5.3 微观世界（讲义）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级上册

第五章 宇宙和粒子 第3节 微观世界 课标要点 1. 知道常见的物质是由分子、原子构成的。 2. 知道原子是由原子核和电子构成的，了解原子的核式结构模型。 3. 了解人类探索微观世界的大致历程，关注人类探索微观世界的新进展。 4. 了解物质世界的大致尺度。 学习重难点 重点：1.物质的构成（分子、原子、离子）及原子结构。2.人类对微观世界认识的发展历程。 难点：原子结构模型的演变及微观粒子尺度的理解。 知识点 古原子论思想 1．我国古代的认识： 《墨子》中的“端”即物质的最小单位，有了 的意义，体现着我国古人对物质构成的认识。 2．古希腊的认识： 古希腊哲学家也有类似的观点、认为宇宙间存在一种或多种数小的实体，这些实体称为 (atom，在古希腊语中含义为“不可分割的东西”)，这些“原子”在虚空中运动，并可按照不同的方式重新结合或分散。 这是古代思想家针对物质的组成最出的人类最初的原子论思想。 随学随练 1．（2026八年级上·全国·专题练习）学校举办 “古代天文智慧” 主题展，展出了中外古人的天文探索成果。下列关于物理学发展的说法，错误的是（     ） A．中国古代的盖天说、浑天说、宣夜说，体现了古人对宇宙的探索 B．英国巨石阵的功能之一是帮助古人观测天象 C．牛顿的研究成果标志着人类进入了量子物理时代 D．微观世界与宏观世界的物理规律存在很大差异 知识点 物质的构成 1．物质是大量 构成的。 2. 最早提出比较确切的 概念的化学家是阿伏伽德罗。1811年，意大利化学家阿伏伽德罗发表了分子学说，此后100年左右的时间，分子被看作比原子稍大的一种颗粒。 3. 在19世纪，科学家已经确认: 是构成物质的基本微粒， 是由原子构成的。原子非常小，其数量级为10-10m。人类用肉眼可以看见的最小灰尘中也包含了约1015个原子! 4. 19 世纪末期，英国科学家汤姆孙(JJ.Tlusoa,1856--1940)通过实验说明了自然界中有比原子更小的微粒存在，后来人们把这种粒子称为 。 随学随练 1．（25-26九年级上·广东梅州·期中）北极航道通航的船员在航行过程中欣赏到极光。极光是由太阳风中的高能带电粒子与地球大气中的分子或原子相互作用而产生的一种发光现象，这种高能带电粒子可能是（    ） A．分子 B．原子 C．电子 D．中子 2．（26-27九年级上·全国·课后作业）下列关于物质构成的说法正确的是（     ） A．分子是组成物质的最小微粒，必须借助光学显微镜才能观察到 B．分子的直径很小，一般为 C．常见的物质是由分子、原子构成的 D．灰尘是很小的分子，所以分子用人眼可以看见 3．（25-26九年级上·江西新余·阶段检测）《庄子·天下》中有“一尺之棰，日取其半，万世不竭”的说法，意思是物质是无限可分的，现代研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子—__________、原子组成，而原子又由带正电的__________和带负电的核外电子组成。 知识点 原子的结构（重点） 1．道尔顿的原子论： 虽然在公元前数百年人们已有原子的观点，但直到 19世纪初，英国化学家道尔顿(J.Dalton,1766-1844)才把原子从一个抽象的哲学名词变为具有实在意义的微粒的概念，并提出了 论。 2．汤姆生的“葡萄干布丁”模型： 汤姆孙在发现 的基础上提出了原子结构的“ ”模型。 3．卢瑟福的“ ”结构模型： 20世纪初、英国物理学家 根据α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型，认为在原子的中心有一个很小的核，叫作 。原子核集中了原子 99%以上的质量, 不停止地绕着原子核运动。 4．质子和中子： 卢瑟福和其学生分别发现了组成原子核的成分—— 。 5．玻尔的量子论： 丹麦科学家 将量子论引入原子能级结构分析,建立起核外电子分层排布的原子结构模型。 现代量子力学理论使人们对原子结构有了更深刻的认识，从而产生了量子论视野下的原子结构模型。 随学随练 1．（2026·广东清远·二模）原子结构的模型在实验和探索中不断修正和完善。图为某原子的结构示意图，在下列说法中正确的是（     ） A．表示原子核 B．表示质子 C．表示核外电子 D．表示原子 2．（26-27九年级上·江苏南通·开学考试）小明对“从粒子到宇宙”一章知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（　　） A．质子 B．原子核可分 C．粒子散射实验 D．地心说 3．（25-26八年级下·云南昆明·期末）（庄子·天下）中曾有下列论述：“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，卢瑟福提出了原子的__________结构模型，如图所示，在原子核外绕核运动的是__________（选填“电子”或“质子”）。 知识点 微观粒子 1．夸克： 20世纪60年代，美国科学家盖尔曼(M.Gell-Mann，1929-2019)提出理论认为，质子和中子均由更小粒子组成，他称这些更小的粒子为 。 2．构成物质的基本粒子： 至此，在物理学中，科学家们把 统称为微观粒子，简称粒子。 3．微观粒子的探索： 20世纪中叶起，人类为了探索微观世界的奥秘，制造了各种类型的加速器。