二、浩瀚的宇宙
一、能力提升
1.太阳系八大行星中体积最大的是( )。
A.木星
B.水星
C.金星
D.地球
2.下列说法正确的是( )。
A.太阳是宇宙的中心
B.太阳系中只存在太阳和它的八大行星
C.太阳系由太阳和若干颗行星及它们的卫星、小行星和彗星、流星组成
D.以上说法都不正确
3.宇宙大爆炸理论是目前被人们广为接受的一种宇宙起源学说。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,并认为( )。
A.目前宇宙仍在不断地膨胀
B.目前宇宙膨胀已结束且开始收缩
C.目前宇宙已处于既不膨胀也不收缩的稳定状态
D.宇宙膨胀早已结束,目前处于静态
4.卢瑟福把原子结构和太阳系作类比,太阳系中和原子核相对应的是( )。
A.太阳
B.地球
C.月球
D.火星
5.随着科学技术的进步,我国在航天领域取得了举世瞩目的成就,对宇宙的探索在不断深入。以下所述的航天器或星体距离地球最远的是( )。
A.执行导航任务的北斗系列卫星
B.月球上行走的“玉兔”月球车
C.在轨运行的“天宫二号”空间站
D.“天眼FAST”探测到的太阳系外的脉冲星
6.在太阳系中,月球属于( )。
A.恒星
B.行星
C.卫星
D.彗星
7.下列各项中,按照尺度的数量级由大到小排列的是( )。
A.银河系、太阳系、分子、原子核、质子、夸克
B.太阳系、银河系、原子核、分子、质子、夸克
C.银河系、太阳系、原子核、分子、夸克、质子
D.太阳系、银河系、分子、原子核、夸克、质子
8.我们知道,当一列火车迎面开来时,我们听到的汽笛声音调升高,当它离我们远去时音调就明显降低,这叫多普勒效应。光同样有多普勒效应,20世纪20年代科学家发现星系的光谱向长波方向偏移(谱线“红移”),这一现象说明光波的频率在变 ,星系在 (选填“远离”或“靠近”)我们。
9.牛顿在宇宙科学上的贡献是用万有引力正确解释了为什么行星绕太阳转而不脱离太阳,月亮绕地球旋转的原因是 ,人能站立在地球上不飞出地球的原因是
。
二、探究创新
10.黑洞是宇宙中质量很大的天体。如图16-2-1所示,两恒星1、2发出的光在经过某黑洞附近时发生了弯曲之后射向地球,地球上的人类观测到恒星1的位置比原位置 (选填“偏高”“偏低”或“不变”);若在黑洞的位置用一个光学元件代替它对光的作用(光学元件的尺寸可大于黑洞),该光学元件为 。
图16-2-1
11.从“神舟”五号到“神舟”六号,再到“神舟”十三号,中国载人航天工程的每一次壮丽腾飞,都有这样一种精神不断地震撼着人们的心灵——艰苦奋斗、勇于奉献。正是这种强大的精神力量,托举起了一个民族千年的飞天梦想。
(1)航天员在太空中要穿特制的航天服,航天服的作用很多,你能说出几点吗
(2)请你说出火箭升空过程中的能量转化。
二、浩瀚的宇宙
知能演练·提升
1.A
2.C 太阳系中以太阳为中心,有八大行星绕太阳运行,有的行星还有卫星,除此之外还有约17 600颗比较小的小行星和彗星、流星等,所以叙述较完整的是C项。
3.A 1927年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论;1948年美国物理学家伽莫夫提出了宇宙大爆炸学说模型:宇宙起源于一次“大爆炸”,爆炸生成的“原始火球”不断膨胀而逐渐冷却下来形成今天还在膨胀着的宇宙。至此,宇宙大爆炸模型成为最有说服力的宇宙图景理论。虽然宇宙大爆炸的某些学说得到了实验观测的支持,但我们尚不知晓宇宙开始爆炸和爆炸前的图景。
4.A
5.D “天眼FAST”探测到的太阳系外的脉冲星在太阳系外,离地球最远,故D正确,A、B、C错误。
6.C 太阳是能够发光发热的星体,是离我们最近的恒星;地球是围绕太阳转动的一颗行星;而月球是地球的一颗卫星。
7.A 银河系、太阳系、分子、原子核、质子、夸克是按照尺度的数量级由大到小排列的,故A正确。
8.解析 星系的光谱向长波方向偏移,说明光波的波长在变长,由于电磁波的波速一定,并且波速=波长×频率,所以光波的频率变低,根据多普勒效应,星系正在远离我们而去。
答案 低 远离
9.答案 月亮受到地球的万有引力 人受地球的万有引力
10.解析 人眼看到物体是因为物体发出、反射的光进入人眼,当光线经过偏转进入人眼时,人大脑直觉认为光是沿直线传播过来的,所以看到的是物体的虚像。如图D-16-1所示,看到的像在恒星1的上方,比原位置偏高。
图D-16-1
由题图可知,恒星1、2发出的光经过黑洞附近时会弯曲,光束变得集中,类似于凸透镜对光的会聚作用,所以在黑洞的位置可以用凸透镜代替它对光的作用。
答案 偏高 凸透镜
11.解析 航天员在太空中要穿特制的航天服,是因为太空中没有空气,没有大气压,有强烈的紫外线辐射。
答案 (1)航天服能够阻挡紫外线的辐射,能够抵抗无大气压对人体的伤害,能抵抗飞船外的寒冷和太空垃圾等。
(2)火箭升空过程中,燃料的化学能转化为内能,内能转化为飞船的机械能。三、能源:危机与希望
一、能力提升
1.太阳能是人类的“能源之母”,属于可再生能源。下列能源中均属于可再生能源的一组是 ( )。
①风能 ②水能 ③煤 ④石油 ⑤核燃料
A.①② B.①②⑤ C.③④ D.③④⑤
2.水力发电是利用水轮机带动发电机工作。其中发电机的作用是( )。
A.机械能转化为电能 B.电能转化为机械能
C.化学能转化为内能 D.内能转化为化学能
3.小明对“能源:危机与希望”这一节进行了总结性反思,正确的是( )。
A.能量是守恒的,不会有能源危机
B.能量转化和转移具有方向性
C.核电站不会产生任何污染
D.太阳能只能转化成电能和内能
4.(2022·内蒙古鄂尔多斯中考)我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”的成功运行,标志着中国离“人造太阳”的梦想又近了一步。下列关于“人造太阳”对核能的利用,说法正确的是( )
A.核能属于可再生能源
B.核能属于一次能源
C.“人造太阳”利用了铀核分裂释放的能量
D.“人造太阳”是利用氢核的链式反应来工作的
5.如图16-3-1所示的设施中,用于发电的能源属于可再生能源的是( )。
图16-3-1
A.风能和水能
B.风能和煤的化学能
C.风能和核能
D.煤的化学能和核能
6.核电站发电流程如图16-3-2所示,在核电站的发电过程中,下列所述能量转化顺序正确的是( )。
图16-3-2
A.核能→化学能→内能→电能
B.核能→化学能→机械能→电能
C.核能→内能→机械能→电能
D.核能→机械能→内能→电能
7.(2021·四川成都中考)人类的发展离不开能源,“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。对于能量和能源,下列说法正确的是( )。
A.现代生活离不开电,电能是一次能源
B.提高能量转化效率是“节能减排”的重要措施之一
C.新能源的开发和利用技术难、成本高,无实用价值
D.能量既不能创造,也不会消灭,所以不用节约能源
8.自然界存在多种能源,其中煤、石油、天然气是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源;核能是目前被广泛应用的新能源,核电站是利用核 反应所释放的能量来发电的。
二、探究创新
9.能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一。
(1)能源家族中①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、⑧地热能等,在大量耗用时,会造成空气污染的有 ;会造成水土流失和沙漠化的有 。(均填序号)
(2)某市城区正在进行天然气工程,有人表示赞同,有人表示反对,小刚同学收集如下两组有关数据。
表16-1
燃料 每户月 平均用 气量/m3 更换灶 具费 用/元
煤气 约1.6×107 9 6 0
天然气 约3.8×107 3 3 1 000
请你决策: (选填“A”或“B”)。
A.继续使用煤气
B.更换使用天然气
简要说明你作出这样决策的理由: 。
三、能源:危机与希望
知能演练·提升
1.A 本题考查能源的分类。可再生能源是指能从自然界里源源不断地得到的能源,太阳能属于可再生能源,另外,如水能、风能、生物质能等都属于可再生能源。而不可再生能源是指越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充的能源,如化石能源(包括煤、石油、天然气)、核能等。
