内容正文:
2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第十章从粒子到宇宙第三节探索更小的微粒》精品讲义
一.学习目标
(
1.
知道分子可再分,了解原子的组成结构,熟记卢瑟福原子核式结构模型的核心内容,明确电子、原子核、质子、中子、夸克的层级组成关系。
2.
梳理人类探索微观粒子的发展历程,掌握微观粒子的带电性质、质量、体积特点,建立微观粒子的层级认知模型。
3.
通过分析
α
粒子散射实验现象,推理原子的内部结构,学会根据实验现象推导物理模型的探究方法。
4.
了解科学家探索微观世界的艰辛历程,认识到人类对微观世界的探索永无止境,树立求真务实、勇于探索的科学精神。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.
原子的核式结构模型:这是本节核心知识点,需精准掌握原子的构成、原子核与核外电子的位置关系、运动特点,以及原子整体呈电中性的原因,是中考基础考点与高频考点。
2.
微观粒子的层级组成与带电规律:清晰掌握分子
→
原子
→
原子核(质子、中子)、核外电子
→
夸克的完整层级,熟记各粒子带电情况、质量和体积的大小关系,是辨析微观粒子题型的关键。
(二)难点
1.
α
粒子散射实验的现象分析与模型推理:无法直接观察原子内部结构,需通过实验现象反向推导原子特点,学生难以理解
“
多数粒子穿过、少数偏转、极少数反弹
”
对应的原子空心、原子核体积极小、质量极大的特点。
2.
微观粒子的易错概念辨析:易混淆质子、中子、电子的带电性质,错误认为原子、原子核、中子均不带电,同时难以区分各粒子的质量、体积占比,是做题主要易错点。
3.
微观探索历程的时序记忆:容易混淆汤姆生、卢瑟福等科学家的发现成果,无法对应人物、实验、科学结论的匹配关系。
)
3. 思维导图
四.课前预习
1.分子是由______构成的,因此______是保持物质化学性质的最小微粒,原子______(选填“可以”或“不可以”)再分。
2.19世纪末,英国物理学家______发现了______,证明原子是可分的,该粒子带______电,质量极小。
3.1911年,物理学家卢瑟福通过______实验,提出了原子的______结构模型,该模型类似______的运动系统。
4.原子是由中心的______和核外高速运动的______组成;原子核带______电,电子带______电,原子整体______(选填“显”或“不显”)电性。
5.原子核体积很______,但几乎集中了原子的全部______;核外电子所占空间体积很______,质量可以忽略不计。
6.原子核是由______和______组成的,其中______带正电,______不带电。
7. 质子和中子统称为______,20世纪60年代,科学家发现质子和中子是由更小的微粒______构成的。
8.微观粒子尺度大小排序:分子>______>原子核>______>中子、质子>______。
五.课堂探秘
探究一:原子的可分性与电子的发现
科学家研究发现,分子是由原子(atom)构成的。例如,一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。那么,原子是否还可以再分呢?
19世纪末,英国物理学家汤姆孙(JosephJohn Thomson,1856一1940)发现了比原子小得多且带负电荷的粒子--电子(electron),从而说明原子也是可分的。
(
【
知识梳理
】
1. 人类对原子的早期认知
在19世纪末之前,科学界普遍认为:原子是构成物质的最小微粒,不可再分。
人们认为分子由原子构成,原子是实心、不可分割的终极粒子,没有更小的内部结构。
2. 电子的发现(原子可分的核心证据)
(1)
发现科学家:英国物理学家 汤姆生
(2)
发现时间:1897年
(3)
发现粒子:电子
(4)
电子基本性质
①
电性:带负电
②
质量:质量极小,远小于原子质量
③
存在普遍性:所有物质的原子中都含有电子
3. 核心实验结论
电子的成功发现,彻底推翻了
“
原子不可再分
”
的传统观点。
明确科学结论:原子不是最小微粒,原子具有内部结构,是可以再分的。
4. 阶段微观粒子层级
物质
→
分子
→
原子(可再分:包含电子)
【
知识点睛
】
(
1
.电子唯一属性:初中阶段微观粒子中,电子是唯一带负电的基础粒子,可作为快速判断题依据。
2.
卢瑟福研究的是原子核结构,不是电子的发现;汤姆生只发现电子,未提出原子核式模型。
3
.分子是保持物质化学性质的最小微粒,原子不是;原子可以再分,不具备化学性质最小性。
4
.因为原子内含带负电的电子,所以原子内部一定还有带正电的结构(为后续原子核学习铺垫),因此原子整体不带电。
)
例1.首先发现电子,从而说明原子可以再分的科学家是( )
A. 卢瑟福 B. 汤姆生 C. 道尔顿 D. 牛顿
例2.关于电子与原子的认识,下列说法正确的是( )
A. 原子是不可再分的最小粒子 B. 电子带正电,质量很大
C. 电子的发现证明原子可以再分 D. 只有金属原子中才含有电子
例3.下列关于人类探索微观世界的说法正确的是( )
A. 在汤姆生发现电子前,人们认为原子可以再分 B. 电子是带负电的微观粒子
C. 原子内部只有电子一种微粒 D. 电子质量接近原子总质量
探究二:α粒子散射实验与原子核式结构模型
1.实验背景
汤姆生发现电子后,无法解释原子的整体电性,卢瑟福为探究原子内部结构,设计了著名的α粒子散射实验。α粒子带正电、质量较大、高速运动。
2.实验现象
(1)绝大多数α粒子直接穿过金箔,传播方向不改变;
(2)少数α粒子穿过金箔后,发生较大角度偏转;
(3)极少数(约1/8000)α粒子被反向弹回。
3. 现象推理(核心探究)
(1)多数粒子直接穿过→原子内部大部分空间是空心的;
(2)少数粒子偏转→原子中心有体积很小、带正电的核心结构,同种电荷相互排斥;
(3)极少数粒子反弹→中心核心质量极大、体积极小,能撞击质量较大的α粒子使其反弹。
4. 卢瑟福原子核式结构模型
(1)原子由原子核和核外电子两部分组成;
(2)原子核位于原子正中心,体积极小、密度极大、质量极大,带正电;
(3)核外电子带负电,在原子核外的广阔空间高速绕核运动;
(4)原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数相等,因此原子整体电中性(不带电)。
(
【
知识梳理
】
(一)实验背景与实验器材
1.实验提出者:卢瑟福(在汤姆生发现电子基础上,探究原子真实内部结构)
2.实验粒子:
α
粒子(氦原子核)
带电性质:带正电
特点:质量大、速度快、穿透力较强
3.实验装置:放射源、金箔(极薄,单层原子排布)、荧光屏、显微镜
(二)
α
粒子散射实验三大现象
1.绝大多数
α
粒子直接穿过金箔,传播方向不变;
2.少数
α
粒子发生较大角度偏转;
3.极少数(约八千分之一)
α
粒子被反向弹回。
(三)实验现象对应推理(核心逻辑)
1.多数粒子顺利穿过
→
原子内部绝大部分空间是空的;
2.少数粒子偏转
→
原子中心存在体积很小、带正电的结构,同种电荷排斥导致偏转;
3.极少数粒子反弹
→
中心结构质量极大、密度极大,可以撞击较重的
α
粒子使其反弹。
) (
(四)卢瑟福原子核式结构模型
1.原子整体结构
原子由原子核和核外高速运动的电子组成。
2.原子核特点
位置:位于原子正中心;
体积:体积极小(仅占原子体积的亿万分之一);
质量:几乎集中原子全部质量;
电性:带正电。
3.核外电子特点
在原子核外广阔空间高速绕核运动;质量极小,可忽略不计;带负电。
4.
原子电性
原子核正电荷总数 = 核外电子负电荷总数
→
原子整体不显电性(电中性)。
(五)模型对比(易错区分)
1.汤姆生
“
枣糕模型
”
(错误):正负电荷均匀分布,原子实心;
2.卢瑟福
“
核式结构模型
”
(正确):中心核、外部空心、电子绕核运动。
【
知识点睛
】
(高频考点+易错总结)
1.必考核心
α
粒子散射实验唯一结论:证明原子空心、有质量集中的正电核心,奠定原子核式结构基础。
2.三大易错点
(1)偏转原因:不是电子阻挡!电子质量太小,无法改变
α
粒子运动轨迹,偏转、反弹均由原子核的斥力和撞击导致;
(2)数量关键词:绝大多数穿过、少数偏转、极少数反弹,考试填空、选择必考精准量词;
(3)质量分布:原子质量
≠
均匀分布,全部集中在原子核,电子无质量贡献。
3.实验考点总结
本实验属于推理实验(无法直接观察原子内部),通过宏观现象推理微观结构,是初中物理重要的科学探究方法。
)
例4.卢瑟福α粒子散射实验中,绝大多数α粒子直接穿过金箔,这一现象说明( )
A. 原子质量均匀分布 B. 原子内部大部分是空的
C. 原子核体积很大 D. 原子核带负电
例5.极少数α粒子被反向弹回,该现象不能说明的是( )
A. 原子核质量很大 B. 原子核体积很小
C. 原子核带正电 D. 原子核由质子和中子构成
例6.下列关于原子核式结构模型说法正确的是( )
A. 电子静止在原子核周围 B. 原子核占据原子大部分体积
C. 原子整体不显电性 D. 原子的质量主要集中在电子上
例7.在α粒子散射实验中:______α粒子直接穿过金箔,说明原子内部大多是空的;______α粒子发生偏转,是因为受到原子核的同种电荷排斥;______α粒子被反弹,说明原子核质量大、体积小。
例8.关于原子结构,下列说法正确的是( )
A. 汤姆生的枣糕模型可以解释α粒子散射现象
B. 原子核式结构模型说明原子是实心球体
C. 电子质量极小,不影响原子整体质量
D. 核外电子运动轨迹固定不变
探究三:原子核的再分与微观粒子层级及探索进展
在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了电子,进而认识到原子是由电子和原子核构成的。后来,人们又发现原子核是由质子(proton)和中子(neutron)构成的,质子带正电,中子不带电。质子和中子统称为核子。20世纪60年代,科学家又提出质子和中子都是由被称为夸克的更小微粒构成的,一系列高能物理实验证实了这一说法的合理性。微观粒子的层次结构示意。
(
【
知识梳理
】
(一)原子的再分(微观粒子逐级拆分)
1.第一层级:分子
→
原子
分子由原子构成,原子是化学变化中的最小微粒,但原子可以再分。
2.第二层级:原子
→
原子核 + 核外电子
(1)
原子核:位于原子中心,带正电,体积极小,集中原子几乎全部质量;
(2)
核外电子:带负电,在核外广阔空间高速绕核运动,质量极小可忽略;
(3)
原子整体:原子核正电荷数=核外电子负电荷数,不显电性。
3.第三层级:原子核
→
质子 + 中子
(1)
质子:带正电,质量较大;
(2)
中子:不带电,质量与质子几乎相等;
(3)
质子和中子统称为核子。
4.第四层级:质子、中子
→
夸克
质子和中子还可再分,由更小的夸克构成。
(二)微观粒子层级(尺度从大到小)
物质
→
分子
→
原子
→
原子核
→
质子、中子
→
夸克
补充:电子尺度介于原子核与夸克之间。
(三)微观粒子带电情况
1.带正电:原子核、质子
2.带负电:电子
3.不带电:原子、分子、中子
(四)人类探索微观粒子的历程
1.道尔顿:最早提出原子不可再分,建立实心原子模型(早期理论);
2.汤姆生:1897年发现电子,证明原子可以再分,提出枣糕模型;
3.卢瑟福:通过
α
粒子散射实验,提出原子核式结构模型;
4.科学家:发现原子核由质子、中子组成;
) (
5.现代:提出夸克模型,质子、中子由夸克构成。
【
知识点睛
】
核心考点
:
(1)
粒子层级排序
:
考试常考尺度大小比较,牢记:分子>原子>原子核>质子/中子>夸克。
(2)
带电性质辨析:原子核带正电;中子不带电;原子整体不带电,但内部有正负电荷。
(3)
科学家对应成果(必考)
①
汤姆生
→
发现电子
②
卢瑟福
→α
粒子散射实验、原子核式结构
2
.易错提醒
(1)原子质量几乎全部集中在原子核,电子质量可忽略;
(2)
α
粒子散射实验不能证明原子核由质子、中子组成;
(3)人类对微观粒子的探索永无止境,模型随科学发展不断完善。
)
例9.下列微观粒子按尺度从大到小排列,正确的是( )
A. 夸克、原子核、原子、分子 B. 分子、原子、原子核、夸克
C. 原子、分子、原子核、夸克 D. 分子、原子核、原子、夸克
例10.下列粒子中,不带电的一组是( )
A. 质子、原子核 B. 电子、中子 C. 原子、中子 D. 原子核、电子
例11.关于微观粒子,下列说法正确的是( )
A. 原子是最小的微粒,不能再分 B. 原子核带负电,电子带正电
C. 原子的质量主要集中在原子核上 D. 中子带正电,质子不带电
六.基础过关
(一).选择题
