内容正文:
第十章 从粒子到宇宙 单元自测•基础夯实
建议用时:100分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
1、 单项选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.如图所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起。这一现象证明( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在吸引力
C.分子间存在排斥力
D.分子处在永不停息的无规则运动中
2.下列说法中错误的是( )
A.1961年,人类第一次乘飞船进入太空
B.2022年,中国天宫空间站“梦天”实验舱成功发射
C.2019年,我国“嫦娥五号”成功着陆月球背面
D.我国第一艘载人宇宙飞船是“神舟五号”
3.从纳米材料的研发应用,到粒子物理的前沿探索,人类对微观领域的探索正不断突破认知边界。下列各项微观粒子中,空间尺度最小的是( )
A.分子 B.原子核 C.质子 D.夸克
4.比邻星是距离太阳系最近的恒星,要描述地球到比邻星间的距离,最方便的单位是( )
A.年 B.千米 C.米 D.光年
5.依据卢瑟福的原子行星模型理论,在原子中绕核高速旋转的是( )
A.质子 B.中子 C.核外电子 D.原子核
6.2025年全国科普日活动的主题是“科技改变生活,创新赢得未来”。2025年10月31日,我国成功发射载人飞船,并与中国空间站天和核心舱成功对接。该飞船的名称和序号为( )
A.长征二十一号 B.神舟二十一号 C.天舟九号 D.北斗三号
7.物理学的发展使人们对客观世界的理解逐步深入。牛顿力学确立了 中运动与力的关系,量子力学使人们对 中物质的运动了解得更深入。下列正确的是( )
A.自然界 宇宙 B.宏观世界 微观世界
C.太阳系 微观世界 D.微观世界 宏观世界
8.从“天宫”建站到“嫦娥”奔月,从“天问”探火到“羲和”追日,中国航天一步一步走在探索星辰大海的伟大征程中。下列天体或粒子中空间尺度最大的是( )
A.地球 B.太阳 C.原子 D.电子
9.三原小磨香油生产始自清代,以色泽棕红、清澈透亮、香味浓郁、口感醇香、营养价值高等特点,深受消费者的喜爱。打开瓶盖,就会闻到它的味道,这是因为( )
A.分子间存在引力
B.分子间存在斥力
C.分子间有空隙
D.分子在永不停息地做无规则运动
10.如图所示是一种常见的家用香熏,放入房间后,经过一段时间“满屋都香了”,这是因为( )
A.分子间有引力 B.分子间有空隙 C.分子间有斥力 D.分子在不停地运动
11.分子是非常小的,它的直径大约是( )
A. B.
C. D.
12.人类对浩瀚宇宙的探索从未停止,南仁东带领科学家团队苦心钻研20余载,终于攻克重重难关,建造了接收来自遥远星空电子“信件”的国之重器,它是( )
A.中国天眼 B.嫦娥号卫星 C.玉兔号月球车 D.祝融号火星车
第Ⅱ卷 非选择题
2、 填空题(本大题共12个小题,每空1分,共29分)
13.人类在探索微观世界的历程中,认识到原子由原子核和_________构成,而原子核又是由_________和_________构成的。
14.我们学习微观粒子的尺寸,像分子、电子、夸克、原子、质子,请将他们按照尺度从小到大排列________。
15.牛顿发现掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面,于是提出了著名的“大炮设想”,如图是他画的草图。在地球的一座高山上架起一只水平大炮,以不同的速度将炮弹平射出去,射出速度越大,炮弹落地点就离山脚越远。他推想:当射出速度足够大时,炮弹将会如何运动呢?牛顿通过推理得出了一个重要的结论。射出的炮弹会落向地面是受到________的作用;今天,牛顿推理得出的有关“炮弹运动”的重要结论已经被人们应用在现代科学技术中:________(写出一个例子)。
16.电风扇使用久了后,里面的扇叶容易粘灰尘,是因为扇叶转动时与空气摩擦,从而使扇叶带上了___________,而带电体具有___________的性质。
17.东北名菜“拔丝地瓜”深受大众的喜爱,暑假期间,小明和妈妈学习制作拔丝地瓜,小明夹起一块拔丝地瓜,发现地瓜拉出了很长的丝,是由于分子间存在___________。
18.《庄子天下》中曾有论述:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”其意是指物质是无限可分的。在探索微观世界的过程中,一代又一代科学家进行了不懈地探索。卢瑟福提出了如图所示的原子的___________结构模型,其中微粒B是___________,A是___________,A中带正电的微粒是___________。