2.A 发电机的原理是电磁感应,即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中产生感应电流,因此,其作用是将机械能转化为电能。
3.B 能量在使用中发生转化和转移,总量是不会变化的,但能源不是取之不尽、用之不竭的,也会发生危机,所以A说法错误;能量转化和转移过程具有方向性,所以B说法正确;核电站的建设与运行若有疏漏会造成环境污染,核废料具有放射性,所以C说法错误;太阳能的利用方式有多种,可以转化为内能、化学能、电能等,所以D说法错误。
4.B 核能消耗后,不可能在短期内从自然界得到补充,故它是不可再生能源,故A错误;核能是可以从自然界直接获取的能源,而不改变其基本形态,所以它是一次能源,故B正确;“中国环流器二号M”是新一代可控核聚变研究装置,它是利用氢核聚变释放的能量来工作的,链式反应是重核裂变的一种反应形式,所以“人造太阳”不是利用氢核的链式反应来工作的,故C、D错误。
5.A 风能、水能能从自然界里源源不断地得到补充,属于可再生能源;煤的化学能、核能不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故A正确。
6.C 在核反应堆中,核能转化为介质的内能,在汽轮机中蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能,在发电机中,机械能转化为电能,最终输送到电网上,因此,选项C的描述符合题意。
7.B
8.答案 不可再生 裂变
9.解析 题目既结合环保,又有实际生活中的天然气改造工程,很好地体现了物理知识来源于生活的本质,能较好地符合新课改中STS的思想,是命题的热点之一。
柴薪、煤炭、石油、天然气等常规能源在燃烧过程中,会产生二氧化碳、二氧化硫等物质,对大气造成污染。在使用柴薪能源时,还会因采伐植被、树木等造成水土流失和土地沙漠化。比较表格中的更换灶具费用一项,可以看出使用煤气不用更换灶具,若使用天然气,则要因更换灶具而花费1 000元。单从这个角度考虑,支持继续使用煤气;但如果综合比较燃料的热值、价格及每户月平均用气量可知,使用煤气每月的花费是 9元·m-3×6 m3=54元;使用天然气每月的花费是3元·m-3×3 m3=9元。所以,从长远看,还是使用天然气更合算。
答案 (1)①②③④ ①
(2)若选A,理由为更换使用天然气,则原灶具浪费,还需要新投入;若选B,理由为从长远看,更经济。一、探索微观世界的历程
一、能力提升
1.自从汤姆孙发现了电子,人们开始研究原子的内部结构。科学家提出了许多原子结构的模型,在20世纪上半叶,最为大家接受的原子结构与下列图形最相似的是( )。
图16-1-1
2.20世纪初,科学家在探索物质结构的历程中,相继发现原子核可以放出质子和中子,这一发现说明( )。
A.分子是可分的
B.原子是可分的
C.原子核是可分的
D.质子和中子是可分的
3.20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。卢瑟福在α粒子散射实验的基础上,于1911年提出了原子核式结构模型。原子核式结构模型是( )。
A.关于分子结构的理论
B.关于原子结构的理论
C.关于原子核结构的理论
D.关于电子结构的理论
4.下列原子模型按照建立的先后顺序排列正确的是( )。
图16-1-2
A.①②③ B.③②① C.②①③ D.③①②
5.下列关于微小粒子的说法正确的是( )。
A.组成物体的分子可以停止运动
B.分子很小,用光学显微镜可以分辨出它们
C.金属内部有大量自由电子,所以具有良好的导电性
D.分子间存在引力,所以毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引纸屑
6.下面揭示了原子核存在的实验是( )。
A.奥斯特实验 B.电磁感应实验
C.α粒子散射实验 D.托里拆利实验
7.美国伯克利加大电子工程系首席华裔女教授常瑞华领导的研究小组,成功运用纳米技术,将光和电两个系统的不互溶材料成功结合在一起,实现发光源在硅片上的成长。下列不能用纳米技术来完成的是( )。
A.将原子一个个排列起来
B.将原子核拆开,组成新核
C.将炸药颗粒做得很小
D.做成分子开关
8.19世纪和20世纪之交,物理学中一个重大的发现是 的发现,它把人们带入了 的世界。
9.“采用最新技术制成的纳米机器人小得像跳蚤一样”,“离太阳系最近的恒星比邻星距我们约4.3光年”。这里提到的“纳米”“光年”都是 的单位。珠穆朗玛峰海拔为8 848.86 m,我国最长的河流长约6 400 。
10.如图16-1-3是原子结构模型示意图。由该图你可以获得哪些信息 写出其中两条。
原子结构模型
图16-1-3
(1) 。
(2) 。
二、探究创新
11.在1911年前后,新西兰出生的物理学家卢瑟福把一束高速运动的α粒子(α粒子是一种具有质量且带正电的微粒)射向一片极薄的金箔。他惊奇地发现,过去一直认为原子是“实心球”,而由这种“实心球”紧密排列组成的金箔,竟被大多数α粒子畅通无阻地通过,就像金箔不在那儿似的。但也有极少数α粒子发生偏转,或被笔直地弹回。根据以上实验现象,能得出关于金箔中金原子结构的一些结论。试写出其中的两点:
(1) 。
(2) 。
(3)卢瑟福在科学研究中采用了什么方法 (可从下列方法中选出一种:数学方法、调查法、实验法、观察法、假说法、比较法、分类法)。
12.纳米(nm)是长度单位,1 nm等于10-9(十亿分之一) m,1 nm 大体上相当于4个原子的直径。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是人类在认识和探索物质世界微观结构的进程中发展起来的一种技术,是指研究结构尺度在0.1~100 nm范围内材料的性质和应用的技术。纳米材料是指材料显微结构中至少有一维尺度在100 nm以内的材料。科学研究表明,当物质被细分到纳米尺度,即物质小颗粒的尺度小到0.1~100 nm时,物质原有的属性一般会发生比较显著的变化。人们对纳米材料的研究正是利用它在某一方面的特性变化来改变原材料的性能。纳米材料由于其超凡的特性,引起了人们越来越广泛的关注,不少学者认为纳米材料将是21世纪最有前途的材料之一,纳米技术将成为21世纪的主导技术。
(1)人的头发直径约为20微米(μm),等于 纳米(nm),相当于 个原子排列的长度。
(2)在文中用下划线标出什么是纳米技术。
(3)人类利用纳米材料的方向是什么
一、探索微观世界的历程
知能演练·提升
1.D 原子是由居于中心的原子核和核外电子组成,与太阳系的结构类似。
2.C 原子核可以放出质子和中子,只能说明原子核可以再分,而不能说明原子或分子可以再分,更不能说明质子和中子是可分的,选C。
3.B
4.C 三种模型依次为②原子葡萄干蛋糕模型、①原子行星模型、③原子电子云模型,现代科学家普遍认为电子云模型能更好地解释我们观察到的有关电子的现象。
5.C 任何分子都在不停地做无规则运动,故A错误;分子的体积很小,只有借助电子显微镜才能看到,不能用光学显微镜直接观察,故B错误;金属能够导电是依靠其内部大量的自由电子,故C正确;毛皮摩擦过的橡胶棒带有负电,带电物体具有吸引轻小物体的性质,故D错误。
6.C 英国科学家卢瑟福等人利用α粒子去轰击其他的原子,通过对实验现象的分析证明了原子核的存在。
7.B 纳米数量级是10-9 m,比原子的直径 10-10 m 大一些,所以A、C、D都是可以在纳米技术条件下完成的。而原子核尺度空间比纳米数量级要小得多,所以拆分原子核是不能在这一数量级上完成的。
8.答案 电子 原子内部
9.解析 微观粒子的空间尺度是需要了解的知识,纳米和光年都是衡量物质长度的单位,应该熟记这两个单位和米之间的关系。1 nm=10-9 m,1光年=9.46×1015 m。
答案 长度 km
10.解析 本题考查了同学们的观察能力和获取信息的能力,解答该题需要了解原子的结构。
答案 (1)原子由位于中心的原子核和绕核运动的电子组成
(2)原子的结构与太阳系的结构类似
(3)原子核在原子中所占的体积非常小(任选两条即可)
11.答案 (1)原子里有一很小的原子核,它几乎集中了原子的所有质量
(2)原子核带正电
(3)实验法、观察法(任选一种即可)
12.答案 (1)2×104 8×104
(2)“研究结构尺度在0.1~100 nm 范围内材料的性质和应用的技术。”
(3)人们对纳米材料的研究正是利用它在某一方面的特性变化来改变原材料的性能。
