第十一章 单元测试卷（含答案）

第十一章
小粒子与大宇宙单元测试卷
(时间：90分钟
满分：100分)
一
二
三
四
五
总分
一、填空题（每空2分，共40分）
1.1909年著名物理学家卢瑟福提出了原子核式结构模型，原子的中心叫原子核。原子
核几乎集中了原子的全部
，它由带正电的
和不带电的中子组成。20世纪
20年代，科学家发现星系的光谱向长波方向偏移，这一现象说明星系在
。
把一小滴红墨水滴入一杯清水中，过一会儿，整杯水都变红了，这种现象叫做
现象。液体与液体之间，固体与固体之间
（填“能”或“不能”）发生扩散现象。
3.离太阳系最近的恒星“比邻星”距我们约4.3光年，“采用最新技术制成的纳米机器人小得像跳蚤一样”．这里的“光年”、“纳米”都是
单位。分子直径通常以10-10m做单位来量度，10-10m=
nm，原子结构和太阳系相似，都属于核式结构。
4.端午节那天，妈妈煮茶叶蛋时,小宇闻到浓郁的茶蛋的香味，这一现象说明
。煮茶叶蛋要比腌蛋时咸的快，这是由于
。
5.“二手烟”危害很大，而科学家的最新研究发现，“三手烟”危害更大，甚至会致癌，对儿童尤其危险．“三手烟”是指房间或车内烟味消逝很久后，香烟发散、滞留在墙壁、家具、吸烟者头发和衣物上的不可见但有毒的气体和颗粒．从物理角度来讲这是由
造成的，它证明
。
6.分析推理是我们理解物理现象的常用方法。例如，分子是小得不能直接看到的，但我们根据扩散现象知道了分子是不停地运动的。固体、液体很难被压缩的事实说明了分子之间有
。我们通过“物质由分子组成但不会成为散沙”的事实证明分子之间有
。50ml水+50ml酒精＜100ml
的事实说明了分子之间有
。
7.如图是用来说明原子及原子核结构情况的示意图．由此图提供的信息可知：原子是由原子核和核外的
组成的；原子核内的质子和中子
（选填“有”或“没有”）更精细的结构。
8.如图所示，用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，弹簧测力计的读数为3N．使玻璃板水平接触水面然后稍稍用力向上拉玻璃板，如图所示，弹簧测力计的示数会
，原因之一是玻璃板与水的接触面之间存在着分子
的作用。
9.如图为物质在三种状态下的分子结构模型，其中
图是固态分子模型。在物理学习中你还知道那些物理模型，请举一例，写出名称：
。
第7题图
第8题图
第9题图
二、选择题（每题3分，共36分）
10.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
11.以下微观粒子按空间尺度由大到小排序正确的是（　　）
A．中子
原子核
原子
B．原子
原子核
中子
C．原子核
中子
原子
D．原子
中子
原子核
12.下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福最早提出了原子的“枣糕模型”
B．汤姆逊最早做了“α粒子散射实验”，并提出了原子的核式结构模型
C．原子直径的数量级是10-10m，原子核直径的数量级是10-15m
D．电子的质量与质子、中子的质量相差不大
13.关于物质的组成，下列说法中错误的是（　　）
A．物质是由大量分子组成的
B．原子是由原子核和中子组成的
C．原子核是由质子和中子组成的
D．质子和中子是由更小的微粒组成的
14.在如图所示的四种现象中，能体现“分子在不停息地运动”的是（　　）
A.荷花飘香
B.柳絮飘舞
C.雪花飞扬
D.落叶纷飞
15.如图所示，在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开．抽出玻璃板后，比空气密度大的二氧化氮进到了上面的瓶子．这个现象说明（　　）
气体分子在不停地运动
B．气体分子之间存在引力和斥力
C．气体是由分子组成的
D．温度越高，气体分子运动越剧烈
16.用粉笔在黑板上写字，时间长了，这些字比刚写上时难擦掉，原因是（　　）
A．粉笔与表面凹凸不平的黑板摩擦，使白粉紧紧地“粘”在黑板上
B．粉笔与黑板之间发生了扩散现象，时间越长，粉笔的分子进入黑板里越多、越深
C．粉笔灰凝结在黑板上变坚硬了
D．粉笔与黑板间的摩擦力增大
17.下面关于分子间相互作用力的说法中错误的（　　）
A．当分子间距离为平衡位置r时，引力等于斥力
B．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而增大
D．当分子间的距离大于分子直径的10倍时，分子间的作用力可以忽略
18.下列说法正确的是（　　）
A．太阳是宇宙的中心
B．太阳活动会对人类的生产生活造成影响
C．太阳系的八大行星都没有卫星
D．太阳是银河系中唯一的恒星
19.2011年诺贝尔物理学奖颁给了施密特等三人，因为他们发现了宇宙正在加速膨胀．宇宙在加速膨胀说明（　　）
有能量在推动宇宙膨胀
B．宇宙中各星系的运动状态不变
C．宇宙中各星系的距离保持不变
D．宇宙中各星系受到平衡力作用
20.关于粒子和宇宙的说法正确的是（　　）
A．汤姆生发现电子说明原子是可分的
B．扫地时尘土飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动
C．大到天体，小到微观粒子都在不停地运动，其中太阳是宇宙的中心
D．把10ml酒精和10ml水混合在一起，体积等于20ml
21.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．在空调房间吸烟时，会看到烟雾在空中弥漫，这是分子的无规则运动
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
三、作图题（每题2分，共4分）
22.卢瑟福通过α粒子散射实验，发现了原子中间有一个很小的核，并由此提出了原子的核式结构模型．右面平面示意图中的四条线表示α粒子（相当于氦原子核）运动的可能轨迹，在图中完成中间两条α粒子的运动轨迹。
23.图是卢瑟福建立的原子结构模型，画出模型里电子和原子核的位置。
四、实验探究题（第24题10分，第25题4分，共14分）
24.物理课上，老师在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面（二氧化氮的密度大于空气密度），倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，两瓶口之间用一块玻璃板隔开，如图所示。
抽掉玻璃板后，下面瓶内气体颜色逐渐变
，这是一种
现象，它说明了什么？
。
（2）小亮同学想进一步研究这一现象，课后他准备了水和酱油（水的密度小于酱油的密度），将他们倒入到同一个玻璃杯中，他应该先向杯中倒入
，再借助细玻璃棒缓慢倒入另一种液体，观察发生的现象．为了加快实验进程，请你提出一种改进的方法：
。
（3）若把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面，空瓶子放在下面，抽掉玻璃板后能发生这些现象吗？
。能否得到上述结论？为什么？
。
（4）小红认为二氧化氮气体进入到上面的瓶子中，不是因为气体分子的运动造成的，而是由于空气受到重力，在重力的作用下，部分空气会向下运动，挤压底下瓶中的二氧化氮气体，使二氧化氮进入到上面瓶中的，并不能说明气体分子是无规则运动的。请你仅利用如图所示的实验器材，设计一个实验证明小红的观点是错误的。
25.在自然界和生活中，有许多需要我们探究的物理现象，通过实验来观察这些现象，我们还会发现许多有趣和意想不到的问题．
（1）将一小勺白糖慢慢地加入满满一杯水中，杯中水
溢出（填“会”或“不会”），原因是：
。
（2）取一只杯子，在杯中倒满水，若将一只回形针轻轻地放入水中，杯中水不会溢出，继续放入若干只回形针，水仍然不会溢出．细心的小雨同学发现：水虽然没有溢出，但是水面却向上凸起．请教老师后，她明白了：原来水的表面分子间距离较大，分子力表现为
（填“引力”或“斥力”），在这种分子力作用下，水不至于溢出。
（3）将一长一短两只蜡烛点燃后，用玻璃罩罩住，结果不同的实验小组发现了截然不同的实验现象：有的是长蜡烛先熄灭，有的是短蜡烛先熄灭。那么，影响蜡烛熄灭先后顺序的可能因素是什么呢？
。（填一种因素即可）
五、综合应用题（第26题6分，共6分）
26.演绎式探究--探索宇宙：
（1）牛顿认为，宇宙中任何两个物体之间都存在引力，引力大小，其中m1、m2分别为两个物体的质量，r为两个物体间的距离，k=6.67×l0-11m3/（kg s2）．可见，当两个物体间的距离增大时，它们之间的引力将变
。
当我们用线绳拴着一个小球使它以手为圆心转动时，绳子对小球有一个向圆心拉的力，这个力叫做向心力。这是小球得以绕圆心做圆周运动的条件。宇宙中的星体也是如此：子星绕母星（卫星绕行星，行星绕恒星）的运动可以近似地看作是匀速圆周运动（如图），子星受到一个恒定的指向圆心（母星）的向心力，向心力的大小，
其中m为子星质量，v为子星绕母星匀速运动的速度，r为运动半径（也即两星之间的距离）。并且，向心力的大小等于母星对它的引力F引。
（2）已知月球绕地球一周所用的时间为T，地月之间的距离为r，请你推导出地球质量M的数学表达式。
（3）已知地球到太阳的距离为1.5×l011m，一年为3.2×l07s，则太阳的质量为
kg。
第十一章
小粒子与大宇宙单元测试卷
答案与解析
1.质量
质子
远离我们而去
解析：(1)卢瑟福核式结构模型：原子是由位于原子中心的原子核和核外绕原子核做圆周运动的电子组成的，原子核由质子和中子组成，质子带正电，电子带负电；原子核几乎集中了原子所有质量．（2）哈勃最先发现星系的光谱向长波方向偏移，这种现象称之为谱线红移现象；说明了星系在远离我们而去，从而证实了大爆炸理论．
2.扩散
能
解析：把一小滴红墨水滴入一杯清水中，过一会儿，整杯水都变红了，这种现象叫做扩散现象，这种现象说明物质的分子在
不停地做无规则运动．液体与液体之间，固体与固体之间能发生扩散现象．
3.长度；0.1
解析：光年是光在一年中经过的路程，是长度单位；纳米也是长度单位，1nm=1×10-9m，因此10-10m=0.1nm。
4.分子在不停的做无规则运动
温度越高，分子运动越快
解析：妈妈煮茶叶蛋时小宇闻到浓郁的茶蛋的香味，属于分子的扩散现象，扩散现象说明分子在不停的做无规则运动；煮茶叶蛋要比腌蛋时咸的快，这一现象可以说明分子运动的快慢与温度有关．
5.扩散
一切物质的分子都在在不停地做无规则运动
解析：在空气不流通的房间内，只要有一个人吸烟，由于分子在不停的运动，所以整个房间就会充满烟味，其他人也随即吸入烟气，这叫“二手烟”；“三手烟”是指房间或车内烟味消逝很久后，香烟发散、滞留在墙壁、家具、吸烟者头发和衣物上的不可见但有有毒的气体和颗粒．而这些物质的分子不停地做无规则运动，所以危害更大．从物理角度来讲这是由扩散造成的，它证明一切物质的分子都在不停地做无规则的热运动．
6.斥力
引力
间隙
解析：（1）固体很难被压缩说明组成物质的分子间存在相互作用的斥力；（2）“物质由分子组成但不会成为散沙”的事实证明分子之间存在相互作用的引力；（3）50ml水+50ml酒精＜100ml
的事实说明了分子之间有间隙，水与酒精混合时，两种物质分子彼此进入对方间隙，使总体积减小；
7.电子
有
解析：由图知，原子是由位于中心的原子核和外围电子构成，组成的原子核的质子和中子也有更精细的结构．
8.变大
引力
解析：因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，故向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数将变大．
9.甲
原子结构模型（合理即可）
解析：甲图中的分子之间的距离最小，是固体的分子模型；乙图中的分子之间的距离较小，是液体的分子模型；丙图中的分子距离最大，是气体的分子模型；研究原子时，采用了原子的核式结构模型，类似于太阳系的结构．
10.A
解析：原子结构与太阳系结构类似，原子核位于原子中心，类似于太阳位于太阳系中心，电子类似于绕太阳运动的行星．故选A．
11.B
解析：分子是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由质子和中子组成的．故选B．
12.C
解析：A、卢瑟福最早提出了原子的“核式结构模型”，故A错误；
B、卢瑟福最早做了“α粒子散射实验”，并提出了原子的核式结构模型，故B错误；
C、原子直径的数量级是10-10m，原子核直径的数量级是10-15m，故C正确；
D、电子的质量与质子、中子的质量相差很大，故D错误.故选C．
13.B
解析：物质是由分子组成，分子又由原子组成的，原子又由原子核和核外电子组成，且核外电子绕原子核高速运动，原子核又是由质子和中子组成，比质子中子还小的微粒还有夸克．故ACD正确，B错误．故选B．
14.A
解析：（1）荷花飘香，是气体分子的运动，故A选项符合题意；
（2）柳絮飘舞、雪花飞扬、落叶纷飞是宏观物体的运动，不是分子运动，故BCD选项不符合题意．故选A．
15.A
解析：虽然二氧化氮的密度大于空气密度，但是它也会运动到上面的瓶子内，这说明气体分子在不停地做无规则运动，这种现象是扩散现象．故选A．
16.B
解析：用粉笔在黑板上写字，时间长了，这些字比刚写上时难擦掉，原因是粉笔与黑板之间发生了扩散现象，时间越长，粉笔的分子进入黑板里越多、越深．故ACD错误．故选B．
17.C
解析：当分子间距等于平衡位置r时，引力等于斥力，分子力为零，故A正确；
当分子间距增大时，分子间的斥力和引力都随之增大，故B正确、C错；
当分子间距大于10r时，分子间的作用力可以忽略不计，故D正确；故选C．
18.B
解析：太阳不是宇宙的中心；太阳系的八大行星中有的有卫星；太阳是银河系中的一颗恒星而不是唯一的恒星；故A、C、D错误，故选B.
19.A
解析：A、宇宙正在加速膨胀，需要有能量在推动宇宙膨胀，故A正确；
B、宇宙正在加速膨胀，宇宙中各星系的运动状态不断发生变化，故B错误；
C、宇宙正在加速膨胀，宇宙中各星系的距离不断变大，故C错误；
D、由于宇宙中各星系受到非平衡力作用，宇宙受力不平衡，所以宇宙正在加速膨胀，故D错误；故选A．
20.A
解析：扫地时尘土飞扬是机械运动，分子运动是看不见的；太阳不是宇宙的中心；把10ml酒精和10ml水混合在一起，体积小于20ml，故B、C、D错误.
21.A
解析：“破镜难重圆”是因为固体分子间存在着排斥力，而不是只存在斥力，还有引力；分子运动时看不见的；．原子核内质子所带的正电荷数与电子所带的负电荷数相等，所以平常物体不带电；故B、C、D错误.
22.解析：卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，该实验的现象为：绝大多数α粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了较大的角度偏转，极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），据此可画出α粒子的运动轨迹，如图所示：
23.解析：带正电的原子核位于原子的中心；带负电的电子在原子核的外围绕原子核高速旋转．由此可以原子结构中电子好原子核的位置．答案如图所示：
（1）浅；扩散；分子在不停息地作无规则的运动.（2）酱油；倒入热水.（3）能；不能，因为二氧化氮的密度大于空气，在重力作用下也会出现相同的现象.（4）将装有红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶和装有空气的玻璃瓶水平放置，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，抽掉玻璃板后，二氧化氮气体会进入到装着空气的玻璃瓶中．说明气体分子是无规则运动的，小红的观点是错误的．
解析：（1）虽然二氧化氮的密度大于空气密度，但是它也会运动到上面的瓶子内，这说明气体分子在不停地做无规则运动，这种现象是扩散现象.
（2）进行第二步实验时，由于酱油的密度大于水的密度，应先向杯中倒入酱油；
温度越高，分子的无规则运动越剧烈，为了加快实验进程，可向杯中倒入热水．
（3）如果把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面，空瓶子放在下面，由于二氧化氮的密度大于空气，在重力作用下也会出现相同的现象，不能说明分子在不停地做无规则运动．
（4）密度大的气体易向下运动，密较小的气体易向上运动，如果把较大密度的气体放在上面，不能充分说明气体分子的不停运动．通过本题应记住：①研究气体分子不停地做无规则运动实验时，空气在上，二氧化氮在下．②实验设计的严密性和操作的规范性都是确保获得正确结论的前提，在做其他实验题时也要注意．
25.（1）不会，分子间有空隙．（2）引力．（3）罩的大小（合理皆可）．
解析：（1）是因为分子间存在着空隙，糖分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，使得水和糖混合后的总体积变小了．杯中水不会溢出．
（2）水虽然没有溢出，但是水面却向上凸起，是因为分子间存在相互作用的引力，当水分子间的距离稍大时，作用力表现为引力；所以在这种分子力作用下，水不至于溢出．
（3）蜡烛燃烧时产生的热量，使的二氧化碳气体的温度比周围空气温度要高许多，随着温度的升高二氧化碳的密度而减小，从而生成的二氧化碳气体上升进入玻璃罩罩，所以玻璃罩内的二氧化碳气体在由上向下的填充的过程中，当二氧化碳气体二氧化碳气体将点燃的蜡烛火焰包围时，就会熄灭．所以玻璃罩容积不同，二氧化碳气体填充的时间也不同．
26.（1）小．（2）
．（3）1.95×1030．
解：（1）由可知：当两个物体间的距离增大时，它们之间的引力将变小．
月球绕地球一周通过的路程，月球绕地球的速度,
则向心力，设月球质量为m，地球质量为M，
月球绕地球做圆周运动的向心力由地球对月球的万有引力提供
即：，所以．
（3）已知：r=1.5×l011m，T=3.2×l07s，k=6.67×l0-11m3/（kg s2），
所以地球质量