第十一章 小粒子与大宇宙 单元测试
一、选择题(每题2分,共24分)
1.如图所示的现象中,不能说明分子在永不停息地做无规则运动的是 ( )
2.如图所示为人类获得的首张黑洞照片,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
D.太阳是宇宙的中心
3.关于物质的组成,下列说法中错误的是 ( )
A.首先发现电子的科学家是汤姆孙
B.分子是微观粒子中最小的微粒
C.原子核位于原子的中心,核外电子绕原子核高速旋转
D.原子的质量几乎全部集中在原子核内
4. 分子很小,看不见摸不着,但我们可以通过一些直接感知的现象,经过合理的推测来认识分子,下列推测既合理又符合事实的是 ( )
A.现象:注射器内的水很难被压缩;推测:分子之间存在斥力
B.现象:空气中沙尘飞舞;推测:分子在做无规则运动
C.现象:钢棒很难被压缩;推测:分子之间没有空隙
D.现象:磁铁上吸住了很多铁屑;推测:分子之间存在引力作用
5.将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体(ρ二氧化氮>ρ空气)的玻璃瓶口对口对接,中间用玻璃板隔开。抽掉玻璃板后,通过观察瓶内颜色的变化推断气体分子是否做无规则运动。对于玻璃瓶的三种放置方法(如图所示),下列四名同学判断正确的是 ( )
A.小华认为图甲放置最不合理 B.小夏认为图乙放置最不合理
C.小梦认为图丙放置最不合理 D.小满认为三种放置方法都不合理
6. 关于扩散现象,下列说法中正确的是( )
A.只有在气体和液体之间才发生扩散现象
B.扩散现象说明构成物质的分子在永不停息地做无规则运动
C.扩散现象说明了分子间有力的作用
D.扩散现象与温度的高低无关
7.当盛油的厚壁钢瓶内压强很大,大到大气压的1万到2万倍时,虽然瓶壁无裂痕,瓶内的油依然能从里面渗出,这是因为 ( )
A.金属原子间有空隙 B.油分子被压小了
C.油分子在不停地做无规则运动 D.金属原子在不停地做无规则运动
8.医用口罩对非油性颗粒物可以达到有效的阻挡,目前我们熟知的PM2.5指的是大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物,而病毒直径大小在100 nm左右。在抗击新冠肺炎疫情期间,人们佩戴口罩的主要作用是阻挡搭载冠状病毒的飞沫,但需要注意的是仍具有活性的冠状病毒会在口罩过滤层内聚集,如图果长期佩戴不更换,还是有可能在反复呼吸中被吸入体内。下列对于PM2.5、冠状病毒、氧气分子、电子按照空间尺度由大到小排序正确的是 ( )
A.PM2.5→氧气分子→冠状病毒→电子
B.氧气分子→PM2.5→电子→冠状病毒
C.氧气分子→冠状病毒→PM2.5→电子
D.PM2.5→冠状病毒→氧气分子→电子
9.下列小实验能达到预期目的的是 ( )
①端来一盘美味佳肴,香气扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动
②将红墨水滴在质量相等的热水和冷水中,通过现象能证明温度越高,分子热运动越剧烈
③使劲挤压两块玻璃,无法合并成一块玻璃,说明分子间有斥力
④用手捏海绵,海绵体积变小了,说明分子间有空隙
A.①② B.②④ C.①④ D.②③
10.关于粒子和宇宙,下列认识中正确的是 ( )
A.地球是宇宙的中心,恒星是绝对不动的
B.通过闻气味能鉴别醋和酱油,是因为分子间有相互作用力
C.物理学家汤姆孙发现了电子,从而揭示了原子是有结构的
D.将两块表面平滑的铅块压紧后,它们会粘在一起,是因为分子在运动
11.为了揭示大自然的奥秘,无数科学家进行了不懈的探索。下列说法中错误的是 ( )
A.汤姆孙发现了电子,从而揭示了原子是可以再分的
B.卢瑟福建立了原子结构的核式模型
C.近代科学家提出质子和中子都是由被称为夸克的更小粒子组成的
D.天体和微观粒子都在不停地运动,其中太阳是宇宙真正的中心
12.如图甲所示,将两个表面光滑的铅柱相互紧压,发现两者粘在一起,由此得出分子间存在引力。小华认为此实验不能排除大气压把两个铅柱压在一起的可能。于是小明先后做了如图图乙所示的四个实验:①挂一个钩码,铅柱不分离;②挂两个钩码,铅柱不分离;③铅柱略错开,铅柱不分离;④置于真空罩内,铅柱不分离。其中能帮助小华验证的是 ( )
A.只有④ B.只有①② C.只有③④ D.只有①②③
二、填空题(每空2分,共34分)
13.如图所示是原子的结构图,原子由原子核和绕核高速运动的 组成,原子核由中子和 组成,比中子更小的是 。
14.弹簧能够被压缩, (选填“能”或“不能”)说明分子间有空隙。若一个原子的直径是10-10 m,我国科学家制造的碳纳米管的直径是33 nm,相当于 个原子一个一个排列起来的长度。(1 nm=10-9 m)
15.山西老陈醋已有3000余年的历史,素有“天下第一醋”的盛誉,以色、香、醇、浓、酸五大特征著称于世。小明周末去参观醋厂,远远地就闻到了浓郁的醋香,这是 现象,这种现象说明 。
16.腌海南粉是海南的特色名吃。在米粉中加入调味汁拌匀,调味汁充分进入米粉中俗称入味,米粉腌得越入味越好吃。从物理角度看,入味是 的结果。热米粉比冷米粉更容易入味,是因为温度越高, 。
17.小兰同学在宿舍里吃榴梿糖,香味会弥漫整个房间,这是 现象。人们在研究原子结构的过程中,提出了“行星模型”的科学家是 。宇宙是无垠的,人们对它的认识在不断提高和扩大,其中太阳系有 大行星。
18.如图所示是太阳系的模拟图,行星们在各自的轨道上围绕恒星太阳运转,这与
的核式结构模型十分相似,其中,原子核相当于太阳,绕核运动的 就相当于行星。
19.科学家 创立了“日心说”;天文学家哈勃发现,星系在不断地 (选填“靠近”或“远离”)我们,为宇宙大爆炸理论提供了证据;宇宙探索中常用的光年是 (选填“时间”或“距离”)的单位。
三、综合题(共42分)
20.(10分)小明为了研究分子动理论的知识,进行了下列几个实验:
(1)甲实验是水和染色酒精混合前后的实验现象,主要说明了 。
(2)图乙实验中,图a是一个铁丝圈,中间较松弛地系着一根棉线,图b是浸过肥皂水的铁丝圈,
图c表示用手指轻碰一下棉线的左边,图d表示棉线左边的肥皂膜破了,松弛的棉线被拉向右边,这个实验说明了 。
(3)做图丙实验时,先在量筒里装一半清水,再用细管在水的下面注入硫酸铜的水溶液。如图图丙所示是小明观察到的溶液在“实验开始时”“静放10日后”“静放30日后”所呈现的现象,其中图
(选填“A”“B”或“C”)表示溶液静放30日后的实验现象,现象主要说明了
。
21.(12分)课堂上,杨老师将断成两段的均匀圆柱体铅块A、B的两端面磨平,将磨平的端面相对,用力压紧,两段铅块合在了一起,就像没有断开过一样。接着杨老师按甲所示的方式把合在一起的铅块竖直悬挂于铁架台上,然后在铅块下面吊了多个钩码,两段铅块仍未分离。面对出乎意料的现象,同学们议论纷纷(如图图乙所示)。
(1)上述实验说明了什么呢 小李、小赵同学分别谈了自己的看法,你的看法是 。
(2)在如图图甲所示的状态下,取下钩码,为了粗略地测出A、B两段铅块之间的分子作用力的大小,小李、小赵同学找来了以下器材:
A.刻度尺 B.停表 C.弹簧测力计 D.温度计 E.量筒 F.小桶 G.细沙
①他们应该选择的器材是 (填字母)。
②他们的实验操作过程是 。
③用测得的物理量表示出A与B之间的分子作用力大小:F= 。