19.人类在探索微观世界的过程中,提出了很多模型。如图所示是卢瑟福提出的核式结构模型,其中A是__________,带__________电。摩擦的物体之所以能够带电是由于__________(选填“摩擦创造了电荷”或“电子发生了转移”)。
20.如图是氦的原子模型示意图,其中A为带________电的核外电子;B为原子核,它是由带正电的 ________和不带电的________构成。
21.回答下面关于粒子与宇宙的问题:
(1)“端午浓情,粽叶飘香”,粽叶飘香是________现象;
(2)现代天文学研究表明,太阳________(是/不是)宇宙的中心;
(3)如图,向粘有金属小颗粒的气球中打气时,任一金属小颗粒与周围的其他小颗粒都相互远离。这个实验________(能/不能)作为宇宙正在膨胀的证据。
22.16 世纪,波兰天文学家哥白尼在《天体运行论》中描述了一个全新的宇宙,人们称其为________;现代宇宙观认为,宇宙是一个有________的天体结构系统,它是有起源的,并且是不断膨胀、演化的。
23.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒因______电子带正电;将该玻璃棒靠近轻质小球,小球被排斥,则小球带______电。
24.平常所说的“摩擦起电”并不是创造了电,只是依靠摩擦使______,得到电子的物体带______电,失去电子的物体带______电。
三、解答题(本题共8小题,共47分)
25.(本题4分)A、B两个带等量异种电荷,画出B受力示意图。
26.(本题4分)如图所示,把用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近用绝缘细线悬挂的带电小球,小球被推开,请在图中画出小球所受重力的示意图并在括号内标出小球所带电荷的性质。
27.(本题5分)小明设计了一组实验,如图所示,根据分子动理论相关知识回答问题:
(1)如图甲所示,先在试管内装上半管有色水,再从管上部慢慢注满酒精,用塞子塞紧管口,上下颠倒几次看到管中液面降低了少许,此现象直接说明分子间有________;
(2)如图乙所示为研究气体扩散的实验装置,二氧化氮气体的密度比空气大,在A、B两种放置玻璃瓶方式中,________方式更合理,理由是二氧化氮密度比空气大,若按B方式(二氧化氮在上方),二氧化氮会因自身密度大下沉,无法单纯体现分子的无规则运动(扩散);而A方式中,二氧化氮在下方,空气在上方,抽掉玻璃板后,二氧化氮分子向上扩散,能更准确地验证气体分子在不停地做无规则运动(扩散现象),排除________对实验的干扰;抽掉玻璃板后,静置一段时间,两瓶气体颜色相同;
(3)如图丙所示,小明用弹簧测力计把一块玻璃板拉出水面,在玻璃板离开水面前,小明会观察到弹簧测力计示数________玻璃板所受到的重力,这说明分子之间存在________。
28.(本题5分)小明在学习分子动理论时,做了水和酒精混合的实验。
(1)实验时最好应先注入 _____(选填“水”或“酒精”)至一半位置,再注入另一种液体直至充满,封闭管口,并将试管反复翻转,使水和酒精充分混合,观察液面位置,发现混合后与混合前相比,总体积 _______(选填“变大”、“不变”或“变小”),说明分子间有 _______;
(2)如图2甲和乙玻璃管长度相同、粗细均匀,甲粗乙细,重复上面实验,则实验现象(即液面下降的高度) _____(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)明显。
29.(本题8分)图中A为放在绝缘支架上的带正电球体,B为用绝缘丝线悬吊的带正电的小球,先后将小球B悬吊在距离A球远近不同的P1、P2、P3处:
(1)小球偏离竖直方向的原因是___________;
(2)请你根据此图,提出一个问题:___________。
30.(本题8分)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年用如图所示的实验装置,把带正电的氢原子核(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,而平均的α粒子会发生大角度的偏转或被弹回。
从汤姆生提出的原子模型进行推理:在α粒子进入原子后,由于电子的质量只有α粒子的,它对α粒子的影响如同灰尘撞枪弹。而正电荷均匀分布在整个原子中,α粒子穿过原子时受到各方向正电荷对它的斥力会相互平衡。