借助不断完善的粒子加速器，科学家们又相继发现了400余种粒子。虽然人们已经建立了粒子物理的基本模型，但是基本粒子物理学还有许多未能揭开的谜，期待人们不断探索。 4．链接与拓展：宇宙万物的不同尺度 从空间与时间上看，宇观世界和微观世界之间存在着巨大的差异。从空间尺度看，我们所能观测到的宇宙深处约为1027m;微观世界则深入到10-18m。从时间范围来讲，宇观世界的“寿命”不少于150亿年。微观世界中粒子的寿命有的很长，如中子约15min，有的短到仅有10-23秒。这两个在空间和时间上有着天壤之别的世界，却都在“大爆炸”那一刻诞生了，物理世界就将最大的宇宙尺度与最小的微观尺度紧密联系上了。 随学随练 1．（25-26八年级下·福建泉州·期末）《墨子》中记载“非半弗斫，则不动，说在端”，意思是说：物体分割到不能继续分割，存在不可再分的最小物质，此物质称为“端”。下列微观粒子中，尺度最小的是（     ） A．原子 B．分子 C．中子 D．夸克 2．（25-26八年级下·江苏镇江·期末）糖分子的直径大约是。如果认为糖分子是一个靠着一个排列的，一块边长为1 cm的方糖所含有的糖分子个数约为（     ） A．个 B．个 C．个 D．个 3．（2026·河南信阳·模拟预测）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 题型 原子的结构 1. 原子的组成 原子由居于中心的原子核和绕核高速运动的核外电子组成；原子核又由质子和中子组成。 微观粒子 电性 质量特征 质子 带 1 个单位正电荷 质量约为电子质量的 1836 倍 中子 不带电 质量与质子相近 电子 带 1 个单位负电荷 质量很小，约为质子质量的 1/1836 原子核 带正电（正电由质子提供） 集中了原子的几乎全部质量 2. 易错提醒 （1）原子核带正电，但正电由其中的质子提供，中子不带电； （2）原子核体积很小，却集中了原子的几乎全部质量，因此原子的质量几乎全部集中在原子核上； （3）电子在核外做高速运动，所需向心力由原子核的吸引力提供。 活学活用 1．（2026·江苏苏州·二模）如图是原子结构示意图，其中粒子b和粒子c的带电情况如表格所示，则b是（　　） 粒子 带电情况 a 带负电 b 带正电 c 不带电 A．原子核 B．质子 C．中子 D．电子 2．（25-26八年级下·福建厦门·期末）小华以水为例进行知识结构梳理，下列选项中与如图方框内a、b、c对应正确的是（     ） A．原子、核外电子、原子核 B．原子、原子核、核外电子 C．原子核、夸克、核外电子 D．核外电子、原子核、原子 3．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）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________。 题型 微观粒子的空间尺度 1. 常见微观粒子的尺度（数量级） 微粒或结构 尺度数量级 说明 分子 约 10⁻¹⁰ m 不同物质的分子大小差别较大 原子 约 10⁻¹⁰ m 与分子处于同一数量级 原子核 约 10⁻¹⁵ m 约为原子直径的十万分之一 质子、中子 约 10⁻¹⁵ m 与原子核处于同一数量级 电子 小于 10⁻¹⁸ m 比原子核小得多 夸克 小于 10⁻¹⁹ m 目前认为组成质子、中子的更小微粒 2. 大小关系与直观感受 尺度由大到小：分子 ≈ 原子 ≫ 原子核 ≈ 质子、中子 ≫ 电子 ≳ 夸克 活学活用 1．如图中，原子内部空间尺度最小的粒子是（     ） A．夸克 B．原子核 C．电子 D．质子 2．粒子是某些放射性物质衰变时放射出来的氦原子核，把它和分子、原子、夸克等各种物质微粒一起按照空间尺度由大到小排序，正确的是（　　） A．分子、原子、夸克、粒子 B．分子、原子、粒子、夸克 C．分子、粒子、原子、夸克 D．夸克、粒子、原子、分子 3．（2026·山东临沂·一模）如图所示，纳米机器人可进入血管精准清除血栓，它的研制属于“分子纳米技术”的范畴。把纳米机器人和下列微观粒子一起按照空间尺度由大到小排序，其中正确的是（    ） A．夸克  质子  原子  纳米机器人 B．纳米机器人  原子  质子  夸克 C．原子  质子  夸克  纳米机器人 D．夸克  质子  纳米机器人  原子 基础通关 1．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）2025年9月16日，全球首颗卷式全柔性太阳翼卫星升空。标志着中国在卫星能源技术领域实现颠覆性突破，人类对太空的探索取得了新进展。从月球到火星，从小行星到太阳系边缘，各国探测器正以前所未有的技术突破与科学使命，揭开宇宙的神秘面纱。下列物体空间尺度最小的是（     ） A．月球 B．原子 C．太阳系 D．中子 2．（2026·广东东莞·模拟预测）如图所示是原子的构成图，下列选项中说法正确的是（     ） A．a粒子通常不显电性 B．a粒子是原子核 C．b粒子是质子 D．c粒子带负电 3．（26-27九年级上·安徽池州·开学考试）20世纪初，科学家在探索物质结构的历程中取得了突破性进展，其中卢瑟福通过α粒子散射实验得出的原子结构模型是下列模型中的（     ） A．实心球模型 B．西瓜模型 C．行星模型 D．分层绕核（电子云）模型 4．（2026·广东清远·三模）下列物质结构图正确的是（     ） A． B． C． D． 5．（25-26八年级下·江苏徐州·期末）在人类探索微观粒子的历程中，下列物理学家与其贡献对应正确的是（　　） A．汤姆孙——发现电子 B．劳伦斯——发现中子 C．卢瑟福——发现夸克 D．查德威克——提出原子核式结构模型 6．常见的物质由分子组成，分子由____________组成；图是锂（Li）原子结构示意图，锂原子的质子数____________电子数（选填“<”“>”或“=”），所以锂原子____________。（选填“带正电”，“带负电”或“不带电”） 7．（25-26八年级上·四川巴中·阶段检测）细颗粒物是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称PM2.5。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中的含量浓度越高，就代表空气污染越严重。若PM2.5的直径为2.5微米，合_________纳米，所以PM2.5_________（选填“是”或“不是”）分子。 8．（25-26八年级下·云南昆明·期末）人类对原子结构的认识经历了一个漫长的过程，如图甲是原子核式结构模型，模型中A表示的粒子为______（选填“原子核”或“电子”）；如图乙所示，用注射器抽取适量的水，用手指堵住注射器孔，然后用力推活塞，发现水很难被压缩，说明水分子之间存在______。 9．沙漏中的沙子流下时，看上去是连续的，小华经过放大后观察，发现沙子流下时是不连续的，这是因为沙子是由细小颗粒构成的。因此，他联想到水流，如果经过高倍放大，水流应是_______（选填“连续的”或“不连续的”），这是因为水是由_______构成的。 10．（25-26九年级下·上海金山·阶段检测）物理学中一个基本的观念是“世界是由物质组成的”。 (1)1911年，著名物理学家卢瑟福在进行了粒子散射实验后，提出了原子核式结构模型，该模型认为，原子是由原子核和________构成； (2)以氢原子为例，下面四个图中能正确示意氢原子核式结构的是________ A． B． C． D． 素养提升 11．如题图是物质在三种不同状态下的分子模型，其中正确的是（　　） A．石灰石能被粉碎成粉末，说明物质是由分子组成的 B．用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙 C．图丙中分子相距最近，且处于静止状态 D．物体在图甲对应的状态下具有流动性且较难压缩 12．2023年诺贝尔物理学奖是由三位科学家以阿秒激光技术奠基人的身份共同获奖。阿秒激光，顾名思义，是一种在阿秒（秒）时间尺度上闪烁的激光，这个数量级是分子直径数量级的______倍（选填“”、“”或“”）。 13．（2026·山东烟台·二模）伴随科技的日新月异，人类不断在更大宏观的尺度上探寻宇宙，在银河系、总星系、太阳系中，尺度最大的天体系统是________；人类对原子结构的认识也经历了一个漫长的过程，如图所示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；图丙是玻尔的原子结构模型，模型中2表示的粒子为________。 14．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年做了著名的“α粒子散射实验”，用如图所示的实验装置，把带正电的氦原子核（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1/8000 α粒子会发生大角度的偏转或被弹回。 发生极少数α粒子的大角度偏转现象是出乎意料的。根据汤姆生模型的计算，α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量不到α粒子的1/7400，α粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，α粒子偏转的力就不会很大。然而事实却出现了极少数α粒子大角度偏转的现象。 卢瑟福对实验结果进行了分析，认为在原子的中心有一个很小的核，原子的全部______（选填“正”或“负”）电荷和几乎全部质量都集中在这个核里，就是现在人们称之为的______。 因此，汤姆生的原子模型理论______（选填“能”或“不能”）解释上述现象。 迁移创新 15．（22-23九年级上·山西临汾·期末）我们知道组成物质的分子很小，肉眼看不见，那么我们如何通过身边的器材来估测下分子的直径呢？实验步骤和原理如下：      （1）实验的研究对象是油酸分子，我们在实验前可以通过注射器测量出每一滴油酸的体积为7.6×10-6cm3； （2）把一滴油酸滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后形成单层分子油膜，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓。随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图2所示；坐标纸中正方形方格的边长为2cm；我们可以数出轮廓内的方格数（格子未满半个的不计入格数，超过半个的算一格）从而估测出这个油膜的面积是 _____cm2； （3）假设这层油膜是按如图1所示，由每个油酸分子紧密排列组成的，则我们就可以估测出油酸分子的直径大约为 _____cm。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 宇宙和粒子 第3节 微观世界 课标要点 1. 知道常见的物质是由分子、原子构成的。 2. 知道原子是由原子核和电子构成的，了解原子的核式结构模型。 3. 了解人类探索微观世界的大致历程，关注人类探索微观世界的新进展。 4. 了解物质世界的大致尺度。 学习重难点 重点：1.物质的构成（分子、原子、离子）及原子结构。2.人类对微观世界认识的发展历程。 难点：原子结构模型的演变及微观粒子尺度的理解。 知识点 古原子论思想 1．我国古代的认识： 《墨子》中的“端”即物质的最小单位，有了原子的意义，体现着我国古人对物质构成的认识。 2．古希腊的认识： 古希腊哲学家也有类似的观点、认为宇宙间存在一种或多种数小的实体，这些实体称为原子(atom，在古希腊语中含义为“不可分割的东西”)，这些“原子”在虚空中运动，并可按照不同的方式重新结合或分散。 这是古代思想家针对物质的组成最出的人类最初的原子论思想。 随学随练 1．（2026八年级上·全国·专题练习）学校举办 “古代天文智慧” 主题展，展出了中外古人的天文探索成果。下列关于物理学发展的说法，错误的是（     ） A．中国古代的盖天说、浑天说、宣夜说，体现了古人对宇宙的探索 B．英国巨石阵的功能之一是帮助古人观测天象 C．牛顿的研究成果标志着人类进入了量子物理时代 D．微观世界与宏观世界的物理规律存在很大差异 【答案】C 【详解】A．中国古代的盖天说、浑天说和宣夜说反映了古人对天地结构和宇宙的认识与探索，故A正确； B．英国巨石阵的功能与古人观测太阳等天象有关，可用于研究季节变化等，故B正确； C．牛顿的研究成果是经典力学体系，标志着人类进入经典力学时代；量子物理时代是在普朗克等科学家提出量子相关理论后才开启的，故C错误； D．微观世界通常需要用量子理论描述，而宏观低速世界可用经典物理规律较好描述，两者适用的物理规律存在明显差异，故D正确。 由于题目要求选择错误的，故选C。 知识点 物质的构成 1．物质是大量分子、原子或离子构成的。 2. 最早提出比较确切的分子概念的化学家是阿伏伽德罗。1811年，意大利化学家阿伏伽德罗发表了分子学说，此后100年左右的时间，分子被看作比原子稍大的一种颗粒。 3. 在19世纪，科学家已经确认:原子是构成物质的基本微粒，分子是由原子构成的。原子非常小，其数量级为10-10m。人类用肉眼可以看见的最小灰尘中也包含了约1015个原子! 4. 19 世纪末期，英国科学家汤姆孙(JJ.Tlusoa,1856--1940)通过实验说明了自然界中有比原子更小的微粒存在，后来人们把这种粒子称为电子。 随学随练 1．（25-26九年级上·广东梅州·期中）北极航道通航的船员在航行过程中欣赏到极光。极光是由太阳风中的高能带电粒子与地球大气中的分子或原子相互作用而产生的一种发光现象，这种高能带电粒子可能是（    ） A．分子 B．原子 C．电子 D．中子 【答案】C 【详解】A．分子是由原子构成的电中性微粒，不带电，故A不符合题意； B．原子是由原子核和核外电子构成，整体呈电中性，不带电，故B不符合题意； C．电子是带负电的粒子，属于高能带电粒子的范畴，故C符合题意； D．中子是原子核的组成部分之一，不带电，故D不符合题意。 故选C。 2．（26-27九年级上·全国·课后作业）下列关于物质构成的说法正确的是（     ） A．分子是组成物质的最小微粒，必须借助光学显微镜才能观察到 B．分子的直径很小，一般为 C．常见的物质是由分子、原子构成的 D．灰尘是很小的分子，所以分子用人眼可以看见 【答案】C 【详解】A．分子不是组成物质的最小微粒，且光学显微镜无法观察到分子，故A错误； B．分子直径的一般量级为，不是，故B错误； C．由物质的构成可知，常见物质由分子、原子构成，故C正确； D．灰尘是大量分子组成的宏观固体小颗粒，不属于分子，人眼无法直接看见单个分子，故D错误。 故选C。 3．（25-26九年级上·江西新余·阶段检测）《庄子·天下》中有“一尺之棰，日取其半，万世不竭”的说法，意思是物质是无限可分的，现代研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子—__________、原子组成，而原子又由带正电的__________和带负电的核外电子组成。 【答案】 分子 原子核 【详解】略。 知识点 原子的结构（重点） 1．道尔顿的原子论： 虽然在公元前数百年人们已有原子的观点，但直到 19世纪初，英国化学家道尔顿(J.Dalton,1766-1844)才把原子从一个抽象的哲学名词变为具有实在意义的微粒的概念，并提出了原子论。 2．汤姆生的“葡萄干布丁”模型： 汤姆孙在发现电子的基础上提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型。 3．卢瑟福的“原子核式”结构模型： 20世纪初、英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子结构的核式模型，认为在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核。原子核集中了原子 99%以上的质量,电子不停止地绕着原子核运动。 4．质子和中子： 卢瑟福和其学生分别发现了组成原子核的成分——质子和中子。 5．玻尔的量子论： 丹麦科学家玻尔将量子论引入原子能级结构分析,建立起核外电子分层排布的原子结构模型。 现代量子力学理论使人们对原子结构有了更深刻的认识，从而产生了量子论视野下的原子结构模型。 随学随练 1．（2026·广东清远·二模）原子结构的模型在实验和探索中不断修正和完善。图为某原子的结构示意图，在下列说法中正确的是（     ） A．表示原子核 B．表示质子 C．表示核外电子 D．表示原子 【答案】C 【详解】 A．带+号的蓝色小微粒是带正电的质子，不是原子核，原子核是中心由质子和中子聚集形成的整体，故A错误； B．不带电的红色小微粒是中子，中子本身不带正电，质子带正电，故B错误； C．带-号的绿色微粒带负电，在核外的轨道上运动，符合核外电子的特征，故C正确； D．中心由质子和中子聚集形成的整体才是原子核，原子是包含原子核与所有核外电子的整体，故D错误。 故选C。 2．（26-27九年级上·江苏南通·开学考试）小明对“从粒子到宇宙”一章知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（　　） A．质子 B．原子核可分 C．粒子散射实验 D．地心说 【答案】C 【详解】AB．汤姆孙发现电子，说明原子是可分的，故AB错误； C．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故C正确； D．哥白尼提出日心说，故D错误。 故选C。 3．（25-26八年级下·云南昆明·期末）（庄子·天下）中曾有下列论述：“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，卢瑟福提出了原子的__________结构模型，如图所示，在原子核外绕核运动的是__________（选填“电子”或“质子”）。 【答案】 核式 电子 【详解】在原子结构的探索中，卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。 该模型的内容为：原子由位于中心的原子核和核外电子组成，质子存在于原子核内部，带负电的电子在原子核外绕原子核运动，因此原子核外绕核运动的是电子。 知识点 微观粒子 1．夸克： 20世纪60年代，美国科学家盖尔曼(M.Gell-Mann，1929-2019)提出理论认为，质子和中子均由更小粒子组成，他称这些更小的粒子为夸克。 2．构成物质的基本粒子： 至此，在物理学中，科学家们把原子、原子核、电子、质子、中子、夸克统称为微观粒子，简称粒子。 3．微观粒子的探索： 20世纪中叶起，人类为了探索微观世界的奥秘，制造了各种类型的加速器。借助不断完善的粒子加速器，科学家们又相继发现了400余种粒子。虽然人们已经建立了粒子物理的基本模型，但是基本粒子物理学还有许多未能揭开的谜，期待人们不断探索。 4．链接与拓展：宇宙万物的不同尺度 从空间与时间上看，宇观世界和微观世界之间存在着巨大的差异。从空间尺度看，我们所能观测到的宇宙深处约为1027m;微观世界则深入到10-18m。从时间范围来讲，宇观世界的“寿命”不少于150亿年。微观世界中粒子的寿命有的很长，如中子约15min，有的短到仅有10-23秒。这两个在空间和时间上有着天壤之别的世界，却都在“大爆炸”那一刻诞生了，物理世界就将最大的宇宙尺度与最小的微观尺度紧密联系上了。 随学随练 1．（25-26八年级下·福建泉州·期末）《墨子》中记载“非半弗斫，则不动，说在端”，意思是说：物体分割到不能继续分割，存在不可再分的最小物质，此物质称为“端”。下列微观粒子中，尺度最小的是（     ） A．原子 B．分子 C．中子 D．夸克 【答案】D 【详解】物质的微观构成中，分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子由更小的微粒夸克构成，因此尺度最小的是夸克。 故选D。 2．（25-26八年级下·江苏镇江·期末）糖分子的直径大约是。如果认为糖分子是一个靠着一个排列的，一块边长为1 cm的方糖所含有的糖分子个数约为（     ） A．个 B．个 C．个 D．个 【答案】C 【详解】方糖边长 ，糖分子直径 。分子一个挨一个排列，边长方向的分子个数为 方糖是立方体，总分子数为边长方向分子数的三次方，，故选C。 3．（2026·河南信阳·模拟预测）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。 题型 原子的结构 1. 原子的组成 原子由居于中心的原子核和绕核高速运动的核外电子组成；原子核又由质子和中子组成。 微观粒子 电性 质量特征 质子 带 1 个单位正电荷 质量约为电子质量的 1836 倍 中子 不带电 质量与质子相近 电子 带 1 个单位负电荷 质量很小，约为质子质量的 1/1836 原子核 带正电（正电由质子提供） 集中了原子的几乎全部质量 2. 易错提醒 （1）原子核带正电，但正电由其中的质子提供，中子不带电； （2）原子核体积很小，却集中了原子的几乎全部质量，因此原子的质量几乎全部集中在原子核上； （3）电子在核外做高速运动，所需向心力由原子核的吸引力提供。 活学活用 1．（2026·江苏苏州·二模）如图是原子结构示意图，其中粒子b和粒子c的带电情况如表格所示，则b是（　　） 粒子 带电情况 a 带负电 b 带正电 c 不带电 A．原子核 B．质子 C．中子 D．电子 【答案】B 【详解】物理中原子结构的结论为：原子由原子核和核外电子组成，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，核外电子带负电，绕原子核运动。 结合本题信息推导：带负电，在原子核外的轨道上，因此是电子；、都位于原子核内部，已知带正电，不带电，因此带正电的是质子，不带电的是中子，整体中心是原子核，因此是质子。 故选B。 2．（25-26八年级下·福建厦门·期末）小华以水为例进行知识结构梳理，下列选项中与如图方框内a、b、c对应正确的是（     ） A．原子、核外电子、原子核 B．原子、原子核、核外电子 C．原子核、夸克、核外电子 D．核外电子、原子核、原子 【答案】B 【详解】 水滴由水分子构成，水分子由氢原子和氧原子构成，因此是原子； 原子由原子核和核外电子构成，而原子核又由质子和中子构成，因此包含质子、中子的是原子核，剩余的是核外电子。故ACD错误，B正确。 故选B。 3．（25-26八年级下·江苏苏州·期末）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】 中子 电子 汤姆逊 【详解】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；电子带负电；汤姆逊发现了电子。 题型 微观粒子的空间尺度 1. 常见微观粒子的尺度（数量级） 微粒或结构 尺度数量级 说明 分子 约 10⁻¹⁰ m 不同物质的分子大小差别较大 原子 约 10⁻¹⁰ m 与分子处于同一数量级 原子核 约 10⁻¹⁵ m 约为原子直径的十万分之一 质子、中子 约 10⁻¹⁵ m 与原子核处于同一数量级 电子 小于 10⁻¹⁸ m 比原子核小得多 夸克 小于 10⁻¹⁹ m 目前认为组成质子、中子的更小微粒 2. 大小关系与直观感受 尺度由大到小：分子 ≈ 原子 ≫ 原子核 ≈ 质子、中子 ≫ 电子 ≳ 夸克 活学活用 1．如图中，原子内部空间尺度最小的粒子是（     ） A．夸克 B．原子核 C．电子 D．质子 【答案】A 【详解】原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成，质子和中子都是由夸克组成的，在夸克、原子核、电子、质子四种粒子中，其空间尺度最小的是夸克，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 2．粒子是某些放射性物质衰变时放射出来的氦原子核，把它和分子、原子、夸克等各种物质微粒一起按照空间尺度由大到小排序，正确的是（　　） A．分子、原子、夸克、粒子 B．分子、原子、粒子、夸克 C．分子、粒子、原子、夸克 D．夸克、粒子、原子、分子 【答案】B 【详解】 物质由分子构成，分子由原子构成，原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，α粒子是氦核，它是由2个质子和2个中子结合在一起从核中发射出来的，质子和中子又由夸克构成，因此题干中所涉及的微观粒子，从大到小的顺序应为：分子、原子、α粒子、夸克，故ACD错误，B正确。 故选B 。 3．（2026·山东临沂·一模）如图所示，纳米机器人可进入血管精准清除血栓，它的研制属于“分子纳米技术”的范畴。把纳米机器人和下列微观粒子一起按照空间尺度由大到小排序，其中正确的是（    ） A．夸克  质子  原子  纳米机器人 B．纳米机器人  原子  质子  夸克 C．原子  质子  夸克  纳米机器人 D．夸克  质子  纳米机器人  原子 【答案】B 【详解】纳米机器人是由大量原子/分子组成的装置，空间尺度远大于单个原子；物质是由原子或分子组成；原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的；原子核由质子和中子构成；质子和中子又是由更小的微粒----夸克组成。按照从大到小的顺序排列为：纳米机器人、原子、质子、夸克，故B正确，ACD错误。 故选B。 基础通关 1．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）2025年9月16日，全球首颗卷式全柔性太阳翼卫星升空。标志着中国在卫星能源技术领域实现颠覆性突破，人类对太空的探索取得了新进展。从月球到火星，从小行星到太阳系边缘，各国探测器正以前所未有的技术突破与科学使命，揭开宇宙的神秘面纱。下列物体空间尺度最小的是（     ） A．月球 B．原子 C．太阳系 D．中子 【答案】D 【详解】选项中物体空间尺度从大到小排序为：太阳系、月球、原子、中子，中子是四个选项中空间尺度最小的，故D正确，ABC错误。 故选D。 2．（2026·广东东莞·模拟预测）如图所示是原子的构成图，下列选项中说法正确的是（     ） A．a粒子通常不显电性 B．a粒子是原子核 C．b粒子是质子 D．c粒子带负电 【答案】B 【详解】根据原子的构成关系梳理： 原子是由原子核和核外电子构成的，而原子核又由质子和中子构成。结合题图关系可得： 是原子核，带正电；是核外电子，带负电，是质子，带正电。 故ACD错误，B正确。 故选 B。 3．（26-27九年级上·安徽池州·开学考试）20世纪初，科学家在探索物质结构的历程中取得了突破性进展，其中卢瑟福通过α粒子散射实验得出的原子结构模型是下列模型中的（     ） A．实心球模型 B．西瓜模型 C．行星模型 D．分层绕核（电子云）模型 【答案】C 【详解】A．实心球模型是道尔顿提出的近代原子模型，认为原子是不可再分的实心球体，故A不符合题意； B．西瓜模型（也叫枣糕模型）是汤姆生发现电子后提出的，认为正电荷均匀分布在原子内，电子像西瓜籽一样嵌在其中，故B不符合题意； C．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现绝大多数α粒子直接穿过金箔、少数发生大角度偏转，由此推断原子的绝大部分质量和正电荷集中在体积极小的原子核上，电子像行星绕太阳运转一样绕原子核运动，也就是行星模型，故C符合题意； D．分层电子云模型是后续在玻尔理论基础上发展出的现代原子结构模型，故D不符合题意。 故选C。 4．（2026·广东清远·三模）下列物质结构图正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】ABD．原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。A图显示原子核由质子和电子组成，B图显示原子由质子和电子组成，D图显示核外是质子，均不符合物质结构，故ABD错误； C．图示原子由原子核和核外电子组成，结构正确，故C正确。 故选C。 5．（25-26八年级下·江苏徐州·期末）在人类探索微观粒子的历程中，下列物理学家与其贡献对应正确的是（　　） A．汤姆孙——发现电子 B．劳伦斯——发现中子 C．卢瑟福——发现夸克 D．查德威克——提出原子核式结构模型 【答案】A 【详解】A．电子是汤姆生发现的，故A正确； B．查德威克发现了中子，故B错误； C．卢瑟福的实验证明了原子中除了电子还有原子核，盖尔曼发现了夸克，故C错误； D．卢瑟福提出了原子核式结构模型，D错误。 故选A。 6．常见的物质由分子组成，分子由____________组成；图是锂（Li）原子结构示意图，锂原子的质子数____________电子数（选填“<”“>”或“=”），所以锂原子____________。（选填“带正电”，“带负电”或“不带电”） 【答案】 原子 = 不带电 【详解】常见的物质由分子组成，分子由原子组成，由锂原子结构示意图可知，锂原子质子数为3，核外电子数为3，故质子数等于电子数； 因原子内正负电荷总数相等，故锂原子不带电。 7．（25-26八年级上·四川巴中·阶段检测）细颗粒物是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称PM2.5。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中的含量浓度越高，就代表空气污染越严重。若PM2.5的直径为2.5微米，合_________纳米，所以PM2.5_________（选填“是”或“不是”）分子。 【答案】 2500 不是 【详解】 分子的直径数量级约为（即），PM2.5的直径远大于分子的直径，因此PM2.5不是分子。 8．（25-26八年级下·云南昆明·期末）人类对原子结构的认识经历了一个漫长的过程，如图甲是原子核式结构模型，模型中A表示的粒子为______（选填“原子核”或“电子”）；如图乙所示，用注射器抽取适量的水，用手指堵住注射器孔，然后用力推活塞，发现水很难被压缩，说明水分子之间存在______。 【答案】 电子 斥力 【详解】原子核式结构模型，认为原子中心有一个带正电的原子核，电子绕核运动，故A为核外电子； 物质是由大量分子组成的，分子间存在相互作用的引力和斥力。水很难被压缩，说明分子间存在斥力。 9．沙漏中的沙子流下时，看上去是连续的，小华经过放大后观察，发现沙子流下时是不连续的，这是因为沙子是由细小颗粒构成的。因此，他联想到水流，如果经过高倍放大，水流应是_______（选填“连续的”或“不连续的”），这是因为水是由_______构成的。 【答案】 不连续的 分子 【详解】[1][2]沙子是由细小颗粒组成的，因此，当我们用放大镜观察沙漏中的沙子流下时，发现沙子是不连续的，颗粒之间有间隔。由此可联想到水流，水流看起来是连续的，如果经过高倍放大后，水流应是不连续的，这是因为水是由分子组成的，而且分子间还存在着间隙。 10．（25-26九年级下·上海金山·阶段检测）物理学中一个基本的观念是“世界是由物质组成的”。 (1)1911年，著名物理学家卢瑟福在进行了粒子散射实验后，提出了原子核式结构模型，该模型认为，原子是由原子核和________构成； (2)以氢原子为例，下面四个图中能正确示意氢原子核式结构的是________ A． B． C． D． 【答案】(1)核外电子 (2)C 【详解】（1）著名科学家卢瑟福提出了原子核式结构模型，原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。 （2）氢原子是由位于中心的原子核和绕原子核高速运动的核外电子构成，且原子核相对于原子，其体积比较小，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 素养提升 11．如题图是物质在三种不同状态下的分子模型，其中正确的是（　　） A．石灰石能被粉碎成粉末，说明物质是由分子组成的 B．用手捏海绵，海绵的体积变小了，说明分子间有间隙 C．图丙中分子相距最近，且处于静止状态 D．物体在图甲对应的状态下具有流动性且较难压缩 【答案】D 【详解】A．分子的直径很小，肉眼看不见，所以石灰石能被粉碎成粉末，不能说明物质是由分子组成的，故A错误； B．海绵的孔肉眼可见，用力捏海绵，海绵的体积变小了，是海绵之间的距离变小了，不是分子间的间隙变小了，所以不能说明分子间有间隙，故B错误； C．分子不停的做无规则运动，不会处于静止状态，故C错误； D．由图可知，甲是液体、乙是气态，丙是固态，物体处于液态时，具有流动性且较难压缩，故D正确。 故选D。 12．2023年诺贝尔物理学奖是由三位科学家以阿秒激光技术奠基人的身份共同获奖。阿秒激光，顾名思义，是一种在阿秒（秒）时间尺度上闪烁的激光，这个数量级是分子直径数量级的______倍（选填“”、“”或“”）。 【答案】10-8 【详解】分子直径约为10-10m，阿秒（10−18秒）这个数量级是分子直径数量级的 倍 13．（2026·山东烟台·二模）伴随科技的日新月异，人类不断在更大宏观的尺度上探寻宇宙，在银河系、总星系、太阳系中，尺度最大的天体系统是________；人类对原子结构的认识也经历了一个漫长的过程，如图所示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；图丙是玻尔的原子结构模型，模型中2表示的粒子为________。 【答案】 总星系 乙 电子 【详解】在太阳系、银河系、总星系中，总星系包含了所有已知的星系，是三者中尺度最大的天体系统；甲图是汤姆孙的 “枣糕模型”，不是卢瑟福提出的，乙图是卢瑟福提出的原子核式结构模型，认为原子中心有一个带正电的原子核，电子绕核运动，因此选乙；在玻尔的原子结构模型中，电子在特定的轨道上绕原子核运动，模型中2表示的是电子（绕核运动的带负电粒子）。 14．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年做了著名的“α粒子散射实验”，用如图所示的实验装置，把带正电的氦原子核（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1/8000 α粒子会发生大角度的偏转或被弹回。 发生极少数α粒子的大角度偏转现象是出乎意料的。根据汤姆生模型的计算，α粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量不到α粒子的1/7400，α粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，α粒子偏转的力就不会很大。然而事实却出现了极少数α粒子大角度偏转的现象。 卢瑟福对实验结果进行了分析，认为在原子的中心有一个很小的核，原子的全部______（选填“正”或“负”）电荷和几乎全部质量都集中在这个核里，就是现在人们称之为的______。 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 正 原子核 不能 【详解】[1]A．葡萄干蛋糕模型又称枣糕模型，也称葡萄干面包，是科学家汤姆生提出的原子结构模型，汤姆森模型认为，正电荷均匀分布在整个原子球体中，带负电的电子散布在原子中，这些电子分布在对称的位置上，故A符合题意； B．卢瑟福原子模型又称有核原子模型、原子太阳系模型、原子行星模型。1911年由卢瑟福提出。认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。原子核带正电，电子带负电。故B不符合题意； C．电子云模型中的电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运行没有固定的规律，故C不符合题意。 故选A。 [2][3]在卢瑟福原子模型中，认为原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，原子核集中所有正电荷。 [4]汤姆生的原子模型理论，即正电荷均匀分布在整个原子球体中，带负电的电子散布在原子中，无法使极少数α粒子大角度偏转的现象，因此无法解释“α粒子散射实验”的现象。 迁移创新 15．（22-23九年级上·山西临汾·期末）我们知道组成物质的分子很小，肉眼看不见，那么我们如何通过身边的器材来估测下分子的直径呢？实验步骤和原理如下：      （1）实验的研究对象是油酸分子，我们在实验前可以通过注射器测量出每一滴油酸的体积为7.6×10-6cm3； （2）把一滴油酸滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后形成单层分子油膜，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓。随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图2所示；坐标纸中正方形方格的边长为2cm；我们可以数出轮廓内的方格数（格子未满半个的不计入格数，超过半个的算一格）从而估测出这个油膜的面积是 _____cm2； （3）假设这层油膜是按如图1所示，由每个油酸分子紧密排列组成的，则我们就可以估测出油酸分子的直径大约为 _____cm。 【答案】 228 3.3×10-8 【详解】（2）[1]由图可知，面积超过正方形一半的正方形个数为57个，一个小正方形的面积 S1=2cm×2cm=4cm2 则油酸膜的面积 S=57×4cm2=228cm2 （3）[2]每一滴油滴的体积为7.6×10-6cm3，把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，油膜的厚度近似等于油酸分子的直径 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $