第十章 从粒子到宇宙（高效培优复习讲义）物理新教材沪粤版八年级下册

第十章 从粒子到宇宙 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 物质结构 1 题型2 分子动理论的内容 5 题型3 探索宇宙 10 【能力培优练】 17 【链接中考】 21 【重难题型讲解】 题型1 物质结构 1．物质是由分子和原子构成的 实例 现象 作用效果 DNA分子结构模型 自然界中确实存在着能保持物质化学性质不变的最小微粒。1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗(A.Avogadro,1776—1856)首先把它叫做分子。 物理学中，把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。 分子很小，用普通显微镜无法看到，需要用电子显微镜进行观察。 研究指出，大多数分子直径的数量级为10-¹⁰m(0.1 nm)。分子的质量也很小。例如，一个水分子的质量约为3×10⁻²⁶kg。 分子是由原子构成的。大多数分子是由多个原子构成的，叫做多原子分子。例如，水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的，二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。有些分子则是由单个原子构成的，叫做单原子分子。铁、铜、金、铂等大多数金属的分子也就是原子。 分子模型 手石墨底层上的金原子 铂原子 【探究归纳】德谟克里特认为，石块、铜像的手、铁铲、花粉……是很微小地一点一点散失的。因此，他猜想，大块物体是由极小的物质粒子构成的。 德谟克里特把这种物质微粒叫做“原子”,这个词在希腊语里的意思是“不可再分割的颗粒”。 早在公元前11世纪，我国古代就有一种“五行说”,认为自然界是由金、木、水、火、土五种基本物质构成的。战国时期成书的《中庸》里写道：“语小，天下莫能破焉。”意思是说，世界上存在着很小很小、不可能再分割的东西。其实，这就是原子思想的萌芽。 把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。 分子是由原子构成的。 2．电子的发现 阴极射线经过荧光屏，形成一条美丽的光带 阴极射线经过磁铁附近会发生偏转 19世纪末，科学家用真空管进行放电实验时，发现真空管的阴极能发出一种射线。1897年，英国科学家汤姆孙(J.J.Thomson,1856—1940)进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒构成的，它们来自原子的内部，他把这种微粒叫做电子。 电子是比分子、原子更小的物质粒子。它的质量约为9.11×10-³¹kg,约等于氢原子质量的，半径小于10⁻¹⁶m。 3．原子结构的两种模型 实例 现象 作用效果 汤姆孙的原子模型图 汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的物质，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣子，因此被称为“枣糕模型”。 卢瑟福的实验与核式结构模型 1911年，卢瑟福基于α射线(带正电的粒子流)轰击金箔的实验[图10-1-7(a)],提出了他的原子结构模型：原子中间有一个带正电的核，它只占有极小的体积，却几乎集中了原子的全部质量，带负电的电子在核外绕核运动，这一模型被称为“核式结构模型”。 卢瑟福的核式结构模型也并不是完美的。以后的实验进一步表明，原子中的电子是以电子云的形式分布在原子核的外围。 ★特别提醒 建立物理模型是物理学研究中的一种科学思维方法。物理模型是在一些事实的基础上，经过想象、类比等论证提出的。模型是否正确，需要实验的检验。 4．原子的结构 实例 现象 作用效果 氢原子结构图 原子核的构成部分 科学家发现，氢原子的结构最简单，核外只有一个电子。如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子。实验表明，质子不仅是氢原子的核，也是其他任何原子核的构成部分。 1932年，英国物理学家查德威克(J.Chadwick,1891—1974)从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟质子差不多，这种粒子叫做中子。 质子和中子统称核子。原子核中的质子和中子的数目称作核子数。各种元素的原子核中的质子数和核子数一般是不同的。 卢瑟福的实验与核式结构模型 原子是由原子核和核外带负电的电子构成的，而原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的。 质子、中子也有内部结构，它们是由一种叫做夸克的更小微粒构成的。 从17世纪以来，人们对物质结构的探索日益深入，目前，人们认识到的微观世界的尺度大致如图所示。 【典例1-1】关于原子及其结构，下列说法中不正确的是（ ） A．通常情况下，原子整体不显电性 B．原子是由原子核和核外电子构成的 C．金属导电靠的是自由电子 D．原子核带负电，核外电子带正电 【答案】D 【解析】A. 通常情况下，原子核带正电，核外电子带负电，且电荷量相等，因此原子整体不显电性，故A正确，不符合题意； B. 原子由原子核和核外电子构成，这是原子结构的基本模型，故B正确，不符合题意； C. 金属中，自由电子定向移动形成电流，因此导电靠自由电子，故C正确，不符合题意； D. 原子核由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电，因此原子核带正电；核外电子带负电，故D错误，符合题意。 故选D。 【典例1-2】下列微粒的空间尺度最小的是（ ） A．电子 B．原子 C．分子 D．尘埃 【答案】A 【解析】物质是由分子组成的，所以尘埃是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由位于原子中心的原子核和核外电子构成的，因此选项中尺度最小的是电子。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 跟踪训练1 常见物质是由大量的 或原子组成的。如图，是不同科学家提出的原子模型，其中 （选填“甲”或“乙”）是卢瑟福提出的原子核式结构模型。 【答案】分子 乙 【解析】[1]常见物质是由大量的分子或原子组成的。 [2]卢瑟福提出的原子核式结构模型也被称为“行星模型”，他认为在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。其中乙是卢瑟福提出的模型。 跟踪训练2 各种原子都有相似的结构，图是卢瑟福提出的原子核式结构模型示意图。他认为原子是由 和 构成的，其中 几乎集中了原子的全部质量。 【答案】原子核 电子 原子核 【解析】[1][2][3]卢瑟福通过α粒子散射实验验证了原子的核式结构模型：原子是由位于原子中心的原子核和绕着原子核高速旋转的电子构成的。其中原子核带正电并且集中了原子的绝大部分质量，电子带负电，它是一种核式结构，与太阳系的结构相似。 跟踪训练3 现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子构成。下列粒子中，只带负电的是（ ） A．电子 B．中子 C．质子 D．分子 【答案】A 【解析】A．原子由原子核和核外电子构成，其中原子核带正电，核外电子带负电，电子是带有最小负电荷量的粒子，故A符合题意； BC．原子核由质子和中子构成，其中质子带正电，中子不带电，故BC不符合题意； D．分子是由原子构成的，而原子又是由原子核和核外电子构成，通常情况下，原子核所带的正电荷与核外所有电子所带的负电荷在数量上相等，原子整体不显电性，即分子整体不显电性，故D不符合题意。 故选A。 题型2 分子动理论的内容 1．体会分子的运动 现象 将香水瓶的盖子打开，很快就能闻到香味。在一杯清水中滴入一滴红墨水，不一会儿，整杯水就变成了红色。 上面的两个实验现象能说明气体分子和液体分子在不停地运动着。 科学家还做过一个实验，将磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年，后来发现金片里渗有铅，铅片里也渗有金，相互渗透了约1 mm深。 这个实验说明固体的分子也在不停地运动着。 结论 不同的物质互相接触时，都会发生彼此进入对方的现象。物理学上把这种现象叫做扩散。无论气体、液体或固体，都会发生扩散，且没有固定的规则，这一事实说明分子在做无规则的运动。 2．温度对分子运动的影响 现象 如图所示，在分别盛有冷水和热水的杯中各滴入一滴墨水，仔细观察所发生的现象，并对观察结果进行分析。 结论 大量实验表明：物质中分子的运动情况与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈。物理学中，将大量分子的无规则运动叫做分子的热运动。 3．分子间有间隙 现象 如图所示，在一根长玻璃管中注入一半水，再缓缓地注满酒精，用塞子塞住开口端，上下颠倒几次再竖起来。可以看到，玻璃管内的液面比原来的低，也就是说，水和酒精混合后总体积变小了。 结论 这个实验直观地说明了分子间存在着空隙。 4．分子间的相互作用力 （1）会收缩的肥皂膜 （2）能吊起钩码的铅柱 （3）很难压缩的水 现象 前面的活动告诉我们，物体内的分子在不停地运动着，分子间存在着空隙。那么,为什么固体和液体内的分子不向四处散开，还能保持着一定的体积呢?我们用下面几个实验来探究这个问题。 （1）会收缩的肥皂膜 思考：棉线是怎么被拉过去的? （2）取两块断面磨平、干净的铅柱，将它们压紧后，可以在它们的下面吊起一串钩码。 （3）如图所示，先让注射器吸入适量的水，再用橡皮套将针管口封住。试着用力推活塞，能否把活塞压进去? 结论 通过（1）（2）实验，我们认识到：分子间存在着引力。通过（3）实验，我们认识到：分子间存在着斥力。 物质中的分子既相互吸引，又相互排斥。分子间的距离在一定范围内(小于10-¹⁰m)以排斥为主；在这个范围之外(大于10-¹⁰m)以吸引为主；若分子间的距离大到一定程度(大于10⁻⁹m),分子间的相互作用会变得十分微弱，可以认为没有相互作用。 【探究归纳】物质是由大量分子构成的，分子间是有空隙的，分子在不停息地做无规则运动，分子间存在相互作用力。这就是分子动理论的初步知识。 5．固、液、气三态中的分子 固体的分子模型 液体的分子模型 气体的分子模型 物质有固体、液体、气体三种形态。固体中分子之间的距离小，相互作用力很大，分子只能在一定的位置附近振动。所以，固体既有一定的体积，又有一定的形状。 液体中分子之间的距离较小，相互作用力较大，以分子群的形态存在，分子可在某个位置附近振动，分子群却可以相互滑过。所以，液体有一定的体积，但有流动性，其形状随容器形状而变化。 气体中分子间的距离很大，相互作用力很小，可以认为气体分子除相互碰撞或跟器壁碰撞以外，都不受其他力的作用。每一个分子几乎都可以自由运动，可以充满它能够达到的整个空间。所以，气体既没有固定的体积，也没有固定的形状。 【典例2-1】1mL水含有个水分子，1克铁含有个铁原子，这说明物质是由大量的分子、 构成的；铁棒很难被压缩，说明分子间存在 力；100mL水和100mL酒精混合后总体积小于200mL，这是因为分子之间存在 。 【答案】原子 斥 间隙 【解析】[1]物质是由大量的分子和原子构成的，因此1mL水含有个水分子，1克铁含有个铁原子。 [2]分子间存在着相互作用的引力和斥力，所以铁棒很难被压缩，说明分子间存在斥力。 [3]分子间存在间隙，所以100mL水和100mL酒精混合后，水分子会进入酒精分子的间隙中，使得总体积小于200mL。 【典例2-2】河北邯郸大名香油以色泽棕红、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．分子间有空隙 B．分子在不停运动 C．分子间有斥力 D．分子间有引力 【答案】B 【解析】打开瓶盖，就会闻到香油的味道，属于扩散现象，是因为香油的分子在不停地做无规则运动，香味飘到人的鼻子中，就会使人闻到香油的味道。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 跟踪训练1 如图是直径为 nm的微颗粒制备得到的新型防菌“纳米纸”，该“纳米纸”表面细菌无法停留且“油水不沾”。下列说法中正确的是（ ） A．细菌的无规则运动是分子热运动 B．水分子和“纳米纸”分子之间只有斥力 C．组成“纳米纸”的分子和水分子都在不停地做无规则运动 D．组成“纳米纸”的分子之间没有间隙，所以“油水不沾” 【答案】C 【解析】A．细菌不是分子，细菌的运动是机械运动，不是分子热运动，故A错误； B．分子间的引力和斥力是同时存在的，水分子和“纳米纸”分子之间有引力，也有斥力，故B错误； C．分子在永不停息地做无规则运动，组成“纳米纸”的分子和水分子都在不停地做无规则运动，故C正确； D．