第十一章 小粒子与大宇宙
1.如图所示,向配有活塞的厚玻璃筒注入一些水,用力压活塞,发现水的体积没有明显变小。这是由于水分子之间( )
A.有间隙 B.没有间隙 C.存在斥力 D.存在引力
2.如图,甲、乙、丙三个相同的烧杯中盛有等量、等温的水,用一支滴管分别在水面、水中、水底滴一滴红墨水,记录整杯水变红所用的时间。这项活动要探究的问题是红墨水扩散快慢是否( )
A.与墨水滴的大小有关 B.与滴墨水的位置有关
C.与烧杯的容积有关 D.与水的温度有关
3.下列说法正确的是( )
A.宇宙大爆炸理论认为宇宙诞生于大爆炸,爆炸引起宇宙膨胀
B.“破镜难重圆”是因为固体分子间只存在着排斥力
C.宇宙是一个有层次的天体结构系统,太阳是宇宙的中心
D.原子核内质子所带的正电荷数与中子所带的负电荷数相等,所以平常物体不带电
4.若把原子、原子核、电子看成球体,原子半径的数量级为,原子核半径的数量级为,电子半径的数量级小于。按尺度从大到小的排序是( )
A.原子 原子核 电子 B.电子 原子 原子核 C.原子核 原子 电子 D.原子 电子 原子核
5.关于分子的热运动,下列说法正确的是( )
A.液体很难被压缩,说明分子间有斥力
B.空气中弥漫着大量的灰尘,说明分子在做无规则运动
C.扩散现象不能在固体中发生
D.温度越高分子运动越慢
6.下列关于“粒子和宇宙”的说法中,正确的是( )
A.太阳系、银河系、地球、月球是按空间尺度由大到小排列的
B.光年是天文学中常用来表示时间的单位
C.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
D.太阳是太阳系的中心,它是恒定不动的
7.有关宇宙的起源,多数宇宙学家所持的观点是宇宙( )
A.没有起源,是天然形成的 B.形成于气候的反复变化
C.肯定是恒星湮灭造成的 D.诞生于约150亿年前的一次大爆炸
8.从广阔无垠的宇宙到微小的基本粒子,物质以各种形态在展现着,人类以各种方式在探索着。2019年4月10日,史上第一张黑洞照片公布,这张照片有全球30多个研究机构的科学家参与,利用全球不同地区的8个射电望远镜,历时2年拍摄,又历时2年“冲洗”完成。下列关于小粒子与大宇宙的说法正确的是( )
A.黑洞质量很小,体积很大 B.分子是不可再分的最小的微粒
C.黑洞的特点是质量很大而体积很小 D.地球尺度大于银河系,质量大于黑洞
9.“零落成泥碾作尘,只有香如故”是陆游《卜算子·咏梅》中的经典名句。能够远远地闻到梅花香,原因是( )
A.分子的体积很小,很容易进入人的鼻孔 B.分子之间有间隙
C.分子间有相互作用的引力和斥力 D.分子在永不停息地做无规则运动
10.静置的密封容器内只有氢气。若以○表示氢气分子,图中最能代表容器内氢气分子分布的是( )
A. B. C. D.
11.在探索微观世界的历程中,1897年汤姆孙发现阴极射线是由高速的带负电的粒子组成,这种粒子是________;1911年卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子________结构模型。
12.新冠疫情期间,科学家为了说明戴口罩防护的重要性,用高速摄像机拍下了打喷嚏的过程。如图所示,数万个几微米到几十微米的小液滴(气溶胶),组成高密度喷射物,最远可达8米,大量病毒随产生的小液滴传播开来。小明认为病毒随喷嚏向四周飞散是扩散现象。你认为他的说法是否正确________(选填“正确”或“不正确”),你判断的依据是________。
13.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。小明周末参观醋厂,远远就闻到了浓郁的醋香,这是_______现象,这种现象说明______________。
14.水很难被压缩是因为分子间具有_______,老远就能闻到饭菜的香味是因为______________。
15.两小滴水靠在一起,就会变成一大滴水,这说明水分子间存在_____力;水不易被压缩,这说明分子间存在_____力;炒菜时把盐放在菜里,菜一会儿就变咸了,这是_____现象。
16.在地球、宇宙、太阳系中尺度最大的是________.组成原子的质子、中子、电子中带负电的是________,建立了原子核式结构模型的科学家是________.
