内容正文:
专题12 微观粒子与宇宙综合梳理
目●标●导●航
专题名称
对应教材章节
核心考点内容
微观粒子与宇宙综合梳理
苏科八下第10章全章
分子动理论、扩散现象;静电现象与两种电荷;原子结构、微观粒子层级;地心说与日心说;太阳系八大行星;宇宙尺度、光年;江苏期末选择填空高频考点
核●心●考●点●清●单
考点一 走进分子世界(分子动理论四大要点)
1. 物质由大量分子组成,分子间有空隙
经典实验:水和酒精混合后总体积变小,证明分子间存在间隙;分子直径数量级,肉眼无法直接观察。
2. 分子在永不停息地做无规则运动:不同物质相互接触彼此进入对方叫扩散。
实例:闻到花香、墨水在水中散开、腌菜变咸;温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快。
3. 分子间同时存在引力和斥力
①两块铅块压紧粘在一起、胶水粘合→分子引力;②固体液体很难被压缩→分子斥力;③分子间距变大,引力>斥;间距变小,斥>引;间距过大,分子作用力几乎消失。
4. 固液气分子排布区别
固体:分子间距小、作用力大,有固定形状和体积;液体:间距中等、作用力较小,有体积无固定形状;气体:间距很大、作用力极小,无固定形状与体积。
考点二 静电现象
1. 摩擦起电:用摩擦方式使物体带电,带电体能够吸引轻小物体(纸屑、灰尘)。
本质:电子发生转移,不是创造电荷;失电子带正电,得电子带负电。
2. 两种电荷
正电荷:丝绸摩擦玻璃棒所带电荷;
负电荷:毛皮摩擦橡胶棒所带电荷。
电荷规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
辨析:相互吸引不一定带电(带电体吸不带电轻小物体);相互排斥一定带同种电荷。
3. 验电器
原理:同种电荷相互排斥,用来检验物体是否带电,无法判断电性。
4. 生活静电利弊
利用:静电除尘、静电喷涂;防止:避雷针、防静电手环。
考点三 探索更小的微粒
1. 原子结构
汤姆孙发现电子→卢瑟福原子核式结构模型:原子由原子核(正电)和核外电子(负电)组成,正负电荷总量相等,原子呈电中性。
2. 微观粒子层级:物质→分子→原子;质子、中子由夸克组成。质子带正电,中子不带电,电子带负电。
考点四 日心说与太阳系
1. 人类宇宙观点演变:地心说(托勒密:地球为中心)→日心说(哥白尼:太阳为中心);伽利略用望远镜佐证日心说。
2. 太阳系八大行星(由近到远):水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星;月球是地球唯一天然卫星。
3. 我国航天成就:嫦娥探月工程、天问一号火星探测,江苏考题常结合国情出题。
考点五 宇宙探秘
1. 光年:长度单位,光一年内通过的路程,,不是时间单位(必考易错)。
2. 天体层级:地月系→太阳系→银河系→河外星系→宇宙。
3. 宇宙起源:大多数科学家认同宇宙大爆炸理论,宇宙不断膨胀,星系不断远离我们。
考点六 高频易错概念辨析
✘易错 1:尘土飞扬是分子运动;✔正解:尘土是宏观颗粒,肉眼可见,不属于分子无规则运动。
✘易错 2:摩擦起电创造了新电荷;✔正解:只是电子在物体间转移,电荷总量不变。
✘易错 3:光年是时间单位;✔正解:光年是天文学专用长度单位。
✘易错 4:原子内部原子核、电子紧密挨在一起;✔正解:原子内部绝大部分是空的。
✘易错 5:两个物体相互吸引一定带异种电荷;✔正解:一个带电、一个不带电也会相互吸引。
真●题●演●练●
一、单选题
1.在如图所示的四种现象中,能体现“分子在不停息地运动”的是( )
A. 柳絮飘舞 B. 蜂蜜飘香
C. 落叶纷飞 D. 雪花飞扬
2.关于粒子和宇宙,下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电的过程创造了正、负电荷
B.宇宙中天体的位置是恒定不变的
C.汤姆孙发现了电子,并猜测原子由原子核和核外电子组成
D.分子间吸引力和排斥力可以同时存在
3.地球、分子、细菌、电子按照尺度的数量级排列,最小的是( )
A.地球 B.分子 C.细菌 D.电子
4.关于“粒子和宇宙”的认识,下列说法中错误的是( )
A.太阳是宇宙的中心 B.带电体能吸引轻小物体
C.同种电荷相排斥 D.电子的发现说明原子是可分的
5.小华学习了《宇宙探秘》后,有下列认识,其中错误的是( )
A.在太阳系中,太阳是唯一的恒星
B.牛顿创立了万有引力理论
C.根据银河系的直径大约为8万光年可知,光年是时间单位
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,它是有起源的、膨胀的和演化的
二、填空题