分子间存在间隙，组成“纳米纸”的分子间也存在间隙，故D错误。 故选C。 跟踪训练2 古诗中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中，能体现分子在不停地运动的是（ ） A．满架蔷薇一院香 B．风烟望五津 C．大漠风尘日色昏 D．夜半钟声到客船 【答案】A 【解析】A．蔷薇花香能扩散到整个院子，这是扩散现象，而扩散现象是分子在不停地做无规则运动形成的，所以该选项能体现分子在不停地运动，故A符合题意； B．风烟是宏观的物体，这里描述的是风烟这种宏观物体的状态和景象，不是分子的运动，故B不符合题意； C．“大漠风尘日色昏”，描述的是大漠中沙尘飞扬等宏观的自然景象，与分子的运动无关，故C不符合题意； D．“夜半钟声到客船”，说的是钟声通过空气传播到客船，体现的是声音的传播，属于声现象，并非分子不停息的无规则运动，故D不符合题意。 故选A。 跟踪训练3 如图，甲、乙注射器里分别封有相同体积的空气和水。用手推动活塞可以压缩空气，但很难压缩水，说明分子间存在 力，同时说明气体分子间的作用力比液体分子的 （选填“大”或“小”）。 【答案】 斥 小 【解析】[1][2]由分子动理论可知，分子间存在引力和斥力，用手推动活塞可以压缩空气，但很难压缩水，说明分子间存在斥力。空气容易被压缩，水很难被压缩，说明气体分子间的距离较大，分子间的作用力较小，液体分子间的距离较小，分子间的作用力较大，即气体分子间的作用力比液体分子的小。 题型3 探索宇宙 1．地心说与日心说 图示 模型 结论 托勒密的“地心说”宇宙图(地球位于宇宙的中心，太阳和行星绕着地球在不同的球面上运动) 约公元150年，古罗马天文学家托勒密集当时天文学之大成，提出以地球为中心的宇宙结构学说,即“地心说”。他认为，地球位于宇宙的中心，月球、水星、金星、太阳及其他行星都绕着地球旋转；恒星都镶嵌在最外边的天球上。 托勒密的“地心说”能解释日食、月食等许多天文现象，并且符合当时人们普遍认同的地球不动的观念，因此很容易被人们接受。后来“地心说”又被当时的教会所利用，成为禁锢人们思想的枷锁，一直流行了1000多年，严重地阻碍了科学前进的脚步。 哥白尼的“日心说”模型 波兰天文学家哥白尼通过长期的观察和研究，提出了太阳中心说宇宙模型，即“日心说”。他认为，太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕着太阳旋转，月球是地球的一颗卫星，它绕着地球旋转。 哥白尼的“日心说”有着非常重要的意义，它比托勒密的模型简洁、和谐，能较好地解释当时的许多天文现象。根据哥白尼的“日心说”,科学家算出了各颗行星到太阳的距离，首次推算了宇宙大小的尺度。在思想上，它挣脱了当时教会的束缚，使自然科学的研究从欧洲中世纪的神学桎梏下解脱出来，从而使人类迎来了科学的春天。 2．万有引力 太阳引力使行星绕着它旋转 绳子的拉力使小物体绕着中心旋转 敦煌的飞天壁画 古代利用火药发射的火箭 “玉兔二号”月球车 中国空间站 【探究归纳】1687年，英国科学家牛顿发现了万有引力定律，对此作出了回答：任何两个物体间都存在着一种相互吸引的力，太阳依靠它对地球和其他行星之间的巨大吸引力，使地球和各个行星绕着它旋转。 万有引力的大小与两个物体的质量和物体间的距离有关。通常，物体间的引力很小，我们觉察不到。天体的质量都是巨大的，因此，天体间的引力也就大得惊人。 3．三个宇宙速度 航天器在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，叫做第一宇宙速度，其大小为7.9 km/s。 如果航天器的发射速度大于7.9 km/s,而小于11.2km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆，而是椭圆。当航天器的发射速度大于11.2km/s时，航天器就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造行星，这个速度叫做第二宇宙速度。 达到第二宇宙速度的物体还受到太阳引力的束缚，要想使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必须使它的发射速度大于16.7 km/s,这个速度叫做第三宇宙速度。 4．太阳系 如图所示，我们生活的地球，只是太阳系这个大家族中的一员。地球离太阳约1.5×10⁸km。太阳的直径约是地球的109倍，质量约是地球的33万倍，体积约是地球的130万倍。太阳系的八颗行星中离太阳最远的是海王星，两者相距约4.5×10⁹km。 5．银河系 银河系像一个巨大的旋涡高速旋转着，太阳每隔23亿年绕银河系中心转一圈 在晴朗少云的夜晚，仰望天空，会看到一条白茫茫的光带横卧在天空中，人们称之为银河。这是由3000多亿颗恒星形成的巨大星系，天文学上称之为银河系,如图。太阳只是银河系中普通的一员。 银河系的尺度大约是1.0×10⁵1.y.(光年),相当于9.46×10¹⁷km。 从侧面看，银河系像一个中间厚、边缘薄的扁盘 6．宇宙的尺度 图示 现象 结论 可观测宇宙的尺度 随着射电望远镜的发明和其性能的进一步提高，人们的视野越来越宽广。现在，人们能够观测到的范围达到1.37×10¹⁰1y. 科学家发现，在这个可观测到的范围内，大约有上千亿个星系，每个星系约有1000亿颗恒星。天文学家估计，宇宙间恒星的总数可达10²²个。 地球的直径约为12742 km,月球绕地球的轨道直径约为7.7×10⁵km,从地月系统到可观测宇宙的尺度如图10-4-3所示。这就是目前我们了解到的宇宙范围。 7．天体的演变 太阳 宇宙中的天体(包括太阳)是在不断地运动变化着的，每个恒星都会经历诞生、成长和衰亡的过程。 距今约50亿年前，太阳从一团尘埃气体云中逐渐诞生,现在正是它的壮年时期。 科学家发现，大质量恒星在衰亡的过程中会发生爆炸，爆炸后留下的物质会变成一种天体，它产生的引力能吸引附近的所有物质，连光都无法逃脱。这样的天体叫做黑洞。 黑洞示意图 【典例3-1】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 【解析】[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。 【典例3-2】小明复习时对知识进行梳理，下面四种知识的排序正确的是（ ） A．太阳系行星距离太阳的远近（从近到远）：水星→金星→地球→火星→木星 B．宇宙的结构层次（从小到大）：太阳系→银河系→河外星系→宇宙 C．