1.下列关于原子结构的说法,正确的是( )
A. 原子是实心的球体,内部没有空隙 B. 原子核带正电,核外电子带负电
C. 原子的质量主要集中在电子上 D. 中子带电,质子不带电
2.卢瑟福的α粒子散射实验中,极少数α粒子被反弹回来,该现象说明( )
A. 原子内部全部是空心的 B. 原子核体积大、质量小
C. 原子核体积小、质量大 D. 原子内部均匀分布正电荷
3.按照尺度从大到小排序,正确的是( )
A. 原子、分子、原子核、夸克 B. 分子、原子、原子核、夸克
C. 夸克、原子核、原子、分子 D. 分子、原子核、原子、夸克
4.首先发现电子,证明原子可以再分的科学家是( )
A. 卢瑟福 B. 汤姆生 C. 道尔顿 D. 牛顿
5.原子整体不显电性的原因是( )
A. 原子核不带电 B. 电子不带电
C. 原子核正电荷数等于电子负电荷数 D. 中子抵消了电荷
6.下列微观粒子中,不带电的是( )
A. 质子 B. 电子 C. 原子核 D. 中子
7.关于原子核的特点,下列说法正确的是( )
A. 体积很大,质量很小 B. 体积很小,质量极大
C. 体积很大,质量极大 D. 体积很小,质量很小
8.实验和精密仪器使人们发现和证明了很多的微观粒子。1964年,盖尔曼和茨威格为了研究解释强相互作用,分别独立地提出了夸克模型,指出夸克可以构成质子和中子。请结合你所学过的知识,判断下列微观粒子中空间尺度最大的是( )
A.氮原子 B.氮气分子 C.核外电子 D.质子
9.如图所示,“好奇号”火星车成功登陆火星。科学家发现:太空中的某些带电粒子会对探测器产生影响。下列粒子因不带电,不影响探测器的是( )
A.原子核 B.电子 C.质子 D.中子
10.在科学探索更小微粒的过程中,下列仪器能帮助观察微观结构的是( )
A. 天文望远镜 B. 显微镜 C. 汽车后视镜 D. 潜望镜
11.1911年,物理学家卢瑟福等人用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的α粒子轰击金箔,实验发现①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向;②一小部分α粒子改变了原来的运动方向;③有极少数α粒子被弹了回来,由此实验结果基础上推出关于原子内部结构的一些假设不合理的是( )
A.原子中心有个体积很小的原子核
B.原子内部有相对较大的空间
C.带负电的电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动
D.原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上
12.如图所示,是中国科技馆“探索与发现”展厅的卢瑟福α粒子散射实验装置,由实验现象可以推断,原子内大部分体积是空的,大部分质量和正电荷集中在很小的原子核上.下列关于原子说法正确的是 ( )
A.原子核带负电、体积很小 B.原子核带正电、体积很小
C.原子核和核外电子都不带电 D.原子核带正电,核外电子不带电
13.二十世纪初科学家先后提出了如图(a)、(b)、(c)所示的三种原子模型,依照提出时间的顺序正确的排列为
A.①②③ B.③②① C.②①③ D.③①②
14.如图所示,关于原子和原子核的组成,下列说法中正确的是( )
A.原子是由原子核、质子和电子组成的 B.原子核是最小的微粒,不能再分
C.原子核是由质子和中子组成的 D.原子核是由质子和电子组成的
15.如图各个选项中正确描述物质结构的是( )
16.下列关于微观粒子的说法,符合科学发展实际的是( )
A. 固体分子间只有引力没有斥力
B. 原子核由质子和电子组成
C. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是因为得到质子
D. 纳米技术是在微观尺度下对物质进行操作
(二).填空题
17.在物理课堂学习探索微观粒子时,我们知道原子是由______和核外电子构成的,原子核由质子和______构成,其中带负电的微观粒子是______。
18.“中国天眼”FAST助力科学家探索宇宙微观奥秘,质子带______电,中子______(选填“带正”“带负”或“不带”)电,原子核整体带______电。
19.诗句“一花一世界,一叶一菩提”蕴含微观哲学,比原子更小的微粒有质子、中子、______;电子围绕______高速运动;夸克是组成______和中子的更小微粒。
20.在微观粒子尺度排序中,从大到小:原子>______>质子>______;其中质量最小的常见粒子是______。
21.我国高能粒子对撞机可拆分微观粒子,原子呈电中性,是因为原子核所带______电荷总量与核外电子所带______电荷总量相等;中子数______(选填“一定”或“不一定”)等于质子数。
22.如图所示是用来说明原子内部结构的示意图.由图可知:原子是由原子核和__________组成的,原子核又是由中子和________组成的.这个模型是物理学家________建立的类似行星绕日的核式结构模型.
23.如图甲所示是锂原子的结构图,从图甲中可以看出锂原子内有 个质子,电子带 (选填:“正”或“负”)电荷,原子的结构类似于太阳系的模型(图乙),那么图甲中的
相当于太阳系中的太阳。
24.在半导体芯片制造工业中,常利用电子束光刻技术雕刻微小电路结构。电子是原子结构中的______(填粒子名称),其质量远______(填“大于”或“小于”)原子核质量;芯片的核心材料硅原子由原子核和核外电子构成,原子核由带正电的_____和不带电的中子组成。
25.在金属冶炼工业中,研究人员通过分析原子结构优化冶炼工艺。铁原子在化学反应中易失去电子,这些电子在原子中围绕______高速运动;若将铁原子进一步拆分,可得到质子、中子和电子,其中质子和中子由更小的______构成;冶炼过程中利用高温使金属原子间距变大,这说明温度能影响______间的作用力。
26.在纳米材料工业生产中,科学家通过操纵单个原子制造特殊材料。原子是保持物质______性质的最小微粒(化学变化前),而在核反应中可改变的是原子的______结构;制造纳米涂层时,需控制粒子尺度在______(填数量级单位)范围,以获得特殊性能。
(三).解答题
27、作图题
(1)卢瑟福通过α粒子散射实验,发现了原子中间有一个很小的核,并由此提出了原子的核式结构模型.右面平面示意图中的四条线表示α粒子(相当于氦原子核)
运动的可能轨迹,在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹.
(2)如图所示,虚线表示氢原子核外电子的运动轨道.请在此图上完成氢原子的核式结构模型示意图.要求:标明原子核、电子的电性.
28.在探索微观世界的道路上,电子的发现是一个重要的里程碑。19世纪末,英国物理学家汤姆生进行了一系列阴极射线实验。请根据所学知识,完成下列填空:
(1)汤姆生在研究阴极射线时,利用 ____ (填仪器名称)来观察阴极射线的轨迹。他发现阴极射线在电场和磁场中会发生偏转,这表明阴极射线是由 ____ (选填“带电”或“不带电”)的粒子组成。
(2)汤姆生通过实验进一步测定了阴极射线粒子的 ____ ,发现该粒子的 ____ 比氢原子小得多,这意味着它是一种比原子更小的粒子,汤姆生将其命名为 ____ 。
(3)电子的发现打破了原子不可再分的传统观念,说明原子 ____ 。
(4)后续科学家研究发现,原子是由位于中心的 ____ 和核外 ____ 组成,原子核又是由 ____ 和 ____ 组成,其中质子带 ____ 电,中子 ____ 电。
29.课堂上老师带领同学们开展微观粒子探究实验,结合人类探索微观粒子的科学历程,完成下列问题:
(1)在微观粒子层级中,物质由分子、原子构成,原子是由________和________构成的。
(2)物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了原子________结构模型,推翻了汤姆生的________模型。
(3)下列关于原子结构的认识,符合科学史实的是( )
A. 原子内部全部是实心的粒子,无空隙 B. 原子核的体积占据原子绝大部分体积
C. 原子核带正电,核外电子带负电 D. 电子静止固定在原子内部特定位置
(4)原子核由质子和________构成,其中带正电的粒子是________。
(5)在探究微观粒子的学习中,下列粒子尺度最小的是( )
A. 原子 B. 原子核 C. 质子 D. 分子
30.2026年我国新一代微观粒子探测装置完成升级,可精准捕捉原子核内部粒子运动规律,助力微观物理研究,根据微观粒子相关知识作答:
(1)质子、中子、电子三种粒子中,不带电的是________,质量几乎可忽略不计的是________。
(2)科学家利用粒子加速器轰击原子核,可将原子核拆分,说明原子核内部的粒子之间存在________,且粒子具有________。
(3)下列微观粒子中,不属于构成原子的基本粒子的是( )
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 夸克
(4)现代物理学研究发现,质子和中子仍然可以再分,它们是由________构成的,这是目前人类发现的________层级微观粒子。
(5)关于微观粒子的可分性,下列说法正确的是( )
A. 原子不可再分,是最小粒子 B. 原子核不可再分
C. 微观粒子可以无限细分 D. 夸克是目前已知的最小微观粒子
31.阅读短文,回答问题。
探秘“超级显微镜”——中国散裂中子源
中国散裂中子源(CSNS)是研究微观世界的“超级显微镜”,它利用中子散射技术探索物质的微观结构。原子由居于中心的原子核和核外电子构成,而原子核一般由质子和中子组成。当一束中子流轰击样品时,中子与样品中的原子发生相互作用产生散射现象。不同元素的原子核对中子的散射能力不同,通过测量散射中子的方向、能量等信息,科学家就能像搭积木一样,“拼凑”出样品内部的原子排列、运动规律等微观结构信息。CSNS在材料科学、生命科学等领域有着广泛应用,比如帮助科学家研究锂电池电极材料内部原子结构,从而改进电池性能。
(1)原子是由原子核和核外______构成,原子核由质子和______组成。
(2)中国散裂中子源利用的是中子的______技术来探索物质微观结构。
A. 反射 B. 折射 C. 散射 D. 衍射
(3)关于中国散裂中子源,下列说法错误的是( )
A. 它可以被称为“超级显微镜” B. 只能用于研究材料科学
C. 利用中子与样品作用产生的散射信息研究物质 D. 有助于改进锂电池电极材料性能
(4)当用中子流轰击样品时,科学家通过测量散射中子的______、______等信息来研究样品微观结构。
(5)不同元素的原子核对中子的散射能力不同,这是因为( )
A. 原子大小不同 B. 原子质量不同
C. 原子核的组成和结构不同 D. 核外电子数不同
七.知识清单
1.人类对微观世界的探索层级:物质由_______、_______组成。
2.原子是由位于中心的_______和绕核高速运动的_______组成。
3.原子核带_______电,核外电子带_______电。
4.原子整体呈_______性,原因是原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数_______。
5.原子核的体积很_______,但质量几乎占据原子的_______质量。
6.电子的质量非常_______,在原子质量计算中通常可以忽略不计。
7.原子核是由_______和_______两种微粒组成的。
8.在原子核的组成微粒中,_______带正电,_______不带电。
9.质子和中子统称为_______,二者依靠强大的核力紧密结合在一起。
10.普通氢原子的原子核内只有_______,没有_______,这是特殊原子结构。
11.现代物理研究表明,质子和中子仍然可以再分,它们是由更微小的_______组成的。
12.目前人类科学研究中,_______是已知构成微观物质的最小基本单元之一。
13.汤姆生最早发现了_______,证明原子是_______(可分/不可分)的。
14.卢瑟福通过著名的_______实验,提出了原子_______结构模型。
15.汤姆生提出的原子模型被称为_______模型,该模型后来被实验推翻。
16.微观粒子尺度大小关系:分子>_______>_______>质子、中子>夸克。
17.保持物质化学性质的最小微粒是_______,化学变化中_______不可再分。
18.带电情况总结:电子带_______、质子带_______、中子不带电。
19.原子内部绝大部分空间是_______(实心/空隙)。