22.(8分)如图甲所示是α粒子散射实验的示意图。1909年,著名科学家卢瑟福进行了α粒子散射实验,结果发现:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进,但是有少数α粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数的α粒子偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°,像是被金箔弹了回来。
(1)根据实验现象,卢瑟福提出“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”,他所说的“很小的结构”指的是 。
(2)1 μm金箔包含了3000层金原子,绝大多数α粒子穿过后方向不变,下列有关该现象的解释中合理的是 (填字母)。
A.原子的质量是均匀分布的
B.原子内部绝大部分空间是空的
(3)卢瑟福根据实验现象,通过想象、类比提出了原子核式结构模型。这种方法在物理学研究中叫 (选填“控制变量”或“建构模型”)法。
(4)根据以上现象分析,以氢原子为例,正确的模型是图乙中的 。
23.(12分)试根据下表太阳系中八大行星的有关数据回答下列问题。
物理量 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
行星直径约/km 5000 12000 12735 7000 140000 120000 52000 50000
离日距离/(106 km) 60 108 150 230 780 1400 2900 4500
绕日周期约/年 0.25 0.6 1 1.9 12 29 84 165
自转周期约 59 d 243 d (逆向) 23 h 56 min 24.5 h 10 h 10.25 h 11 h 16 h
平均温度约/ ℃ 167 480 (表面) 22 -23 -150 -180 -210 -220
(1)在太阳系八大行星中,体积最小的是 ;自转速度最大的是 。
(2)分析表中数据可知:行星离日越远,绕日周期越 。
(3)金星的年和日的特别之处是 。
(4)若将地球想象成一个直径为30 cm左右的球,按同样比例缩小,则火星相当于一个直径为
cm的球。(结果保留一位小数)
答案
自我综合评价(五)
1.C
2.D
3.B
4. A 注射器内的水很难被压缩,说明分子之间存在着相互作用的斥力,A正确;空气中沙尘飞舞是沙尘的机械运动,沙尘用肉眼可以看到,不是分子,B错误;钢棒很难被压缩,是因为分子间存在着斥力,C错误;磁铁上吸住了很多铁屑,是磁铁具有磁性的表现,不属于分子间的引力作用,D错误。
5.B 由题意可知,图甲中,虽然二氧化氮的密度大于空气的密度,但是它也会运动到上面的瓶子内,这说明气体分子在不停地做无规则运动,最有说服力;图乙中,密度大的二氧化氮气体在上方,抽去玻璃板后,由于重力的作用,二氧化氮气体会向下运动,所以不能完全说明气体分子在不停地做无规则运动,最不合理;图丙中,瓶子水平放置,抽去玻璃板,气体可以自由运动,互相进入对方,能说明气体分子在不停地做无规则运动,但与图甲相比,仍不够典型。综上所述,最合理的是图甲,最不合理的是图乙。
6.B 7.A
8.D 质子和中子构成原子核,电子和原子核构成原子,所以电子的空间尺度远小于分子的空间尺度;病毒直径大小在100 nm左右,空间尺度大于分子;PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 μm的颗粒物,其空间尺度大于病毒;所以按照空间尺度由大到小排序为PM2.5→冠状病毒→氧气分子→电子,故D正确,A、B、C错误。
9.A ①端来一盘美味佳肴,香气扑鼻,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动;②把红墨水分别滴在质量相等的热水和冷水中,发现热水颜色均匀得更快,是因为温度越高,扩散越快,分子热运动越剧烈;③由于分子间的作用距离很小,把两块玻璃使劲挤压在一起时,两玻璃间的距离远大于分子力相互作用的距离,分子力不起作用,所以两块玻璃无法合并成一块玻璃不是由于分子之间有斥力;④因为海绵内有空隙,所以用手捏海绵,海绵的体积变小了,不能说明分子间有空隙。
10.C
11.D
12.A 将两个表面光滑的铅柱相互紧压,发现两者粘在一起,由此得出分子间存在引力;①②挂一个或两个钩码时,改变的是对铅柱的拉力大小,可以探究两铅柱之间的引力大小;③铅柱略错开时,改变了铅柱之间的接触面积,可以探究引力的大小与接触面积之间的关系;④将两个粘在一起的铅柱置于真空罩内,铅柱不分开,可以表明不是大气压的作用使两铅柱粘在一起的。
13.电子 质子 夸克
14.不能 330
15.扩散 分子在永不停息地做无规则运动
16.分子永不停息地做无规则运动
分子热运动越剧烈
从物理角度看,入味是分子永不停息地做无规则运动的结果;温度越高,分子热运动越剧烈,所以热米粉比冷米粉更容易入味。
17.扩散 卢瑟福 八
18.原子 电子
19.哥白尼 远离 距离
16世纪初期,以哥白尼为代表的科学家提出了“日心说”,即认为太阳是宇宙的中心。20世纪初科学家借助天文望远镜对宇宙有了更深的认识,天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移,即“谱线红移”,这一现象说明星系在远离我们。光年是天文学上的距离单位,指的是光在真空中一年内通过的距离。
20.(1)分子间有空隙
(2)分子间有引力
(3)A 分子在永不停息地做无规则运动
21.(1)实验说明分子间存在相互作用的引力
(2)①C、F、G ②把小桶挂在铅块B上,向小桶中加细沙,直到铅块A与铅块B刚好分离,用弹簧测力计测量铅块B、小桶及小桶中细沙的总质量m,根据公式G=mg计算总重力G
③mg
(1)将断成两段的均匀圆柱体铅块A、B的两端面磨平,将磨平的端面相对,用力压紧,两段铅块合在了一起,说明分子间存在引力。
(2)①要测量A、B两段铅块之间的分子作用力的大小,由实验可知,A、B间的分子作用力与下方铅块B和所挂钩码的总重力平衡,故只要求出铅块B和所挂钩码的总重力G,即可求得A、B间的分子作用力,由于钩码的重力不是连续变化的,所以应该选择的器材是弹簧测力计、小桶和细沙。
②把小桶挂在铅块B上,向小桶中加细沙,直到铅块A与铅块B刚好分离,用弹簧测力计测量铅块B、小桶以及小桶中细沙的总质量m,根据公式G=mg计算总重力G。
③根据平衡力可知,A与B之间的分子作用力大小为Fx=G=mg。
22.(1)原子核
(2)B
(3)建构模型
(4)C
(1)若原子质量、正电荷在原子内均匀分布,则α粒子基本不会发生偏转。然而少数α粒子发生较大的偏转,说明原子的质量主要集中在原子核上,这里“很小的结构”指的是原子核。(2)原子核外有一个非常大的空间,使绝大多数α粒子穿过后方向不变,故B正确。(3)卢瑟福根据实验现象,通过想象、类比提出了原子核式结构模型。这种方法在物理学研究中叫建构模型法。(4)原子是由原子核和核外电子构成的,原子核体积很小、质量大,原子核外有一个非常大的空间,核外电子围绕原子核高速运动,故C正确。
23.(1)水星 木星
(2)长 (3)年短日长
(4)16.5
(1)水星直径最小,故其体积最小;木星自转周期最短,故自转速度最大。
(2)水、金、地、火、木、土、天王、海王星,这是离日越来越远的顺序,发现绕日周期越来越长。
(3)金星的一年相当于地球的0.6年,一天相当于地球的243天,故年短日长。
(4)地球真实直径和假设直径之比等于火星真实直径和假设直径之比,列出比例式:
=,解得x=16.5 cm。