物质的微观层次结构（从小到大）：夸克→质子（或中子）→原子核→原子→分子 D．大恒星的演化过程：大恒星→红巨星→超新星→中子星（或黑洞） 【答案】ACD 【解析】A．太阳系里的行星从近到远依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，故A正确； B．宇宙分为河外星系和银河系两大类：宇宙→银河系→太阳系→地月系。宇宙只是一个具有时间、空间、物质、反物质、组成的系统，故B错误； C．夸克组成质子和中子，质子和中子可以组成原子核，再加上核外电子可以形成原子，单个或多个原子组成分子，故C正确； D．大恒星其实是指这个大恒星的主序星阶段，按演变阶段来分后面红巨星，有可能成为超新星，然后有可能成为中子星或黑洞，故D正确。 故选ACD。 跟踪训练1 将下列物体按大致尺度从小到大的顺序排列，下列选项正确的是（ ） A．沙粒、原子、长城、银河系、太阳系 B．原子、沙粒、长城、银河系、太阳系 C．沙粒、原子、长城、太阳系、银河系 D．原子、沙粒、长城、太阳系、银河系 【答案】D 【解析】AC．沙粒是由原子构成的，故原子最小，沙粒比原子大，故AC错误； BD．原子最小，再大一点是沙粒，长城比沙粒的尺度大，银河系包含太阳系，故按大致尺度从小到大的顺序排列，原子、沙粒、长城、太阳系、银河系，B错误；D正确。 故选D。 跟踪训练2 下列科学家与其对应的科学贡献不正确的是：（ ） A．汤姆生发现了原子核是由质子和中子组成的 B．卢瑟福建立了原子的核式结构模型 C．波兰天文学家哥白尼创立了“日心说” D．牛顿发现光的色散现象 【答案】A 【解析】A．汤姆生发现了电子，证明原子是可分的，故A错误，符合题意； B．卢瑟福通过α粒子散射实验建立原子的核式结构模型，故B正确，不符合题意； C．波兰天文学家哥白尼创立了“日心说”，伽利略用自制的望远镜观察天体，以确凿的证据支持“日心说”，故C正确，不符合题意； D．英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光，发现了光的色散现象，故D正确，不符合题意。 故选A。 跟踪训练3 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 【解析】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。 【能力培优练】 1．宋代王安石诗作《梅花》有云：“遥知不是雪，为有暗香来”中的“有暗香来”。这一现象说明了（ ） A．分子之间有引力 B．分子之间有斥力 C．分子在不停地做无规则运动 D．分子的无规则运动与温度有关 【答案】C 【解析】ABD．分子间的引力和斥力是分子间的相互作用力与扩散现象无关；题中没有涉及温度变化对分子运动的影响，故ABD不符合题意； C．有暗香来是梅花的香气分子运动到空气中，被人闻到，这一现象直接体现了分子在不停地做无规则运动。故C符合题意。 故选C。 2．19世纪末，科学家用真空管进行放电实验时，发现真空管的阴极能发出一种射线。1897年，英国科学家汤姆孙进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒构成的，这种粒子是（ ） A．中子 B．电子 C．原子 D．分子 【答案】B 【解析】人类在研究放电现象时，发现了从阴极发出的一种射线，所以人们称之为阴极射线，经测定它带负电荷，并且是从原子里发出的，后来称之为电子，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．“墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。”这首诗描绘了梅花不惧严寒、傲然独放的情境如图所示。花香能传播到远处的主要原因是（ ） A．分子在不停地运动 B．分子之间存在引力 C．分子之间有间隙 D．分子很小 【答案】A 【解析】根据分子动理论，花香能传播到远处属于扩散现象，其根本原因是分子在永不停息地做无规则运动。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．下列关于分子热运动的说法正确的是（ ） A．图甲中，两铅块没有分离，说明铅块之间发生了扩散现象 B．图乙中，注射器中的空气容易被压缩，说明空气分子之间距离很小 C．图丙中，弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力，说明分子间存在引力 D．图丁中，墨水将热水全部浸染的时间比冷水长，说明温度越低，分子运动越剧烈 【答案】C 【解析】A．图甲中，两铅块没有分离，说明分子之间存在相互作用的引力，故A错误； B．图乙中，注射器中的空气容易被压缩，是因为空气分子之间的距离较大，分子间的作用力较小，故B错误； C．图丙中，弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力，是因为玻璃板和水面接触时，水分子和玻璃分子之间存在引力，故C正确； D．图丁中，墨水将热水全部浸染的时间比冷水长，说明温度越高，分子热运动越剧烈，故D错误。 故选C。 5．取一个充满空气的气球，将其放入温度为-196℃的液氮中，气球很快变扁平，体积大幅减小．此时，气球内的分子（ ） A．停止了无规则运动 B．无规则运动变得更剧烈 C．之间只存在引力 D．之间仍同时存在引力和斥力 【答案】D 【解析】根据分子动理论，分子在永不停息地做无规则运动，且分子间同时存在引力和斥力。温度降低时，分子无规则运动变慢，但不会停止；分子间始终同时存在引力和斥力，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 6．在新装修的房屋中经常会闻到刺鼻气味，这是 现象。一般夏季这种现象会更明显，因为温度越 ，分子运动越剧烈。 【答案】扩散 高 【解析】[1][2]在新装修的房屋中经常会闻到刺鼻气味，这是扩散现象。说明分子在做永不停息的无规则运动，这种运动会随气温的升高而加剧。一般夏季这种现象会更明显，因为温度越高，分子运动越剧烈。 7．一根长玻璃管装了半管水与半管酒精，混合后总体积变小说明分子间存在 ；物体不能无限被压缩说明分子间存在 ；把墨水滴入热水中比滴入冷水中扩散得快，说明扩散与 有关。 【答案】间隙 斥力 温度 【解析】[1]由于酒精分子和水分子之间有间隔，混合后分子彼此进入对方的间隙，导致混合后混合液的总体积变小。 [2]分子间存在引力和斥力，当物体被压缩时，分子之间表现为斥力；物体不能无限地被压缩，说明分子间有斥力，分子之间距离越小斥力越大。 [3]热水的温度高分子运动快，冷水温度低，分子运动慢，所以热水杯中墨水扩散快，冷水杯中墨水扩散慢，这个实验表明扩散的快慢与温度有关。 8．如图所示，在炉火上加热食物，开盖的一瞬间，可以观察到锅盖内部出现大量的水珠，这是由于锅内水蒸气 形成的；食物的香气四溢，表明分子做 运动。锅身和锅柄分别用金属和塑胶制成，这主要是利用了金属和塑胶不同的 性。 【答案】 液化 无规则 导热 【解析】[1]在炉火上加热食物，开盖的一瞬间，可以观察到锅盖内部出现大量的水珠，这是锅内水蒸气遇冷液化形成的小水珠。 [2]食物的香气四溢，这是扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动。 [3]锅身和锅柄分别用金属和塑胶制成，这主要是利用了金属和塑胶不同的导热性，金属锅身导热性好，可以使得食物尽快变熟，塑胶锅柄导热性差，可以防止手被烫伤。 9．如图所示，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的二氧化氮气体，抽去中间玻璃板后一段时间，观察到空气与二氧化氮混合均匀，这种现象称为扩散现象，由此可以推测出分子是 。（选填“静止的”或“运动的”） 【答案】 运动的 【解析】上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的二氧化氮气体，抽去中间玻璃板后一段时间，观察到空气与二氧化氮混合均匀，上瓶颜色变深，说明有二氧化氮气体分子向上运动进入空气中；下瓶颜色变浅，说明有空气分子向下运动进入二氧化氮中，据此推测构成物体的分子是运动的。 10．小明把装有空气的瓶子和装有红棕色二氧化氮气体的瓶 子口对口放置，中间用玻璃板隔开，按如图甲、乙所示的两种方式放置。已知二氧化氮气体的密度大于空气的密度。 (1)小明演示气体扩散实验时，为使实验更具说服力，应选用装置 （选填“甲”或“乙”）。 (2)如图所示，抽掉装有空气和红棕色二氧化氮气体的两个瓶子中间的玻璃板，一段时间后观察到下面瓶子中的红棕色二氧化氮 （选填“能” 或“不能”）进入到上面的瓶子，若环境温度分别为①0℃ 、②4℃ 、③20℃ ， 则在 （填序号）温度下该实验现象发生得最快。 【答案】(1)甲 (2) 能 ③ 【解析】（1）二氧化氮气体密度大于空气密度，若选用乙装置，二氧化氮在上方，由于重力作用会向下运动，不能单纯说明是扩散现象；而甲装置中二氧化氮在下方，空气在上方，若两者能相互侵入，更能证明是分子的无规则运动，所以应选用装置甲。 （2）[1]抽掉玻璃板后，分子在永不停息地做无规则运动，下面瓶子中的红棕色二氧化氮能进入到上面的瓶子，这是扩散现象。 [2]温度越高，分子的无规则运动越剧烈，扩散现象发生得越快，所以在③温度下该实验现象发生得最快。 【链接中考】 1．（2025·宁夏·中考真题）如图甲所示是小华利用某瓶装医用酒精对环境进行消毒的情境，开封前，此瓶装有酒精85g。 (1)计算该酒精的密度； (2)酒精瓶的按压泵如图乙所示，它在结构和使用上涉及许多物理知识。 示例一：喷出酒精后，周围可以闻到酒精气味，这是 现象； 示例二：手指按压处面积做的较大，是为了 。请你再举一例，并用物理知识解释 。 【答案】(1)0.85g/cm3 (2) 扩散 减小压强 盖子上有很凹凸不平的纹路，这是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度，增大摩擦。 【解析】（1）由图可知，该瓶酒精净含量为100mL，即酒精的体积 且开瓶前装的酒精质量m=85g，由密度公式，得酒精的密度 （2）[1]喷出酒精后，周围可以闻到酒精气味是扩散现象，是因为酒精分子在空气中无规则运动后，进入我们的鼻子，我们就闻到了酒精气味了。 [2][3]手指按压处面积做的较大，是在压力一定时，通过增大手指与按压处的受力面积来减小压强，从而使手指不容易疼痛。除了这些例子我们还可以看到其瓶盖上有很多凹凸不平的纹路，这是为了在压力一定时，增大接触面的粗糙程度，增大摩擦使瓶盖更容易被打开。 2．（2025·江苏盐城·中考真题）一滴红墨水滴入水中，在下沉过程中向四周散开。一段时间后，整杯水变成红色。下列说法错误的是（ ） A．红墨水下沉表明墨水分子在做无规则运动 B．红墨水散开表明墨水分子在做无规则运动 C．红墨水变淡表明墨水分子在做无规则运动 D．整杯水变红表明水分子间有空隙 【答案】A 【解析】A．红墨水下沉表明墨水密度大于水的密度，不能表明墨水分子在做无规则运动，故A错误，符合题意； BC．红墨水散开、红墨水变淡是扩散现象，说明墨水分子在做无规则运动，故BC正确，不符合题意； D．整杯水变红表明水分子间有空隙，墨水分子运动到了水分子的空隙中，故D正确，不符合题意。 故选A。 3．（2025·江苏徐州·中考真题）将一勺砂糖放入一杯水中，过一会儿砂糖“消失了”。这种现象叫作 ，说明分子在做永不停息的无规则 。如果杯中水的温度更高，那么砂糖“消失”的速度更 。 【答案】扩散现象 运动 快 【解析】[1][2]将一勺砂糖放入一杯水中，砂糖“消失了”，这种现象是不同物质在相互接触时彼此进入对方的现象，叫作扩散现象。扩散现象表明分子在做永不停息的无规则运动。 [3]温度越高，分子的无规则运动越剧烈，扩散现象就进行得越快。所以如果杯中水的温度更高，那么砂糖“消失”的速度更快。 4．（2025·江苏宿迁·中考真题）如图所示，将两个端面平整的铅块相互紧压，它们会“粘”在一起，主要原因是（ ） A．分子间有吸引力 B．分子间有排斥力 C．分子间有空隙 D．分子直径很小 【答案】A 【解析】将两个端面平整的铅块相互紧压，铅块表面分子之间的距离减小，表现为分子间引力作用，它们会“粘”在一起，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十章 从粒子到宇宙 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 物质结构 1 题型2 分子动理论的内容 5 题型3 探索宇宙 10 【能力培优练】 17 【链接中考】 21 【重难题型讲解】 题型1 物质结构 1．物质是由分子和原子构成的 实例 现象 作用效果 DNA分子结构模型 自然界中确实存在着能保持物质化学性质不变的最小微粒。1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗(A.Avogadro,1776—1856)首先把它叫做分子。 