20.微观粒子的探索过程说明:物质是_______的,微观粒子可以不断被_______。
八.强化提优
(一)选择题
1.人类对微观粒子的探索从未停止,下列发现的先后顺序正确的是( )
①发现电子 ②建立原子核式模型 ③发现夸克
A. ①②③ B. ②①③ C. ①③② D. ③①②
2.在原子中,绕原子核高速运动的粒子是( )
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 夸克
3.下列关于微观粒子质量和体积的比较,错误的是( )
A. 原子体积大于原子核 B. 质子质量大于电子
C. 中子质量远大于质子 D. 原子核体积远小于原子
4.卢瑟福α粒子散射实验不能说明的是( )
A. 原子内部是空心的 B. 原子核带正电
C. 原子核质量很大 D. 原子核由质子和中子组成
5.按人类发现原子结构的历史顺序对以下四种原子型进行排序,正确的是( )
①不可再分的颗粒 ②葡萄干蛋糕模型 ③电子云模型 ④行星模型
A. ①②③④ B.③④②① C.①②④③ D.③②①④
6.原子的中心是原子核,周围有电子绕核运动,下图是四种原于的结构示意图。请根据下图,你认为下列说法正确的是( )
A.原子的电子数和中子数相等
B.所有原子核的中子数与质子数一定相等
C.所有的原子都一定是由电子、质子、中子组成
D.原子的原子核所带的电总量,与核外电子所带的电荷总量相等
7.在探索更小微粒的历程中,科学家发现物质是由分子组成,分子由原子组成。原子的结构与太阳系十分相似,它的中心是原子核,周围有一定数目的( )在绕核运动。
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 夸克
8.随着科学发展,人类对微观世界认识不断深入。下列微粒按空间尺度从大到小排列正确的是( )
A. 分子、原子核、夸克、质子 B. 分子、原子核、质子、夸克
C. 夸克、质子、原子核、分子 D. 质子、夸克、原子核、分子
9.科学家通过对加速器中粒子碰撞实验的研究,进一步探索微观粒子结构。下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电现象说明质子可以转移 B. 电子的发现说明原子核可再分
C. 中子不带电,质子带负电 D. 夸克是目前发现的最小微粒之一
10.随着科学发展,人类对微观粒子的研究推动了技术进步。关于微观粒子,下列说法错误的是( )
A. 电子带负电
B. 原子是由质子和中子组成的
C. 半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间
D. 纳米材料在力学、磁学等方面有特殊性能
11.如图所示是锂(Li)原子结构示意图,下列说法正确的是( )
A.锂原子由质子和中子组成 B.锂原子由带正电的原子核和核外带负电的电子组成
C.锂原子失去电子后带负电 D.锂原子的质子数是电子数的两倍,所以锂原子带正电
12.在如图所示的某原子结构模型示意图中,a、b、c是构成该原子的三种不同粒子,能得出的正确结论是( )
A.a和c数量不相等 B.b决定原子种类
C.质量集中在c上 D.a和c之间存在吸引力
13.在近代原子学说的发展过程中,有下列观点:①物质都是由原子构成的;②原子是实心球体;③正电荷均匀分布在整个原子内.1911年卢瑟福用带正电的α粒子轰击原子,发现多数α粒子穿过后仍保持原来的运动方向,但有极少数α粒子发生了较大角度的偏转,如图所示.分析实验结果,可以否定上述观点中的( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
14. 自从汤姆逊发现了电子,人们开始研究原子内部结构.科学家提出了许多原子结构的模型,在二十世纪上半叶,最为大家接受的原子结构与图中哪个图形最相似( )
A. 西红柿 B. 西瓜 C. 面包 D. 太阳系
15.物质是由大量分子、原子构成的,如图所示是原子内部结构的示意图,下列选项中,按尺度从大到小排序的是( )
A.原子夸克原子核 B.电子原子原子核 C.原子原子核夸克 D.夸克原子核原子
16.原子的中心是原子核,周围有电子绕核运动,图中是四种原子的结构示意图,由图中信息可知( )
A.质子和电子带同种电荷 B.所有原子核的中子数与质子数相等
C.中性原子的电子数与质子数相等 D.所有的原子都是由电子、质子、中子组成
(二)填空题
17.我国在粒子物理研究方面不断取得突破。科学家在对加速器实验数据研究时发现,原子是由居于原子中心的______和核外绕核高速运动的______组成,其中原子核又是由带正电的______和不带电的中子组成 。
18.随着我国科研实力提升,对微观粒子研究更深入。在探索比分子更小粒子过程中,首先发现了______,从而揭示原子是可分的;后来又发现质子和中子也不是最小微粒,它们是由______组成,而摩擦起电的实质就是______的转移。
19.我国在先进探测技术助力下探索微观世界。物质由分子组成,分子直径非常小,其尺度数量级约为______m。进一步研究发现分子由原子构成,原子中原子核所带______电与核外电子所带______电数量相等,所以原子呈电中性。
【答案】:10-10 ;正;负
【解析】:分子直径很小,尺度数量级是10-10m ;原子核带正电,电子带负电,且原子中两者电荷量相等,整体呈电中性。
20.我国科学家借助高分辨率显微镜等设备探索更小微粒。已知质子和中子质量几乎相等,都比电子质量大得多,质子带______(选填“正”或“负”)电,若一个物体得到电子,则该物体带______(选填“正”或“负”)电,电子是比______(选填“分子”“原子”或“原子核”)更小的微粒。
21.科学家对原子的结构进行猜想,提出了多种模型.在图示的A、B两种模型中,___(选填“A”或“B”)是卢瑟福提出的原子模型.原子的中心是_______,周围有________绕其运动.
22.“天地万物,本于微末”,电子______(选填“可以”或“不可以”)再分;质子由______构成;原子核______(选填“可以”或“不可以”)再分。
23.不带电的微观粒子有中子和______;带正电的是______;带负电的是______。
【答案】:原子;质子;电子
【解析】:原子整体不带电,中子不带电;质子带正电,电子带负电。
24.航天探测器探测宇宙粒子,卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子______模型;该模型中______体积很小;______在核外运动。
25.“尘埃虽微,内含乾坤”,1个原子中,质子数______(选填“等于”“大于”或“小于”)电子数;质子和中子依靠______力结合;夸克目前______(选填“能”或“不能”)直接观测。
26.探索微观粒子的顺序:原子→______→质子/中子→______;其中______是目前已知最小的基本粒子之一。
(三)解答题
27.在探索微观世界的进程中,α粒子散射实验具有极其重要的意义。图甲展示了α粒子散射实验装置,图乙是基于该实验提出的原子结构模型。请依据所学知识,完成以下填空:
(1)图甲的α粒子散射实验中,实验装置要放在 ____ 环境中,这是为了 ____ 。
(2)实验中,大多数α粒子能穿过金箔后仍沿原来方向前进,这说明原子内部 ____ 。
(3)少数α粒子发生较大角度的偏转,极少数α粒子的偏转角度超过90°,有的甚至几乎达到180°被反向弹回,这表明原子中心有一个 ____ 、 ____ 的原子核 。
(4)基于该实验,科学家提出了图乙所示的原子的核式结构模型,原子是由位于中心的 ____ 和核外 ____ 组成 。
28.在探索微观世界的历程中,科学家们不断深入研究物质的组成结构。图甲展示了α粒子散射实验装置示意图,图乙是原子的核式结构模型。请根据所学知识完成下列填空:
(1)α粒子散射实验中,大多数α粒子能穿过金箔后仍沿原来方向前进,这表明原子内部 ____ 。
(2)少数α粒子发生了较大角度的偏转,极少数α粒子的偏转角度超过了90°,有的甚至几乎达到180°被反向弹回,这说明原子的中心有一个 ____ 、 ____ 的核。
(3)根据图乙的原子的核式结构模型,原子是由位于中心的 ____ 和核外 ____ 组成。
(4)原子核是由 ____ 和 ____ 组成,其中 ____ 带正电, ____ 不带电 。
(5)科学家们发现质子和中子都是由被称为 ____ 的更小粒子组成。
29..古人诗词蕴含朴素的物质观,结合现代微观粒子知识,解读诗句中的物理规律,完成习题:
(1)“暗香浮动月黄昏”描绘花香扩散现象,从微观角度说明分子在永不停息地________,同时证明微观粒子之间存在________。
(2)物质的微观构成决定宏观性质,固态物质分子排列紧密,粒子间________大,因此固态物质具有固定的________和体积。
(3)诗句“千锤万凿出深山”,石灰石被敲碎的过程中,发生变化的是( )
A. 原子种类 B. 分子结构 C. 物质宏观形态 D. 粒子内部结构
(4)微观粒子尺度极小,肉眼无法直接观察,原子的直径数量级为________m,而夸克的尺度远________原子尺度。
(5)下列诗词现象,不能用微观粒子运动解释的是( )
A. 满架蔷薇一院香 B. 春风十里花香路 C. 飞流直下三千尺 D. 稻花香里说丰年
30.结合人类探索微观世界的完整科学历程,融合日常物理认知,完成下列综合习题:
(1)原子整体呈电中性,是因为原子核所带________电荷数,与核外电子所带________电荷数大小相等。
(2)在质子、中子、电子、夸克四种粒子中,不带电的粒子是________,尺度最大的基本粒子是________。
(3)人类探索微观粒子的先后顺序正确的是( )
A. 原子→原子核→质子中子→夸克 B. 原子核→原子→质子中子→夸克
C. 原子→质子中子→原子核→夸克 D. 夸克→质子中子→原子核→原子
(4)物理研究中常建立物理模型,原子核式模型中,________质量极大,________质量极小且高速运动。
(5)下列关于微观粒子的说法错误的是( )
A. 所有原子的原子核内都有质子 B. 部分氢原子原子核内无中子
C. 电子的数量决定原子核的质量 D. 原子核的质量几乎等于原子的总质量
31.阅读短文,回答问题。
从诗文感知粒子,以科技探索微观世界
从古至今,人类从未停止对物质本源的探索。古代文人墨客在诗词中留下了对物质运动的朴素观察,“幽兰生谷香生径,方竹满山绿满溪”,山谷中的幽兰香气能够飘散至整条山路,无需外力推动便可满屋飘香,这一生活中常见的现象,暗藏微观粒子的运动规律,也为现代微观物理学研究提供了朴素的认知启发。在初中物理课堂的探究学习中,我们通过实验认知了物质的基本构成,随着现代科技飞速发展,我国微观粒子探测技术持续突破,新一代桌面型粒子探测仪走进中小学科普课堂,让学生能够直观观测微观粒子的结构特点。
科学研究历程层层递进,最初科学家认为原子是构成物质的最小微粒、不可再分。直至物理学家汤姆生在实验中发现了电子,彻底打破了这一认知,证明原子具有复杂的内部结构且可以再分。后续卢瑟福开展经典的α粒子散射实验,通过大量实验现象分析,推翻了汤姆生的枣糕原子模型,建立了被学界公认的原子核式结构模型。该模型明确,原子内部绝大部分是空隙,中心存在体积极小、质量极大的原子核,核外有电子高速运动。随着科技迭代升级,科学家进一步探测发现,原子核由质子和中子构成,而质子与中子仍不是终极粒子,二者均由更微小的夸克构成。人类对微观粒子的探索永无止境,从宏观诗文现象到微观科技探测,层层揭开了物质世界的神秘面纱。
(1)古诗“幽兰生谷香生径”中花香飘散的现象,从微观角度说明粒子在不停地做________,同时也证明微观粒子之间存在________。
(2)人类探索原子结构的过程中,汤姆生发现了________,证明原子是________(选填“可分”/“不可分”)的。
(3)下列关于卢瑟福原子核式结构模型的说法,正确的是( )
A. 原子内部均匀布满实心粒子,无空隙 B. 原子核占据原子绝大部分体积和质量
C. 原子核带正电,核外电子带负电 D. 电子固定静止在原子内部
(4)在原子微观结构中,原子核由________和________两种粒子组成。
(5)结合现代微观物理研究成果,关于粒子尺度与可分性,下列判断正确的是( )
A. 质子、中子是最小的微观粒子 B. 夸克是目前已知层级最小的微观粒子
C. 原子的质量主要集中在核外电子上 D. 微观粒子不可以继续细分
(
1
)
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2025-2026学年苏科版八年级物理下
《第十章从粒子到宇宙第三节探索更小的微粒》精品讲义
一.学习目标
(
1.