6.“孔雀卤鸡”是鹿邑县特有的地方美食,已有一百多年历史。当刚卤制好的烧鸡端上餐桌时,肉香、卤汤中的中草药香扑鼻而来,这说明______;这道菜肴中包含着物质常见的三种状态,如图所示,其中图乙表示的是物质的______态。
7.下面是小明笔记知识梳理的部分内容,请帮助小明补图中的空缺:
(1)______;(2)______;(3)______
8.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。
9.小明在学习完静电现象相关知识后,认识到两种简单的验电器,分别如图甲、乙所示,若将B物体接触甲图验电器,验电器的金属箔的张角变大,表明B物体______(选填“带电”或“不带电”);若将带电体靠近乙图中铝箔条的一端时,会观察到铝箔条发生偏转,该现象说明______,这两种简单验电器______(选填“能”或“不能”)确定所带电荷的种类。
三、实验题
10.在“观察带电物体间的相互作用”的活动中,用干燥的丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用干燥的毛皮摩擦过的橡胶棒,依次两两靠近,如图1所示。图(a)、(b)两图呈现相互排斥的现象,图(c)呈现相互吸引的现象。
(1)由实验现象可知,图中有机玻璃棒所带电荷与橡胶棒所带电荷是______(选填“相同”或“不同”)的。
(2)用带电的物体分别靠近悬挂的有机玻璃棒和橡胶棒,发现凡是跟有机玻璃棒吸引的,就会跟橡胶棒排斥;而凡是跟橡胶棒吸引的,就会跟有机玻璃棒排斥。显然,带电的物体与有机玻璃棒相斥的,所带电荷跟有机玻璃棒所带电荷必定相同;带电的物体与橡胶棒相斥的,所带电荷跟橡胶棒所带电荷必定______(选填“相同”或“不同”)。人们由此推断,自然界中只存在______种电荷,一种与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同,称为______电荷;一种与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同,称为______电荷。
(3)假如一个带电物体与上述玻璃棒与橡胶棒出现怎样的相互作用,可以判断存在第三种电荷?
该带电体______。
(4)将一根塑料绳一端扎紧,从另一端把绳尽可能撕成更多的细丝(如图2甲所示),用手向下捋几下后,观察到的现象是:塑料细丝越来越______(选填“蓬松”或“紧密”),原因是______,摩擦起电的本质是______。
(5)三个悬挂的轻质小球,静止时的位置关系如图2乙所示,若C带正电,则A带______(选填“正电”“负电”“可能不带电”)。
11.如图所示是“从粒子到宇宙”一章中出现的几个实验,请观察实验并完成相关填空。
(1)如图甲,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直到充满。封闭玻璃管口,并将玻璃管反复翻转,使水和酒精充分混合,混合后水和酒精的总体积______(选填“大于”或“等于”或“小于”)混合前水和酒精的总体积,这说明______。
(2)如图乙所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压后,发现它们会粘在一起,这说明分子间存在______。铅块粘在一起后却很难压短它们,这说明分子间存在______。
(3)图丙是实验室常用的验电器的结构示意图,当带电体与金属小球接触时,电荷就会传导到金属杆和金属箔片上,两片金属箔就会张开,此验电器的原理是______。
(4)为了形象地说明宇宙大爆炸,课本上将一个粘有小金属粒的气球看成宇宙,如图丁所示,将______看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任一小金属粒周围的其他小金属粒都在离它远去。这里主要运用的一种思维方法是______(选填“大等效法”或“类比法”或“转换法”)。
12.通过对物质微观结构的学习,我们知道气体是由分子构成的。那么气体分子运动有什么特点?为什么气体会产生压力?
(1)【观察与现象】现象1:打开一瓶香水,你会闻到香味。这说明分子在永不停息做________。现象2:玩具气球有各种不同的形状,充入的气体总是呈现与气球一样的形状。这说明气体分子间作用力较小,气体______(填“有”或“没有”)固定的形状。
【模型的建立】根据上述对气体观察的结果,我们可以为气体建立这样一个模型:气体分子可以看作一大群向四面八方不停运动的小弹性球:这些弹性球非常小,小弹性球间的空隙比较大。
(2)【思考与实验】向气球中吹气,并用手感觉它,如图甲所示。随着越来越多的空气被吹入气球,手会感觉到气球越来越“硬”,说明球内气压在______(填“变大”或“变小”)。气体对容器壁产生的压力与哪些因素有关?