物理学中，把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。 分子很小，用普通显微镜无法看到，需要用电子显微镜进行观察。 研究指出，大多数分子直径的数量级为10-¹⁰m(0.1 nm)。分子的质量也很小。例如，一个水分子的质量约为3×10⁻²⁶kg。 分子是由原子构成的。大多数分子是由多个原子构成的，叫做多原子分子。例如，水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的，二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。有些分子则是由单个原子构成的，叫做单原子分子。铁、铜、金、铂等大多数金属的分子也就是原子。 分子模型 手石墨底层上的金原子 铂原子 【探究归纳】德谟克里特认为，石块、铜像的手、铁铲、花粉……是很微小地一点一点散失的。因此，他猜想，大块物体是由极小的物质粒子构成的。 德谟克里特把这种物质微粒叫做“原子”,这个词在希腊语里的意思是“不可再分割的颗粒”。 早在公元前11世纪，我国古代就有一种“五行说”,认为自然界是由金、木、水、火、土五种基本物质构成的。战国时期成书的《中庸》里写道：“语小，天下莫能破焉。”意思是说，世界上存在着很小很小、不可能再分割的东西。其实，这就是原子思想的萌芽。 把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。 分子是由原子构成的。 2．电子的发现 阴极射线经过荧光屏，形成一条美丽的光带 阴极射线经过磁铁附近会发生偏转 19世纪末，科学家用真空管进行放电实验时，发现真空管的阴极能发出一种射线。1897年，英国科学家汤姆孙(J.J.Thomson,1856—1940)进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒构成的，它们来自原子的内部，他把这种微粒叫做电子。 电子是比分子、原子更小的物质粒子。它的质量约为9.11×10-³¹kg,约等于氢原子质量的，半径小于10⁻¹⁶m。 3．原子结构的两种模型 实例 现象 作用效果 汤姆孙的原子模型图 汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的物质，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣子，因此被称为“枣糕模型”。 卢瑟福的实验与核式结构模型 1911年，卢瑟福基于α射线(带正电的粒子流)轰击金箔的实验[图10-1-7(a)],提出了他的原子结构模型：原子中间有一个带正电的核，它只占有极小的体积，却几乎集中了原子的全部质量，带负电的电子在核外绕核运动，这一模型被称为“核式结构模型”。 卢瑟福的核式结构模型也并不是完美的。以后的实验进一步表明，原子中的电子是以电子云的形式分布在原子核的外围。 ★特别提醒 建立物理模型是物理学研究中的一种科学思维方法。物理模型是在一些事实的基础上，经过想象、类比等论证提出的。模型是否正确，需要实验的检验。 4．原子的结构 实例 现象 作用效果 氢原子结构图 原子核的构成部分 科学家发现，氢原子的结构最简单，核外只有一个电子。如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子。实验表明，质子不仅是氢原子的核，也是其他任何原子核的构成部分。 1932年，英国物理学家查德威克(J.Chadwick,1891—1974)从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟质子差不多，这种粒子叫做中子。 质子和中子统称核子。原子核中的质子和中子的数目称作核子数。各种元素的原子核中的质子数和核子数一般是不同的。 卢瑟福的实验与核式结构模型 原子是由原子核和核外带负电的电子构成的，而原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的。 质子、中子也有内部结构，它们是由一种叫做夸克的更小微粒构成的。 从17世纪以来，人们对物质结构的探索日益深入，目前，人们认识到的微观世界的尺度大致如图所示。 【典例1-1】关于原子及其结构，下列说法中不正确的是（ ） A．通常情况下，原子整体不显电性 B．原子是由原子核和核外电子构成的 C．金属导电靠的是自由电子 D．原子核带负电，核外电子带正电 【典例1-2】下列微粒的空间尺度最小的是（ ） A．电子 B．原子 C．分子 D．尘埃 跟踪训练1 常见物质是由大量的 或原子组成的。如图，是不同科学家提出的原子模型，其中 （选填“甲”或“乙”）是卢瑟福提出的原子核式结构模型。 跟踪训练2 各种原子都有相似的结构，图是卢瑟福提出的原子核式结构模型示意图。他认为原子是由 和 构成的，其中 几乎集中了原子的全部质量。 跟踪训练3 现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子构成。下列粒子中，只带负电的是（ ） A．电子 B．中子 C．质子 D．分子 题型2 分子动理论的内容 1．体会分子的运动 现象 将香水瓶的盖子打开，很快就能闻到香味。在一杯清水中滴入一滴红墨水，不一会儿，整杯水就变成了红色。 上面的两个实验现象能说明气体分子和液体分子在不停地运动着。 科学家还做过一个实验，将磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5年，后来发现金片里渗有铅，铅片里也渗有金，相互渗透了约1 mm深。 这个实验说明固体的分子也在不停地运动着。 结论 不同的物质互相接触时，都会发生彼此进入对方的现象。物理学上把这种现象叫做扩散。无论气体、液体或固体，都会发生扩散，且没有固定的规则，这一事实说明分子在做无规则的运动。 2．温度对分子运动的影响 现象 如图所示，在分别盛有冷水和热水的杯中各滴入一滴墨水，仔细观察所发生的现象，并对观察结果进行分析。 结论 大量实验表明：物质中分子的运动情况与温度有关，温度越高，分子的无规则运动越剧烈。物理学中，将大量分子的无规则运动叫做分子的热运动。 3．分子间有间隙 现象 如图所示，在一根长玻璃管中注入一半水，再缓缓地注满酒精，用塞子塞住开口端，上下颠倒几次再竖起来。可以看到，玻璃管内的液面比原来的低，也就是说，水和酒精混合后总体积变小了。 结论 这个实验直观地说明了分子间存在着空隙。 4．