第十二章 小粒子与大宇宙 讲义-2025-2026学年沪科版物理八年级全一册

本讲义围绕“小粒子与大宇宙”核心知识点，系统梳理微观粒子组成（分子、原子、原子核、夸克等）、分子热运动（空隙、无规则运动、作用力）、物质三态分子特征及宇宙探索历程（地心说、日心说、太阳系等），构建从微观到宏观的“物质组成-分子运动-宇宙结构”学习支架。 资料通过“要点诠释”提炼物理观念，表格对比物质三态分子模型建构科学思维，结合横山鸭扎包、宫保鸡丁等生活实例渗透科学态度与责任。题目设计兼顾课中教学辅助与课后查漏补缺，助力学生深化理解。

12 小粒子与大宇宙 一、走进微观 1.自然的尺度：宇宙的大尺度、我们眼前看到的是尺度是宏观尺度，不能用肉眼直接看到的是微观尺度。 2.物质的组成：通常，物质是由分子或原子组成的。 3.微观粒子： （1）分子由单个原子组成，“单原子分子”；分子由多个原子组成，“多原子分子”。 （2）原子核式结构模型：原子的中心叫原子核，原子核周围有电子。 （3）原子核的结构：质子和中子，质子带正电，中子不带电。 （4）质子和中子有更小的粒子“夸克”组成。 （5）借助不断完善的粒子加速器，发现了μ子、π介子、K介子、Λ超子、Σ超子、及τ子等400余种粒子。 要点诠释： 原子核的体积小，密度大，几乎集中了原子的全部质量。原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电，核外电子带负电。原子核所带正电荷数和核外电子所带的负电荷数相等，所以原子不显电性。 二、看不见的运动 1.分子的热运动： （1）通常，物质是由大量分子构成的，分子间有空隙；如：水与酒精混合后总体积变小。 （2）分子在永不停息的做无规则运动；温度越高，分子无规则运动越剧烈。 （3）分子间不仅存在吸引力，而且还存在排斥力。 吸引力：铅块挤压吸引；拉断铁丝比棉线难；两滴水银靠近会自动结合成一滴。 排斥力：固体、液体很难被压缩。 2.物质中的分子状态: 物质状态 分子间距 分子间作用力 特征 固体 比较小 比较强 有体积和形状，不能流动。 液体 比较大 较弱 有体积，无形状，能够流动。 气体 更大 更弱 无体积，无形状，能够流动。 要点诠释： 1.不同物质内部分子间空隙的大小不同；同种物质在不同情况下分子间的距离也会不同，比如温度、压强等的变化，都会影响分子间的距离。 2.物体的温度越高，分子的运动越剧烈。由于分子的运动与温度有关，所以分子运动又称为热运动。 3.分子相互作用的情况与分子间距离的大小有关。当分子间的距离等于10－10 m时，这个距离为分子间的平衡距离，此时，分子间的引力和斥力相等；当分子间的距离小于10-10 m时，斥力起主要作用；当分子间的距离大于10－10 m时，引力起主要作用；当分子间的距离大于分子直径10倍时，分子间的作用力就变得很小。分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力的变化比引力的变化快。 三、探索宇宙 1.探索的历程： （1）托勒玫 “地心说”。 （2）哥白尼“日心说”。 （3）牛顿“万有引力定律”。 （4）人造卫星的发射，人类进入太空。 2.浩瀚的星空： （1）太阳系：太阳、八大行星、66颗卫星、2000多颗有正式命名或编号的小行星，以及数量可观的彗星和流星。 （2）银河系：银河系中有非常多像太阳这样的恒星。离地球最近的恒星是半人马座的比邻星。 （3）宇宙中还有很多像银河系这样的星系。 要点诠释： 太阳系处于银河系的边缘，太阳系由八大行星和太阳组成，八大行星是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，月亮是地球的卫星，不是太阳系中的行星。 一、填空题 1．太阳是太阳系中唯一的恒星，从离太阳最近的行星向外数，太阳系中的八大行星依次为水星、______、地球、火星、木星、土星、天王星、_______。 2．1911年，卢瑟福在α粒子散射实验的基础上，提出的原子结构模型与图中___________（选填“A”或“B”）相似。 