模拟以下操作:使一粒滚珠从距秤盘10cm的高度处落到秤盘上,秤的指针会略微摆动一下。在相同的高度处使100粒(或更多)滚珠持续、均匀地落到秤盘上(图乙),秤的指针会在一个位置附近摆动。如果从更高处释放滚珠,滚珠与秤盘碰撞的速度变大,秤的示数会更大。以上现象说明大量滚珠撞击秤盘,对秤盘产生了持续、均匀的压力。在一定时间内,释放的滚珠越多,滚珠释放的高度越高,对秤盘产生的压力越大。
(3)【模型的完善】可以类比上述实验来完善气体模型:大量的气体分子不仅会向四面八方不停运动,它们还会撞击容器壁,从而产生持续、均匀的压力。气体压力的大小与一定时间内与容器壁发生碰撞分子的______和______有关。
(4)【模型的检验】建立模型之后,还需要收集证据来检验模型。比如,可以尝试用模型解释相关现象。
①现象:用注射器封闭一团空气,缓慢推压注射器活塞,所需用的力越来越大。解释:气体体积变小,而气体分子总数几乎不变,一定时间内和活塞发生碰撞的______变多,气体对活塞的压力变大,故而所需用的力变大。
②现象:如图丙,易拉罐经历加热、封闭、冷却过程后被压瘪。解释:被封闭的易拉罐冷却过程中,罐内气体温度降低,____________,气体对罐内壁的压力变小,易拉罐在大气压的作用下被压瘪。
13.在“走进分子世界”探究选择一种分子模型的活动中,小文向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,然后再注入染成红色的酒精直至充满,可以观察到分层现象(图a)。用食指堵住管口,将玻璃管反复翻转,使酒精和水充分混合,发现刚开始时管内出现大量小“气泡”逐渐聚集成一个大“气泡”,“气泡”上升时会越来越大(图b)。最后小文松开手,发现玻璃管被“吸”挂在食指上(图c)。
(1)小文将酒精染成红色,目的是为了________;
(2)“气泡”的出现说明混合后酒精和水的总体积________(选填“大于”“等于”或“小于”)混合前酒精和水的总体积,最终玻璃管被“吸”挂在食指上是由于________的作用;
(3)为了便于了解分子模型,小文分别用细颗粒小米和大颗粒鹰嘴豆分别装满两个杯子(图d),接着将小米和鹰嘴豆混合后再分装,发现装不满两杯(图e),该实验________(选填“模拟”或“证明”)了分子之间有空隙,这里小文运用了________(选填“控制变量”“转换”或“类比”)的实验方法,由此我们可猜想酒精分子和水分子的大小________(选填“相等”或“不相等”)。
四、综合题
14.壁虎之所以能吸附在物体表面,是因为壁虎的脚掌上长满了被称为“刚毛”的细微绒毛,每根刚毛末端又有成百上千个直径仅0.25微米的凸出物。这种精细表面结构使刚毛和物体分子距离极近,从而产生了分子引力。鉴于此,科学家研发了“纳米微吸胶”,这种粘胶材料的表面类似平面“绒”布,把这种材料如图(a所示贴在手机支架上,当“纳米微吸胶”接触到手机的平滑背面,就能如图(b)所示牢牢的“粘”住手机。根据上述信息:
①“纳米微吸胶”能“粘”住手机,是由于_____________的作用;
A.大气压力 B.分子引力 C.磁力
②请判断:“纳米微吸胶”________________(能/不能)“粘”牢帆布笔袋。
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专题12 微观粒子与宇宙综合梳理
目●标●导●航
专题名称
对应教材章节
核心考点内容
微观粒子与宇宙综合梳理
苏科八下第10章全章
分子动理论、扩散现象;静电现象与两种电荷;原子结构、微观粒子层级;地心说与日心说;太阳系八大行星;宇宙尺度、光年;江苏期末选择填空高频考点
核●心●考●点●清●单
考点一 走进分子世界(分子动理论四大要点)
1. 物质由大量分子组成,分子间有空隙
经典实验:水和酒精混合后总体积变小,证明分子间存在间隙;分子直径数量级,肉眼无法直接观察。
2. 分子在永不停息地做无规则运动:不同物质相互接触彼此进入对方叫扩散。
实例:闻到花香、墨水在水中散开、腌菜变咸;温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快。
3. 分子间同时存在引力和斥力
①两块铅块压紧粘在一起、胶水粘合→分子引力;②固体液体很难被压缩→分子斥力;③分子间距变大,引力>斥;间距变小,斥>引;间距过大,分子作用力几乎消失。
4. 固液气分子排布区别
固体:分子间距小、作用力大,有固定形状和体积;液体:间距中等、作用力较小,有体积无固定形状;气体:间距很大、作用力极小,无固定形状与体积。
考点二 静电现象
1. 摩擦起电:用摩擦方式使物体带电,带电体能够吸引轻小物体(纸屑、灰尘)。
本质:电子发生转移,不是创造电荷;失电子带正电,得电子带负电。
2. 两种电荷
正电荷:丝绸摩擦玻璃棒所带电荷;
负电荷:毛皮摩擦橡胶棒所带电荷。
电荷规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
辨析:相互吸引不一定带电(带电体吸不带电轻小物体);相互排斥一定带同种电荷。
3. 验电器
原理:同种电荷相互排斥,用来检验物体是否带电,无法判断电性。
4. 生活静电利弊
利用:静电除尘、静电喷涂;防止:避雷针、防静电手环。
考点三 探索更小的微粒
1. 原子结构
汤姆孙发现电子→卢瑟福原子核式结构模型:原子由原子核(正电)和核外电子(负电)组成,正负电荷总量相等,原子呈电中性。
2. 微观粒子层级:物质→分子→原子;质子、中子由夸克组成。质子带正电,中子不带电,电子带负电。
考点四 日心说与太阳系
1. 人类宇宙观点演变:地心说(托勒密:地球为中心)→日心说(哥白尼:太阳为中心);伽利略用望远镜佐证日心说。
2. 太阳系八大行星(由近到远):水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星;月球是地球唯一天然卫星。
3. 我国航天成就:嫦娥探月工程、天问一号火星探测,江苏考题常结合国情出题。
考点五 宇宙探秘
1. 光年:长度单位,光一年内通过的路程,,不是时间单位(必考易错)。
2. 天体层级:地月系→太阳系→银河系→河外星系→宇宙。
3. 宇宙起源:大多数科学家认同宇宙大爆炸理论,宇宙不断膨胀,星系不断远离我们。
考点六 高频易错概念辨析
✘易错 1:尘土飞扬是分子运动;✔正解:尘土是宏观颗粒,肉眼可见,不属于分子无规则运动。
✘易错 2:摩擦起电创造了新电荷;✔正解:只是电子在物体间转移,电荷总量不变。
✘易错 3:光年是时间单位;✔正解:光年是天文学专用长度单位。
✘易错 4:原子内部原子核、电子紧密挨在一起;✔正解:原子内部绝大部分是空的。
✘易错 5:两个物体相互吸引一定带异种电荷;✔正解:一个带电、一个不带电也会相互吸引。
真●题●演●练●
一、单选题
1.在如图所示的四种现象中,能体现“分子在不停息地运动”的是( )
A. 柳絮飘舞 B. 蜂蜜飘香
C. 落叶纷飞 D. 雪花飞扬
【答案】B
【解析】A.柳絮飘舞,是柳絮在运动,柳絮不是分子,属于宏观物体的机械运动,故A不符合题意;
B.蜂蜜飘香,是蜂蜜分子不停地做无规则运动,蜂蜜分子运动到空气中,故B符合题意;
C.落叶纷飞,是树叶在运动,树叶不是分子,属于机械运动,故C不符合题意;
D.雪花飞舞,是雪花在运动,雪花不是分子,属于机械运动,故D不符合题意。
故选B。
2.关于粒子和宇宙,下列说法中正确的是( )
A.摩擦起电的过程创造了正、负电荷
B.宇宙中天体的位置是恒定不变的
C.汤姆孙发现了电子,并猜测原子由原子核和核外电子组成
D.分子间吸引力和排斥力可以同时存在
【答案】D
【解析】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,而不是创造了电荷。当两种不同的物体相互摩擦时,束缚电子本领弱的物体失去电子带正电,束缚电子本领强的物体得到电子带负电,故A错误;
B.宇宙中的天体都在不停地运动,位置并不是恒定不变的,故B错误;
C.汤姆孙发现了电子,卢瑟福提出原子由原子核和核外电子组成,故C错误;
D.分子间同时存在引力和斥力,当分子间距离较小时,表现为斥力;当分子间距离较大时,表现为引力,故D正确。
故选D。
3.地球、分子、细菌、电子按照尺度的数量级排列,最小的是( )
A.地球 B.分子 C.细菌 D.电子
【答案】D
【解析】地球是宏观天体,尺度在106米数量级左右;细菌是单细胞生物,尺寸通常在1到10微米之间,即10-6米到10-5米数量级;分子由原子构成,一般分子直径约为10纳米,即10-8米数量级;电子是比原子更小的微观粒子,电子直径小于10-15米,尺度远小于分子;所以从大到小的排列顺序为地球、细菌、分子、电子,尺度最小的是电子。故 D符合题意,ABC不符合题意。
故选 D。
4.关于“粒子和宇宙”的认识,下列说法中错误的是( )
A.太阳是宇宙的中心 B.带电体能吸引轻小物体
C.同种电荷相排斥 D.电子的发现说明原子是可分的
【答案】A
【解析】A.太阳是太阳系中心,不是宇宙中心,故A错误,符合题意;
B.带电体具有吸引轻小物体的性质,故B正确,不符合题意;
C.电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,故C正确,不符合题意;
D.原子是由原子核和核外的电子组成的,电子的发现说明了原子是可以再分的,故D正确,不符合题意。
故选A。
5.小华学习了《宇宙探秘》后,有下列认识,其中错误的是( )
A.在太阳系中,太阳是唯一的恒星
B.牛顿创立了万有引力理论
C.根据银河系的直径大约为8万光年可知,光年是时间单位
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,它是有起源的、膨胀的和演化的
【答案】C
【解析】A.太阳系由太阳和围绕它运行的行星、卫星等天体组成,太阳是唯一能自行发光发热的恒星,故A正确,不符合题意;
B.牛顿在1687年提出万有引力定律,解释了天体间的相互作用,故B正确,不符合题意;
C.光年指光在真空中一年内传播的距离,是长度单位,约,而非时间单位。银河系直径用光年表示,正说明其是距离量度,故C错误,符合题意;
D.现代宇宙学认为宇宙从大爆炸起源,具有星系、星系团等层次结构,并持续膨胀演化,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、填空题
6.“孔雀卤鸡”是鹿邑县特有的地方美食,已有一百多年历史。当刚卤制好的烧鸡端上餐桌时,肉香、卤汤中的中草药香扑鼻而来,这说明______;这道菜肴中包含着物质常见的三种状态,如图所示,其中图乙表示的是物质的______态。
【答案】 分子在不停地做无规则运动 液
【解析】[1]当刚卤制好的烧鸡端上餐桌时,各种香味分子从烧鸡运动到鼻腔,让人闻到香味,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]物体三态的微观模型的特点分别为:固态分子间间隙小,排列整齐和紧密;液体时分子间间隙较大,排列不规则;气态时分子间间隙最大,排列杂乱无章。故图乙表示的是物质的液态。
7.下面是小明笔记知识梳理的部分内容,请帮助小明补图中的空缺:
(1)______;(2)______;(3)______
【答案】 正 电子 汤姆孙
【解析】[1]1911年,卢瑟福提出了原子的核式模型,认为原子由原子核和核外电子组成,原子核带正电是由于其核内的质子带正电,中子不带电,因此原子核所带的正电荷量与质子所带电荷量相等。
[2][3]1897年,约瑟夫·约翰·汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子,并证明了电子带负电。
8.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
【解析】(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。
9.小明在学习完静电现象相关知识后,认识到两种简单的验电器,分别如图甲、乙所示,若将B物体接触甲图验电器,验电器的金属箔的张角变大,表明B物体______(选填“带电”或“不带电”);若将带电体靠近乙图中铝箔条的一端时,会观察到铝箔条发生偏转,该现象说明______,这两种简单验电器______(选填“能”或“不能”)确定所带电荷的种类。
【答案】 带电 带电体具有吸引轻小物体的性质 不能
【解析】[1]将B物体接触甲图验电器,验电器的金属箔的张角变大,这说明验电器带上了电荷,由此可知,B物体是带电的。
[2]由于带电体具有吸引轻小物体的性质,所以用带电物体靠近不带电的铝箔条一端时,铝箔条由于受到吸引力而偏转。
[3]自然界有两种电荷,甲、乙两个验电器都不能检验物体带的是哪种电荷。
三、实验题
10.在“观察带电物体间的相互作用”的活动中,用干燥的丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用干燥的毛皮摩擦过的橡胶棒,依次两两靠近,如图1所示。图(a)、(b)两图呈现相互排斥的现象,图(c)呈现相互吸引的现象。
(1)由实验现象可知,图中有机玻璃棒所带电荷与橡胶棒所带电荷是______(选填“相同”或“不同”)的。
(2)用带电的物体分别靠近悬挂的有机玻璃棒和橡胶棒,发现凡是跟有机玻璃棒吸引的,就会跟橡胶棒排斥;而凡是跟橡胶棒吸引的,就会跟有机玻璃棒排斥。显然,带电的物体与有机玻璃棒相斥的,所带电荷跟有机玻璃棒所带电荷必定相同;带电的物体与橡胶棒相斥的,所带电荷跟橡胶棒所带电荷必定______(选填“相同”或“不同”)。人们由此推断,自然界中只存在______种电荷,一种与用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同,称为______电荷;一种与用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同,称为______电荷。
(3)假如一个带电物体与上述玻璃棒与橡胶棒出现怎样的相互作用,可以判断存在第三种电荷?
该带电体______。
(4)将一根塑料绳一端扎紧,从另一端把绳尽可能撕成更多的细丝(如图2甲所示),用手向下捋几下后,观察到的现象是:塑料细丝越来越______(选填“蓬松”或“紧密”),原因是______,摩擦起电的本质是______。
(5)三个悬挂的轻质小球,静止时的位置关系如图2乙所示,若C带正电,则A带______(选填“正电”“负电”“可能不带电”)。
【答案】(1)不同;(2)相同 两 正 负;(3)与玻璃棒和橡胶棒都排斥或都吸引;(4)蓬松 同种电荷相互排斥 电子的转移;(5)负电
【解析】(1)a、b两图呈现相互排斥现象,得出同种电荷相互排斥,丙图呈现相互吸引现象,得出丝绸摩擦过的有机玻璃棒所带电荷与用干燥毛皮摩擦的橡胶棒所带电荷是不同的,若相同不可能出现相互吸引现象。
(2)[1][2]在已经知道橡胶棒和有机玻璃棒带相反电荷情况下,把其它经过摩擦而带电的物体和他们接触,根据同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引,可以得出带电的物体与橡胶棒相斥的,所带电荷跟丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷必定不同。据此分析,自然界中只存在两种电荷。
[3]用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷,规定为正电荷。
[4]用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷,规定为负电荷。
(3)若有第三种电荷,必定能对已知的两种电荷(合在一起为一个整体)起到相同的作用,不是同时吸引就是同时排斥。
(4)[1][2]塑料绳一端扎紧,从另一端把绳尽可能撕成更多的细丝,用手向下捋几下后,由于摩擦起电,细丝带上了同种电荷,同种电荷互相排斥,带上同种电荷的塑料细丝之间会相互排斥,因此它们越来越蓬松。
[3]不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子能力弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上。失去电子的物体因为缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量负电。摩擦起电并不是创造了电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正、负电荷分开。
(5)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。A和B两轻质小球相互排斥,说明A和B两轻质小球带同种电荷,B和C两轻质小球相互吸引,若C带正电,则B带负电,故A也带负电。
11.如图所示是“从粒子到宇宙”一章中出现的几个实验,请观察实验并完成相关填空。
(1)如图甲,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直到充满。封闭玻璃管口,并将玻璃管反复翻转,使水和酒精充分混合,混合后水和酒精的总体积______(选填“大于”或“等于”或“小于”)混合前水和酒精的总体积,这说明______。
(2)如图乙所示,将两个表面光滑的铅块相互紧压后,发现它们会粘在一起,这说明分子间存在______。铅块粘在一起后却很难压短它们,这说明分子间存在______。
(3)图丙是实验室常用的验电器的结构示意图,当带电体与金属小球接触时,电荷就会传导到金属杆和金属箔片上,两片金属箔就会张开,此验电器的原理是______。
(4)为了形象地说明宇宙大爆炸,课本上将一个粘有小金属粒的气球看成宇宙,如图丁所示,将______看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任一小金属粒周围的其他小金属粒都在离它远去。这里主要运用的一种思维方法是______(选填“大等效法”或“类比法”或“转换法”)。
【答案】(1)小于 分子间存在间隙;(2)引力 斥力;(3)同种电荷相互排斥;(4)小金属粒 类比法
【解析】(1)[1][2]混合后水和酒精的总体积小于混合前水和酒精的总体积。 这是因为分子间存在间隙,水分子和酒精分子可以相互进入对方分子间的间隙,从而导致总体积变小。
(2)[1]将两个表面光滑的铅块相互紧压后会粘在一起,这说明分子间存在引力。正是由于分子间引力的作用,使得铅块能够粘在一起。
[2]铅块粘在一起后很难压短它们,这说明分子间存在斥力。当试图压缩铅块时,分子间的斥力会阻碍这种压缩。
(3)当带电体与金属小球接触时,电荷传导到金属杆和金属箔片上,两片金属箔张开。验电器的原理是同种电荷相互排斥。因为两片金属箔带上了同种电荷,根据电荷间的相互作用规律,同种电荷相互排斥,所以金属箔会张开。
(4)[1]在这个模型中,把小金属粒看成是宇宙中的天体。因为宇宙是由众多天体组成的,就如同气球上的小金属粒一样。
[2]这里主要运用的一种思维方法是类比法。类比法是指由一类事物所具有的某种属性,可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理方法。把粘有小金属粒的气球看成宇宙,小金属粒看成天体,通过气球膨胀时小金属粒的运动来类比宇宙大爆炸时天体的运动。
12.通过对物质微观结构的学习,我们知道气体是由分子构成的。那么气体分子运动有什么特点?为什么气体会产生压力?
(1)【观察与现象】现象1:打开一瓶香水,你会闻到香味。这说明分子在永不停息做________。现象2:玩具气球有各种不同的形状,充入的气体总是呈现与气球一样的形状。这说明气体分子间作用力较小,气体______(填“有”或“没有”)固定的形状。
【模型的建立】根据上述对气体观察的结果,我们可以为气体建立这样一个模型:气体分子可以看作一大群向四面八方不停运动的小弹性球:这些弹性球非常小,小弹性球间的空隙比较大。
(2)【思考与实验】向气球中吹气,并用手感觉它,如图甲所示。随着越来越多的空气被吹入气球,手会感觉到气球越来越“硬”,说明球内气压在______(填“变大”或“变小”)。气体对容器壁产生的压力与哪些因素有关?
模拟以下操作:使一粒滚珠从距秤盘10cm的高度处落到秤盘上,秤的指针会略微摆动一下。在相同的高度处使100粒(或更多)滚珠持续、均匀地落到秤盘上(图乙),秤的指针会在一个位置附近摆动。如果从更高处释放滚珠,滚珠与秤盘碰撞的速度变大,秤的示数会更大。以上现象说明大量滚珠撞击秤盘,对秤盘产生了持续、均匀的压力。在一定时间内,释放的滚珠越多,滚珠释放的高度越高,对秤盘产生的压力越大。
(3)【模型的完善】可以类比上述实验来完善气体模型:大量的气体分子不仅会向四面八方不停运动,它们还会撞击容器壁,从而产生持续、均匀的压力。气体压力的大小与一定时间内与容器壁发生碰撞分子的______和______有关。
(4)【模型的检验】建立模型之后,还需要收集证据来检验模型。比如,可以尝试用模型解释相关现象。
①现象:用注射器封闭一团空气,缓慢推压注射器活塞,所需用的力越来越大。解释:气体体积变小,而气体分子总数几乎不变,一定时间内和活塞发生碰撞的______变多,气体对活塞的压力变大,故而所需用的力变大。
②现象:如图丙,易拉罐经历加热、封闭、冷却过程后被压瘪。解释:被封闭的易拉罐冷却过程中,罐内气体温度降低,____________,气体对罐内壁的压力变小,易拉罐在大气压的作用下被压瘪。
【答案】(1)无规则运动 没有;(2)变大;(3)数目 速度;(4)分子数量 分子无规则运动变慢
【解析】(1)[1]现象1:打开一瓶香水,会闻到香味,这是因为香水的分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,进入人的鼻腔,从而使人闻到香味,所以说明分子在永不停息做无规则运动。
[2]现象2:玩具气球有各种不同的形状,充入的气体总是呈现与气球一样的形状,这表明气体分子间作用力较小,气体没有固定的形状,会随着容器的形状而改变,所以应填没有。
(2)向气球中吹气,随着越来越多的空气被吹入气球,手会感觉到气球越来越“硬”,这是因为气球内气体的量增多,单位时间内撞击气球壁的气体分子增多,对气球壁的压力增大,而气球壁的受力面积不变,根据(其中p为压强,F为压力,S为受力面积)可知,球内气压在变大。
(3)[1][2]根据大量滚珠撞击秤盘的实验可知,在一定时间内,释放的滚珠越多,滚珠释放的高度越高,对秤盘产生的压力越大。类比到气体模型中,大量的气体分子不仅会向四面八方不停运动,它们还会撞击容器壁,从而产生持续、均匀的压力。气体压力的大小与一定时间内与容器壁发生碰撞分子的数量和速度有关,一定时间内与容器壁发生碰撞的分子数量越多、速度越大,气体压力就越大。
(4)[1]①现象解释:用注射器封闭一团空气,缓慢推压注射器活塞,气体体积变小,而气体分子总数几乎不变,那么一定时间内和活塞发生碰撞的分子数量变多,气体对活塞的压力变大,根据力的作用是相互的,故而所需用的力变大。
[2]②现象解释:被封闭的易拉罐冷却过程中,罐内气体温度降低,根据分子动理论,温度降低,分子的无规则运动变慢,分子的平均动能减小,分子撞击罐内壁的力度变小,且一定时间内撞击罐内壁的分子数量也可能减少,所以气体对罐内壁的压力变小,易拉罐在大气压的作用下被压瘪,故此处应填分子无规则运动变慢(或分子平均动能减小)。
13.在“走进分子世界”探究选择一种分子模型的活动中,小文向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,然后再注入染成红色的酒精直至充满,可以观察到分层现象(图a)。用食指堵住管口,将玻璃管反复翻转,使酒精和水充分混合,发现刚开始时管内出现大量小“气泡”逐渐聚集成一个大“气泡”,“气泡”上升时会越来越大(图b)。最后小文松开手,发现玻璃管被“吸”挂在食指上(图c)。
(1)小文将酒精染成红色,目的是为了________;
(2)“气泡”的出现说明混合后酒精和水的总体积________(选填“大于”“等于”或“小于”)混合前酒精和水的总体积,最终玻璃管被“吸”挂在食指上是由于________的作用;
(3)为了便于了解分子模型,小文分别用细颗粒小米和大颗粒鹰嘴豆分别装满两个杯子(图d),接着将小米和鹰嘴豆混合后再分装,发现装不满两杯(图e),该实验________(选填“模拟”或“证明”)了分子之间有空隙,这里小文运用了________(选填“控制变量”“转换”或“类比”)的实验方法,由此我们可猜想酒精分子和水分子的大小________(选填“相等”或“不相等”)。
【答案】(1)便于观察实验现象;(2)小于 大气压;(3)模拟 类比 不相等
【解析】(1)将酒精染成红色,变化明显,这样做的目的是为了便于观察实验现象。
(2)[1]因为分子间存在着空隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中,使得水和酒精混合后的总体积变小了,所以“气泡”的出现说明混合后酒精和水的总体积小于混合前酒精和水的总体积。
[2]水与酒精混合后体积收缩,导致管内气压降低,外界大气压将管壁压在食指上。
(3)[1][2]分子用肉眼是看不到的,小文分别用细颗粒小米和大颗粒鹰嘴豆分别装满两个杯子(图d),接着将小米和鹰嘴豆混合后再分装,发现装不满两杯(图e),该实验模拟了分子之间有空隙,运用了类比的实验方法,用小米和鹰嘴豆模拟两种分子,两个满杯混合后再分装,发现装不满两个满杯,说明分子之间有间隙。
[3]根据实验(e)可知,两种情况下的体积不同,由此我们猜想酒精分子和水分子的大小不相等。
四、综合题
14.壁虎之所以能吸附在物体表面,是因为壁虎的脚掌上长满了被称为“刚毛”的细微绒毛,每根刚毛末端又有成百上千个直径仅0.25微米的凸出物。这种精细表面结构使刚毛和物体分子距离极近,从而产生了分子引力。鉴于此,科学家研发了“纳米微吸胶”,这种粘胶材料的表面类似平面“绒”布,把这种材料如图(a所示贴在手机支架上,当“纳米微吸胶”接触到手机的平滑背面,就能如图(b)所示牢牢的“粘”住手机。根据上述信息:
①“纳米微吸胶”能“粘”住手机,是由于_____________的作用;
A.大气压力 B.分子引力 C.磁力
②请判断:“纳米微吸胶”________________(能/不能)“粘”牢帆布笔袋。
【答案】 B 不能
【解析】①[1]“纳米微吸胶”与手机的平滑背面相接触,“纳米微吸胶”与手机表面分子间的距离非常近,“纳米微吸胶”分子和手机分子之间存在相互作用的引力,所以能“粘”住手机,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
②[2]“纳米微吸胶”与平滑面相接触,分子间的距离小,引力较大,但帆布笔袋的表面粗糙,分子间的距离较远,分子间的引力较小,不能“粘”牢帆布笔袋。
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