16.1 探索微观世界的历程 学案（有答案）（2022新课标）

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第十六章 粒子和宇宙
16.1 探索微观世界的历程
导学目标：
1.物理观念：
（1）知道常见物质是由分子、原子构成的。
（2）知道原子是由原子核和电子构成的，了解微观粒子的尺度，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进展。
2.科学思维：
认识物质的基本形态和属性开始，逐步深入到物质的微观结构、基本特征和大致尺度。
3.科学探究：
经历探究微观世界的历程。
4.科学态度与责任：
（1）通过演示实验、视频资源及类比手段，激发探究物质组成奥秘的兴趣。
（2）初步领悟通过直接感知的宏观现象可以认识无法直接感知的微观事实，知道这是一种重要的研究方法。
导学重点：经历探索微观世界的历程
导学难点：纳米技术导致材料、制造、医疗技术的革命。
导学方法：实验探究法、讨论法
课 时：1课时
导学过程
课前导学
1. 物质由 、 组成。古希腊学者认为“大自然万物由看不见的 ——原子构成”思维闪烁真理火花，17-19世纪，波意耳、道尔顿、阿伏伽德罗精确 测量发现并确认。19世纪汤姆孙发现带负电的 ，20世纪卢瑟福发现带正电的 。质子、中子、电子构成物质世界的基本单元，称为基本 。
2.探索未有穷期。20世纪后，质子、中子、介子、超子等三种基本粒子为 、 、奇异夸克——夸克模型；后发现粲夸克、底夸克、顶夸克，至今有 种夸克。微观粒子的尺度都小于 m——纳米。
3.纳米科技。1986年隧道显微镜的发明，提供观察 的“纳米眼”和操纵 “纳米手”。导致材料、制造、医疗技术 。
课堂导学
（一）思维火花
1. 德谟克里特对他的学生们说道：“你们看见远处那片树林了吗 由这里望去，它像一堵密不透风的绿墙。但走近一看，穿过它并不困难。它表面上是一堵的 绿墙，其实是树干和枝叶编成的 ，正像绿墙是由树干和枝叶组成似的，大自然的万物都由看不见的微小粒子—— 构成。原子不能 ，但也不会无中 。”
（二）走向科学
2. 物质由 、 组成。古希腊学者认为“大自然万物由看不见的 ——原子构成”思维闪烁真理火花，17-19世纪，波意耳、道尔顿、阿伏伽德罗精确 测量发现并确认。
（三）揭开原子的面纱
3. 19世纪汤姆孙发现带负电的 ，20世纪卢瑟福发现带正电的 。这时，人们乐观地认为质子、中子、电子构成物质世界的基本单元，称为基本 。但是， 好景不长， 人们很快从实验中陆续发现了更多的微观粒子。有的质量介于质子和电子之间，这类粒子称为 ；有的质量大于质子，这类粒子称为 。种类如此之多、性质差异纷繁的粒子，使物理学家们不得不怀疑，包括质子、中子在内的这些粒子不可能是原来意义上的基本粒子，它们很可能仍然具有复杂的内部结构。
（四）探索未有穷期
4.20世纪后，质子、中子、介子、超子等三种基本粒子为 、 、奇异夸克——夸克模型；后发现粲夸克、底夸克、顶夸克，至今有 种夸克。微观粒子的尺度都小于 m——纳米。
（五）从幻想到现实
5. 在物理学中，原子、原子核及其更深层次的 统称为微观粒子，简称 。它们的空间尺度都小于 m。10-9m是一个 单位， 称作纳米 ， 大约是 个氢原子排列起来的长度。纳米科技指的是，当人们力图在 尺度上了解和控制物质时，所发现的许多新现象，所发明的许多新 。
6.1986年隧道显微镜的发明，提供观察 的“纳米眼”和操纵 “纳米手”。1990年，科学家成功地对单个 进行了重排，取得了纳米技术的一项关键性 。1993年，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“ ”字样。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1. 下列说法不正确的是（ ）
A. 古希腊学者认为大自然万物都由看不见的微小粒子——原子构成
B.直到19世纪，科学家认为物质由分子、原子组成
C. 英国物理学家汤姆孙发现了质子
D. 20世纪初，人们乐观地的认为电子、质子和中子就是构成物质世界的基本单元，称为基本粒子
2．下列说法不正确的是（ ）
A. 从1949年开始，费米、杨振宁等人提出粒子内部结构模型
B. 1964年，盖尔曼提出质子、中子、介子、超子等由上夸克、下夸克和奇异夸克组成的夸克模型
C. 1974年，丁肇中和克里特在实验中发现新粒子——餐夸克
D.至今我们已经知道共有4种夸克
3．在探索微观世界的历程中，人们首先发现了电子，进而认识到原子是由( )。
A.氢原子和电子组成的
B.质子和中子组成的
C.原子核和核外电子组成的
D.原子核和中子组成的
4．下列说法正确的是 （ ）
A.在物理学中，原子、原子核及其更深层次的客体统称微观粒子
B.原子的空间尺度为10-9m
C.原子核的空间尺度为10-10m
D.质子的空间尺度为10-14m
5．关于纳米及纳米科技下列说法错误的是 （ ）
A.10-9m是一个长度单位，称作纳米
B.1986年隧道显微镜的发明为人们提供观察原子的“纳米眼”和操纵原子的“纳米手”
C.1993年，中国科学院北京真空物理实验室自如操纵原子成功写出“中国”字样
D.纳米科技思想来自英国的物理学家费恩曼演讲制作家具从单个分子甚至原子开始组装
课后反思
参考答案：
课前导学：
1．分子，原子，粒子，实验，电子，质子，粒子。2.上夸克，下夸克，6 ，10-9。3.原子，原子。
课堂导学
1．坚硬，疏网，原子，消失，生有。2.分子，原子，粒子，实验。3.电子，质子，粒子，介子，超子。4.上夸克，下夸克，6 ，10-9 。5.客体，粒子，10-9 ，长度，10 ，纳米，技术。6.原子，原子，原子，突破，中国。
课堂练习：
1.C；2.D；3.C；4.A；5.D。
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