基于以上推理,对于“α粒子会发生大角度的偏转或被弹回”的现象:均匀镶嵌的电子______产生这一现象原因,均匀分布的正电荷______产生这一现象原因。(均选填“是”或“不是”)因此,汤姆生的原子模型理论______(选填“能”或“不能”)解释上述现象。
31.(本题5分)α粒子散射实验又称金箔实验,是1909年盖革和马斯登在卢瑟福指导下做的一个著名物理实验.实验用准直的α射线轰击厚度为微米级的金箔,发现绝大多数的α粒子都径直穿过薄金箔,偏转很小,但有少数α粒子发生了大角度偏转,甚至出现偏转角等于的散射,在这个实验的基础上,卢瑟福于1911年提出原子核式结构模型:与正电荷联系的质量集中在中心形成原子核,电子绕着原子核运动。此实验开创了原子结构研究的先河,为建立现代原子核理论的发展奠定了基础。
(1)α粒子散射实验说明原子的质量主要集中在_____________________;
(2)通常情况下,原子呈电中性,而电子带负电,所以原子核带__________电,且所带电荷的数量与核外电子所带电荷数____________________,原子核中带电的粒子是__________;
(3)如图所示是卢瑟福建立的原子核式结构模型,请你写出其与宏观的太阳系结构模型相似的地方:___________________。(写出一条即可)
32.(本题8分)阅读短文,回答问题:
宇宙大爆炸
宇宙由何而来?是困扰着现代物理学和天文学的一个难题。1946年,有科学家提出,宇宙起源于大约137亿年以前的一次大爆炸。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙在不断地膨胀,使物质从密到稀地演化,如同一次规模巨大的爆炸。
后来,科学家注意到,从我们所处的银河系观察,银河系外的星系(即河外星系)发出的光,绝大部分颜色会偏“红”,个别也有几个颜色偏“蓝”,分别称为“红移”和“蓝移”。理论分析表明,发生红移的河外星系,表示它在远离我们。蓝移则表示相应的星系在靠近我们。我们(银河系)之外的其他星系群和星系团中的星系几乎都表现出红移,而且离我们越远的星系,红移量越大。这似乎表明,绝大多数星系都在远离我们,而且离我们越远的星系,远离越快。天文学家通过反复观测,得出一条规律:河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比,这条规律被称为哈勃定律,其数学表达式为v=Hs,式中H称为哈勃常数。哈勃定律的发现,有力支持了宇宙大爆炸学说。
根据上述材料,回答下列问题:
(1)如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“红”,说明这个星系正在__________我们;
(2)小明根据哈勃定律,认为若以我们(银河系)为参照物,那么河外星系做______运动(选填“匀速”或“非匀速”);
(3)类比得出速度、密度单位的方法,可推理得出哈勃常数H的单位是_______ ;
A.米(m) B.秒(s) C.米-1(m-1) D.秒-1()
(4)由“v=Hs”及我们所学的速度公式,假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为t,其计算式为t=______(用“哈勃常数H”表示)。
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第十章 从粒子到宇宙 单元自测•基础夯实
建议用时:100分钟,满分:100分
第Ⅰ卷 选择题
1、 单项选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.如图所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起。这一现象证明( )
A.分子间有空隙
B.分子间存在吸引力
C.分子间存在排斥力
D.分子处在永不停息的无规则运动中
【答案】B
【详解】将两个表面光滑的铅块相互紧压后粘在一起,说明分子间存在相互作用的吸引力,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.下列说法中错误的是( )
A.1961年,人类第一次乘飞船进入太空
B.2022年,中国天宫空间站“梦天”实验舱成功发射
C.2019年,我国“嫦娥五号”成功着陆月球背面
D.我国第一艘载人宇宙飞船是“神舟五号”
【答案】C
【详解】A.人类首次乘飞船进入太空是1961年4月12日莫斯科时间上午9时07分,加加林乘坐东方1号宇宙飞船从拜克努尔发射场起航,故A正确,不符合题意;
B.2022年10月31日15时37分,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射,故B正确,不符合题意;