17.宇宙是一个有________的天体结构系统。大多数宇宙科学家都认为宇宙诞生于距今约137亿年的一次________。宇宙大千世界,从宏观到微观,从天体到原子,似乎都有那么多惊人的相同规律。如图所示,是太阳系模拟图,行星们在各自的固定轨道上围绕太阳运转,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。
18.原子是由带正电的_____和带负电的 构成,且正负电荷数量相等。
19.在房间里喷洒空气清新剂,室内很快能闻到香味,这种现象叫_________。夏天香味散发的更快,这说明_________越高,分子热运动越快。
20.一场突如其来的疫情,让防病毒口罩一时间成热门话题,市面上的口罩种类很多,在这些口罩中,医用外科口罩以及N95级口罩可以起到良好的防病毒的作用。那么其防病毒的原理是什么呢?
这两种口罩的核心过滤层均由一层熔喷非织造布构成,该熔喷非织造布是一种以聚丙烯为材料,由许多纵横交错的纤维以随机方向层叠而成的膜,纤维直径范围在0.5~10 μm,相比较病毒的大小,熔喷非织造布的纤维间空隙依旧很大。虽然新型冠状病毒尺寸很小,在100 nm左右,但是病毒无法独立存在,其传播主要靠分泌物和打喷嚏时的飞沫,而飞沫的大小在5 μm左右。熔喷非织造布可通过多种机制实现对飞沫等的过滤,纤维空隙可起到“筛”的作用,但这只是最基本的作用。
根据飞沫颗粒的大小和气流速度,纤维可通过多种机制捕捉含病毒飞沫。
惯性碰撞——存在较大的惯性的大颗粒飞沫遇到过滤纤维时,由于惯性而无法改变方向,因此会撞击纤维并附着在纤维上。
拦截——当飞沫颗粒沿着气流运动,碰巧与纤维表面接触时,容易跟随气流移动的中等尺寸颗粒与过滤纤维接触,被纤维拦截。
“扩散”——飞沫颗粒尺寸极小时,受空气中一些随机颗粒运动的控制,运动方向会脱离气流方向,碰到纤维时被吸附。
静电吸引——当纤维上存在静电荷时,纤维上的静电荷会对飞沫颗粒产生静电粘附。
阅读材料,并回答下列问题:
(1)突如其来的“新冠病毒”疫情给全国人民带来很大影响,为了保护自己与他人,出门必须要戴上口罩。当你戴上口罩之后与人交谈时,他人听到你的声音________变小(选填“音调”“响度”或“音色”);
(2)新型冠状病毒尺寸小,在100 nm左右,约等于________m;
(3)有关口罩纤维捕捉含病毒飞沫的机制,下列说法正确的是( )
A.“存在较大的惯性的大颗粒”说明质量大的颗粒受到的惯性作用大
B.“容易随气流移动的中等尺寸颗粒”,气流速度越快,气体压强越大,所以颗粒易与气流一起移动
C.“……飞沫颗粒尺寸极小时,受空气中一些随机颗粒运动的控制,运动方向就会脱离气流方向……”,这句话中的“空气中一些随机颗粒运动”就是分子的热运动
D.“当纤维上存在静电荷时,纤维上的静电荷对颗粒会产生静电粘附”,说明带电体有吸引轻小物体的性质
2
答案以及解析
1.答案:C
解析:向配有活塞的厚玻璃筒注入一些水,用力压活塞,发现水的体积没有明显变小,这说明分子间存在斥力,故C正确。
2.答案:B
解析:三个相同的烧杯中盛有等量、等温的水,用一支滴管分别在水面、水中、水底滴一滴红墨水,记录整杯水变红所用的时间。根据控制变量法的思路,这项活动要探究的问题是红墨水扩散快慢是否与滴墨水的位置有关。
3.答案:A
解析:宇宙大爆炸理论认为宇宙诞生于大爆炸,并且爆炸引起了宇宙膨胀,而这种膨胀还在继续,故A正确;破镜接触处分子间的距离较大,超出了分子间作用力的作用范围,所以“破镜难重圆”,故B错误;宇宙是一个有层次的天体结构系统,不存在所谓的中心,故C错误;原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成,原子核由带正电荷的质子和不带电的中子组成,在原子中质子数等于核外电子数,所以平常物体不带电,故D错误。
4.答案:A
解析:由,可得,,所以按尺度从大到小的排列是原子、原子核、电子,故A正确。
5.答案:A