知道分子可再分,了解原子的组成结构,熟记卢瑟福原子核式结构模型的核心内容,明确电子、原子核、质子、中子、夸克的层级组成关系。
2.
梳理人类探索微观粒子的发展历程,掌握微观粒子的带电性质、质量、体积特点,建立微观粒子的层级认知模型。
3.
通过分析
α
粒子散射实验现象,推理原子的内部结构,学会根据实验现象推导物理模型的探究方法。
4.
了解科学家探索微观世界的艰辛历程,认识到人类对微观世界的探索永无止境,树立求真务实、勇于探索的科学精神。
)
二.重点难点
(
(一)重点
1.
原子的核式结构模型:这是本节核心知识点,需精准掌握原子的构成、原子核与核外电子的位置关系、运动特点,以及原子整体呈电中性的原因,是中考基础考点与高频考点。
2.
微观粒子的层级组成与带电规律:清晰掌握分子
→
原子
→
原子核(质子、中子)、核外电子
→
夸克的完整层级,熟记各粒子带电情况、质量和体积的大小关系,是辨析微观粒子题型的关键。
(二)难点
1.
α
粒子散射实验的现象分析与模型推理:无法直接观察原子内部结构,需通过实验现象反向推导原子特点,学生难以理解
“
多数粒子穿过、少数偏转、极少数反弹
”
对应的原子空心、原子核体积极小、质量极大的特点。
2.
微观粒子的易错概念辨析:易混淆质子、中子、电子的带电性质,错误认为原子、原子核、中子均不带电,同时难以区分各粒子的质量、体积占比,是做题主要易错点。
3.
微观探索历程的时序记忆:容易混淆汤姆生、卢瑟福等科学家的发现成果,无法对应人物、实验、科学结论的匹配关系。
)
3. 思维导图
四.课前预习
1.分子是由______构成的,因此______是保持物质化学性质的最小微粒,原子______(选填“可以”或“不可以”)再分。
2.19世纪末,英国物理学家______发现了______,证明原子是可分的,该粒子带______电,质量极小。
3.1911年,物理学家卢瑟福通过______实验,提出了原子的______结构模型,该模型类似______的运动系统。
4.原子是由中心的______和核外高速运动的______组成;原子核带______电,电子带______电,原子整体______(选填“显”或“不显”)电性。
5.原子核体积很______,但几乎集中了原子的全部______;核外电子所占空间体积很______,质量可以忽略不计。
6.原子核是由______和______组成的,其中______带正电,______不带电。
7. 质子和中子统称为______,20世纪60年代,科学家发现质子和中子是由更小的微粒______构成的。
8.微观粒子尺度大小排序:分子>______>原子核>______>中子、质子>______。
【答案】1.原子;分子;可以 2.汤姆生;电子;负 3.α粒子散射;核式;行星绕日
4.原子核;电子;正;负;不显 5.小;质量;大 6.质子;中子;质子;中子 7.核子;夸克 8.原子;电子;夸克
五.课堂探秘
探究一:原子的可分性与电子的发现
科学家研究发现,分子是由原子(atom)构成的。例如,一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。那么,原子是否还可以再分呢?
19世纪末,英国物理学家汤姆孙(JosephJohn Thomson,1856一1940)发现了比原子小得多且带负电荷的粒子--电子(electron),从而说明原子也是可分的。
(
【
知识梳理
】
1. 人类对原子的早期认知
在19世纪末之前,科学界普遍认为:原子是构成物质的最小微粒,不可再分。
人们认为分子由原子构成,原子是实心、不可分割的终极粒子,没有更小的内部结构。
2. 电子的发现(原子可分的核心证据)
(1)
发现科学家:英国物理学家 汤姆生
(2)
发现时间:1897年
(3)
发现粒子:电子
(4)
电子基本性质
①
电性:带负电
②
质量:质量极小,远小于原子质量
③
存在普遍性:所有物质的原子中都含有电子
3. 核心实验结论
电子的成功发现,彻底推翻了
“
原子不可再分
”
的传统观点。
明确科学结论:原子不是最小微粒,原子具有内部结构,是可以再分的。
4. 阶段微观粒子层级
物质
→
分子
→
原子(可再分:包含电子)
【
知识点睛
】
(
1
.电子唯一属性:初中阶段微观粒子中,电子是唯一带负电的基础粒子,可作为快速判断题依据。
2.
卢瑟福研究的是原子核结构,不是电子的发现;汤姆生只发现电子,未提出原子核式模型。
3
.分子是保持物质化学性质的最小微粒,原子不是;原子可以再分,不具备化学性质最小性。
4
.因为原子内含带负电的电子,所以原子内部一定还有带正电的结构(为后续原子核学习铺垫),因此原子整体不带电。
)
例1.首先发现电子,从而说明原子可以再分的科学家是( )
A. 卢瑟福 B. 汤姆生 C. 道尔顿 D. 牛顿
【答案】:B
【解析】:汤姆生于1897年发现电子,证明原子存在内部结构、可以再分;卢瑟福的贡献是α粒子散射实验、提出原子核式结构模型;道尔顿提出近代原子实心模型;牛顿主要研究宏观力学,与微观粒子无关。
例2.关于电子与原子的认识,下列说法正确的是( )
A. 原子是不可再分的最小粒子 B. 电子带正电,质量很大
C. 电子的发现证明原子可以再分 D. 只有金属原子中才含有电子
【答案】:C
【解析】:A错误,电子的发现证明原子可以再分;B错误,电子带负电、质量极小;C正确,是本节核心结论;D错误,所有物质的原子中都含有电子。
例3.下列关于人类探索微观世界的说法正确的是( )
A. 在汤姆生发现电子前,人们认为原子可以再分 B. 电子是带负电的微观粒子
C. 原子内部只有电子一种微粒 D. 电子质量接近原子总质量
【答案】:B
【解析】:A错误,发现电子前,人们认为原子不可再分;B正确,电子固定带负电;C错误,原子除电子外,还有带正电的内部结构;D错误,电子质量极小,占原子质量比例可以忽略。
探究二:α粒子散射实验与原子核式结构模型
1.实验背景
汤姆生发现电子后,无法解释原子的整体电性,卢瑟福为探究原子内部结构,设计了著名的α粒子散射实验。α粒子带正电、质量较大、高速运动。
2.实验现象
(1)绝大多数α粒子直接穿过金箔,传播方向不改变;
(2)少数α粒子穿过金箔后,发生较大角度偏转;
(3)极少数(约1/8000)α粒子被反向弹回。
3. 现象推理(核心探究)
(1)多数粒子直接穿过→原子内部大部分空间是空心的;
(2)少数粒子偏转→原子中心有体积很小、带正电的核心结构,同种电荷相互排斥;
(3)极少数粒子反弹→中心核心质量极大、体积极小,能撞击质量较大的α粒子使其反弹。
4. 卢瑟福原子核式结构模型
(1)原子由原子核和核外电子两部分组成;
(2)原子核位于原子正中心,体积极小、密度极大、质量极大,带正电;
(3)核外电子带负电,在原子核外的广阔空间高速绕核运动;
(4)原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数相等,因此原子整体电中性(不带电)。
(
【
知识梳理
】
(一)实验背景与实验器材
1.实验提出者:卢瑟福(在汤姆生发现电子基础上,探究原子真实内部结构)
2.实验粒子:
α
粒子(氦原子核)
带电性质:带正电
) (
特点:质量大、速度快、穿透力较强
3.实验装置:放射源、金箔(极薄,单层原子排布)、荧光屏、显微镜
(二)
α
粒子散射实验三大现象
1.绝大多数
α
粒子直接穿过金箔,传播方向不变;
2.少数
α
粒子发生较大角度偏转;
3.极少数(约八千分之一)
α
粒子被反向弹回。
(三)实验现象对应推理(核心逻辑)
1.多数粒子顺利穿过
→
原子内部绝大部分空间是空的;
2.少数粒子偏转
→
原子中心存在体积很小、带正电的结构,同种电荷排斥导致偏转;
3.极少数粒子反弹
→
中心结构质量极大、密度极大,可以撞击较重的
α
粒子使其反弹。
(四)卢瑟福原子核式结构模型
1.原子整体结构
原子由原子核和核外高速运动的电子组成。
2.原子核特点
位置:位于原子正中心;
体积:体积极小(仅占原子体积的亿万分之一);
质量:几乎集中原子全部质量;
电性:带正电。
3.核外电子特点
在原子核外广阔空间高速绕核运动;质量极小,可忽略不计;带负电。
4.