C.2020年,我国“嫦娥五号”成功着陆月球背面预选着陆区,故C错误,符合题意;
D.2003年10月15日,中国第一艘载人飞船神舟五号在酒泉卫星发射中心成功发射,故D正确,不符合题意。
故选C。
3.从纳米材料的研发应用,到粒子物理的前沿探索,人类对微观领域的探索正不断突破认知边界。下列各项微观粒子中,空间尺度最小的是( )
A.分子 B.原子核 C.质子 D.夸克
【答案】D
【详解】分子是由原子组成的,原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,质子和中子又由夸克组成,故空间尺度最小的是夸克。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.比邻星是距离太阳系最近的恒星,要描述地球到比邻星间的距离,最方便的单位是( )
A.年 B.千米 C.米 D.光年
【答案】D
【详解】恒星之间的距离非常大,用“千米”或“米”表示数字会非常庞大,不方便。光年(光在真空中一年内传播的距离)是天文学中常用的距离单位,尤其用于恒星间距离。地球到比邻星的距离约4.24光年。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5.依据卢瑟福的原子行星模型理论,在原子中绕核高速旋转的是( )
A.质子 B.中子 C.核外电子 D.原子核
【答案】C
【详解】卢瑟福的原子行星模型理论中正电荷集中在原子核,带负电的电子在原子中绕核高速旋转,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6.2025年全国科普日活动的主题是“科技改变生活,创新赢得未来”。2025年10月31日,我国成功发射载人飞船,并与中国空间站天和核心舱成功对接。该飞船的名称和序号为( )
A.长征二十一号 B.神舟二十一号 C.天舟九号 D.北斗三号
【答案】B
【详解】2025年10月31日,搭载神舟二十一号载人飞船的长征二号F遥二十一运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,并与中国空间站天和核心舱成功对接,标志着2025年载人航天发射任务圆满收官,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
7.物理学的发展使人们对客观世界的理解逐步深入。牛顿力学确立了 中运动与力的关系,量子力学使人们对 中物质的运动了解得更深入。下列正确的是( )
A.自然界 宇宙 B.宏观世界 微观世界
C.太阳系 微观世界 D.微观世界 宏观世界
【答案】B
【详解】牛顿力学研究的是宏观物体的运动规律,如日常生活中的物体运动、天体运行等,属于宏观世界;而量子力学则用于描述微观粒子(如原子、电子等)的行为,属于微观世界,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选 B。
8.从“天宫”建站到“嫦娥”奔月,从“天问”探火到“羲和”追日,中国航天一步一步走在探索星辰大海的伟大征程中。下列天体或粒子中空间尺度最大的是( )
A.地球 B.太阳 C.原子 D.电子
【答案】B
【详解】A.太阳属于恒星,是太阳系的中心天体,其直径约 139.2 万公里,质量占太阳系总质量的 99.86%,空间尺度远超太阳系内的行星(如地球),故A不符合题意;
B.地球是太阳系中的一颗行星,直径约 1.27 万公里,围绕太阳公转,空间尺度远小于太阳,故B符合题意;
C.原子属于微观粒子,是构成物质的基本单位之一,空间尺度远小于宏观天体(地球、太阳),故C不符合题意;
D.电子是原子的组成部分,是四种选项中空间尺度最小的,故D不符合题意。
故选B。
9.三原小磨香油生产始自清代,以色泽棕红、清澈透亮、香味浓郁、口感醇香、营养价值高等特点,深受消费者的喜爱。打开瓶盖,就会闻到它的味道,这是因为( )
A.分子间存在引力
B.分子间存在斥力
C.分子间有空隙
D.分子在永不停息地做无规则运动
【答案】D
【详解】人在远处能够闻到香油的味道,属于扩散现象,是因为香油的分子是运动的,它们接触到人的鼻腔,就会使人产生闻到香油味道的感觉。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
10.如图所示是一种常见的家用香熏,放入房间后,经过一段时间“满屋都香了”,这是因为( )
A.分子间有引力 B.分子间有空隙 C.分子间有斥力 D.分子在不停地运动
【答案】D
【详解】香熏放入房间后,满屋都香了,这是由于分子在不停地运动,扩散到空气中引起的嗅觉,是扩散现象,与分子间隙、分子间引力和斥力无关,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
11.分子是非常小的,它的直径大约是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】分子是构成物质的一种微粒,其体积非常小。在物理学中,我们通过一些实验和测量得知分子直径的数量级,分子直径的数量级大约是 10 −10 m ;
A.3×10−3m这个数值太大,远远超出了分子直径的实际大小,故A 不符合题意;
B.3×10 −6 m 也远远大于分子实际的直径,故B 不符合题意;
C.3×10 −8 m 也比分子直径的实际数量级大很多,故C 不符合题意;
D.分子直径的数量级大约是 10−10 m , 3×10−10 m 在合理的数量级范围内,故D 符合题意。
故选D。
12.人类对浩瀚宇宙的探索从未停止,南仁东带领科学家团队苦心钻研20余载,终于攻克重重难关,建造了接收来自遥远星空电子“信件”的国之重器,它是( )
A.中国天眼 B.嫦娥号卫星 C.玉兔号月球车 D.祝融号火星车
【答案】A
【详解】A.中国天眼是世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,能够接收来自遥远星空的射电信号,就像接收电子“信件”一样,故A符合题意;
B.嫦娥号卫星主要用于月球探测,进行月球的环绕、着陆等任务,并非接收来自遥远星空的电子“信件”,故B不符合题意;
C.玉兔号月球车是在月球表面进行探测和考察的设备,不是接收遥远星空信号的,故C不符合题意;
D.祝融号火星车是在火星表面进行探测任务的,不是接收遥远星空电子“信件”的设备,故D不符合题意。
故选A。
第Ⅱ卷 非选择题
2、 填空题(本大题共12个小题,每空1分,共29分)
13.人类在探索微观世界的历程中,认识到原子由原子核和_________构成,而原子核又是由_________和_________构成的。
【答案】 核外电子 质子 中子
【详解】[1][2][3]人类在探索微观世界的历程中,发现电子后,开始研究原子的结构,最终得出原子是由位于原子中央的原子核和核外电子构成,而原子核还可再分为带正电的质子和不带电的中子。
14.我们学习微观粒子的尺寸,像分子、电子、夸克、原子、质子,请将他们按照尺度从小到大排列________。
【答案】
夸克、电子、质子、原子、分子
【详解】分子是由原子组成的,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,而夸克是最小的基本粒子,组成质子等,按照尺度从小到大排列是夸克、电子、质子、原子、分子。
15.牛顿发现掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面,于是提出了著名的“大炮设想”,如图是他画的草图。在地球的一座高山上架起一只水平大炮,以不同的速度将炮弹平射出去,射出速度越大,炮弹落地点就离山脚越远。他推想:当射出速度足够大时,炮弹将会如何运动呢?牛顿通过推理得出了一个重要的结论。射出的炮弹会落向地面是受到________的作用;今天,牛顿推理得出的有关“炮弹运动”的重要结论已经被人们应用在现代科学技术中:________(写出一个例子)。
【答案】 重力 人造地球卫星
【详解】[1]在高山架设水平大炮,以不同速度射出炮弹,速度越大落地点越远;当速度足够大时,炮弹因受重力作用,会绕地球做近似圆周运动。
[2]牛顿推理得出的有关“炮弹运动”的重要结论已经被人们应用在现代科学技术中,比如:人造地球卫星。
16.电风扇使用久了后,里面的扇叶容易粘灰尘,是因为扇叶转动时与空气摩擦,从而使扇叶带上了___________,而带电体具有___________的性质。
【答案】 电荷 吸引轻小物体
【详解】[1]电风扇在使用时,扇叶转动时与空气发生摩擦,摩擦起电现象使扇叶带上了电荷。
[2]扇叶容易粘灰尘,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质。
17.东北名菜“拔丝地瓜”深受大众的喜爱,暑假期间,小明和妈妈学习制作拔丝地瓜,小明夹起一块拔丝地瓜,发现地瓜拉出了很长的丝,是由于分子间存在___________。
【答案】引力
【详解】分子间的引力和斥力同时存在,当分子间距离较大时,主要表现为引力,夹起拔丝地瓜时,糖丝被拉长但未断裂,分子间距离增大,表明分子之间存在相互作用的引力。
18.《庄子天下》中曾有论述:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”其意是指物质是无限可分的。在探索微观世界的过程中,一代又一代科学家进行了不懈地探索。卢瑟福提出了如图所示的原子的___________结构模型,其中微粒B是___________,A是___________,A中带正电的微粒是___________。
【答案】 核式 电子 原子核 质子
【详解】[1] 卢瑟福提出了原子的核式结构模型,认为原子是由原子核和核外电子组成的。
[2] 围绕原子核运动的微粒B是电子。
[3]处于中心的A是原子核。
[4] 原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的,A中带正电的微粒是质子。
19.人类在探索微观世界的过程中,提出了很多模型。如图所示是卢瑟福提出的核式结构模型,其中A是__________,带__________电。摩擦的物体之所以能够带电是由于__________(选填“摩擦创造了电荷”或“电子发生了转移”)。
【答案】 电子 负 电子发生了转移
【详解】[1][2]卢瑟福提出的核式结构模型,中间是原子核,核外电子在绕原子核旋转,电子带负电。
[3]摩擦起电的实质是电子的转移,得到电子的物体带负电荷,失去电子的物体带正电荷。
20.如图是氦的原子模型示意图,其中A为带________电的核外电子;B为原子核,它是由带正电的 ________和不带电的________构成。
【答案】 负 质子 中子
【详解】[1][2][3]原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成的,原子核由带正电的质子和不带电的中子两种微粒组成。如图是氦的原子模型示意图,其中A为带负电的核外电子;B为原子核,它是由带正电的质子和不带电的中子构成。
21.回答下面关于粒子与宇宙的问题:
(1)“端午浓情,粽叶飘香”,粽叶飘香是________现象;
(2)现代天文学研究表明,太阳________(是/不是)宇宙的中心;
(3)如图,向粘有金属小颗粒的气球中打气时,任一金属小颗粒与周围的其他小颗粒都相互远离。这个实验________(能/不能)作为宇宙正在膨胀的证据。
【答案】(1)扩散
(2)不是
(3)能
【详解】(1)由于分子不停地在做无规则运动。粽叶香味分子扩散到空气中,所以粽叶飘香是扩散现象。
(2)地球等行星绕太阳运动,太阳是太阳系的中心,不是宇宙的中心。
(3)我们观察到所有的星系正在远离我们而去,此现象说明宇宙在膨胀,星系在远离我们而去。为了形象地说明宇宙大爆炸,课本上将一个黏有小金属粒的气球看作宇宙,金属粒看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任一小金属粒都在离它远去,该实验能模拟宇宙的膨胀。
22.16 世纪,波兰天文学家哥白尼在《天体运行论》中描述了一个全新的宇宙,人们称其为________;现代宇宙观认为,宇宙是一个有________的天体结构系统,它是有起源的,并且是不断膨胀、演化的。
【答案】 日心说 层次
【详解】[1]公元2世纪,古罗马天文学家托勒玫总结前人的经验,提出以地球为中心的宇宙模型,简称“地心说”;16世纪初,波兰文学家哥白尼提出以太阳为中心的宇宙模型,简称“日心说”。
[2]现代宇宙观认为,宇宙是一个有层次的天体结构系统,包括星系、星系团、超星系团等不同层次的结构。
23.用丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒因______电子带正电;将该玻璃棒靠近轻质小球,小球被排斥,则小球带______电。
【答案】 失去 正
【详解】[1]由于玻璃棒上的原子核束缚电子的能力比丝绸的弱,用丝绸摩擦玻璃棒时,玻璃棒上的电子会转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子带正电。
[2]同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,由于将该玻璃棒靠近轻质小球,二者互相排斥,说明小球与玻璃棒带同种电荷,已知玻璃棒带正电,所以小球也带正电。
24.平常所说的“摩擦起电”并不是创造了电,只是依靠摩擦使______,得到电子的物体带______电,失去电子的物体带______电。
【答案】 电子在物体间转移 负 正
【详解】[1][2][3]原子由原子核和核外电子构成,原子核带正电,核外电子带负电,且原子核所带正电荷数和核外电子所带负电荷数相等,所以原子整体呈电中性。不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同。 当两个物体相互摩擦时,束缚电子本领弱的物体的一些电子会转移到束缚电子本领强的物体上(即依靠摩擦使电子在物体间转移)。 得到电子的物体,由于电子所带的负电荷数大于原子核所带的正电荷数,所以整体带负电;失去电子的物体,由于电子所带的负电荷数小于原子核所带的正电荷数,所以整体带正电。
