第十二章 小粒子与大宇宙
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.合肥地区春节接待客人有煮茶叶蛋的习俗。将鸡蛋放进茶叶水中煮较长时间,剥开蛋壳发现蛋白变色,如图所示,这是 扩散 现象。
2.如图甲所示是用粗铜丝做成的框,乙是一段细铁丝,两端弯成环状,把铁环套在铜丝上,并沾上肥皂膜,如图丙所示。轻轻晃动铜框,铁丝会向上升,这是因为肥皂膜分子间存在着 引力 。
3.如图所示,用力向下压封闭在厚玻璃筒内的空气,刚开始时由于分子间有空隙,很容易压缩,但压缩到一定程度后就很难再压缩了,这是因为分子间有 斥力 。
4.诗人林逋在描写梅花时写道:“疏影横斜水清浅,暗香浮动月黄昏。”没有风也能嗅到梅花的暗香,这是因为 物质中的分子在永不停息地做无规则运动 。
5.贴照片时可以使用胶水粘贴。操作时,将照片背面抹上胶水,用力按压,胶水凝固后,照片即可牢牢贴在证件上,这是因为胶水改变了分子的 空隙 ,从而增大了分子间的作用力。
6.如图所示,有两只集气瓶,其中一只装有无色透明的空气,另一只装有红棕色二氧化氮气体(其密度比空气的密度大)。为了研究扩散现象,应选择图 乙 (选填“甲”或“乙”)所示的方式进行实验。
7.为了探测原子结构,20世纪初,人们用一种实验方法:用α粒子(一种带正电的粒子)轰击金箔,它们与金属原子会产生相互作用而发生偏转。当用α粒子轰击金箔时,图中四条运动轨迹不可能出现的是 C (填字母)。
8.把分子看成球体,假设分子一个挨着一个紧密平铺成一层,组成一个单层分子的正方形,边长为1 cm,该正方形中有1×1016个分子,则分子的直径约是 10-10 m。
9.如图是卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验;由此实验可得原子是 可分 (选填“可分”或“不可分”)的。
10.咳嗽所产生的飞沫中有大量病毒,飞沫的直径为1×10-6～5×
10-6 m(较大的分子直径约为1×10-9 m),由此可判断飞沫的无规则运动 不是 (选填“是”或“不是”)分子的热运动。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.中国航天从“天宫”建站到“嫦娥”奔月,从“天问”探火到“羲和”追日,标志着我国一步步迈进太空探测的征程。下列空间尺度最小的是(D)
A.宇宙 B.银河系
C.太阳 D.地球
12.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是(A)
A.原子是由原子核和核外电子构成的
B.宇宙是一个有层次的天体结构系统,太阳是宇宙的中心
C.在分子、原子和电子中,尺度最小的是分子
D.酒精和水混合后总体积减小,说明分子之间存在引力
13.关于粒子与宇宙,下列事实与对应的推论正确的是(B)
A.汤姆孙发现电子——原子核是可分的
B.谱线红移——宇宙正在膨胀
C.固体很难被拉断——分子间只有引力
D.地球绕太阳运动——太阳是宇宙中心
14.1909年,物理学家卢瑟福做“用一束高速α粒子(质量接近氦原子质量的带正电的粒子)轰击非常薄的金箔”的实验,如图所示。大量实验发现:绝大多数α粒子的运动方向不发生改变,极少数α粒子的运动方向发生了较大的改变,个别α粒子甚至原路返回。在此实验基础上,卢瑟福于1911年提出原子核式结构模型。原子核在原子的中心,带正电,带负电的电子在不同的轨道上绕着原子核运动,就像地球绕着太阳运动一样。原子核在原子中所占的(D)
α粒子散射实验装置
A.质量极小,体积极大
B.质量极小,体积极小
C.质量极大,体积极大
D.质量极大,体积极小
15.“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”,能闻到梅花香味的微观解释是(A)
A.分子不断运动
B.分子间有空隙
C.分子体积很小
D.分子质量很小
16.量子力学是现代物理学的理论基础之一,量子效应通常出现在物质的尺寸在数十纳米(nm)以下时。以下运动规律用量子理论解释比较合适的是(D)
A.地球绕太阳运行的规律
B.篮球在空中运动的轨迹
C.雾霾中PM2.5的运动
D.电子绕原子核的运动
17.如图所示,一只锥形瓶中灌入氨气,另一只锥形瓶内壁贴浸过酚酞溶液的试纸。打开活塞,一会儿看到试纸逐渐变红。这主要表明(A)
A.分子不停地做无规则运动
B.分子之间存在空隙
C.分子之间存在相互作用力
D.物质是由分子组成的
三、实验题(第18小题3分,第19小题6分,第20小题 12分,共
21分)
18.实验小组在研究分子动理论的初步知识,如图所示是水和酒精混合前后的实验现象,说明了分子间存在 空隙 。
19.如图1所示是α粒子散射实验示意图。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)1 μm金箔包含了3 000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 B 。
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
(2)根据以上的现象分析,以氢原子为例,正确的模型是图2中
的 C 。
20.在“走进分子世界”探究选择一种分子模型的活动中,李老师向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,然后再注入染成红色的酒精直至充满,可以观察到分层现象(如图a)。用食指堵住管口,将玻璃管反复翻转,使酒精和水充分混合,发现刚开始时管内出现大量小“气泡”逐渐聚集成一个大“气泡”,“气泡”上升时会越来越大(如图b)。最后李老师松开手,发现玻璃管被“吸”挂在食指上(如图c)。
(1)将酒精染成红色,目的是 便于观察实验现象 。
(2)“气泡”越来越大,说明混合后酒精和水的总体积 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)混合前酒精和水的总体积。
(3)为了便于学生了解分子模型,李老师分别用细颗粒小米和大颗粒鹰嘴豆分别装满两个杯子(如图d),接着将小米和鹰嘴豆混合后再分装,发现装不满两杯(如图e),该实验 模拟 (选填“模拟”或“证明”)了分子之间有空隙,这里李老师运用了 类比 (选填“控制变量”“转换”或“类比”)的实验方法。
四、科普阅读题(共15分)
21.阅读短文,回答问题。
星系在远离我们而去
当一列火车迎面驶来时,我们听到的汽笛声音调会升高(即声波的频率升高);当它离我们远去时,音调降低(即声波的频率降低),这一现象叫多普勒效应。
光同样可以产生多普勒效应,当一个光源靠近我们或离我们远去时,我们观测到它发出的光的频率也会发生变化,变化的规律与声音发生多普勒效应的规律相同。
20世纪天文学家哈勃观察到,几乎所有远处星系发出光的频率都向红光方向偏移,称为“红移”。这一现象说明,星系在远离我们而去。哈勃研究了24个距离已知的星系,由它们进行的速度v与它们离我们的距离r的图像(如图所示),得出了它们退行的速度v与它们离我们的距离r的关系——“哈勃定律”。
为解释哈勃定律,科学家提出“宇宙大爆炸”理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的,假设我们就位于其中心,大爆炸后各星系以不同的速度向外匀速运动,远离我们而去。
(1)鸣笛的火车远离我们而去,我们听到汽笛声的频率 降低 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
(2)天文学家哈勃观察到,几乎所有远处星系发出的光的频率都向 红光 (选填“红光”或“紫光”)方向偏移。
(3)由文中“红移”现象推知,紫光的频率 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)红光的频率。
(4)根据短文可知,“哈勃定律”的内容是 D 。
A.所有星系都在靠近我们而来
B.所有星系都在远离我们而去
C.所有星系都做匀速直线运动
D.星系退行的速度正比于它们离我们的距离
(5)根据哈勃的观察和“宇宙大爆炸”理论,关于短文图像中四种星系团,下列说法正确的是 C 。
A.四种星系团的速度相同
B.长蛇座超星系团的速度不断变大
C.长蛇座超星系团的速度最大
D.室女座超星系团的速度最大第十二章 小粒子与大宇宙
一、填空题(每小题2分,共20分)
1.合肥地区春节接待客人有煮茶叶蛋的习俗。将鸡蛋放进茶叶水中煮较长时间,剥开蛋壳发现蛋白变色,如图所示,这是 现象。
2.如图甲所示是用粗铜丝做成的框,乙是一段细铁丝,两端弯成环状,把铁环套在铜丝上,并沾上肥皂膜,如图丙所示。轻轻晃动铜框,铁丝会向上升,这是因为肥皂膜分子间存在着 。
3.如图所示,用力向下压封闭在厚玻璃筒内的空气,刚开始时由于分子间有空隙,很容易压缩,但压缩到一定程度后就很难再压缩了,这是因为分子间有 。
4.诗人林逋在描写梅花时写道:“疏影横斜水清浅,暗香浮动月黄昏。”没有风也能嗅到梅花的暗香,这是因为 。
5.贴照片时可以使用胶水粘贴。操作时,将照片背面抹上胶水,用力按压,胶水凝固后,照片即可牢牢贴在证件上,这是因为胶水改变了分子的 ,从而增大了分子间的作用力。
6.如图所示,有两只集气瓶,其中一只装有无色透明的空气,另一只装有红棕色二氧化氮气体(其密度比空气的密度大)。为了研究扩散现象,应选择图 (选填“甲”或“乙”)所示的方式进行实验。
7.为了探测原子结构,20世纪初,人们用一种实验方法:用α粒子(一种带正电的粒子)轰击金箔,它们与金属原子会产生相互作用而发生偏转。当用α粒子轰击金箔时,图中四条运动轨迹不可能出现的是 (填字母)。
8.把分子看成球体,假设分子一个挨着一个紧密平铺成一层,组成一个单层分子的正方形,边长为1 cm,该正方形中有1×1016个分子,则分子的直径约是 m。
9.如图是卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验;由此实验可得原子是 (选填“可分”或“不可分”)的。
10.咳嗽所产生的飞沫中有大量病毒,飞沫的直径为1×10-6～5×
10-6 m(较大的分子直径约为1×10-9 m),由此可判断飞沫的无规则运动 (选填“是”或“不是”)分子的热运动。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.中国航天从“天宫”建站到“嫦娥”奔月,从“天问”探火到“羲和”追日,标志着我国一步步迈进太空探测的征程。下列空间尺度最小的是( )
A.宇宙 B.银河系
C.太阳 D.地球
12.关于粒子和宇宙,下列说法正确的是( )
A.原子是由原子核和核外电子构成的
B.宇宙是一个有层次的天体结构系统,太阳是宇宙的中心
C.在分子、原子和电子中,尺度最小的是分子
D.酒精和水混合后总体积减小,说明分子之间存在引力
13.关于粒子与宇宙,下列事实与对应的推论正确的是( )
A.汤姆孙发现电子——原子核是可分的
B.谱线红移——宇宙正在膨胀
C.固体很难被拉断——分子间只有引力
D.地球绕太阳运动——太阳是宇宙中心
14.1909年,物理学家卢瑟福做“用一束高速α粒子(质量接近氦原子质量的带正电的粒子)轰击非常薄的金箔”的实验,如图所示。大量实验发现:绝大多数α粒子的运动方向不发生改变,极少数α粒子的运动方向发生了较大的改变,个别α粒子甚至原路返回。在此实验基础上,卢瑟福于1911年提出原子核式结构模型。原子核在原子的中心,带正电,带负电的电子在不同的轨道上绕着原子核运动,就像地球绕着太阳运动一样。原子核在原子中所占的( )
α粒子散射实验装置
A.质量极小,体积极大
B.质量极小,体积极小
C.质量极大,体积极大
D.质量极大,体积极小
15.“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”,能闻到梅花香味的微观解释是( )
A.分子不断运动
B.分子间有空隙
C.分子体积很小
D.分子质量很小
16.量子力学是现代物理学的理论基础之一,量子效应通常出现在物质的尺寸在数十纳米(nm)以下时。以下运动规律用量子理论解释比较合适的是( )
A.地球绕太阳运行的规律
B.篮球在空中运动的轨迹
C.雾霾中PM2.5的运动
D.电子绕原子核的运动
17.如图所示,一只锥形瓶中灌入氨气,另一只锥形瓶内壁贴浸过酚酞溶液的试纸。打开活塞,一会儿看到试纸逐渐变红。这主要表明( )
A.分子不停地做无规则运动
B.分子之间存在空隙
C.分子之间存在相互作用力
D.物质是由分子组成的
三、实验题(第18小题3分,第19小题6分,第20小题 12分,共
21分)
18.实验小组在研究分子动理论的初步知识,如图所示是水和酒精混合前后的实验现象,说明了分子间存在 。
19.如图1所示是α粒子散射实验示意图。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)1 μm金箔包含了3 000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 。
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
(2)根据以上的现象分析,以氢原子为例,正确的模型是图2中
的 。
20.在“走进分子世界”探究选择一种分子模型的活动中,李老师向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,然后再注入染成红色的酒精直至充满,可以观察到分层现象(如图a)。用食指堵住管口,将玻璃管反复翻转,使酒精和水充分混合,发现刚开始时管内出现大量小“气泡”逐渐聚集成一个大“气泡”,“气泡”上升时会越来越大(如图b)。最后李老师松开手,发现玻璃管被“吸”挂在食指上(如图c)。
(1)将酒精染成红色,目的是 。
(2)“气泡”越来越大,说明混合后酒精和水的总体积 (选填“大于”“等于”或“小于”)混合前酒精和水的总体积。
(3)为了便于学生了解分子模型,李老师分别用细颗粒小米和大颗粒鹰嘴豆分别装满两个杯子(如图d),接着将小米和鹰嘴豆混合后再分装,发现装不满两杯(如图e),该实验 (选填“模拟”或“证明”)了分子之间有空隙,这里李老师运用了 (选填“控制变量”“转换”或“类比”)的实验方法。
四、科普阅读题(共15分)
21.阅读短文,回答问题。
星系在远离我们而去
当一列火车迎面驶来时,我们听到的汽笛声音调会升高(即声波的频率升高);当它离我们远去时,音调降低(即声波的频率降低),这一现象叫多普勒效应。
光同样可以产生多普勒效应,当一个光源靠近我们或离我们远去时,我们观测到它发出的光的频率也会发生变化,变化的规律与声音发生多普勒效应的规律相同。
20世纪天文学家哈勃观察到,几乎所有远处星系发出光的频率都向红光方向偏移,称为“红移”。这一现象说明,星系在远离我们而去。哈勃研究了24个距离已知的星系,由它们进行的速度v与它们离我们的距离r的图像(如图所示),得出了它们退行的速度v与它们离我们的距离r的关系——“哈勃定律”。
为解释哈勃定律,科学家提出“宇宙大爆炸”理论,认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的,假设我们就位于其中心,大爆炸后各星系以不同的速度向外匀速运动,远离我们而去。
(1)鸣笛的火车远离我们而去,我们听到汽笛声的频率 (选填“升高”“不变”或“降低”)。
(2)天文学家哈勃观察到,几乎所有远处星系发出的光的频率都向 (选填“红光”或“紫光”)方向偏移。
(3)由文中“红移”现象推知,紫光的频率 (选填“大于”“等于”或“小于”)红光的频率。
(4)根据短文可知,“哈勃定律”的内容是 。
A.所有星系都在靠近我们而来
B.所有星系都在远离我们而去
C.所有星系都做匀速直线运动
D.星系退行的速度正比于它们离我们的距离
(5)根据哈勃的观察和“宇宙大爆炸”理论,关于短文图像中四种星系团,下列说法正确的是 。
A.四种星系团的速度相同
B.长蛇座超星系团的速度不断变大
C.长蛇座超星系团的速度最大
D.室女座超星系团的速度最大