原子电性
原子核正电荷总数 = 核外电子负电荷总数
→
原子整体不显电性(电中性)。
(五)模型对比(易错区分)
1.汤姆生
“
枣糕模型
”
(错误):正负电荷均匀分布,原子实心;
2.卢瑟福
“
核式结构模型
”
(正确):中心核、外部空心、电子绕核运动。
【
知识点睛
】
(高频考点+易错总结)
1.必考核心
α
粒子散射实验唯一结论:证明原子空心、有质量集中的正电核心,奠定原子核式结构基础。
2.三大易错点
(1)偏转原因:不是电子阻挡!电子质量太小,无法改变
α
粒子运动轨迹,偏转、反弹均由原子核的斥力和撞击导致;
(2)数量关键词:绝大多数穿过、少数偏转、极少数反弹,考试填空、选择必考精准量词;
(3)质量分布:原子质量
≠
均匀分布,全部集中在原子核,电子无质量贡献。
3.实验考点总结
本实验属于推理实验(无法直接观察原子内部),通过宏观现象推理微观结构,是初中物理重要的科学探究方法。
)
例4.卢瑟福α粒子散射实验中,绝大多数α粒子直接穿过金箔,这一现象说明( )
A. 原子质量均匀分布 B. 原子内部大部分是空的
C. 原子核体积很大 D. 原子核带负电
【答案】:B
【解析】:绝大多数粒子不受阻挡直接穿过,证明原子内部绝大部分空间为空;A错误,原子质量集中在原子核;C错误,原子核体积极小;D错误,原子核带正电。
例5.极少数α粒子被反向弹回,该现象不能说明的是( )
A. 原子核质量很大 B. 原子核体积很小
C. 原子核带正电 D. 原子核由质子和中子构成
【答案】:D
【解析】:粒子反弹说明遇到质量大、体积小、同种电荷(正电)的原子核;α粒子散射实验只能推出核式结构,无法证明原子核的内部组成,质子、中子是后续实验发现的结论。
例6.下列关于原子核式结构模型说法正确的是( )
A. 电子静止在原子核周围 B. 原子核占据原子大部分体积
C. 原子整体不显电性 D. 原子的质量主要集中在电子上
【答案】:C
【解析】:A错误,电子高速绕核运动;B错误,原子核体积极小;C正确,正负电荷数量相等,原子电中性;D错误,原子质量集中在原子核。
例7.在α粒子散射实验中:______α粒子直接穿过金箔,说明原子内部大多是空的;______α粒子发生偏转,是因为受到原子核的同种电荷排斥;______α粒子被反弹,说明原子核质量大、体积小。
【答案】:绝大多数;少数;极少数
【解析】:本题考查实验标准定量描述,是本章填空必考固定表述,三个量词不可混用、替换。
例8.关于原子结构,下列说法正确的是( )
A. 汤姆生的枣糕模型可以解释α粒子散射现象
B. 原子核式结构模型说明原子是实心球体
C. 电子质量极小,不影响原子整体质量
D. 核外电子运动轨迹固定不变
【答案】:C
【解析】:A错误,枣糕模型为实心结构,无法解释粒子反弹、偏转现象;B错误,原子内部绝大部分空心;C正确,电子质量可忽略,原子质量集中在原子核;D错误,电子绕核无固定轨迹,做高速无规则运动。
探究三:原子核的再分与微观粒子层级及探索进展
在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了电子,进而认识到原子是由电子和原子核构成的。后来,人们又发现原子核是由质子(proton)和中子(neutron)构成的,质子带正电,中子不带电。质子和中子统称为核子。20世纪60年代,科学家又提出质子和中子都是由被称为夸克的更小微粒构成的,一系列高能物理实验证实了这一说法的合理性。微观粒子的层次结构示意。
(
【
知识梳理
】
(一)原子的再分(微观粒子逐级拆分)
1.第一层级:分子
→
原子
分子由原子构成,原子是化学变化中的最小微粒,但原子可以再分。
2.第二层级:原子
→
原子核 + 核外电子
(1)
原子核:位于原子中心,带正电,体积极小,集中原子几乎全部质量;
(2)
核外电子:带负电,在核外广阔空间高速绕核运动,质量极小可忽略;
(3)
原子整体:原子核正电荷数=核外电子负电荷数,不显电性。
3.第三层级:原子核
→
质子 + 中子
(1)
质子:带正电,质量较大;
(2)
中子:不带电,质量与质子几乎相等;
(3)
质子和中子统称为核子。
4.第四层级:质子、中子
→
夸克
质子和中子还可再分,由更小的夸克构成。
(二)微观粒子层级(尺度从大到小)
物质
→
分子
→
原子
→
原子核
→
质子、中子
→
夸克
补充:电子尺度介于原子核与夸克之间。
(三)微观粒子带电情况
1.带正电:原子核、质子
2.带负电:电子
3.不带电:原子、分子、中子
(四)人类探索微观粒子的历程
1.道尔顿:最早提出原子不可再分,建立实心原子模型(早期理论);
2.汤姆生:1897年发现电子,证明原子可以再分,提出枣糕模型;
3.卢瑟福:通过
α
粒子散射实验,提出原子核式结构模型;
4.科学家:发现原子核由质子、中子组成;
5.现代:提出夸克模型,质子、中子由夸克构成。
【
知识点睛
】
核心考点
:
(1)
粒子层级排序
:
考试常考尺度大小比较,牢记:分子>原子>原子核>质子/中子>夸克。
(2)
带电性质辨析:原子核带正电;中子不带电;原子整体不带电,但内部有正负电荷。
(3)
科学家对应成果(必考)
①
汤姆生
→
发现电子
②
卢瑟福
→α
粒子散射实验、原子核式结构
2
.易错提醒
(1)原子质量几乎全部集中在原子核,电子质量可忽略;
(2)
α
粒子散射实验不能证明原子核由质子、中子组成;
(3)人类对微观粒子的探索永无止境,模型随科学发展不断完善。
)
例9.下列微观粒子按尺度从大到小排列,正确的是( )
A. 夸克、原子核、原子、分子 B. 分子、原子、原子核、夸克
C. 原子、分子、原子核、夸克 D. 分子、原子核、原子、夸克
【答案】:B
【解析】:微观粒子尺度规律:分子>原子>原子核>质子、中子>夸克,因此选B。
例10.下列粒子中,不带电的一组是( )
A. 质子、原子核 B. 电子、中子 C. 原子、中子 D. 原子核、电子
【答案】:C
【解析】:质子、原子核带正电;电子带负电;原子正负电荷抵消不带电,中子本身不带电,故选C。
例11.关于微观粒子,下列说法正确的是( )
A. 原子是最小的微粒,不能再分 B. 原子核带负电,电子带正电
C. 原子的质量主要集中在原子核上 D. 中子带正电,质子不带电
【答案】:C
【解析】:A错误,原子可再分;B错误,原子核带正电,电子带负电;C正确,电子质量可忽略;D错误,质子带正电,中子不带电。
六.基础过关
(一).选择题
1.下列关于原子结构的说法,正确的是( )
A. 原子是实心的球体,内部没有空隙 B. 原子核带正电,核外电子带负电
C. 原子的质量主要集中在电子上 D. 中子带电,质子不带电
【答案】:B
【解析】:A错误,原子内部大部分空间是空心的,并非实心球体;B正确,原子核带正电,核外高速运动的电子带负电;C错误,电子质量极小,原子质量几乎全部集中在原子核上;D错误,质子带正电,中子不带电。
2.卢瑟福的α粒子散射实验中,极少数α粒子被反弹回来,该现象说明( )
A. 原子内部全部是空心的 B. 原子核体积大、质量小
C. 原子核体积小、质量大 D. 原子内部均匀分布正电荷
【答案】:C
【解析】:绝大多数粒子穿过说明原子大部分空心;极少数粒子反弹,说明遇到了体积极小、质量极大、带正电的物体,即原子核。A表述绝对化错误;B、D与实验结论相反,C正确。
3.按照尺度从大到小排序,正确的是( )
A. 原子、分子、原子核、夸克 B. 分子、原子、原子核、夸克
C. 夸克、原子核、原子、分子 D. 分子、原子核、原子、夸克
【答案】:B
【解析】:微观粒子标准尺度层级:分子>原子>原子核>质子/中子>夸克,因此B选项排序正确。
4.首先发现电子,证明原子可以再分的科学家是( )
A. 卢瑟福 B. 汤姆生 C. 道尔顿 D. 牛顿
【答案】:B
【解析】:汤姆生发现电子,打破原子不可再分的认知;卢瑟福建立原子核式模型,道尔顿提出实心原子模型,牛顿主要研究宏观力学。
5.原子整体不显电性的原因是( )
A. 原子核不带电 B. 电子不带电
C. 原子核正电荷数等于电子负电荷数 D. 中子抵消了电荷
【答案】:C
【解析】:原子核带正电,电子带负电,二者电荷数量相等、电性相反,相互抵消,因此原子整体呈电中性。
6.下列微观粒子中,不带电的是( )
A. 质子 B. 电子 C. 原子核 D. 中子
【答案】:D
【解析】:质子、原子核带正电,电子带负电,中子是唯一不带电的核内基本粒子。
7.关于原子核的特点,下列说法正确的是( )
A. 体积很大,质量很小 B. 体积很小,质量极大
C. 体积很大,质量极大 D. 体积很小,质量很小
【答案】:B
【解析】:原子核占据原子极小的空间体积,但集中了原子几乎全部的质量,密度极大。
8.实验和精密仪器使人们发现和证明了很多的微观粒子。1964年,盖尔曼和茨威格为了研究解释强相互作用,分别独立地提出了夸克模型,指出夸克可以构成质子和中子。请结合你所学过的知识,判断下列微观粒子中空间尺度最大的是( )
A.氮原子 B.氮气分子 C.核外电子 D.质子
【答案】B
【解析】由于氮气由氮气分子组成,氮气分子由氮原子组成,原子由原子核和核外电子组成,原子核内有质子和中子,所以空间尺度最大的是氮气分子,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9.如图所示,“好奇号”火星车成功登陆火星。科学家发现:太空中的某些带电粒子会对探测器产生影响。下列粒子因不带电,不影响探测器的是( )
A.原子核 B.电子 C.质子 D.中子
【答案】D
【解析】在原子中,质子带正电,电子带负电,而中子不带电;原子核是由质子和中子组成,所以原子核带正电;由此可知,粒子中不带电的是中子。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10.在科学探索更小微粒的过程中,下列仪器能帮助观察微观结构的是( )
A. 天文望远镜 B. 显微镜 C. 汽车后视镜 D. 潜望镜
【答案】:B
【解析】:天文望远镜用于观察天体,A错误;显微镜可放大微小物体,帮助观察微观结构,B正确;汽车后视镜是凸面镜,起扩大视野作用,C错误;潜望镜利用光的反射改变光路,D错误。
11.1911年,物理学家卢瑟福等人用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的α粒子轰击金箔,实验发现①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向;②一小部分α粒子改变了原来的运动方向;③有极少数α粒子被弹了回来,由此实验结果基础上推出关于原子内部结构的一些假设不合理的是( )
A.原子中心有个体积很小的原子核
B.原子内部有相对较大的空间
C.带负电的电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动
D.原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上
【答案】C
【解析】A.有极少数α粒子被弹了回来,说明金原子中有体积很小,质量大的原子核,故A正确,A不符合题意;B.大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向;说明金原子中有一个很大的空间,原子不是一个实心球体,故B正确,B不符合题意;C.该实验的三种现象根本不能说明核外电子所带电荷以及运动轨道情况,故C错误,C符合题意;D.一小部分α粒子改变了原来的运动方向;说明原子内有含有带正电荷的微粒;有极少数α粒子被弹了回来,说明金原子中有体积很小,质量大的原子核,故D正确,D不符合题意。故选C。
12.如图所示,是中国科技馆“探索与发现”展厅的卢瑟福α粒子散射实验装置,由实验现象可以推断,原子内大部分体积是空的,大部分质量和正电荷集中在很小的原子核上.下列关于原子说法正确的是 ( )
A.原子核带负电、体积很小 B.原子核带正电、体积很小
C.原子核和核外电子都不带电 D.原子核带正电,核外电子不带电
【答案】B
【解析】根据α粒子散射实验的结论:原子核带正电、体积很小、质量很大,核外电子带负电。A选项:原子核带负电 → 错误B选项:原子核带正电、体积很小 → 正确C选项:原子核和核外电子都不带电 → 错误D选项:核外电子不带电 → 错误
13.二十世纪初科学家先后提出了如图(a)、(b)、(c)所示的三种原子模型,依照提出时间的顺序正确的排列为
A.①②③ B.③②① C.②①③ D.③①②
【答案】C
【解析】 ② 道尔顿的实心球模型(最早),① 汤姆生的“葡萄干面包”模型,③ 卢瑟福的核式结构模型 / 后来的电子云模型题目中①是原子行星模型(卢瑟福)、②是原子葡萄干蛋糕模型(汤姆生)、③是原子电子云模型(现代),所以顺序是②①③。
14.如图所示,关于原子和原子核的组成,下列说法中正确的是( )
A.原子是由原子核、质子和电子组成的 B.原子核是最小的微粒,不能再分
C.原子核是由质子和中子组成的 D.原子核是由质子和电子组成的
【答案】C
【解析】 原子由原子核和核外电子组成;原子核由质子和中子组成(氢原子核除外,只有质子)。A选项:原子由原子核、质子和电子组成 → 错误(质子在原子核内),B选项:原子核不能再分 → 错误(可分为质子和中子),C选项:原子核由质子和中子组成 → 正确,D选项:原子核由质子和电子组成 → 错误(电子在核外)
15.如图各个选项中正确描述物质结构的是( )
【答案】:B
【解析】:选项A:该选项中,原子核的位置错误。原子核应位于原子的中心位置,而不是偏在一侧,所以选项A错误。选项B:此选项正确地展示了原子的结构,原子核位于原子中心,核外有电子绕原子核做高速运动,符合原子的构成特点,所以选项B正确。选项C:该选项中,分子的构成表示错误。分子是由原子构成的,应该用表示原子的图形来构成分子,而不是像图中那样简单地把两个“原子”组合在一起,没有体现出原子的结构,所以选项C错误。选项D:此选项中,原子的结构表示错误。原子核应该位于原子中心,而图中原子核的位置不正确,所以选项D错误。
16.下列关于微观粒子的说法,符合科学发展实际的是( )
A. 固体分子间只有引力没有斥力
B. 原子核由质子和电子组成
C. 丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是因为得到质子
D. 纳米技术是在微观尺度下对物质进行操作
【答案】:D
【解析】:分子间同时存在引力和斥力,A错误;原子核由质子和中子组成,B错误;丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是失去电子,C错误;纳米技术是在1 - 100纳米微观尺度对物质操作,D正确。
(二).填空题
17.在物理课堂学习探索微观粒子时,我们知道原子是由______和核外电子构成的,原子核由质子和______构成,其中带负电的微观粒子是______。
【答案】:原子核;中子;电子
【解析】:原子由原子核和核外电子组成,原子核包含质子(正电)和中子(不带电),核外电子带负电。
18.“中国天眼”FAST助力科学家探索宇宙微观奥秘,质子带______电,中子______(选填“带正”“带负”或“不带”)电,原子核整体带______电。
【答案】:正;不带;正
【解析】:质子带正电,中子不带电,原子核由质子和中子组成,因此整体带正电。
19.诗句“一花一世界,一叶一菩提”蕴含微观哲学,比原子更小的微粒有质子、中子、______;电子围绕______高速运动;夸克是组成______和中子的更小微粒。
【答案】:夸克;原子核;质子
【解析】:原子可分为原子核和电子,原子核分为质子、中子,质子和中子由夸克构成。
20.在微观粒子尺度排序中,从大到小:原子>______>质子>______;其中质量最小的常见粒子是______。
【答案】:原子核;夸克;电子
【解析】:原子包含原子核,原子核包含质子、中子,质子、中子由夸克组成;电子质量远小于质子、中子。
21.我国高能粒子对撞机可拆分微观粒子,原子呈电中性,是因为原子核所带______电荷总量与核外电子所带______电荷总量相等;中子数______(选填“一定”或“不一定”)等于质子数。
【答案】:正;负;不一定
【解析】:原子不带电的原因是正负电荷等量抵消;同种元素的原子中子数可不同,因此中子数不一定等于质子数。
22.如图所示是用来说明原子内部结构的示意图.由图可知:原子是由原子核和__________组成的,原子核又是由中子和________组成的.这个模型是物理学家________建立的类似行星绕日的核式结构模型.
