第五章宇宙和粒子
一、单选题
1.微观和宏观物体的大致尺度按从小到大顺序排列,正确的是( )
A.电子----原子----生物体----太阳系----银河系
B.电子----分子----生物体----银河系----太阳系
C.原子----原子核----生物体----太阳系----银河系
D.电子----原子核----生物体----银河系----太阳系
2.1911年,卢瑟福在α粒子散射实验的基础上,提出了原子核式结构模型。该模型就像太阳系一样,在原子核外绕核高速旋转的粒子是( )
A.质子 B.中子 C.电子 D.原子
3.2023年诺贝尔物理学奖授予阿秒激光的研究,1阿秒等于10-18秒,阿秒激光可以帮助科学家观测原子中做超快速运动的( )
A.原子核 B.质子 C.中子 D.电子
4.原子核中带正电的粒子是 ( )
A.质子 B.中子 C.电子 D.原子
5.对《宇宙探秘》相关内容进行梳理,图中①、②位置内容填写正确的是
A.宇宙大爆炸、中国天眼 B.星系远离我们、中国天眼
C.宇宙大爆炸、开普勒望远镜 D.星系远离我们、开普勒望远镜
6.如图是小华学习微观粒子的层次结构后,以氧气为例进行的梳理,下列选项中与①②③对应的是
A.原子、原子核、核外电子 B.原子核、原子、核外电子
C.原子、核外电子、原子核 D.核外电子、原子核、原子
7.下列关于微观粒子的说法中,正确的是( )
A.原子核由质子和电子组成
B.分子是不可再分的最小微粒
C.只要视力足够好,我们凭肉限可以直接看到电子
D.原子内的电子绕原子核运动,就像太阳系中的行星绕太阳运动
8. 下列粒子中,带负电的是( )
A.原子核 B.电子 C.质子 D.中子
9.卢瑟福用α粒子(带正电)轰击金箔实验为现代原子理论打下了基础,如图线条中,可能是α粒子在该实验中的运动轨迹,能说明原子核带正电且质量较大的是( )
A.a B.b C.c D.d
二、填空题
10.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。哥白尼认为地球围绕 公转,与卢瑟福的原子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 相当于行星。
11.如题图所示是小明整理的物质微观构成的网络图,20世纪初,科学家发现原子有进一步的结构,原子内有带最小负电荷的粒子“ ”。但通常情况下原子是电中性的,由此推测,原子内还有带正电的物质 (填序号),该物质由质子和 构成。
12.如题图是原子内部结构的示意图.由图可知原子是由原子核和核外带负电的 构成的,原子核由中子和带 电的质子构成,中子是 (选填“可以”或“不可以”)再分的微粒.
13.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a粒子散射实验的基础上提出了原子 结构模型,人们又发现原子核是由 和中子组成的……人类对微观世界的探索是永无止境的。
三、实验探究题
14.组成物体的分子很小,肉眼是看不见的,但我们可以通过身边的器材用油膜法来估测分子的直径。实验步骤和原理如下:
(1)实验的研究对象是油酸分子,我们在实验前可以通过注射器测量出每一滴油酸的体积为7.5×10﹣6cm3;
(2)把一滴油酸滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓。随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图甲所示,坐标纸中正方形方格的边长为1.5cm。我们可以数出轮廓内的方格数(未满半格的不计入个数,超过半格的算一格),从而估测出油膜的面积是 cm2(结果保留3位有效数字);
(3)如图乙所示,假设这层油膜是由每个油酸分子紧密排列组成的,则我们就可以估测出油酸分子的直径大约为 m(结果保留2位有效数字)。
四、科普阅读题
15.请阅读《探究微观世界的超级显微镜——散裂中子源》并回答题。
探究微观世界的超级显微镜——散裂中子源
物质的微观结构决定其宏观性质。为了探测更微小的物质结构,科学家利用散裂中子源,实现了更加精细化的成像效果。中子是组成原子核的微粒之一(如图所示),由于它不带电,不受物质内部电场力的作用,因此中子的穿透力非常强。当中子通过物质内部时,它能更靠近原子核。于是,中子便成为科学家探索微观世界的理想探针。
散裂中子源主要由加速器、靶站和中子谱仪三部分组成(如图所示)。加速器的作用是将质子进行加速,用高速质子去轰击靶站里金属物质的原子核,从而产生高速中子流。这些高速中子流射向待测样品,与其中的原子核发生碰撞而散射出去,这时中子流的运动轨迹、能量和动量就会发生变化。于是,科学家通过分析这些物理量的变化,就能探测出物质的微观结构。这就好比向一张看不见的网上扔很多弹珠,有的弹珠穿网而过,有的则打在网上弹向不同的方向,根据这些弹珠的运动轨迹就能描绘出这张网的形状。这种将不便于直接测量或观察的现象,用它的外显特征或产生的效应来反映的做法,是一种重要的科学研究方法。例如,在探究影响电磁铁磁性强弱 的因素时,用电磁铁吸引铁钉的多少来判断其磁场的强弱。
随着我国散裂中子源的建成和开放运行,它已经帮助我国科学家攻克了许多关键 的核心技术,未来它还会在物理、新能源、材料科学、化学化工、资源环境、生命科 学等方面发挥更多更重要的作用。
请根据以上材料,回答下列问题:
(1)原子核是由质子和 组成的;
(2)中子之所是探索微观世界的理想探针,主要是因为 ;
(3)文中提到的这种科学研究方法,在科学探究过程中有许多应用。除文中的实例 外,请你再举出一个实例,并说明这种科学研究方法在实例中是如何应用的。
五、简答题
16. 天气干燥时,用塑料梳子梳头发,头发越梳越蓬松。请用所学的物理知识解释上述现象。
六、作图题
17.如图所示是卢瑟福提出的类似行星绕日的原子核式结构模型,请在电子和质子后的 括号里用“+”或“-”标出其所带电的种类。
七、综合题
18.如图所示是卢瑟福进行的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”,这个“很小的结构”指的是 ;
(2)1μm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( )
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)由上图分析可得a粒子带 (选填“正电”或“负电”),a粒子穿过金箔 (选填“属于”或“不属于”)扩散现象;
(4)卢瑟福根据实验现象,经过想象、类比建立了类似行星绕日的核式结构模型,在此模型中,太阳系中的地球相当于原子中的( )
A.质子 B.中子 C.电子
参考答案
1.A
2.C
3.D
4.A
5.A
6.A
7.D
8.B
9.D
10.太阳;电子
11.电子;原子核;中子
12.电子;正;可以
13.电子;核式;质子
14.128;5.9×10﹣10
15.中子;由于它不带电,不受物质内部电场力的作用,因此中子的穿透力非常强;研究磁体周围的磁场方向时,借助小磁针的偏转方向来反映磁场的方向;研究动能大小与哪些因素有关时,通过小球撞击木块后,木块移动的距离反映小球动能的大小
16.由于摩擦起电,头发会带有同种电荷,同种电荷相互排斥,所以会越梳越蓬松。
17.
18.(1)原子核
(2)B
(3)正电;不属于
(4)C