《从粒子到宇宙》全章复习与巩固
【学习目标】
1.知道物质是由分子组成的,了解分子动理论的内容;
2.知道静电现象,了解原子的核式模型,了解人类探索微观世界的历程;
3.大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程,并认识人类对宇宙的探索将不断深入;
4.对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。
【知识网络】
【要点梳理】
要点一、走进分子的世界
1.分子:
(1)概念:能保持物质化学性质的最小微粒。
(2)大小:分子直径的数量级为10-10m,即0.1nm
2.分子动理论的内容:
(1)物质是由大量分子组成的,分子间有空隙;如:水与酒精混合后总体积变小。
(2)分子在永不停息的做无规则运动;温度越高,分子无规则运动越剧烈。
(3)分子间不仅存在吸引力,而且还存在排斥力。
吸引力:铅块挤压吸引;拉断铁丝比棉线难;两滴水银靠近会自动结合成一滴。
排斥力:固体、液体很难被压缩。
3.解释固、液、气的性质:
物质状态
分子间距
分子间作用力
特征
固
小
大
有体积,有形状
液
大
小
有体积,无形状
气
很大
很小
无体积,无形状
要点诠释:
1.不同物质内部分子间空隙的大小不同;同种物质在不同情况下分子间的距离也会不同,比如温度、压强等的变化,都会影响分子间的距离。
2.物体的温度越高,分子的运动越剧烈。由于分子的运动与温度有关,所以分子运动又称为热运动。
3.分子相互作用的情况与分子间距离的大小有关。当分子间的距离等于10-10 m时,这个距离称为分子间的平衡距离,此时,分子间的引力和斥力相等;当分子间的距离小于10-10 m时,斥力起主要作用;当分子间的距离大于10-10 m时,引力起主要作用;当分子间的距离大于分子直径10倍时,分子间的作用力就变得很小。分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力的变化比引力的变化快。
要点二、静电现象
1.摩擦起电:
(1)带电:摩擦过的绝缘体能吸引轻小物体,就说该物体带了电(荷)。
(2)带电体:带了电荷的物体;
(3)带电体具有吸引轻小物体的性质;
(4)用摩擦的方式使物体带电,叫做摩擦起电。
2.两种电荷:
(1)正电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷称为正电荷;
负电荷:毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷称为负电荷。
(2)同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
要点诠释:
1.在静电现象中,两个物体相互吸引有两种可能的原因:(1)带电体吸引轻小物体;(2)异种电荷相互吸引。
2.检验物体是否带电的方法:(1)将被检验的物体靠近轻小物体,若相互吸引则带电,反之则不带电;(2)将被检验的物体靠近或接触验电器的金属球,若验电器的两个箔片张开则带电,反之则不带电;(3)将被检验的物体靠近一个已知的带电体,若相互吸引或相互推斥则带电,反之则不带电。
要点三、探索更小的微粒
1.原子核式结构模型:
(1)提出者:卢瑟福
(2)观点:①原子是由原子核与电子构成的;②原子核位于中心,电子绕核高速运动;③原子核很小,电子更小。
(3)类似:行星绕日的太阳系结构。
2.原子核的结构:
(1)原子核由质子和中子构成;质子与中子由夸克构成。
(2)带电性:
①原子核带正电,核外电子带负电,带电数量相等;
②质子带正电,中子不带电。
要点诠释:
1、汤姆生发现了电子,揭示了原子是有结构(可再分)的;
2、原子构成:(1)原子由带正电的原子核与带负电的电子构成;(2)原子核带的正电荷=电子带的负电荷;所以,原子呈电中性,原子构成的物体也呈电中性。(3)原子核对电子有束缚能力,不同物质的原子对电子的束缚能力不同。
3、摩擦起电的本质:(1)失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电;(2)摩擦起电不是创造了电荷,而是电荷发生了转移。
要点四、宇宙探秘:
1.人类认识宇宙的历程:
(1)托勒玫 “地心说”
(2)哥白尼“日心说”
(3)牛顿“万有引力定律”
2.宇宙是一个有层次的天体结构系统:
3.宇宙的量度:
(1)光年(l.y.):光在真空中行进一年所通过的距离。 1 l.y.=9.461×1015m。