分子间的相互作用力 （1）会收缩的肥皂膜 （2）能吊起钩码的铅柱 （3）很难压缩的水 现象 前面的活动告诉我们，物体内的分子在不停地运动着，分子间存在着空隙。那么,为什么固体和液体内的分子不向四处散开，还能保持着一定的体积呢?我们用下面几个实验来探究这个问题。 （1）会收缩的肥皂膜 思考：棉线是怎么被拉过去的? （2）取两块断面磨平、干净的铅柱，将它们压紧后，可以在它们的下面吊起一串钩码。 （3）如图所示，先让注射器吸入适量的水，再用橡皮套将针管口封住。试着用力推活塞，能否把活塞压进去? 结论 通过（1）（2）实验，我们认识到：分子间存在着引力。通过（3）实验，我们认识到：分子间存在着斥力。 物质中的分子既相互吸引，又相互排斥。分子间的距离在一定范围内(小于10-¹⁰m)以排斥为主；在这个范围之外(大于10-¹⁰m)以吸引为主；若分子间的距离大到一定程度(大于10⁻⁹m),分子间的相互作用会变得十分微弱，可以认为没有相互作用。 【探究归纳】物质是由大量分子构成的，分子间是有空隙的，分子在不停息地做无规则运动，分子间存在相互作用力。这就是分子动理论的初步知识。 5．固、液、气三态中的分子 固体的分子模型 液体的分子模型 气体的分子模型 物质有固体、液体、气体三种形态。固体中分子之间的距离小，相互作用力很大，分子只能在一定的位置附近振动。所以，固体既有一定的体积，又有一定的形状。 液体中分子之间的距离较小，相互作用力较大，以分子群的形态存在，分子可在某个位置附近振动，分子群却可以相互滑过。所以，液体有一定的体积，但有流动性，其形状随容器形状而变化。 气体中分子间的距离很大，相互作用力很小，可以认为气体分子除相互碰撞或跟器壁碰撞以外，都不受其他力的作用。每一个分子几乎都可以自由运动，可以充满它能够达到的整个空间。所以，气体既没有固定的体积，也没有固定的形状。 【典例2-1】1mL水含有个水分子，1克铁含有个铁原子，这说明物质是由大量的分子、 构成的；铁棒很难被压缩，说明分子间存在 力；100mL水和100mL酒精混合后总体积小于200mL，这是因为分子之间存在 。 【典例2-2】河北邯郸大名香油以色泽棕红、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．分子间有空隙 B．分子在不停运动 C．分子间有斥力 D．分子间有引力 跟踪训练1 如图是直径为 nm的微颗粒制备得到的新型防菌“纳米纸”，该“纳米纸”表面细菌无法停留且“油水不沾”。下列说法中正确的是（ ） A．细菌的无规则运动是分子热运动 B．水分子和“纳米纸”分子之间只有斥力 C．组成“纳米纸”的分子和水分子都在不停地做无规则运动 D．组成“纳米纸”的分子之间没有间隙，所以“油水不沾” 跟踪训练2 古诗中蕴含着丰富的物理知识。下列诗句中，能体现分子在不停地运动的是（ ） A．满架蔷薇一院香 B．风烟望五津 C．大漠风尘日色昏 D．夜半钟声到客船 跟踪训练3 如图，甲、乙注射器里分别封有相同体积的空气和水。用手推动活塞可以压缩空气，但很难压缩水，说明分子间存在 力，同时说明气体分子间的作用力比液体分子的 （选填“大”或“小”）。 题型3 探索宇宙 1．地心说与日心说 图示 模型 结论 托勒密的“地心说”宇宙图(地球位于宇宙的中心，太阳和行星绕着地球在不同的球面上运动) 约公元150年，古罗马天文学家托勒密集当时天文学之大成，提出以地球为中心的宇宙结构学说,即“地心说”。他认为，地球位于宇宙的中心，月球、水星、金星、太阳及其他行星都绕着地球旋转；恒星都镶嵌在最外边的天球上。 托勒密的“地心说”能解释日食、月食等许多天文现象，并且符合当时人们普遍认同的地球不动的观念，因此很容易被人们接受。后来“地心说”又被当时的教会所利用，成为禁锢人们思想的枷锁，一直流行了1000多年，严重地阻碍了科学前进的脚步。 哥白尼的“日心说”模型 波兰天文学家哥白尼通过长期的观察和研究，提出了太阳中心说宇宙模型，即“日心说”。他认为，太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕着太阳旋转，月球是地球的一颗卫星，它绕着地球旋转。 哥白尼的“日心说”有着非常重要的意义，它比托勒密的模型简洁、和谐，能较好地解释当时的许多天文现象。根据哥白尼的“日心说”,科学家算出了各颗行星到太阳的距离，首次推算了宇宙大小的尺度。在思想上，它挣脱了当时教会的束缚，使自然科学的研究从欧洲中世纪的神学桎梏下解脱出来，从而使人类迎来了科学的春天。 2．万有引力 太阳引力使行星绕着它旋转 绳子的拉力使小物体绕着中心旋转 敦煌的飞天壁画 古代利用火药发射的火箭 “玉兔二号”月球车 中国空间站 【探究归纳】1687年，英国科学家牛顿发现了万有引力定律，对此作出了回答：任何两个物体间都存在着一种相互吸引的力，太阳依靠它对地球和其他行星之间的巨大吸引力，使地球和各个行星绕着它旋转。 万有引力的大小与两个物体的质量和物体间的距离有关。通常，物体间的引力很小，我们觉察不到。天体的质量都是巨大的，因此，天体间的引力也就大得惊人。 3．三个宇宙速度 航天器在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，叫做第一宇宙速度，其大小为7.9 km/s。 如果航天器的发射速度大于7.9 km/s,而小于11.2km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆，而是椭圆。当航天器的发射速度大于11.2km/s时，航天器就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造行星，这个速度叫做第二宇宙速度。 达到第二宇宙速度的物体还受到太阳引力的束缚，要想使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去，必须使它的发射速度大于16.7 km/s,这个速度叫做第三宇宙速度。 4．太阳系 如图所示，我们生活的地球，只是太阳系这个大家族中的一员。地球离太阳约1.5×10⁸km。太阳的直径约是地球的109倍，质量约是地球的33万倍，体积约是地球的130万倍。太阳系的八颗行星中离太阳最远的是海王星，两者相距约4.5×10⁹km。 5．银河系 银河系像一个巨大的旋涡高速旋转着，太阳每隔23亿年绕银河系中心转一圈 在晴朗少云的夜晚，仰望天空，会看到一条白茫茫的光带横卧在天空中，人们称之为银河。这是由3000多亿颗恒星形成的巨大星系，天文学上称之为银河系,如图。太阳只是银河系中普通的一员。 银河系的尺度大约是1.0×10⁵1.y.(光年),相当于9.46×10¹⁷km。 从侧面看，银河系像一个中间厚、边缘薄的扁盘 6．宇宙的尺度 图示 现象 结论 可观测宇宙的尺度 随着射电望远镜的发明和其性能的进一步提高，人们的视野越来越宽广。现在，人们能够观测到的范围达到1.37×10¹⁰1y. 科学家发现，在这个可观测到的范围内，大约有上千亿个星系，每个星系约有1000亿颗恒星。天文学家估计，宇宙间恒星的总数可达10²²个。 地球的直径约为12742 km,月球绕地球的轨道直径约为7.7×10⁵km,从地月系统到可观测宇宙的尺度如图10-4-3所示。这就是目前我们了解到的宇宙范围。 7．天体的演变 太阳 宇宙中的天体(包括太阳)是在不断地运动变化着的，每个恒星都会经历诞生、成长和衰亡的过程。 距今约50亿年前，太阳从一团尘埃气体云中逐渐诞生,现在正是它的壮年时期。 科学家发现，大质量恒星在衰亡的过程中会发生爆炸，爆炸后留下的物质会变成一种天体，它产生的引力能吸引附近的所有物质，连光都无法逃脱。这样的天体叫做黑洞。 黑洞示意图 【典例3-1】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）。 【典例3-2】小明复习时对知识进行梳理，下面四种知识的排序正确的是（ ） A．太阳系行星距离太阳的远近（从近到远）：水星→金星→地球→火星→木星 B．宇宙的结构层次（从小到大）：太阳系→银河系→河外星系→宇宙 C．物质的微观层次结构（从小到大）：夸克→质子（或中子）→原子核→原子→分子 D．大恒星的演化过程：大恒星→红巨星→超新星→中子星（或黑洞） 跟踪训练1 将下列物体按大致尺度从小到大的顺序排列，下列选项正确的是（ ） A．沙粒、原子、长城、银河系、太阳系 B．原子、沙粒、长城、银河系、太阳系 C．沙粒、原子、长城、太阳系、银河系 D．原子、沙粒、长城、太阳系、银河系 跟踪训练2 下列科学家与其对应的科学贡献不正确的是：（ ） A．汤姆生发现了原子核是由质子和中子组成的 B．卢瑟福建立了原子的核式结构模型 C．波兰天文学家哥白尼创立了“日心说” D．牛顿发现光的色散现象 跟踪训练3 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 【能力培优练】 1．宋代王安石诗作《梅花》有云：“遥知不是雪，为有暗香来”中的“有暗香来”。这一现象说明了（ ） A．分子之间有引力 B．分子之间有斥力 C．分子在不停地做无规则运动 D．分子的无规则运动与温度有关 2．19世纪末，科学家用真空管进行放电实验时，发现真空管的阴极能发出一种射线。1897年，英国科学家汤姆孙进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒构成的，这种粒子是（ ） A．中子 B．电子 C．原子 D．分子 3．“墙角数枝梅，凌寒独自开。遥知不是雪，为有暗香来。”这首诗描绘了梅花不惧严寒、傲然独放的情境如图所示。花香能传播到远处的主要原因是（ ） A．分子在不停地运动 B．分子之间存在引力 C．分子之间有间隙 D．分子很小 4．下列关于分子热运动的说法正确的是（ ） A．图甲中，两铅块没有分离，说明铅块之间发生了扩散现象 B．图乙中，注射器中的空气容易被压缩，说明空气分子之间距离很小 C．图丙中，弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力，说明分子间存在引力 D．图丁中，墨水将热水全部浸染的时间比冷水长，说明温度越低，分子运动越剧烈 5．取一个充满空气的气球，将其放入温度为-196℃的液氮中，气球很快变扁平，体积大幅减小．此时，气球内的分子（ ） A．停止了无规则运动 B．无规则运动变得更剧烈 C．之间只存在引力 D．之间仍同时存在引力和斥力 6．在新装修的房屋中经常会闻到刺鼻气味，这是 现象。一般夏季这种现象会更明显，因为温度越 ，分子运动越剧烈。 7．一根长玻璃管装了半管水与半管酒精，混合后总体积变小说明分子间存在 ；物体不能无限被压缩说明分子间存在 ；把墨水滴入热水中比滴入冷水中扩散得快，说明扩散与 有关。 8．如图所示，在炉火上加热食物，开盖的一瞬间，可以观察到锅盖内部出现大量的水珠，这是由于锅内水蒸气 形成的；食物的香气四溢，表明分子做 运动。锅身和锅柄分别用金属和塑胶制成，这主要是利用了金属和塑胶不同的 性。 9．如图所示，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的二氧化氮气体，抽去中间玻璃板后一段时间，观察到空气与二氧化氮混合均匀，这种现象称为扩散现象，由此可以推测出分子是 。（选填“静止的”或“运动的”） 10．小明把装有空气的瓶子和装有红棕色二氧化氮气体的瓶 子口对口放置，中间用玻璃板隔开，按如图甲、乙所示的两种方式放置。已知二氧化氮气体的密度大于空气的密度。 (1)小明演示气体扩散实验时，为使实验更具说服力，应选用装置 （选填“甲”或“乙”）。 (2)如图所示，抽掉装有空气和红棕色二氧化氮气体的两个瓶子中间的玻璃板，一段时间后观察到下面瓶子中的红棕色二氧化氮 （选填“能” 或“不能”）进入到上面的瓶子，若环境温度分别为①0℃ 、②4℃ 、③20℃ ， 则在 （填序号）温度下该实验现象发生得最快。 【链接中考】 1．（2025·宁夏·中考真题）如图甲所示是小华利用某瓶装医用酒精对环境进行消毒的情境，开封前，此瓶装有酒精85g。 (1)计算该酒精的密度； (2)酒精瓶的按压泵如图乙所示，它在结构和使用上涉及许多物理知识。 示例一：喷出酒精后，周围可以闻到酒精气味，这是 现象； 示例二：手指按压处面积做的较大，是为了 。请你再举一例，并用物理知识解释 。 2．（2025·江苏盐城·中考真题）一滴红墨水滴入水中，在下沉过程中向四周散开。一段时间后，整杯水变成红色。下列说法错误的是（ ） A．红墨水下沉表明墨水分子在做无规则运动 B．红墨水散开表明墨水分子在做无规则运动 C．红墨水变淡表明墨水分子在做无规则运动 D．整杯水变红表明水分子间有空隙 3．（2025·江苏徐州·中考真题）将一勺砂糖放入一杯水中，过一会儿砂糖“消失了”。这种现象叫作 ，说明分子在做永不停息的无规则 。如果杯中水的温度更高，那么砂糖“消失”的速度更 。 4．（2025·江苏宿迁·中考真题）如图所示，将两个端面平整的铅块相互紧压，它们会“粘”在一起，主要原因是（ ） A．分子间有吸引力 B．分子间有排斥力 C．分子间有空隙 D．分子直径很小 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $