沪科版八年级全一册物理第十一章小粒子与大宇宙复习学案第一节走进微观1、我们周围的一切，包括有生命的和无生命的，都是物质。从无限的宇宙到微小的基本粒子，物质以各种各样的形态展现着。目前，人类能观测到的空间最远已到达1026m的宇宙深处。浩瀚的星空太阳系在人们不能直接看到的世界里，例如：细胞、病毒、分子、原子……目前科学家的研究已深入到了10-15m的微观领域。第25页共25页2、物质是由什么组成（1）由于人眼无法直接观测到物质内部，所以古人的探索更多是臆想出来的。古希腊人认为万物是由水、火、土、气四种基本元素组成的，称为“四元素说”。我们的祖先认为万物由金、木、水、火、土五种基本元素组成，称为“五行说”。如果我们将物质不断地分割，颗粒会越来越小，研究发现，当小到某种程度后，如果再分，物质的性质就会发生改变，就不再是原来的这种物质了。第25页共25页能保持物质的性质不变的最小颗粒，就是组成该物质的最小微粒，通常所说的物质就是由这种颗粒构成的。（2）阿伏加德罗意大利物理学家、化学家。阿伏加德罗出生于意大利都灵，是当地的望族。阿伏伽德罗30岁时，对研究物理产生了浓厚的兴趣。1811年发表了阿伏伽德罗假说，阿伏伽德罗定律。1832年，出版了四大册理论物理学。阿伏伽德罗在化学领域也做出了很多突出的贡献。1811年意大利物理学家阿伏加德罗第一个把这种最小的颗粒命名为“分子”。分子：能保持物质化学性质不变的最小微粒。（3）后来，人们又发现分子也有结构，它们是由原子组成的。现在，人们认为物质是由分子或原子组成的，现代科技可以使人们观察到构成物质的分子或原子。DNA生物大分子结构示意图水分子模型分子质量很小你流的一滴汗里，大约有1×1027个水分子第25页共25页分子质量很小你流的一滴汗里，大约有1×1027个水分子氢分子是最小的分子，其尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一，质量只有10-27kg左右。水分子的直径大约是4×10-10m，1cm3的水中就含有3.34×1022个水分子，一个水分子的质量只有3×10-26kg。（4）19世纪初,英国科学家道尔顿证明了原子的存在。有些物质是由原子组成的。有的分子是单原子分子，有的是多原子分子。硅表面结构示意图碳结构示意图（5）第25页共25页19世纪70年代，人们通过对气体放电现象的进一步研究，发现了阴极射线。1897年，英国物理学家汤姆孙发现阴极射线是由速度很高的带负电的粒子组成，这种粒子就是“电子”。电子的发现说明原子是可再分的。J.J.Thomson汤姆孙与枣糕模型（5）1911年，卢瑟福在α粒子散射实验的基础上，提出了原子核式结构模型。散射实验原子的中心叫原子核，带正电，占很小体积，但其密度很大，几乎集中了原子的全部质量；带负电的电子在不同的轨道上绕着原子核运动。原子核组成原子核式结构模型第25页共25页20世纪初，人们相继发现了原子核包括质子和中子，质子带正电，中子不带电。由此可知：原子核是由质子与中子组成的。20世纪60年代，科学家发现质子和中子都是由称为夸克的更小的粒子组成。（6）微观粒子的空间尺度第25页共25页费米实验室的同步加速器主环，直径达二公里1989年建成的北京正负电子对撞机直线加速器（7）20世纪中叶起，人类为了探索微观世界的奥秘，制造了各种类型的粒子加速器。直线重离子加速器借助于不断完善的粒子加速器，又发现了μ子、π介子、K介子、∧超子、∑超子及τ子等400余种粒子，这种粒子是比原子核更深一个层次的物质存在形式。【针对训练1】对宇宙和微观世界的描述中，不正确的说法是（）A.地球是由物质组成的B.物质处于不停的运动中C.物质是由分子组成的D.分子是微观世界中的最小微粒第25页共25页【答案】D【针对训练2】固体和液体很难被压缩，其原因是（）A.分子间存在着斥力B.分子间存在着引力C.分子在不停地做无规则运动D.分子间无间隙【答案】A【针对训练3】人类对原子结构的认识经历了一个相当长的时期。以下是科学家及提出的原子结构假设模型（如图所示），其中符合原子结构模型建立先后顺序的是（）A.①、②、③B.③、②、①C.①、③、②D.③、①、②【答案】D【针对训练4】有①质子、②原子核、③电子、④原子、⑤分子，它们从大到小的排列是（）A.⑤④③②①B.③②①④⑤C.⑤④②①③D.①②③④⑤【答案】C【针对训练5】水很难被压缩，其原因是（）A.水分子之间没有空隙B.水分子之间有引力第25页共25页C.水分子之间有斥力D.水分子在不断地运动【答案】C【针对训练6】关于科学家卢瑟福提出的原子结构的行星模型，下列说法错误的是（）A.原子是由原子核和电子组成的B.原子核位于原子的中心，核外电子绕原子核旋转C.原子是由质子和中子组成的D.原子的质量几乎全部集中在原子核上【答案】C【针对训练7】2015年诺贝尔物理学奖颁给了发现中微子振荡的两位科学家。中微子是一种比电子还小的基本粒子。下列微粒中最小的是（）A.质子B.中微子C.原子D.中子【答案】B【针对训练8】2关于微观粒子，下列说法正确的是（）A.原子结构与西瓜很相似，西瓜籽就如同分布在原子中的电子B.原子结构与太阳系很相似，质子、中子和电子就象行星绕太阳运动一样在绕核运动C.原子核由质子和中子组成，质子和中子则由更小的粒子组成D.只要视力足够好，人们凭肉眼就能看到电子【答案】C【针对训练9】2011年11月9日，俄罗斯“福布斯土壤”火星探测器在地球近地轨道上因主发动机启动失败而无法变轨。经查，是太空中的带电粒子对机载计算机系统产生影响导致程序出错。下列粒子中，因不带电首先可以排除的是（）第25页共25页A.电子B.电子C.中子D.质子【答案】C【针对训练10】如图所示，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开。这个实验主要说明了（）A.大气存在着压力B.分子之间存在引力C.分子之间存在斥力D.分子之间存在空隙【答案】B【针对训练11】在探索微小粒子的历程中，科学家们用一系列高能物理实验证实了大量微小粒子的存在。在下列微粒按空间尺度从大到小的顺序排列的是（）A.病毒、原子、原子核、电子B.原子、原子核、电子、质子C.原子、原子核、夸克、质子D.质子、夸克、原子核、原子【答案】A【针对训练12】分子是由原子组成，电子的发现说明 是可分的，原子是由 和 组成的，原子核由 和 组成，而质子和中子是由更小的被称为 的粒子组成。【答案】原子；原子核；电子；质子；中子；夸克第25页共25页【针对训练13】原子是由原子核和绕核旋转的电子组成，虽然原子的绝大部分空间是被 所占，但它的质量却几乎全部集中在 上。【答案】电子；原子核第一节看不见的运动1、分子间有间隙（1）当水与酒精混合时,总体积就比预计的要小,虽然肉眼不能直接看到物质内的分子,但上述实验表明,分子之间确实存在着间隙。（2）将机油装入一个壁很厚相当坚固的钢筒中，然后加上2万个标准大气压的高压。结果钢筒“流泪”了，也就是说机油从钢筒里渗透出来。说明固体分子间也存在间隙。2、分子是运动的还是静止的（1）实验探究：气体分子是否运动①实验器材：装有空气玻璃瓶、装有红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶、玻璃板。②第25页共25页将2个分别装有空气和红棕色二氧化氮的玻璃瓶口对口连接，中间用玻璃板隔开，将2个采用3种放置法，如图所示，当把中间的玻璃板抽掉后，仔细观察所发生的现象，你看到了什么？（2）实验探究：液体分子是否运动在一杯水中滴入蓝墨水，观察所发生的现象，你发现了什么？（3）结论：气体和液体中的分子是在永不停息地运动着。（4）不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。3、分子间存在相互的作用力（1）是什么力使得两块铅块结合在一起？第25页共25页气体被压缩时都会产生“抵抗”，要是压缩液体和固体呢？测力计的示数为什么会变大？（2）分子之间既有引力又有斥力，当分子之间的距离比较大时，分子之间的作用力表现为引力；当分子之间的距离比较小时，分子之间的作用力表现为斥力。物体很难被拉开，说明分子间存在引力；物体很难被压缩，说明分子间存在斥力。4、物质中的分子状态（1）物质的三种状态第25页共25页物质的状态常分为：固态、液态和气态。在不同的物质状态中，其分子的状态也是不同的。（2）分子动理论内容①通常，物质是由大量分子组成的；②组成物质的分子间存在相互作用的引力和斥力；③分子都在永不停息地做无规则运动。物理学中称之为分子动理论。（1）固体、液体和气体①在固体中，分子间力的作用比较强，因而，固体有一定的体积和形状，不能流动。②在液体中，分子间力的作用较弱，分子在一定限度内可以运动。因而，液体没有确定的形状，但占有一定的体积，能够流动。第25页共25页③在气体中，分子间力的作用更弱了，因此，气体分子能自由地沿各个方向运动。因而，气体没有固定的形状，也没有确定的体积，能够流动。【针对训练1】有关分子热运动的说法正确的是（　　）A. 液体很难被压缩说明分子间有引力                                        B. 水结成冰后，水分子静止不动                                        C. 打开香水瓶，不久满屋闻到香气，说明分子在不停地做无规则运动    D. 将石块研成粉末状，分子变小了【答案】C【针对训练2】下列现象与分子热运动有关的是（　　）A. 春天，睦南公园百花争艳                                        B. 夏天，海河河面波光粼粼                                        C. 秋天，水上公园荷花飘香                                        D. 冬天，人民公园银装素裹【答案】C【针对训练3】下列现象中不能说明分子在不停地做无规则运动的（　　）A. 酒精瓶盖打开可以嗅到酒精气味                                        B. 拆除老旧建筑物时，灰尘飞舞                                        C. 打开香水瓶，不久就满屋子都能闻到香气                                        第25页共25页D. 一勺砂糖放入一杯水中，整杯水都变甜了【答案】B【针对训练4】通常把青菜腌成咸菜需要几天的时间，而把青菜炒熟使之具有相同的咸味，仅需几分钟。造成这种差别的主要原因是（　　）A. 炒菜时盐多些，盐分子容易进入青菜中                                        B. 炒菜时用力翻炒，使盐分子进入青菜中                                        C. 炒菜时温度高，分子热运动加剧，扩散加快                                        D. 炒菜时青菜分子间有空隙，盐分子易进入【答案】C【针对训练5】如图所示，把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计的示数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，观察到弹簧测力计的示数变大，这个实验表明（　　）A. 分子间存在引力                         B. 分子间存在斥力                         C. 分子在不停地做无规则运动                         D. 分子间存在间隙【答案】A【针对训练6】下列现象能说明分子在运动的是（　　）A. 春：微风拂过，花香袭人                                        第25页共25页B. 夏：暖风阵阵，麦浪翻滚                                        C. 秋：狂风乍起，黄沙漫天                                        D. 冬：寒风凛冽，炊烟袅袅【答案】A【针对训练7】下列现象中，不属于扩散现象的是（　　）A. 盐块投入水中，一会儿水都变咸了                                        B. 铅片与金片紧压在一起，过几年铅片和金片互相渗入                                        C. 硫酸铜溶液与水放在一起，最后混合均匀了                                        D. 冷水和热水放在一起，一会儿混合成温水了【答案】D【针对训练8】下列事例中，哪一个事例不能表明物体的分子在不停地做无规则的运动（　　）A. 寒冷的冬天，天空下起了大雪，雪花在空中飞舞                                        B. 在皮肤上擦点酒精，立即就能闻到酒精的味道                                        C. 长期堆放煤的墙角墙里面的一浅层都变黑了                                        D. 衣箱中的卫生球变小，衣服上充满卫生球的气味【答案】A【针对训练9】小明周末在参观阆中保宁醋厂时，远远就闻到了浓郁的醋香，这是______现象，这种现象说明了气体物质的分子在不停地做______运动。【答案】扩散;无规则 【针对训练10】分别在冷水和热水中滴一滴墨水，______（选填“冷水”或“热水”）中的墨水扩散的快，说明分子运动的快慢与______用有关。【答案】热水;温度第25页共25页【针对训练11】 勤洗手是个好习惯。在使用洗手液洗手时，会闻到洗手液的香味，这是______现象；洗手液是液体，不易被压缩，这说明分子间存在着______力。【答案】扩散;斥【针对训练12】 把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中，比较发现______，由此可得______。【答案】热水中墨水扩散得快;温度越高，分子的无规则运动越剧烈  【针对训练13】 将两个铅圆柱体的接触面用小刀刮平（不能沾有油污或杂质），使刮纹方向一致，用力挤压在一起．把压在一起的铅圆柱体小心地挂在支架上，并轻轻挂上钩码，可观察到两铅块不会分开。（1）根据你看到的实验现象你能归纳的结论是______。（2）在进行实验过程中，为什么要用小刀将铅圆柱体的接触面刮平？【答案】（1）分子间存在引力；（2）使得两个接触面接触紧密，达到分子间起引力的范围。第一节探索宇宙1、探索历程第25页共25页（1）古人对宇宙的初步认识①研究方法：主要依靠肉眼的观察、简单猜测和推理来认识宇宙。②早期观点：早期人类对宇宙的认识有限，并具有很浓的神话与宗教色彩。人们根据地球自转，产生昼夜交替的现象形成了"日"的概念；根据月亮绕地球公转，产生朔望，形成"月"的概念，根据地球绕太阳公转产生的四季交替现象而形成了"年"的概念。神话并非现实生活的科学反映，而是由于远古时代，人类开始思考与探索自然并结合自己的想象力所产生的。古时由于人类对宇宙的未知探索，以及表达人渴望不灭解脱的追求，进而相信现实世界之外存在着超自然的神秘力量或实体，使人对该一神秘产生敬畏及崇拜，从而引申出信仰认知及仪式活动体系，与民间神话一样，其也有自己的神话传说，彼此相互串联，本质是一种精神寄托和终极关怀。③托勒密—地心说第25页共25页观点：地球居于中心，太阳和其他行星围绕地球转动。由于宗教学说的影响，这种理论影响人们的思想达千年之久。（1）近代对宇宙的研究①1543年，哥白尼—“日心说”日心说的观点是：a.地球是球形的。b.地球在运动，并且24小时自转一周。c.太阳是不动的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动，只有月亮环绕地球运行。②1609年，伽利略用望远镜观察到天体周相等现象，反驳了托勒密的地心体系，有力地支持了哥白尼的日心学说。③第25页共25页1687年，牛顿发表《自然哲学的数学原理》，为探索宇宙提供了坚实的理论基础。④1846年，发现海王星1846年，科学家根据万有引力定律预测天王星外还存在一颗未知的行星，并计算出这颗行星的运动轨道。在1846年9月23日被发现，是仅有的利用数学预测而非观测意外发现的行星。（3）人类的太空之旅①1957年10月4日苏联发射第一颗人造卫星斯普特尼克一号是苏联第一颗人造卫星，也是世界上第一颗人造卫星，1957年10月4日在拜科努尔航天中心发射升空。这颗卫星在轨道中度过了3个月，绕着地球转了1400多圈，之后坠入大气层消失了。这个第一颗进入地球轨道的人造卫星，当时它的发射震撼了整个世界。②1969年7月4日“阿波罗”11号飞船，实现人类首次登月阿姆斯特朗踏上了月球，说道：“这是我个人的一小步，但却是全人类的一大步”。第25页共25页1、浩瀚的星空（1）太阳系我们生活的地球是太阳系中一颗很小的行星。太阳系包括太阳、8个行星、近500个卫星和至少120万个小行星，还有一些矮行星和彗星。（2）银河系银河系，是太阳系所在的棒旋星系（漩涡星系的一种），呈椭圆盘形，具有巨大的盘面结构。（3）总星系宇宙中的所有天体都处在永恒的运动之中，天体之间相互吸引想、相互绕转形成不同等级的天体系统，目前人类能够观察到的宇宙范围大约为半径140亿光年，可见宇宙中包含的所有天体，共同组成了一个巨大的天体系统，我们称为总星系。比总星系小一等级的天体系统称为星系，在总星系中包含了大约10亿个星系，我们地球所在的银河系就是其中之一。第25页共25页3、幻想与追求俄罗斯科学家齐奥尔科夫斯基说过，“地球是人类的摇篮，但是人类不会永远躺在摇篮里。她在不断地扩大自己的生存空间，首先小心翼翼地穿过大气层，最终要征服整个太阳系”.想象中的太空城市【针对训练1】关于地心说和日心说，下列说法中正确的是（     ）A.宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B.地球是绕太阳运动的普通行星，月球是绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周运动，同时还跟地球一起绕太阳运动C.地心说的代表人物是托勒密，日心说的代表人物是哥白尼D.地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值【答案】C【针对训练2】如图所示，2019年4月10日人类首张黑洞照片的问世，除了帮助我们直接确认了黑洞的存在外，还证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。下列关于宇宙的描述中，不正确的是（　　）A．地球是太阳系内的一颗行星B．太阳和太阳系最终会走向“死亡”C．宇宙处于普遍的膨胀之中第25页共25页D．太阳是宇宙的中心【答案】D【针对训练3】哈勃望远镜使我们感受到宇宙的浩瀚，电子显微镜使我们认识到微观世界的深遂。关于宇宙和粒子，下列说法错误的是（　　）A.天体之间和分子之间都存在着相互作用力B.用光年表示宇宙时间，用纳米量度分子大小C.人类对宇宙和微观世界的探索将不断深入D.电子绕原子核运动与地球绕太阳运动相似【答案】B【针对训练4】下列各项，按照尺度的数量级由大到小排列的是（　　）A.太阳系、地球、生物体、电子B.地球、太阳系、生物体、电子C.生物体、地球、太阳系、电子D.电子、生物体、地球、太阳系【答案】A【针对训练5】在下列各星球中，属于恒星的是（　　）A. 月球  B. 太阳 C. 木星  D. 地球【答案】B【针对训练6】从外表看来，各种形态的物质似乎都是连续的，人们凭肉眼无法看到它们内部的微小结构，这给人们探究物质结构带来了困难。而科学家采用了一种非常有效的方法，这种方法一般称为（  ）A.实验论证法B.控制变量法                C.假想推理法               D.建立模型法第25页共25页【答案】D【针对训练7】为了揭示大自然的奧秘，科学家们不懈探索。下列说法错误的是（　　）A.汤姆生发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的B.卢瑟福建立了类似行星绕日的核式结构模型C.近代科学家提出质子和中子都是由被称为夸克的更小微粒构成的D.宇宙是一个有层次的天体结构系统，太阳是宇宙的中心【答案】D【针对训练8】关于粒子和宇宙，有下列认识，其中正确的是（  ）A.分子间仅存在吸引力，不存在排斥力B.在质子、电子和原子中，尺度最小的是质子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.科学家在研究物质内部结构时，常应用建立“模型”的方法【答案】D第25页共25页