3．如图所示，斗门传统美食之一的横山鸭扎包，捆扎所用的鸭肠很难被拉断，是因为分子间存在________力，烹饪时香气四溢，这是________现象，食用时采用隔水蒸法加热，温度越高，分子运动越________。 4．如图所示，古人切割玉石时常利用上方壶中流出的水来除尘和降温。随着水不断地流出，最后一滴水总会一直悬而未滴，这是因为分子间存在______。 5．如图所示，三幅示意图形象地反映了物质固、液、气三态的分子排列特点，其中图甲表示的物态为________态；若某物体从图乙状态变为图丙状态，体积会变________。 6．题图是某同学对物质的构成梳理后画出的思维导图，其中，中子是________，尺度最大的粒子是________，带正电的粒子是________。（均选填“①”“②”或“③”） 7．在如图所示的原子模型中，a是原子核，带_________电；b是__________。 8．宫保鸡丁是四川有名的美食。小杜同学把一盘色香味俱佳的宫保鸡丁端到餐桌上时，香飘四溢，这是________现象，说明________在不停地做无规则运动。 9．把一块表面干净的玻璃片用绳子挂在弹簧测力计挂钩上，手持弹簧测力计的吊环，把玻璃片往下放到刚好和水面接触，再慢慢向上提起弹簧测力计，弹簧测力计的示数将会变大，主要原因是分子间存在___________（选填“斥力”“引力”或“空隙”）。 10．如图所示是一罐茉莉花茶，打开盖子的时候可以闻到浓郁的茉莉花香，这表明分子在不停地做____________；茉莉花茶既可以用冷水冲泡也可以用热水冲泡，两种冲泡方式中用____________水冲泡所用时间更少。 二、单选题 11．下列这些微粒中，不带电的是（     ） A．粒子（氦的原子核） B．电子 C．质子 D．中子 12．诗句“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”中的“纸鸢”即风筝，其制作主要经过“扎”“绘”“糊”“放”等过程。下列说法错误的是（　　） A．“扎”时选择竹篾做风筝骨架，利用了竹篾具有良好的弹性 B．“绘”时闻到颜料淡淡的气味，是因为分子不停地做无规则运动 C．“糊”时胶水能将纸和框架粘住，利用了分子间存在斥力 D．“放”时风筝加速上升，利用了流体压强与流速的关系 13．生活中有很多与分子动理论有关的现象，下列说法正确的是（　　） A．面包能被压扁，说明分子间有间隙 B．“破镜难圆”说明分子间只存在斥力 C．“花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关 D．“雪花飞舞”纷飞说明分子在不停地做无规则运动 14．下列现象属于扩散现象的是（     ） A．漫天沙尘 B．细雨绵绵 C．落叶纷飞 D．花香四溢 15．中国古代的酿酒技术源远流长，早在几千年前人们就掌握了酿酒工艺。酿酒师发现，打开酒坛后，离得很远也能闻到酒香。这一现象主要表明了（　　） A．温度越高，分子热运动越剧烈 B．分子在不停地做无规则运动 C．分子之间存在引力和斥力 D．分子的体积随温度升高而增大 16．陕西肉夹馍是著名小吃。制作过程中，下列说法正确的是（　　） A．切肉时，刀磨得很锋利是为了增大压强 B．烤馍时，馍的温度升高，内能不变 C．煮肉时，锅上方冒出的“白气”是水蒸气 D．吃馍时，能闻到香味，说明分子间有引力 17．关于分子，下列说法正确的是（     ） A．水结成冰后，分子就会静止不动 B．铁丝很难被拉伸，说明分子间有引力 C．槐花飘香，说明分子之间存在斥力 D．水与酒精混合后总体积减小，说明分子在不停地运动 18．下列的微观粒子按尺度由大到小排序正确的是（     ） A．大分子、质子、原子、夸克 B．大分子、原子核、质子、夸克 C．原子、大分子、质子、夸克 D．原子、质子、夸克、大分子 19．下列分子间作用力主要表现为引力的是（     ） A．汽车轮胎充满气后按压时不易发生形变 B．木板很难被压缩 C．摔碎的镜子无法重新拼在一起 D．吃糖时会觉得粘牙 20．如图所示，课外小组把两块磨得很平整的铅块用力压紧后，在下面悬挂了17个钩码，两铅块仍然没有分开。下列说法正确的是（     ） A．铅分子仍在做无规则运动 B．实验现象说明分子间只存在引力 C．把钩码去掉后，铅分子间的作用力消失 D．悬挂了钩码的两铅块没有分开，说明分子间没有间隙 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 12 小粒子与大宇宙 一、走进微观 1.自然的尺度：宇宙的大尺度、我们眼前看到的是尺度是宏观尺度，不能用肉眼直接看到的是微观尺度。 2.物质的组成：通常，物质是由分子或原子组成的。 3.微观粒子： （1）分子由单个原子组成，“单原子分子”；分子由多个原子组成，“多原子分子”。 （2）原子核式结构模型：原子的中心叫原子核，原子核周围有电子。 （3）原子核的结构：质子和中子，质子带正电，中子不带电。 （4）质子和中子有更小的粒子“夸克”组成。 （5）借助不断完善的粒子加速器，发现了μ子、π介子、K介子、Λ超子、Σ超子、及τ子等400余种粒子。 要点诠释： 原子核的体积小，密度大，几乎集中了原子的全部质量。原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电，核外电子带负电。原子核所带正电荷数和核外电子所带的负电荷数相等，所以原子不显电性。 二、看不见的运动 1.分子的热运动： （1）通常，物质是由大量分子构成的，分子间有空隙；如：水与酒精混合后总体积变小。 （2）分子在永不停息的做无规则运动；温度越高，分子无规则运动越剧烈。 （3）分子间不仅存在吸引力，而且还存在排斥力。 吸引力：铅块挤压吸引；拉断铁丝比棉线难；两滴水银靠近会自动结合成一滴。 排斥力：固体、液体很难被压缩。 2.物质中的分子状态: 物质状态 分子间距 分子间作用力 特征 固体 比较小 比较强 有体积和形状，不能流动。 液体 比较大 较弱 有体积，无形状，能够流动。 气体 更大 更弱 无体积，无形状，能够流动。 要点诠释： 1.不同物质内部分子间空隙的大小不同；同种物质在不同情况下分子间的距离也会不同，比如温度、压强等的变化，都会影响分子间的距离。 2.物体的温度越高，分子的运动越剧烈。由于分子的运动与温度有关，所以分子运动又称为热运动。 3.分子相互作用的情况与分子间距离的大小有关。当分子间的距离等于10－10 m时，这个距离为分子间的平衡距离，此时，分子间的引力和斥力相等；当分子间的距离小于10-10 m时，斥力起主要作用；当分子间的距离大于10－10 m时，引力起主要作用；当分子间的距离大于分子直径10倍时，分子间的作用力就变得很小。分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力的变化比引力的变化快。 三、探索宇宙 1.探索的历程： （1）托勒玫 “地心说”。 （2）哥白尼“日心说”。 （3）牛顿“万有引力定律”。 （4）人造卫星的发射，人类进入太空。 2.浩瀚的星空： （1）太阳系：太阳、八大行星、66颗卫星、2000多颗有正式命名或编号的小行星，以及数量可观的彗星和流星。 （2）银河系：银河系中有非常多像太阳这样的恒星。离地球最近的恒星是半人马座的比邻星。 （3）宇宙中还有很多像银河系这样的星系。 要点诠释： 太阳系处于银河系的边缘，太阳系由八大行星和太阳组成，八大行星是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，月亮是地球的卫星，不是太阳系中的行星。 一、填空题 1．太阳是太阳系中唯一的恒星，从离太阳最近的行星向外数，太阳系中的八大行星依次为水星、______、地球、火星、木星、土星、天王星、_______。 【答案】 金星 海王星 【详解】[1][2]太阳系八大行星从离太阳最近的行星向外数，正确顺序为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 2．1911年，卢瑟福在α粒子散射实验的基础上，提出的原子结构模型与图中___________（选填“A”或“B”）相似。 【答案】B 【详解】卢瑟福根据α粒子散射实验，提出原子核式结构模型，原子中心有原子核，核外电子绕核运动。原子核式结构模型特点是中心有体积小、质量大的原子核，电子在核外空间绕核运动，对应选B。 3．如图所示，斗门传统美食之一的横山鸭扎包，捆扎所用的鸭肠很难被拉断，是因为分子间存在________力，烹饪时香气四溢，这是________现象，食用时采用隔水蒸法加热，温度越高，分子运动越________。 【答案】 引 扩散 剧烈 【详解】[1]分子之间存在引力和斥力。捆扎所用的鸭肠很难被拉断，是因为分子之间存在相互作用的引力。 [2]烹饪时香气四溢，使远处的人闻到香味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。 [3]分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。 4．如图所示，古人切割玉石时常利用上方壶中流出的水来除尘和降温。随着水不断地流出，最后一滴水总会一直悬而未滴，这是因为分子间存在______。 【答案】引力 【详解】分子间同时存在着引力和斥力， 在水不断流出，最后一滴水悬而未滴的现象中，是因为水分子之间存在引力，使得最后一滴水被拉住而不会滴落。 5．如图所示，三幅示意图形象地反映了物质固、液、气三态的分子排列特点，其中图甲表示的物态为________态；若某物体从图乙状态变为图丙状态，体积会变________。 【答案】 固 大 【详解】根据物质固、液、气三态的分子结构特点可知，固态分子排列整齐紧密，对应图甲的分子排列特点，因此甲表示固态；图乙中分子排列较松散，无固定规则，是液态的分子特点；图丙中分子间距极大，分子分散，是气态的分子特点。物体从液态（乙）变为气态（丙）时，分子间距离大幅增加，因此体积会变大。 6．题图是某同学对物质的构成梳理后画出的思维导图，其中，中子是________，尺度最大的粒子是________，带正电的粒子是________。（均选填“①”“②”或“③”） 【答案】 ③ ① ② 【详解】物质由分子构成，分子由原子构成，因此①是分子，是三个粒子中尺度最大的；原子由原子核和核外电子构成，因此②是原子核；原子核由质子和中子构成，质子和中子都由夸克构成，因此③是中子；①分子整体不带电，②原子核带正电，③中子不带电，因此带正电的是②。 7．在如图所示的原子模型中，a是原子核，带_________电；b是__________。 【答案】 正 电子 【详解】根据初中物理所学的原子核式结构模型：原子由位于中心的原子核和核外绕原子核高速运动的电子组成，原子核内的质子带正电、中子不带电，因此原子核整体带正电。图中a是中心原子核带正电，b是绕核运动的核外电子。 8．宫保鸡丁是四川有名的美食。小杜同学把一盘色香味俱佳的宫保鸡丁端到餐桌上时，香飘四溢，这是________现象，说明________在不停地做无规则运动。 【答案】 扩散 分子 【详解】不同物质相互接触时彼此进入对方的现象称为扩散，闻到菜的香味属于扩散现象。扩散现象说明构成物质的分子在不停地做无规则运动。 9．把一块表面干净的玻璃片用绳子挂在弹簧测力计挂钩上，手持弹簧测力计的吊环，把玻璃片往下放到刚好和水面接触，再慢慢向上提起弹簧测力计，弹簧测力计的示数将会变大，主要原因是分子间存在___________（选填“斥力”“引力”或“空隙”）。 【答案】引力 【详解】弹簧测力计的示数会变大，说明玻璃片额外受到了一个向下的力，这是因为玻璃片与水面接触时，玻璃表面的分子与水分子之间距离极小，表现为引力，故能说明分子间存在引力。 10．如图所示是一罐茉莉花茶，打开盖子的时候可以闻到浓郁的茉莉花香，这表明分子在不停地做____________；茉莉花茶既可以用冷水冲泡也可以用热水冲泡，两种冲泡方式中用____________水冲泡所用时间更少。 【答案】 无规则运动 热 【详解】打开盖子的时候可以闻到浓郁的茉莉花香，这是扩散现象，是茶的香气分子扩散到空气中，说明分子都在不停地做无规则运动。 分子无规则运动快慢与物体的温度有关，温度越高，分子无规则热运动越剧烈，用热水冲泡时分子热运动越剧烈，所用时间更少。 二、单选题 11．下列这些微粒中，不带电的是（     ） A．粒子（氦的原子核） B．电子 C．质子 D．中子 【答案】D 【详解】电子带负电，质子带正电，中子不带电，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，故原子核带正电，即原子核、电子、质子都带电，中子不带电，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 12．诗句“儿童散学归来早，忙趁东风放纸鸢”中的“纸鸢”即风筝，其制作主要经过“扎”“绘”“糊”“放”等过程。下列说法错误的是（　　） A．“扎”时选择竹篾做风筝骨架，利用了竹篾具有良好的弹性 B．“绘”时闻到颜料淡淡的气味，是因为分子不停地做无规则运动 C．“糊”时胶水能将纸和框架粘住，利用了分子间存在斥力 D．“放”时风筝加速上升，利用了流体压强与流速的关系 【答案】C 【详解】A．“扎”时选择竹篾做风筝骨架，利用了竹篾具有良好的弹性，不容易折断，故A正确，不符合题意； B．“绘”时闻到颜料淡淡的气味，是因为分子不停地做无规则运动，是扩散现象，故B正确，不符合题意； C．“糊”时胶水能将纸和框架粘住，利用了分子间存在引力，故C错误，符合题意； D．“放”时风筝加速上升，风筝飞行时，其上方空气流速大于下方空气流速，导致上方压强小于下方压强，从而产生向上的升力，这是利用了流体压强与流速的关系，故D正确，不符合题意。 故选C。 13．生活中有很多与分子动理论有关的现象，下列说法正确的是（　　） A．面包能被压扁，说明分子间有间隙 B．“破镜难圆”说明分子间只存在斥力 C．“花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关 D．“雪花飞舞”纷飞说明分子在不停地做无规则运动 【答案】C 【详解】A．面包能被压扁，主要是因为面包内部有大量的宏观空隙，压缩的是这些空隙，而不是分子间的间隙，故A错误； B．“破镜难圆”是因为断裂处分子间的距离很大，分子间的引力变得非常微弱，无法使其重新愈合，故B错误； C．“花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关，温度越高，分子的热运动越剧烈，故C正确； D．“雪花飞舞”纷飞是机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故D错误。 故选C。 14．下列现象属于扩散现象的是（     ） A．漫天沙尘 B．细雨绵绵 C．落叶纷飞 D．花香四溢 【答案】D 【详解】A．漫天沙尘，沙尘是宏观物体，其运动属于机械运动，不是分子的无规则运动，不属于扩散现象，故A不符合题意； B．细雨绵绵，细雨是宏观物体，它的运动属于机械运动，不是扩散现象，故B不符合题意； C．落叶纷飞，落叶是宏观物体，其运动是由风力等外力作用引起的机械运动，并非分子运动导致的，不属于扩散现象，故C不符合题意； D．花香四溢，是花的香味分子在空气中做无规则运动，扩散到空气中，人们能闻到花香，属于扩散现象，故D符合题意。 故选D。 15．中国古代的酿酒技术源远流长，早在几千年前人们就掌握了酿酒工艺。酿酒师发现，打开酒坛后，离得很远也能闻到酒香。这一现象主要表明了（　　） A．温度越高，分子热运动越剧烈 B．分子在不停地做无规则运动 C．分子之间存在引力和斥力 D．分子的体积随温度升高而增大 【答案】B 【详解】A．题干中未涉及温度变化相关内容，无法体现温度对分子热运动的影响，该选项与题目现象无关，故A不符合题意； B．打开酒坛后远处能闻到酒香，是扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动，故B符合题意； C．分子间的引力和斥力一般体现在物质不易被压缩、拉伸或保持一定形态等情况中，本题现象未体现该性质，故C不符合题意； D．分子的体积不会随温度升高而增大，温度升高时是分子间的间隔变大，故D不符合题意。 故选B。 16．陕西肉夹馍是著名小吃。制作过程中，下列说法正确的是（　　） A．切肉时，刀磨得很锋利是为了增大压强 B．烤馍时，馍的温度升高，内能不变 C．煮肉时，锅上方冒出的“白气”是水蒸气 D．吃馍时，能闻到香味，说明分子间有引力 【答案】A 【详解】A．刀磨得锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积增大压强，故A正确； B．烤馍时馍吸收热量，温度升高，内能增大，故B错误； C．水蒸气是肉眼不可见的，锅上方的“白气”是水蒸气遇冷液化形成的小水滴，不是水蒸气，故C错误； D．能闻到香味是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，不是分子间有引力，故D错误。 故选A。 17．关于分子，下列说法正确的是（     ） A．水结成冰后，分子就会静止不动 B．铁丝很难被拉伸，说明分子间有引力 C．槐花飘香，说明分子之间存在斥力 D．水与酒精混合后总体积减小，说明分子在不停地运动 【答案】B 【详解】A．根据分子动理论，一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，水结成冰后，分子仍在做无规则运动，故A错误； B．铁丝很难被拉伸，是因为当分子间距离增大时，分子间的引力会阻碍铁丝被拉伸，说明分子间有引力，故B正确； C．槐花飘香是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C错误； D．水与酒精混合后总体积减小，是因为分子之间存在间隙，两种物质的分子会进入彼此的间隙中，故D错误。 故选B。 18．下列的微观粒子按尺度由大到小排序正确的是（     ） A．大分子、质子、原子、夸克 B．大分子、原子核、质子、夸克 C．原子、大分子、质子、夸克 D．原子、质子、夸克、大分子 【答案】B 【详解】大分子是由原子组成的，原子是由原子核和电子构成，原子核内有质子和中子，而质子和中子是由夸克构成，所以空间尺度由大到小排序为大分子、原子核、质子、夸克，故B正确，ACD错误。 故选B。 19．下列分子间作用力主要表现为引力的是（     ） A．汽车轮胎充满气后按压时不易发生形变 B．木板很难被压缩 C．摔碎的镜子无法重新拼在一起 D．吃糖时会觉得粘牙 【答案】D 【详解】A．汽车轮胎充满气后按压不易形变，是因为轮胎内气体压强较大，故A错误； B．木板很难被压缩，是因为木板分子间距离较小，分子间作用力表现为斥力，故B错误； C．摔碎的镜子无法重新拼在一起，是因为镜子碎片间的分子间距离很大，分子间作用力十分微弱，几乎不存在引力，故C错误； D．吃糖时觉得粘牙，是因为糖分子与牙分子间的距离较小，分子间作用力主要表现为引力，故D正确。 故选D。 20．如图所示，课外小组把两块磨得很平整的铅块用力压紧后，在下面悬挂了17个钩码，两铅块仍然没有分开。下列说法正确的是（     ） A．铅分子仍在做无规则运动 B．实验现象说明分子间只存在引力 C．把钩码去掉后，铅分子间的作用力消失 D．悬挂了钩码的两铅块没有分开，说明分子间没有间隙 【答案】A 【详解】A．分子的热运动是永不停息的，一切物质的分子在任何状态下都在做无规则运动，与铅块是否压紧、是否悬挂钩码无关，故A正确； B．分子间同时存在引力和斥力，该实验仅能说明分子间存在引力，无法证明“只存在引力”，故B错误； C．分子间作用力始终存在，去掉钩码只是消除了钩码对铅块向下的拉力，铅分子间的引力依然存在，不会消失，故C错误； D．铅块不分开是分子间引力的作用，该实验无法证明分子间没有间隙，故D错误。 故选A。 第 1 页 共 9 页 学科网（北京）股份有限公司 $