糕模型又称枣糕模型,也称葡萄干面包,是科学家汤姆生提出的原子结构模型,汤姆森模型认为,正电荷均匀分布在整个原子球体中,带负电的电子散布在原子中,这些电子分布在对称的位置上,故A符合题意;
B.卢瑟福原子模型又称有核原子模型、原子太阳系模型、原子行星模型。1911年由卢瑟福提出。认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域,叫原子核,电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核带正电,电子带负电。故B不符合题意;
C.电子云模型中的电子在原子核外很小的空间内做高速运动,其运行没有固定的规律,故C不符合题意。
故选A。
[2][3]在卢瑟福原子模型中,认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域,叫原子核,原子核集中所有正电荷。
[4]汤姆生的原子模型理论,即正电荷均匀分布在整个原子球体中,带负电的电子散布在原子中,无法使极少数α粒子大角度偏转的现象,因此无法解释“α粒子散射实验”的现象。
18. 见详解 见详解 见详解
【详解】[1][2]根据电荷间相互作用规律可知,相互排斥一定是同种电荷;相互吸引可能是异种电荷相互吸引,也可能是带电体吸引轻小物体;题干中,乙、丙两球相互吸引,丙球一定带负电荷,是错误的。
[3]乙球带正电,乙、丙两球相互吸引,由于异种电荷相互吸引,所以丙球可能带负电;由于带电体可以吸引轻小物体,所以丙球还可能不带电;综上所述,丙球可能带负电,也可能不带电。
19. 电子绕着原子核旋转 但原子核或恒星的质量占总质量的比例却极大
【详解】(1)[1]在原子中,原子核居于中心,核外电子绕着原子核高速旋转,在星系中行星绕着恒星运转,因此原子内部电子绕着原子核旋转的场景可类比为星系中行星绕着恒星运转。
(2)[2]在原子中,原子核占总体积的比例极小,但质量占原子的大部分,核外电子的质量很小,在太阳系中,太阳位于中心,恒星质量也占了太阳系的质量的大部分。
学科网(北京)股份有限公司
$