【答案】核外电子 质子 卢瑟福
【解析】卢瑟福认为原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成;电子带负电,质子带正电,中子不带电。故答案为:核外电子;质子;卢瑟福。
23.如图甲所示是锂原子的结构图,从图甲中可以看出锂原子内有 个质子,电子带 (选填:“正”或“负”)电荷,原子的结构类似于太阳系的模型(图乙),那么图甲中的
相当于太阳系中的太阳。
【答案】3;负;原子核
【解析】原子核是由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电,核外电子带负电.图甲中带正电的粒子为质子,数量为3个,不带电的为中子,数量为4个;核外电子有3个,带负电;由图可知,原子核相当于太阳系中的太阳.
24.在半导体芯片制造工业中,常利用电子束光刻技术雕刻微小电路结构。电子是原子结构中的______(填粒子名称),其质量远______(填“大于”或“小于”)原子核质量;芯片的核心材料硅原子由原子核和核外电子构成,原子核由带正电的_____和不带电的中子组成。
【答案】:核外电子;小于;质子
【解析】:原子由原子核和核外电子组成,电子质量约为质子或中子质量的1/1836,远小于原子核质量;原子核由带正电的质子和不带电的中子构成 ,故答案依次为核外电子、小于、质子。
25.在金属冶炼工业中,研究人员通过分析原子结构优化冶炼工艺。铁原子在化学反应中易失去电子,这些电子在原子中围绕______高速运动;若将铁原子进一步拆分,可得到质子、中子和电子,其中质子和中子由更小的______构成;冶炼过程中利用高温使金属原子间距变大,这说明温度能影响______间的作用力。
【答案】:原子核;夸克;分子
【解析】:核外电子围绕原子核高速运动;质子和中子由夸克组成;温度变化影响分子间作用力,从而改变物质的状态或体积,所以答案分别是原子核、夸克、分子。
26.在纳米材料工业生产中,科学家通过操纵单个原子制造特殊材料。原子是保持物质______性质的最小微粒(化学变化前),而在核反应中可改变的是原子的______结构;制造纳米涂层时,需控制粒子尺度在______(填数量级单位)范围,以获得特殊性能。
【答案】:化学;原子核;纳米(10-9m)
【解析】:原子是化学变化中的最小粒子,保持物质化学性质;核反应中原子核发生改变;纳米材料的尺度范围是1 - 100纳米(10-9m - 10-7m),故答案依次为化学、原子核、纳米(10-9m)。
(三).解答题
27、作图题
(1)卢瑟福通过α粒子散射实验,发现了原子中间有一个很小的核,并由此提出了原子的核式结构模型.右面平面示意图中的四条线表示α粒子(相当于氦原子核)
运动的可能轨迹,在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹.
(2)如图所示,虚线表示氢原子核外电子的运动轨道.请在此图上完成氢原子的核式结构模型示意图.要求:标明原子核、电子的电性.
【答案】
【解析】(1)卢瑟福通过a粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型,该实验的现象为:绝大多数a粒子几乎不发生偏转,少数a粒子发生了较大的角度偏转,极少数a粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°,有的甚至几乎达到180°,被反弹回来),据此可画出a粒子的运动轨迹.(2)原子的中心是带正电的原子核,带负电的电子在原子核外绕原子核做圆周运动。
28.在探索微观世界的道路上,电子的发现是一个重要的里程碑。19世纪末,英国物理学家汤姆生进行了一系列阴极射线实验。请根据所学知识,完成下列填空:
(1)汤姆生在研究阴极射线时,利用 ____ (填仪器名称)来观察阴极射线的轨迹。他发现阴极射线在电场和磁场中会发生偏转,这表明阴极射线是由 ____ (选填“带电”或“不带电”)的粒子组成。
(2)汤姆生通过实验进一步测定了阴极射线粒子的 ____ ,发现该粒子的 ____ 比氢原子小得多,这意味着它是一种比原子更小的粒子,汤姆生将其命名为 ____ 。
(3)电子的发现打破了原子不可再分的传统观念,说明原子 ____ 。
(4)后续科学家研究发现,原子是由位于中心的 ____ 和核外 ____ 组成,原子核又是由 ____ 和 ____ 组成,其中质子带 ____ 电,中子 ____ 电。
【答案】 (1)荧光屏;带电;(2)比荷(电荷量与质量的比值);比荷;电子;(3)是可分的;(4)原子核;电子;质子;中子;正;不带。
【解析】(1)汤姆生利用荧光屏来观察阴极射线的轨迹,当在阴极射线管的两侧加上电场或磁场时,阴极射线发生偏转,根据带电粒子在电场和磁场中会受到力的作用而偏转的原理,可知阴极射线是由带电的粒子组成。(2)汤姆生通过巧妙设计实验,测量出了阴极射线粒子的比荷(电荷量与质量的比值)。与当时已知的氢原子相比,该粒子的比荷大得多,说明其质量相对电荷量来说非常小,即质量远小于氢原子,这是一种全新的、比原子更小的粒子,汤姆生将其命名为电子。(3)在电子发现之前,人们认为原子是不可再分的最小微粒。电子的发现表明原子内部还有更小的组成部分,即原子是可分的。(4)电子发现后,科学家们进一步研究,提出了原子的核式结构模型,原子由位于中心的原子核和核外电子组成。原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电。
29.课堂上老师带领同学们开展微观粒子探究实验,结合人类探索微观粒子的科学历程,完成下列问题:
(1)在微观粒子层级中,物质由分子、原子构成,原子是由________和________构成的。
(2)物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了原子________结构模型,推翻了汤姆生的________模型。
(3)下列关于原子结构的认识,符合科学史实的是( )
A. 原子内部全部是实心的粒子,无空隙 B. 原子核的体积占据原子绝大部分体积
C. 原子核带正电,核外电子带负电 D. 电子静止固定在原子内部特定位置
(4)原子核由质子和________构成,其中带正电的粒子是________。
(5)在探究微观粒子的学习中,下列粒子尺度最小的是( )
A. 原子 B. 原子核 C. 质子 D. 分子
【答案】(1)原子核;核外电子(2)核式;枣糕(西瓜)(3)C(4)中子;质子(5)C
【解析】(1)原子的基本结构分为两部分,中心带正电的原子核,以及绕原子核高速运动、带负电的核外电子,这是原子的基础构成。(2)卢瑟福α粒子散射实验是微观物理的经典实验,实验证明原子中心有极小的核,提出核式原子结构模型;此前汤姆生提出的是枣糕(西瓜) 模型,认为正电荷均匀分布在原子内,电子镶嵌其中。(3)A错误,原子内部绝大部分是空隙;B错误,原子核体积极小,仅占原子体积的千亿分之一;C正确,原子核带正电,核外电子带负电,原子整体呈电中性;D错误,电子绕原子核高速运动,并非静止。故选C。(4)原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电,两种粒子统称为核子。
(5)粒子尺度层级:分子>原子>原子核>质子,因此尺度最小的是质子。故选C。
30.2026年我国新一代微观粒子探测装置完成升级,可精准捕捉原子核内部粒子运动规律,助力微观物理研究,根据微观粒子相关知识作答:
(1)质子、中子、电子三种粒子中,不带电的是________,质量几乎可忽略不计的是________。
(2)科学家利用粒子加速器轰击原子核,可将原子核拆分,说明原子核内部的粒子之间存在________,且粒子具有________。
(3)下列微观粒子中,不属于构成原子的基本粒子的是( )
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 夸克
(4)现代物理学研究发现,质子和中子仍然可以再分,它们是由________构成的,这是目前人类发现的________层级微观粒子。
(5)关于微观粒子的可分性,下列说法正确的是( )
A. 原子不可再分,是最小粒子 B. 原子核不可再分
C. 微观粒子可以无限细分 D. 夸克是目前已知的最小微观粒子
【答案】(1)中子;电子(2)相互作用力;能量(3)D(4)夸克;最低(最小)(5)D
【解析】(1)微观粒子电性与质量特点:中子不带电,质子带正电,电子带负电;电子质量极小,相对于质子、中子,质量可忽略。(2)原子核内质子、中子紧密结合,存在强大的相互作用力(核力);粒子加速器需要提供能量拆分原子核,证明微观粒子本身具有能量。
(3)原子由原子核和电子构成,原子核由质子、中子构成,质子、中子、电子是构成原子的基本粒子;夸克是构成质子、中子的更小微粒,不属于原子基本粒子。故选D。(4)现代物理前沿结论:质子和中子由夸克组成,夸克是现阶段人类科学探测到的最小、最低层级的微观粒子。(5)AB错误,原子、原子核均可再分;C错误,微观粒子不能无限细分,存在最小基本单元;D正确,夸克是目前已知最小微观粒子。故选D。
31.阅读短文,回答问题。
探秘“超级显微镜”——中国散裂中子源
中国散裂中子源(CSNS)是研究微观世界的“超级显微镜”,它利用中子散射技术探索物质的微观结构。原子由居于中心的原子核和核外电子构成,而原子核一般由质子和中子组成。当一束中子流轰击样品时,中子与样品中的原子发生相互作用产生散射现象。不同元素的原子核对中子的散射能力不同,通过测量散射中子的方向、能量等信息,科学家就能像搭积木一样,“拼凑”出样品内部的原子排列、运动规律等微观结构信息。CSNS在材料科学、生命科学等领域有着广泛应用,比如帮助科学家研究锂电池电极材料内部原子结构,从而改进电池性能。
(1)原子是由原子核和核外______构成,原子核由质子和______组成。
(2)中国散裂中子源利用的是中子的______技术来探索物质微观结构。
A. 反射 B. 折射 C. 散射 D. 衍射
(3)关于中国散裂中子源,下列说法错误的是( )
A. 它可以被称为“超级显微镜” B. 只能用于研究材料科学
C. 利用中子与样品作用产生的散射信息研究物质 D. 有助于改进锂电池电极材料性能
(4)当用中子流轰击样品时,科学家通过测量散射中子的______、______等信息来研究样品微观结构。
(5)不同元素的原子核对中子的散射能力不同,这是因为( )
A. 原子大小不同 B. 原子质量不同
C. 原子核的组成和结构不同 D. 核外电子数不同
【答案】(1)电子;中子; (2)C; (3)B; (4) 方向;能量; (5)C
【解析】(1)原子由居于中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成,原子核一般由带正电的质子和不带电的中子组成,这是原子构成的基本知识点 。(2)文中明确提到“中国散裂中子源(CSNS)是研究微观世界的‘超级显微镜’,它利用中子散射技术探索物质的微观结构”,所以选C。(3)从文中“CSNS在材料科学、生命科学等领域有着广泛应用”可知,它的应用领域不止材料科学,B选项说法错误;A选项,文中表明它是“超级显微镜”,正确;C选项,与“通过测量散射中子的方向、能量等信息,科学家就能……‘拼凑’出样品内部的原子排列、运动规律等微观结构信息”相符,正确;D选项,对应“帮助科学家研究锂电池电极材料内部原子结构,从而改进电池性能”,正确。(4)根据文中“通过测量散射中子的方向、能量等信息,科学家就能像搭积木一样,‘拼凑’出样品内部的原子排列、运动规律等微观结构信息”可得答案;(5)因为不同元素原子核的组成和结构不同,所以对中子的散射能力不同,C选项正确;原子大小、原子质量、核外电子数不是决定原子核对中子散射能力不同的本质原因,A、B、D错误。
七.知识清单
1.人类对微观世界的探索层级:物质由_______、_______组成。
2.原子是由位于中心的_______和绕核高速运动的_______组成。
3.原子核带_______电,核外电子带_______电。
4.原子整体呈_______性,原因是原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数_______。
5.原子核的体积很_______,但质量几乎占据原子的_______质量。
6.电子的质量非常_______,在原子质量计算中通常可以忽略不计。