(2)天文单位(AU):太阳到地球的平均距离(太阳系内天体间距离的基本单位)。 1AU=1.496×1011m
4.宇宙的起源:
(1)大爆炸理论:(137亿年前) 说明宇宙在膨胀,星系在远离我们。
(2)证据:谱线红移(光的多谱勒效应)。
要点诠释:
1.有一条横亘天际的光带,它是由群星和弥漫物质集中而成的一个庞大的天体系统称为银河系,银河系是宇宙中数以千亿计的星系中的一员。
2.太阳系处于银河系的边缘,太阳系由八大行星和太阳组成,八大行星是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,月亮是地球的卫星,不是太阳系中的行星。
【典型例题】
类型一、基础知识
1.10ml的水和10ml的酒精混合,混合后的总体积小于20ml。这种现象用微观的分子理论分析,该现象说明了 和 。小朋友们喜欢“吹泡泡”游戏,五光十色的肥皂泡弹性好,不易破,这是分子间的 起了作用。
【答案】分子间存在间隙;分子不停地做无规则运动;引力
【解析】组成物质的分子间存在间隙,10ml的水和10ml的酒精混合,水与酒精分子不停地做无规则运动,彼此进入对方分子间的空隙,因此混合后的总体积小于20ml;组成物质的分子间存在相互作用的引力,肥皂泡分子间在分子间引力作用下结合在一起,因此五光十色的肥皂泡弹性好,不易破。
【总结升华】本题考查了分子动理论的应用,掌握分子动理论的基础知识即可正确解题。
【变式】(2013 东营)关于分子,下列说法正确的是( )
A.有的物质分子间无论距离大小都只存在引力
B.水结冰后分子会保持静止
C.“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地运动
D.“沙尘暴起,尘土满天”说明分子在不停地运动
【答案】C
2.(2013 枣庄)现有A、B、C三个轻质小球,已知A带负电,A和B互相吸引,C和A互相排斥,则( )
A.B一定不带电,C带正电 B.B可能带正电,C带正电
C.B一定带正电,C带负电 D.B可能不带电,C带负电
【思路点拨】(1)电荷间的相互作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;(2)带电体可以吸引轻小物体;(3)解题时,根据小球间的作用关系并结合A球带负电这个已知条件判断。
【答案】D
【解析】已知A带负电,C和A互相排斥,根据同种电荷相排斥,所以C带负电;又因为A和B互相吸引,根据异种电荷相吸引,所以B可能带正电,根据带电体吸引轻小物体的性质,B也可能不带电。所以B可能不带电,C带负电。故选D。
【总结升华】异种电荷相吸引和带电体吸引轻小的物体这两个知识点要考虑周全,考虑不全是此题选错答案的原因。
举一反三:
【变式】A、B、C、D四个带电小球,将它们靠近时,A吸引B,B排斥C,C吸引D,已知D带正电,则A?带 电,B带 电,C带 电。
【答案】正;负;负
3.在探索微小粒子的进程中,人们认识到“原子是有结构的”,这是源于发现了( )
A.电子 B.中子 C.质子 D.夸克
【答案】A
【解析】在探索微小粒子的过程中,人们首先发现了电子,进而认识到原子是由电子和原子核组成的,卢瑟福建立了原子结构的行星模型.后来,人们又发现,原子核是由质子和中子组成的。
【总结升华】本题考查了原子结构及原子核组成问题,考查的是基础知识,难度不大,是一道基础题。
举一反三:【变式】下列有关地球和宇宙的说法正确的是( )
A.银河系属于太阳系的一部分 B.太阳活动对地球没有影响
C.地球绕日公转形成四季更替 D.宇宙是永恒不变的
【答案】C
4.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
【思路点拨】太阳为宇宙中的一颗普通恒星;太阳有八颗行星,其中有多个行星拥用自己的卫星;太阳的活动对地球和人类有着很大的影响。
【答案】B
【解析】太阳只是众多恒星中的一个,并不是宇宙的中心,故A错误;太阳的一切活动都会对地球及人类造成影响,如温度的变化、太阳黑子的运动等都对地球产生影响,故B正确;太阳系的八大行星中除水星和金星外都拥有自己的卫星,故C错误;太阳是银河系中众多的恒星中的一颗,并不是唯一的,故D错误。
【总结升华】太阳系是离我们最近的恒星,地球上的能量主要来自于太阳,太阳的一切活动都会对地球产生影响。
举一反三:【变式】下列有关宇宙的说法正确的是( )
A.我们人类居住的地球是宇宙的中心
B.宇宙是由许许多多个星系组成的
C.宇宙中各个物体都是静止的
D.宇宙中像地球一样的天体是由物质组成的,像太阳一样的天体不是由物质组成的
【答案】B
类型二、综合应用