解析:液体很难被压缩,是因为分子间的斥力作用阻碍液体被压缩,故A正确;分子做无规则运动是用眼睛无法直接观察到的,空气中的灰尘是固体颗粒不是分子,故B错误;扩散现象说明分子在永不停息地运动,分子在任何状态下都在运动,所以固体中也会发生扩散现象,故C错误;物体的温度越高,分子运动越快,故D错误。
6.答案:C
解析:按空间尺度由大到小排列,正确顺序应为:银河系、太阳系、地球、月球,故A错误;光年指光在真空中一年内通过的距离,所以光年是长度单位,故B错误;宇宙是由物质组成的,宇宙中有很多的星系,星系中又有很多星体,宇宙是一个有层次的天体结构系统,并且处于不断地演化过程中,故C正确;太阳是太阳系的中心,但它不是恒定不动的,因为宇宙中绝对不动的物体是不存在的,故D错误。
7.答案:D
解析:由物理学史知识可知,有关宇宙的起源,多数宇宙学家所持的观点是宇宙诞生于约150亿年前的一次大爆炸。选D。
8.答案:C
解析:黑洞是一些恒星“灭亡”后所形成的死星,它的质量极大,体积极小,A错误,C正确;分子是由原子组成的,说明分子是可以再分的,B错误;地球的尺度远小于银河系,质量远小于黑洞,D错误。故选C。
9.答案:D
解析:能闻到梅花香味,是因为梅花香气分子是在永不停息地做无规则运动,向四周扩散,使人们闻到梅花香。
10.答案:A
解析:氢气没有固定的形状和体积,且分子间距大,在静置的密闭容器内会充满整个容器,故氢气分子应无规则地分布在整个容器内,A符合实际,选A。
11.答案:电子;核式
解析:1897年汤姆孙发现阴极射线是由高速的带负电的粒子组成,这种粒子是电子;据α粒子散射实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
12.答案:不正确;小液滴不是分子,小液滴的运动属于物体的机械运动
解析:病毒随喷嚏向四周飞散不是扩散现象,故小明的说法是不正确的;小液滴不是分子,小液滴的运动属于物体的机械运动。
13.答案:扩散;分子在不停地做无规则运动
解析:闻到醋香是因为醋分子进入空气中,属于扩散现象;说明分子在不停地做无规则运动。
14.答案:斥力;分子在不停地做无规则运动
解析:由于分子之间存在斥力,所以水很难被压缩。由于分子在不停地做无规则运动,我们离很远就能闻到饭菜的香味。
15.答案:引;斥;扩散
解析:两小滴水靠在一起,由于分子引力的作用,就会变成一大滴水;水不易被压缩是因为分子之间存在斥力;炒菜时把盐放在菜里,菜一会儿就变咸了,这是扩散现象。
16.答案:宇宙;电子;卢瑟福
解析:①银河系是宇宙中数十亿个星系中平凡的一员,银河系是其中之一,太阳系置身于银河系之中,地球是太阳周围的八大行星之一,所以,在地球、宇宙、太阳系中尺度最大的是宇宙;
②原子由位于原子中心带正电的原子核与绕原子核运动的带负电的电子组成;原子核由带正电的质子与不带电的中子组成;
③建立了原子核式结构模型的科学家是卢瑟福.
17.答案:层次;大爆炸;原子;电子
解析:宇宙是一个有层次的天体结构系统,大多数宇宙科学家都认为宇宙起源于约137亿年前的一次大爆炸。原子的结构与太阳系十分相似,位于原子中心的原子核相当于太阳,绕核运动的电子就相当于绕太阳运转的行星。
18.答案:原子核;电子
解析:20世纪初科学家发现.原子也有进一步的结构,它的中心是带正电的原子核,在原子
核周围有带负电的电子绕核运动.在通常情况下,原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷数量相等,所以原子不显电性.物体对外也不显电性。
19.答案:扩散现象; 温度
解析:空气清新剂的香味分子不停地做无规则的运动,运动到空气中被人们闻到了香味,这种现象叫扩散现象.温度越高,分子运动越快,夏天气温高,所以香味散发得快.
故答案为:扩散现象,温度.
20.答案:(1)响度
(2)
(3)D
解析:(1)当你戴上口罩之后与人交谈时,他人听到你的声音响度变小。
(2)。
(3)惯性是物体的属性,不能说惯性作用,故A错误;气流速度越快,气体压强越小,故B错误;空气中一些随机颗粒的运动不是分子的热运动,故C错误;“当纤维上存在静电荷时,纤维上的静电荷对颗粒会产生静电粘附”,说明带电体有吸引轻小物体的性质,故D正确。