7.原子核是由_______和_______两种微粒组成的。
8.在原子核的组成微粒中,_______带正电,_______不带电。
9.质子和中子统称为_______,二者依靠强大的核力紧密结合在一起。
10.普通氢原子的原子核内只有_______,没有_______,这是特殊原子结构。
11.现代物理研究表明,质子和中子仍然可以再分,它们是由更微小的_______组成的。
12.目前人类科学研究中,_______是已知构成微观物质的最小基本单元之一。
13.汤姆生最早发现了_______,证明原子是_______(可分/不可分)的。
14.卢瑟福通过著名的_______实验,提出了原子_______结构模型。
15.汤姆生提出的原子模型被称为_______模型,该模型后来被实验推翻。
16.微观粒子尺度大小关系:分子>_______>_______>质子、中子>夸克。
17.保持物质化学性质的最小微粒是_______,化学变化中_______不可再分。
18.带电情况总结:电子带_______、质子带_______、中子不带电。
19.原子内部绝大部分空间是_______(实心/空隙)。
20.微观粒子的探索过程说明:物质是_______的,微观粒子可以不断被_______。
【答案】 1.分子;原子 2.原子核;核外电子 3.正;负 4.电中;相等 5.小;全部
6.小 7.质子;中子 8.质子;中子 9.核子 10.质子;中子 11.夸克 12.夸克 13.电子;可分 14.α粒子散射;核式 15.枣糕(西瓜) 16.原子;原子核 17.分子;原子 18.负电;正电 19.空隙20.可分;细分
八.强化提优
(一)选择题
1.人类对微观粒子的探索从未停止,下列发现的先后顺序正确的是( )
①发现电子 ②建立原子核式模型 ③发现夸克
A. ①②③ B. ②①③ C. ①③② D. ③①②
【答案】:A
【解析】:探索时序:汤姆生发现电子→卢瑟福建立核式模型→现代科学家发现夸克,顺序为①②③。
2.在原子中,绕原子核高速运动的粒子是( )
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 夸克
【答案】:C
【解析】:质子、中子构成原子核,固定在原子中心;电子绕核高速运动,夸克是质子、中子的组成微粒。
3.下列关于微观粒子质量和体积的比较,错误的是( )
A. 原子体积大于原子核 B. 质子质量大于电子
C. 中子质量远大于质子 D. 原子核体积远小于原子
【答案】:C
【解析】:中子和质子的质量几乎相等,电子质量远小于二者,因此C选项错误。
4.卢瑟福α粒子散射实验不能说明的是( )
A. 原子内部是空心的 B. 原子核带正电
C. 原子核质量很大 D. 原子核由质子和中子组成
【答案】:D
【解析】:α粒子散射实验只能推理出原子的核式结构特点,无法证明原子核的内部组成,原子核由质子、中子是后续实验得出的结论。
5.按人类发现原子结构的历史顺序对以下四种原子型进行排序,正确的是( )
①不可再分的颗粒 ②葡萄干蛋糕模型 ③电子云模型 ④行星模型
A. ①②③④ B.③④②① C.①②④③ D.③②①④
【答案】:C
【解析】:①不可再分的颗粒:道尔顿提出的近代原子论,认为原子是不可再分的实心球体(最早)。②葡萄干蛋糕模型:汤姆生发现电子后提出的模型。④行星模型:卢瑟福通过α粒子散射实验提出的核式结构模型。③电子云模型:现代量子力学提出的模型(最晚)。
所以顺序是 ①②④③,对应选项C。
6.原子的中心是原子核,周围有电子绕核运动,下图是四种原于的结构示意图。请根据下图,你认为下列说法正确的是( )
A.原子的电子数和中子数相等
B.所有原子核的中子数与质子数一定相等
C.所有的原子都一定是由电子、质子、中子组成
D.原子的原子核所带的电总量,与核外电子所带的电荷总量相等
【答案】:D
【解析】:A:H原子的电子数是1,中子数是0,电子数和中子数不相等,A错误。B:H原子核内质子数是1,中子数是0,中子数与质子数不相等,B错误。C:H原子由质子和电子组成,没有中子,C错误。D:原子呈电中性,原子核所带的正电总量与核外电子所带的负电总量相等,D正确。
7.在探索更小微粒的历程中,科学家发现物质是由分子组成,分子由原子组成。原子的结构与太阳系十分相似,它的中心是原子核,周围有一定数目的( )在绕核运动。
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 夸克
【答案】:C
【解析】:原子由位于中心的原子核和核外绕核高速运动的电子组成。质子和中子构成原子核,夸克是比质子、中子更小微粒,所以选C。
8.随着科学发展,人类对微观世界认识不断深入。下列微粒按空间尺度从大到小排列正确的是( )
A. 分子、原子核、夸克、质子 B. 分子、原子核、质子、夸克
C. 夸克、质子、原子核、分子 D. 质子、夸克、原子核、分子
【答案】:B
【解析】:物质由分子组成,分子由原子组成,原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,质子和中子由夸克组成,故空间尺度从大到小为分子、原子核、质子、夸克,选B。
9.科学家通过对加速器中粒子碰撞实验的研究,进一步探索微观粒子结构。下列说法正确的是( )
A. 摩擦起电现象说明质子可以转移 B. 电子的发现说明原子核可再分
C. 中子不带电,质子带负电 D. 夸克是目前发现的最小微粒之一
【答案】:D
【解析】:摩擦起电是电子转移,A错误;电子的发现说明原子可再分,B错误;质子带正电,中子不带电 ,C错误;夸克是目前人类发现的最小微粒之一,D正确。
10.随着科学发展,人类对微观粒子的研究推动了技术进步。关于微观粒子,下列说法错误的是( )
A. 电子带负电
B. 原子是由质子和中子组成的
C. 半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间
D. 纳米材料在力学、磁学等方面有特殊性能
【答案】:B
【解析】:原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,B选项说法错误;A、C、D表述均正确,故选B。
11.如图所示是锂(Li)原子结构示意图,下列说法正确的是( )
A.锂原子由质子和中子组成 B.锂原子由带正电的原子核和核外带负电的电子组成
C.锂原子失去电子后带负电 D.锂原子的质子数是电子数的两倍,所以锂原子带正电
【答案】:B
【解析】:A、锂原子是由锂原子核与电子构成的,故A错误。 B、锂原子由带正电的原子核和核外带负电的电子组成,该说法符合原子结构。故B正确。C、锂原子的质子数跟核外电子数目相等都是3个,并不是两倍,其原子核中有3个中子,中子不带电,故锂原子不带电:故C错误。D、质子带正电,核外电子带负电;锂原子失去电子后,原子核内质子数比核外电子数要多,所以,锂原子失去电子带正电;故D错误。故选:B。
12.在如图所示的某原子结构模型示意图中,a、b、c是构成该原子的三种不同粒子,能得出的正确结论是( )
A.a和c数量不相等 B.b决定原子种类
C.质量集中在c上 D.a和c之间存在吸引力
【答案】:D
【解析】:A、在原子中,质子数=核外电子数,所以a和c数量相等,A错误;B、原子的种类由质子和中子构成,因此决定原子种类的是质子数和中子数,B错误;C、原子的质量主要集中在原子核上,C错误;D、a为负电荷,c为正电荷,异种电荷相吸,因此a和c之间存在吸引力,D正确;故选: D。
13.在近代原子学说的发展过程中,有下列观点:①物质都是由原子构成的;②原子是实心球体;③正电荷均匀分布在整个原子内.1911年卢瑟福用带正电的α粒子轰击原子,发现多数α粒子穿过后仍保持原来的运动方向,但有极少数α粒子发生了较大角度的偏转,如图所示.分析实验结果,可以否定上述观点中的( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】:C
【解析】:用带正电的a粒子轰击原子,发现多数a粒子穿过后仍保持原来的运动方向,说明带正电的原子核周围有较大的空间,因此原子不是实心球体,故②符合题意;极少数粒子发生了较大角度的偏转,说明正电荷分布在原子核上,较大空间内是没有带正电的粒子的,故③符合题意;该实验与物质是由原子构成的没有任何关系,故①不符合题意。故选: C。
14. 自从汤姆逊发现了电子,人们开始研究原子内部结构.科学家提出了许多原子结构的模型,在二十世纪上半叶,最为大家接受的原子结构与图中哪个图形最相似( )
A. 西红柿 B. 西瓜 C. 面包 D. 太阳系
【答案】D
【解析】最为大家接受的原子结构是卢瑟福原子核式结构模型.该模型认为:原子结构与太阳系的结构相类似.原子由原子核和核外电子组成,原子核处于原子的中心,就像太阳系中的太阳;核外电子绕核高速运转,就像太阳系中绕太阳运动的行星.故D符合题意为答案.
15.物质是由大量分子、原子构成的,如图所示是原子内部结构的示意图,下列选项中,按尺度从大到小排序的是( )
A.原子夸克原子核 B.电子原子原子核 C.原子原子核夸克 D.夸克原子核原子
【答案】 C
【解析】由分子动理论可知:物质是由大量分子构成的,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;质子和中子也不是最小的微粒,还有比它更小的粒子,比如夸克;故ABD不符合,C符合。故选C。
16.原子的中心是原子核,周围有电子绕核运动,图中是四种原子的结构示意图,由图中信息可知( )
A.质子和电子带同种电荷 B.所有原子核的中子数与质子数相等
C.中性原子的电子数与质子数相等 D.所有的原子都是由电子、质子、中子组成
【答案】 C
【解析】A.质子带正电荷,电子带负电荷,故A不符合题意;B.H原子中只有质子无中子,He原子核由2个质子和2个中子,Li原子核中有3个质子和4个中子,Be原子核由4个质子和5个中子,说明原子核中中子数与质子数不一定相等,故B不符合题意;C.H原子核有1个质子,核外有1个电子;He原子核由2个质子,核外有2个电子;Li原子核中有3个质子,核外有3个电子;Be原子核由四个质子,核外有四个电子。所有中性的原子具有的质子数都与核外电子数相等,故C符合题意;D.H原子中只有质子无中子,说明原子不一定都由电子、质子、中子组成,故D不符合题意。故选C。
(二)填空题
17.我国在粒子物理研究方面不断取得突破。科学家在对加速器实验数据研究时发现,原子是由居于原子中心的______和核外绕核高速运动的______组成,其中原子核又是由带正电的______和不带电的中子组成 。
【答案】:原子核;电子;质子
【解析】:原子的结构是原子核式结构,原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电 。
18.随着我国科研实力提升,对微观粒子研究更深入。在探索比分子更小粒子过程中,首先发现了______,从而揭示原子是可分的;后来又发现质子和中子也不是最小微粒,它们是由______组成,而摩擦起电的实质就是______的转移。
【答案】:电子;夸克;电子
【解析】:汤姆生发现电子,让人们认识到原子可分;质子和中子由夸克组成;摩擦起电是由于不同物质原子核束缚电子本领不同,导致电子转移 。
19.我国在先进探测技术助力下探索微观世界。物质由分子组成,分子直径非常小,其尺度数量级约为______m。进一步研究发现分子由原子构成,原子中原子核所带______电与核外电子所带______电数量相等,所以原子呈电中性。
【答案】:10-10 ;正;负
【解析】:分子直径很小,尺度数量级是10-10m ;原子核带正电,电子带负电,且原子中两者电荷量相等,整体呈电中性。
20.我国科学家借助高分辨率显微镜等设备探索更小微粒。已知质子和中子质量几乎相等,都比电子质量大得多,质子带______(选填“正”或“负”)电,若一个物体得到电子,则该物体带______(选填“正”或“负”)电,电子是比______(选填“分子”“原子”或“原子核”)更小的微粒。
【答案】:正;负;原子核
【解析】:质子带正电;物体得到电子,电子带负电,所以物体带负电;原子由原子核和电子组成,电子比原子核小 。
21.科学家对原子的结构进行猜想,提出了多种模型.在图示的A、B两种模型中,___(选填“A”或“B”)是卢瑟福提出的原子模型.原子的中心是_______,周围有________绕其运动.
【答案】B 原子核 电子
【解析】:由图可知B模型是原子的核式结构模型,是由卢瑟福提出的;原子是由位于原子中心的原子核和绕核运动的电子组成。
22.“天地万物,本于微末”,电子______(选填“可以”或“不可以”)再分;质子由______构成;原子核______(选填“可以”或“不可以”)再分。
【答案】:可以;夸克;可以
【解析】:电子、质子均可再分;原子核可拆分为质子和中子,因此原子核可以再分。
23.不带电的微观粒子有中子和______;带正电的是______;带负电的是______。
【答案】:原子;质子;电子
【解析】:原子整体不带电,中子不带电;质子带正电,电子带负电。
24.航天探测器探测宇宙粒子,卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子______模型;该模型中______体积很小;______在核外运动。
【答案】:核式;原子核;电子
【解析】:卢瑟福提出原子的核式结构模型,原子核体积小、质量大,电子绕原子核运动。
25.“尘埃虽微,内含乾坤”,1个原子中,质子数______(选填“等于”“大于”或“小于”)电子数;质子和中子依靠______力结合;夸克目前______(选填“能”或“不能”)直接观测。
【答案】:等于;核;不能
【解析】:原子中质子数=电子数;质子、中子靠核力结合;夸克尺度极小,目前无法直接观测。
26.探索微观粒子的顺序:原子→______→质子/中子→______;其中______是目前已知最小的基本粒子之一。
【答案】:原子核;夸克;夸克
【解析】:人类探索微观粒子的层级:原子→原子核→质子、中子→夸克,夸克是目前发现的更小粒子。
(三)解答题
27.在探索微观世界的进程中,α粒子散射实验具有极其重要的意义。图甲展示了α粒子散射实验装置,图乙是基于该实验提出的原子结构模型。请依据所学知识,完成以下填空:
(1)图甲的α粒子散射实验中,实验装置要放在 ____ 环境中,这是为了 ____ 。
(2)实验中,大多数α粒子能穿过金箔后仍沿原来方向前进,这说明原子内部 ____ 。
(3)少数α粒子发生较大角度的偏转,极少数α粒子的偏转角度超过90°,有的甚至几乎达到180°被反向弹回,这表明原子中心有一个 ____ 、 ____ 的原子核 。
(4)基于该实验,科学家提出了图乙所示的原子的核式结构模型,原子是由位于中心的 ____ 和核外 ____ 组成 。
【答案】 (1)真空; 避免α粒子与空气分子碰撞对实验结果产生干扰; (2)大部分空间是“空”的;(3)质量很大;体积很小;(4)原子核;电子;
【解析】(1)α粒子在空气中运动时会与空气分子频繁碰撞,从而改变运动轨迹,影响实验对α粒子与原子核相互作用情况的观测,所以要放在真空环境中。(2)大多数α粒子能顺利穿过金箔且方向不变,意味着原子内部不是实心的,存在大量没有实质性阻挡物质的空间 。(3)少数α粒子发生大角度偏转甚至被反向弹回,α粒子带正电,只有遇到质量很大的物体才会受到足够大的排斥力改变运动方向,同时只有体积很小才使得只有少数α粒子靠近它发生这种情况 。通过α粒子散射实验,科学家提出原子的核式结构模型,即原子由位于中心的原子核和核外绕核运动的电子组成。
28.在探索微观世界的历程中,科学家们不断深入研究物质的组成结构。图甲展示了α粒子散射实验装置示意图,图乙是原子的核式结构模型。请根据所学知识完成下列填空:
(1)α粒子散射实验中,大多数α粒子能穿过金箔后仍沿原来方向前进,这表明原子内部 ____ 。
(2)少数α粒子发生了较大角度的偏转,极少数α粒子的偏转角度超过了90°,有的甚至几乎达到180°被反向弹回,这说明原子的中心有一个 ____ 、 ____ 的核。
(3)根据图乙的原子的核式结构模型,原子是由位于中心的 ____ 和核外 ____ 组成。
(4)原子核是由 ____ 和 ____ 组成,其中 ____ 带正电, ____ 不带电 。
(5)科学家们发现质子和中子都是由被称为 ____ 的更小粒子组成。
【答案】 (1)大部分空间是“空”的; (2)质量很大;体积很小;(3)原子核;电子;
(4)质子;中子;质子;中子;(5)夸克。
【解析】(1)大多数α粒子能穿过金箔后仍沿原来方向前进,说明原子内部不是实心的,大部分空间没有质量较大的物质阻挡α粒子,所以表明原子内部大部分空间是“空”的。
(2)少数α粒子发生大角度偏转,极少数被反向弹回,α粒子带正电,说明原子中心有一个质量很大的部分,才能使α粒子受到很大的排斥力改变运动方向,同时这个部分体积很小,因为只有少数α粒子会靠近它发生大角度偏转 。(3)根据原子的核式结构模型,原子是由位于中心的原子核和核外绕核高速运动的电子组成。(4)原子核是由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电 。(5)随着研究的深入,科学家们发现质子和中子都是由被称为夸克的更小粒子组成。
29.古人诗词蕴含朴素的物质观,结合现代微观粒子知识,解读诗句中的物理规律,完成习题:
(1)“暗香浮动月黄昏”描绘花香扩散现象,从微观角度说明分子在永不停息地________,同时证明微观粒子之间存在________。
(2)物质的微观构成决定宏观性质,固态物质分子排列紧密,粒子间________大,因此固态物质具有固定的________和体积。
(3)诗句“千锤万凿出深山”,石灰石被敲碎的过程中,发生变化的是( )
A. 原子种类 B. 分子结构 C. 物质宏观形态 D. 粒子内部结构
(4)微观粒子尺度极小,肉眼无法直接观察,原子的直径数量级为________m,而夸克的尺度远________原子尺度。
(5)下列诗词现象,不能用微观粒子运动解释的是( )
A. 满架蔷薇一院香 B. 春风十里花香路 C. 飞流直下三千尺 D. 稻花香里说丰年
【答案】(1)做无规则运动;空隙(2)作用力;形状(3)C(4)10-10;小于 (5)C
【解析】(1)花香扩散是分子无规则运动的典型现象,直接证明分子永不停息做无规则运动;扩散现象能发生,本质是因为微观粒子之间存在空隙。(2)固态物质微观特点:分子间距小、粒子间相互作用力大,分子位置固定,因此固态物质有固定的形状和体积。(3)敲碎石灰石是物理形变,仅改变物质宏观形态,原子种类、分子结构、粒子内部结构均不发生变化。故选C。(4)物理常量识记:原子直径的数量级为10-10m;夸克是构成原子核内粒子的更小微粒,尺度远小于原子。(5)ABD均为花香扩散现象,是分子无规则运动导致;C选项水流下落是宏观物体的机械运动,与微观粒子运动无关。故选C。
30.结合人类探索微观世界的完整科学历程,融合日常物理认知,完成下列综合习题:
(1)原子整体呈电中性,是因为原子核所带________电荷数,与核外电子所带________电荷数大小相等。
(2)在质子、中子、电子、夸克四种粒子中,不带电的粒子是________,尺度最大的基本粒子是________。
(3)人类探索微观粒子的先后顺序正确的是( )
A. 原子→原子核→质子中子→夸克 B. 原子核→原子→质子中子→夸克
C. 原子→质子中子→原子核→夸克 D. 夸克→质子中子→原子核→原子
(4)物理研究中常建立物理模型,原子核式模型中,________质量极大,________质量极小且高速运动。
(5)下列关于微观粒子的说法错误的是( )
A. 所有原子的原子核内都有质子 B. 部分氢原子原子核内无中子
C. 电子的数量决定原子核的质量 D. 原子核的质量几乎等于原子的总质量
【答案】(1)正;负(2)中子;质子(中子)(3)A(4)原子核;电子(5)C
【解析】(1)原子电中性原理:原子核带正电,核外电子带负电,正负电荷数量相等、电性相反,相互抵消,因此原子整体不带电。(2)四种粒子电性:中子不带电,质子、夸克可带电,电子带负电;尺度对比:质子、中子尺度大于电子、夸克,是四种粒子中尺度最大的基本粒子。(3)人类微观探索历程:先发现原子→发现原子由原子核和电子构成→发现原子核由质子、中子构成→发现质子中子由夸克构成。故选A。(4)原子质量分布极不均匀,原子核集中了原子几乎全部质量;电子质量极小,在原子核外高速绕核运动。(5)A正确,所有原子原子核均含质子;B正确,普通氢原子只有质子,无中子;C错误,原子核质量由质子和中子数量决定,电子质量可忽略;D正确,电子质量极小,原子质量几乎全部集中在原子核。故选C。
31.阅读短文,回答问题。
从诗文感知粒子,以科技探索微观世界
从古至今,人类从未停止对物质本源的探索。古代文人墨客在诗词中留下了对物质运动的朴素观察,“幽兰生谷香生径,方竹满山绿满溪”,山谷中的幽兰香气能够飘散至整条山路,无需外力推动便可满屋飘香,这一生活中常见的现象,暗藏微观粒子的运动规律,也为现代微观物理学研究提供了朴素的认知启发。在初中物理课堂的探究学习中,我们通过实验认知了物质的基本构成,随着现代科技飞速发展,我国微观粒子探测技术持续突破,新一代桌面型粒子探测仪走进中小学科普课堂,让学生能够直观观测微观粒子的结构特点。
科学研究历程层层递进,最初科学家认为原子是构成物质的最小微粒、不可再分。直至物理学家汤姆生在实验中发现了电子,彻底打破了这一认知,证明原子具有复杂的内部结构且可以再分。后续卢瑟福开展经典的α粒子散射实验,通过大量实验现象分析,推翻了汤姆生的枣糕原子模型,建立了被学界公认的原子核式结构模型。该模型明确,原子内部绝大部分是空隙,中心存在体积极小、质量极大的原子核,核外有电子高速运动。随着科技迭代升级,科学家进一步探测发现,原子核由质子和中子构成,而质子与中子仍不是终极粒子,二者均由更微小的夸克构成。人类对微观粒子的探索永无止境,从宏观诗文现象到微观科技探测,层层揭开了物质世界的神秘面纱。
(1)古诗“幽兰生谷香生径”中花香飘散的现象,从微观角度说明粒子在不停地做________,同时也证明微观粒子之间存在________。
(2)人类探索原子结构的过程中,汤姆生发现了________,证明原子是________(选填“可分”/“不可分”)的。
(3)下列关于卢瑟福原子核式结构模型的说法,正确的是( )
A. 原子内部均匀布满实心粒子,无空隙 B. 原子核占据原子绝大部分体积和质量
C. 原子核带正电,核外电子带负电 D. 电子固定静止在原子内部
(4)在原子微观结构中,原子核由________和________两种粒子组成。
(5)结合现代微观物理研究成果,关于粒子尺度与可分性,下列判断正确的是( )
A. 质子、中子是最小的微观粒子 B. 夸克是目前已知层级最小的微观粒子
C. 原子的质量主要集中在核外电子上 D. 微观粒子不可以继续细分
【答案】(1)无规则运动;空隙(2)电子;可分(3)C(4)质子;中子(5)B
【解析】(1)花香扩散是典型的分子扩散现象,微观本质是一切物质的微观粒子都在永不停息地做无规则运动;扩散现象能够发生,核心原因是微观粒子之间存在空隙,粒子可以相互渗透、扩散。(2)在微观粒子探索史上,汤姆生率先发现电子,这一重大发现颠覆了“原子不可再分”的传统认知,直接证明原子可分,内部存在不同结构的微观粒子。(3)A错误,原子内部绝大部分空间为空隙,并非实心;B错误,原子核体积极小,仅占原子体积极小部分,但集中了原子绝大部分质量;C正确,原子核带正电,核外高速运动的电子带负电,原子整体呈电中性;D错误,电子绕原子核高速运动,并非静止固定。因此选C。(4)根据原子分层结构规律,原子由原子核和核外电子构成,原子核专属由质子和中子两种核子构成,其中质子带正电,中子不带电。(5)A错误,质子和中子可再分为夸克,不是最小粒子;B正确,现阶段物理研究中,夸克是已知最小层级的微观粒子;C错误,电子质量极小可忽略,原子质量几乎全部集中在原子核;D错误,原子、原子核、核子均可细分。因此选B。
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