5.(2013连云港)下列说法不正确的是( )
A.摩擦起电并没有创造电荷,而是电荷的转移
B.固体和液体很难被压缩是因为分子间存在斥力
C.用手捏海绵,海绵的体积缩小了,说明分子间有空隙
D.“南国汤沟酒,开坛十里香”,远远地闻到酒香是由于分子的无规则运动引起的
【答案】C
【解析】摩擦起电并没有创造电荷,而是电荷的转移,A正确;固体和液体很难被压缩是因为分子间存在斥力,B正确;用手捏海绵,海绵的体积缩小了,说明海绵中间有空隙,不能说明分子之间有空隙,故C错误;“南国汤沟酒,开坛十里香”,远远地闻到酒香是因为酒精分子在空气中发声扩散现象,说明分子在不停地作物规则运动,故D正确。故选C。
【总结升华】此题考查的知识点较多,有摩擦起电的实质、分子间的作用力、扩散现象等,基础性题目,中考常见题型。
举一反三:【变式】用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近碎纸屑,发现碎纸屑被吸引,这是由于
,有的纸屑接触到玻璃棒后“跳开”,这又是因为 。夏日荷塘里荷花盛开,微风吹过,飘来阵阵花香,说明分子在 ;荷叶上的两滴露珠接触后台成一滴.表明分子间有 力。
【答案】带电体具有吸引轻小物体的性质;同种电荷相互排斥;做无规则运动;引
6.(2013 济宁)关于粒子和宇宙,下列说法中正确的是( )
A.分子间只存在吸引力,没有排斥力
B.分子在永不停息地运动着
C.在中子、氯原子和水分子中,水分子最小
D.宇宙是一个有层次的天体结构系统,地球是宇宙的中心
【思路点拨】(1)分子间同时存在斥力和引力。(2)分子在不停地进行无规则运动。(3)分子由原子构成,原子由质子和中子构成。(4)宇宙是一个有层次的天体结构系统,宇宙没有中心。
【答案】B
【解析】分子间同时存在斥力和引力,A选项错误。一切物质的分子都在不停地进行无规则运动,B选项正确。在中子、氯原子和水分子中,水分子最大,氯原子其次,中子最小,C选项错误。宇宙是一个有层次的天体结构系统,宇宙没有中心。
【总结升华】本题涉及最简单的一些基础知识,如分子运动、分子作用力、分子构成等。
【巩固练习】
一、选择
1.下列说法中正确的是( )
A.物体不显电性,表示物体内正负电荷等量中和 B.原子核总是带负电的
C.原子带的是正电荷 D.原子中的正电荷数大于负电荷数
2.夏天,长时间使用空调会使室内的空气变得十分干燥。因此人们常在室内放上一盆清水以增加空气的湿度,这种方法可以说明( )
A.水分子由原子构成 B.水分子的体积变大
C.水分子间有相互作用力 D.水分子在不断运动
3.太阳系所在星系称为( )
A.银河系 B.河外星系 C.恒星星系 D.以上三种星系都可
4.在研究静电现象的实验中,发现两个轻小物体相互吸引,则下列判断中最合理的是( )
A.两个物体一定带有异种的电荷 B.两个物体一定带有同种的电荷
C.肯定一个物体带有电荷,另一个物体不带电荷 D.可能一个物体带有电荷,另一个物体不带电荷
5.下列现象中,支持分子间存在引力的证据是( )
A.破镜不能重圆 B.固体和液体很难被压缩
C.水和酒精混合后,总体积变小 D.两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起
6.地球是人类的家园,它属于太阳系中的 ( )
A.恒星 B.行星 C.卫星 D.彗星
7.下列说法中正确的是( )
A.天文学中常用“光年”作为时间单位
B.原子核是由质子和电子组成的
C.太阳是宇宙的中心,地球是太阳系内的一颗行星
D.摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体
8.对下列现象的解释正确的是( )
A.空气流动形成风,说明气体分子在做无规则的运动
B.固体很难被压缩,说明固体的分子间没有间隙
C.墙内开花墙外香说明物质分子在不停地做无规则运动
D.擦黑板时,粉笔灰到处飞扬,说明物质的分子在不停地做无规则运动
9.中央电视台的“三星智力快车”节目介绍说,蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电,因此蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉,以下说法正确的是( )
A.蜜蜂带负电 B.蜜蜂带正电 C.空气不带电 D.空气带负电
10.如图所示,液态的蜡凝固时体积缩小,中间凹陷,对此现象分析错误的是( )
A.大多数物质由液态变成固态,体积要缩小
B.固态物质分子间作用力很大,能保持一定体积和形状
C.液态物质分子间作用力比固态物质小,分子运动自由,液体具有流动性
D.物质由液态变为固态密度都要变大
二、填空
11. 科学研究发现,任何物质都是由极其微小的粒子组成的,这些粒子保持了物质原来的性质,我们把它们叫做 。这种粒子的直径大约为10-10m,合 nm。
12. 如图甲是观察气体扩散现象的实验装置,撤掉两瓶中间的玻璃板,两种气体逐渐混合变均匀,这种现象表明 ;如图乙将两个底面平整、干净的铅柱压紧后粘在一起,在下面挂一重物也不能把他们拉开,该实验表明 。
13. 我们每天看到太阳东升西落感受昼夜的变化,这就是人类初期认识宇宙建立 (地心/日心)说的依据。随着观察的深入,感受四季的变化,人类逐渐认识地球是绕着太阳转动的,从而提出了
(地心/日心)说。
14.原子由原子核和 组成。原子核是由 和 组成的,其中 带正电。
15.平常所说的“摩擦起电”并不是创造了电,只是依靠摩擦,使??????????????????,得到电子的物体带???? 电,失去电子的物体带??? 电,并且相互摩擦的两个物体同时带上了??? 电荷。
16.在探究宇宙起源时,有科学家提出了 模型,认为宇宙一开始是一个“原始火球”,原始的火球发生了爆炸,导致宇宙空间处处膨胀,温度则 (填“上升”、“下降”或“不变”),到一定程度时,逐步形成了超星系团,星系团、星系乃至恒星和行星。
17.如图所示,是形象地描述物质存在形态的一种模型,则:
(1)甲图描述的是 态物质分子的排列,理由是 ;
(2)丙图描述的是 态物质分子的排列,理由是 。
三、分析与简答
18.试根据表中太阳系中八大行星的有关数据回答下列问题.
?
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
直径约(千米)
5000
12000
12750
7000
140000
120000
52000
50000
离日距离106千米
60
108
150
230
780
1400
2900
4500
绕日周期约(年)
0.25
0.6
1
1.9
12
29
84
165
自转周期约
59天
243天(逆向)
23小时56分
24.5小时
10小时
10.25小时
11小时
16小时
平均温度约(℃)
350-170
480表面
22
-23
-150
-180
-210
-220
(1)在太阳系八大行星中,自转速度最快的是 星。(2)分析表中数据可知:行星离日越 ,绕日周期越 ,它们的表面平均温度越 。
(3)金星的年和日有什么特别之处? 。
(4)若将地球想像成一个直径为30厘米左右的篮球,按同样比例缩小,则火星相当于一个直径为
厘米的球。(保留一位小数)
19.小东参观科技馆时,对一组静电实验兴趣浓厚,回来后画出了图中的四幅图。
(1)从甲图(或乙图或丙图)可得出的结论是: ;
(2)比较 和 ,可知电荷间作用力的大小与电荷的多少有关;
(3)比较甲、乙图可得到的结论是: ;
(4)从丁图可得到的结论是:异种电荷相互吸引。请你把丁图补充上去。
20.(1)甲、乙两个相同的透明玻璃水杯,盛有质量相等、温度不同的纯净水,其中一杯是80℃的热水,另一杯是50℃的冷水,它们都静静地放置在水平桌面上.同时向两个水杯中滴入一滴碳素墨水,过几分钟后观察到如图所示的现象。
①甲、乙两个水杯中,盛有热水的是 ;
②该实验说明分子热运动的剧烈程度与 。
(2)如图所示,将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,即使在下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开,这一现象表明 。
(3)将一半酒精和一半水充分混合后,总体积变小,这一现象说明 。
【答案与解析】
一、选择
1.【答案】A
2.【答案】D
3.【答案】A
【解析】太阳系由八大行星组成,属于银河系。
4.【答案】D
5.【答案】D
【解析】破镜不能重圆,说明分子之间的距离较大时,分子之间的作用力就会很小,不能说明分子间存在引力;固体和液体很难被压缩,是因为固体和液体分子间的斥力较大,不能说明分子间存在引力;水和酒精混合后,总体积变小,是因为分子间存在间隙,不能说明分子间存在引力;两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在一起,说明分子间存在引力。故选D。
6.【答案】B
【解析】太阳是银河系中的一颗普通恒星,地球是太阳系中的一颗行星;由于合适的位置而适合人类生存,成为人类的家园。
7.【答案】D