三、解答题(本题共8小题,共47分)
25.(本题4分)A、B两个带等量异种电荷,画出B受力示意图。
【答案】
【详解】对B球进行受力分析可得,B小球受到竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力,由于两个小球带异种电荷,因此两个小球相互吸引,小球B还会受到A对B的引力,如下图所示
26.(本题4分)如图所示,把用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近用绝缘细线悬挂的带电小球,小球被推开,请在图中画出小球所受重力的示意图并在括号内标出小球所带电荷的性质。
【答案】
【详解】用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,靠近一带电小球时互相排斥,说明小球也带正电;重力的方向竖直向下。据此作图如下:
27.(本题5分)小明设计了一组实验,如图所示,根据分子动理论相关知识回答问题:
(1)如图甲所示,先在试管内装上半管有色水,再从管上部慢慢注满酒精,用塞子塞紧管口,上下颠倒几次看到管中液面降低了少许,此现象直接说明分子间有________;
(2)如图乙所示为研究气体扩散的实验装置,二氧化氮气体的密度比空气大,在A、B两种放置玻璃瓶方式中,________方式更合理,理由是二氧化氮密度比空气大,若按B方式(二氧化氮在上方),二氧化氮会因自身密度大下沉,无法单纯体现分子的无规则运动(扩散);而A方式中,二氧化氮在下方,空气在上方,抽掉玻璃板后,二氧化氮分子向上扩散,能更准确地验证气体分子在不停地做无规则运动(扩散现象),排除________对实验的干扰;抽掉玻璃板后,静置一段时间,两瓶气体颜色相同;
(3)如图丙所示,小明用弹簧测力计把一块玻璃板拉出水面,在玻璃板离开水面前,小明会观察到弹簧测力计示数________玻璃板所受到的重力,这说明分子之间存在________。
【答案】(1)间隙
(2) A 重力
(3) 大于 引力
【详解】(1)分子间存在间隙,上下颠倒几次管内液体,水分子和酒精分子跑到彼此的间隙中,所以管内液面下降。
(2)[1][2]二氧化氮气体的密度比空气大,若按B方式放置,二氧化氮气体会因为密度大而下沉到下面的玻璃瓶中,即重力会对实验造成干扰,所以A方式更合理。
(3)[1][2]玻璃板与水之间距离很小,在引力的作用范围内,所以在玻璃板离开水面前,小明会观察到弹簧测力计示数大于玻璃板受到的重力。
28.(本题5分)小明在学习分子动理论时,做了水和酒精混合的实验。
(1)实验时最好应先注入 _____(选填“水”或“酒精”)至一半位置,再注入另一种液体直至充满,封闭管口,并将试管反复翻转,使水和酒精充分混合,观察液面位置,发现混合后与混合前相比,总体积 _______(选填“变大”、“不变”或“变小”),说明分子间有 _______;
(2)如图2甲和乙玻璃管长度相同、粗细均匀,甲粗乙细,重复上面实验,则实验现象(即液面下降的高度) _____(选填“甲”、“乙”或“甲和乙”)明显。
【答案】 水 变小 间隙 乙
【详解】(1)[1] [2] [3] 因为水的密度比酒精的密度大,故应该先向试管中注入水至一半位置,再注入酒精直至充满,封闭管口,并将试管反复翻转,使水和酒精充分混合,因为分子间有间隙,所以混合后的液体与混合前的液体相比,总体积变小。
(2)[4] 已知玻璃管甲粗乙细,水和酒精混合后的总体积变小,乙图中容器的横截面小,所以乙容器里面液体体积的变化更明显,即乙容器液面下降的高度更明显。
29.(本题8分)图中A为放在绝缘支架上的带正电球体,B为用绝缘丝线悬吊的带正电的小球,先后将小球B悬吊在距离A球远近不同的P1、P2、P3处:
(1)小球偏离竖直方向的原因是___________;
(2)请你根据此图,提出一个问题:___________。
【答案】 受到A球对它的排斥力/同种电荷相互排斥 同种电荷间排斥力大小与电荷间距离有什么关系/电荷间排斥力与悬线偏离竖直方向角度有什么关系,/同种电荷间排斥力大小与什么有关
【详解】(1)[1]小球在重力的作用下应该在竖直方向上静止,向右偏转,说明其受到了向右的力,由于小球与物体A都带正电,所以其向右偏转是由于受到同种电荷相互排斥力造成的。
(2)[2]随着小球距离带电体A的距离在增大,发现小球在竖直方向上偏转的角度在减小,即其受到的作用力在减小,由此可以提出问题:电荷间的作用力大小与电荷间的距离有什么关系?
30.(本题8分)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年用如图所示的实验装置,把带正电的氢原子核(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,而平均的α粒子会发生大角度的偏转或被弹回。
从汤姆生提出的原子模型进行推理:在α粒子进入原子后,由于电子的质量只有α粒子的,它对α粒子的影响如同灰尘撞枪弹。而正电荷均匀分布在整个原子中,α粒子穿过原子时受到各方向正电荷对它的斥力会相互平衡。
基于以上推理,对于“α粒子会发生大角度的偏转或被弹回”的现象:均匀镶嵌的电子______产生这一现象原因,均匀分布的正电荷______产生这一现象原因。(均选填“是”或“不是”)因此,汤姆生的原子模型理论______(选填“能”或“不能”)解释上述现象。
【答案】 A 不是 不是 不能
【详解】[1]如图所示,汤姆生的这个原子模型,电子均匀分布其中,与葡萄干蛋糕相似,是葡萄干蛋糕模型,故BC不符合题意,A符合题意。
故选A。
[2][3]产生该现象的原因既不是均匀镶嵌的电子也不是均匀分布的正电荷,而是原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上。
[4]汤姆生建立的原子模型,电子和正电荷都是均匀分布的,所以汤姆生的原子模型理论不能解释这个现象。
31.(本题5分)α粒子散射实验又称金箔实验,是1909年盖革和马斯登在卢瑟福指导下做的一个著名物理实验.实验用准直的α射线轰击厚度为微米级的金箔,发现绝大多数的α粒子都径直穿过薄金箔,偏转很小,但有少数α粒子发生了大角度偏转,甚至出现偏转角等于的散射,在这个实验的基础上,卢瑟福于1911年提出原子核式结构模型:与正电荷联系的质量集中在中心形成原子核,电子绕着原子核运动。此实验开创了原子结构研究的先河,为建立现代原子核理论的发展奠定了基础。
(1)α粒子散射实验说明原子的质量主要集中在_____________________;
(2)通常情况下,原子呈电中性,而电子带负电,所以原子核带__________电,且所带电荷的数量与核外电子所带电荷数____________________,原子核中带电的粒子是__________;
(3)如图所示是卢瑟福建立的原子核式结构模型,请你写出其与宏观的太阳系结构模型相似的地方:___________________。(写出一条即可)
【答案】(1)原子核
(2) 正 相等 质子
(3)见解析
【详解】(1)α 粒子散射实验中,绝大多数 α 粒子能径直穿过薄金箔,少数 α 粒子发生大角度偏转 ,这表明原子中心有一个质量很大、体积很小的部分,即原子的质量主要集中在原子核。
(2)[1][2]通常情况下,原子呈电中性,原子核带正电,电子带负电,且所带电荷的数量与核外电子所带电荷数相同。
[3]原子核由带正电的质子与不带电的中子组成,则原子核中带电的粒子是质子。
(3)原子核处于原子的中心,就像太阳系中的太阳;而绕原子核做圆周运动的电子就像太阳系中绕太阳运动的行星。
32.(本题8分)阅读短文,回答问题:
宇宙大爆炸
宇宙由何而来?是困扰着现代物理学和天文学的一个难题。1946年,有科学家提出,宇宙起源于大约137亿年以前的一次大爆炸。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙在不断地膨胀,使物质从密到稀地演化,如同一次规模巨大的爆炸。
后来,科学家注意到,从我们所处的银河系观察,银河系外的星系(即河外星系)发出的光,绝大部分颜色会偏“红”,个别也有几个颜色偏“蓝”,分别称为“红移”和“蓝移”。理论分析表明,发生红移的河外星系,表示它在远离我们。蓝移则表示相应的星系在靠近我们。我们(银河系)之外的其他星系群和星系团中的星系几乎都表现出红移,而且离我们越远的星系,红移量越大。这似乎表明,绝大多数星系都在远离我们,而且离我们越远的星系,远离越快。天文学家通过反复观测,得出一条规律:河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比,这条规律被称为哈勃定律,其数学表达式为v=Hs,式中H称为哈勃常数。哈勃定律的发现,有力支持了宇宙大爆炸学说。
根据上述材料,回答下列问题:
(1)如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“红”,说明这个星系正在__________我们;
(2)小明根据哈勃定律,认为若以我们(银河系)为参照物,那么河外星系做______运动(选填“匀速”或“非匀速”);
(3)类比得出速度、密度单位的方法,可推理得出哈勃常数H的单位是_______ ;
A.米(m) B.秒(s) C.米-1(m-1) D.秒-1()
(4)由“v=Hs”及我们所学的速度公式,假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为t,其计算式为t=______(用“哈勃常数H”表示)。
【答案】 远离 非匀速 D
【详解】(1)[1]由题可知,发生红移的河外星系,表示它在远离我们,所以如果我们看到某个星系发出的光的颜色偏“红”,说明这个星系正在远离我们。
(2)[2]由哈勃定律可知,河外星系远离我们的速度v与它到我们的距离s成正比,所以若以我们(银河系)为参照物,那么河外星系做非匀速运动。
(3)[3]将公式变形可得
所以可推理得出哈勃常数H的单位是秒-1(s−1),所以选D。
(4)[4]由“v=Hs”及我们所学的速度公式可得
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