【解析】天文学中常用“光年”是距离单位,所以A选项错误;原子核是由质子和中子组成的,B选项错误;太阳只是银河系中千亿计恒星中的一颗,不是宇宙的中心,C错误;摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体。D正确。
8.【答案】C
9.【答案】A
【解析】由于蜜蜂飞行与空气摩擦产生静电,蜜蜂在飞行中就可以吸引带正电的花粉,根据异种电荷互相吸引,同种电荷互相排斥的规律.因此蜜蜂带负电。故选A。
10.【答案】D
【解析】大多数物质由液态变成固态,分子间距离变小,体积要缩小,A说法正确,不符合题意;固态物质分子间作用力很大,组成固体的分子被束缚在第、固定的位置上,不能自由地移动,所以固体能保持一定体积和形状,B说法正确,不符合题意;液态物质分子间作用力比固态物质小,分子运动自由,液体具有流动性,C说法正确,不符合题意;一般物质由液态变为固态时,体积减小,质量不变,从而密度变大,但也有例外,如水,水由液态变为固态时,体积变大,密度减小,故D说法错误,符合题意;故选D。
二、填空
11.【答案】分子;0.1
【解析】任何物质都是由极其微小的粒子组成的,这些粒子保持了物质原来的性质,该粒子叫分子,分子的直径大约为10-10m,合0.1nm。
12.【答案】分子不停地做无规则运动;分子间存在引力
【解析】(1)抽掉两瓶中间的玻璃板后,两种气体逐渐混合变均匀,这是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。(2)将两个底面平整、干净的铅柱紧压后,两个铅柱的底面分子之间的距离比较大,表现为引力,使两个铅柱结合在一起,即使下面吊一个重物也不会将它们拉开。
13.【答案】地心;日心
【解析】每天看到太阳东升西落感受昼夜的变化,这就是人类初期认识宇宙建立地心说的依据。随着观察的深入,感受四季的变化,人们逐渐认识地球是绕着太阳转动的,从而提出了日心说。
14.【答案】核外电子;质子;中子;质子
【解析】原子由原子核和核外电子组成。原子核由带正电的质子与不带电的中子组成。
15.【答案】电子由一个物体转移到另一个物体;负;正;等量异种
【解析】根据摩擦起电的相关基础知识可知:两个相互摩擦的物体,由于不同物质的原子核对核外电子的束缚本领不同,导致了在摩擦过程中使电子由一个物体转移到另一个物体,得到电子的物体带负电,失去电子的物体带等量的正电。
16.【答案】大爆炸宇宙,下降
17.【答案】(1)固;分子排列紧密;(2)气;分子排列极度散乱
【解析】(1)甲图中分子排列规则且非常紧密,符合固态分子的排列方式;(2)丙图中分子间距离很大,分子间作用力很小,分子排列极度散乱,符合气体分子的模型。
三、分析题
18.【答案】(1)木(2)远(近);长(短);低(高)(3)年短日长(4)16.5
【解析】(1)木星自转周期最短,故自转速度最快。(2)水、金、地、火、木、土、天、海,这是离日越来越远的顺序,发现绕日周期越来越长,表面平均温度越来越低。(3)金星的一年相当于地球的0.6年,一天相当于地球的243天,故年短日长。(4)地球真实直径和假设直径的比等于火星真实直径和假设直径的比,列出比例式为:解得:x=16.5cm。
19.【答案】(1)同种电荷互相排斥;(2)乙、丙;(3)电荷量相等,距离越远,电荷间的作用力越小;
(4)如图:
【解析】(1)三图中两小球都带相同电荷,由于电荷间相到作用规律:同种电荷相互排斥,因此它们会
相互排斥。
(2)乙图中两小球都带一个正电荷,挂着的小球偏离竖直方向的角度小;丙图中两小球都带两个正电荷,挂着的小球偏离竖直方向的角度大.可得出电荷量越多,产生的作用力越大。
(3)甲乙两图中,小球都带一个正电荷,但由于甲图中下面的小球离竖直线较近,挂着的小球偏离竖直方向较远;乙图中下面的小球离竖直线较远,挂着的小球偏离竖直方向较近;可得出:在电荷量相等时,电荷间的作用力与距离的远近有关。
(4)根据异种电荷相互吸引,小球将向一起靠拢。
20.【答案】(1)乙、温度;(2)分子间有引力;(3)分子间有间隙
【解析】(1)乙杯是80℃的热水,杯中水会很快的变黑,所以温度越高,分子的热运动就越剧烈;(2)将两个底面平整、干净的铅柱紧压后,两个铅柱的底面分子之间的距离比较大,表现为引力,使两个铅柱结合在一起,即使下面吊一个重物也不会将它们拉开。(3)酒精分子和水分子都在不停地无规则运动着,因为分子间存在着空隙,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中,所以酒精和水混合后的总体积小于酒精和水的体积之和。