苏科版八年级下册第七章 从粒子到宇宙探索更小的微粒优秀学案设计
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1、知道分子不是微观的最小微粒,分子是由原子组成的;
2、知道原子也不是组成物质的最小单元,原子还是可以由更小的微粒组成;
3、初步了解人类探索太阳系及认识宇宙的艰辛历程,并认识到人类对宇宙的探索将不断深入;
4、知道宇宙是一个有层次的天体结构系统,地球是太阳系中普通的一员,而太阳又是银河系数以千亿颗恒星中的一个。
知识精讲
知识点01 更小的微粒
1.物质的构成:物质是由分子构成的,分子是由原子构成的。
2.卢瑟福的原子核式结构模型:
(1)原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成的,且正负电荷数量相等;
(2)原子核位于原子的中心,电子受原子核吸引,绕核做高速运动。
3.原子核的构成:
(1)由带正电的质子和不带电的中子构成。质子和中子被称为核子。
(2)20世纪60年代,科学家提出质子和中子都是由被称为夸克的更小微粒构成。
【微点拨】
1.原子结合成许多物质的分子,如:两个氢原子组成一个氢气分子,一个氧原子和两个氢原子组成一个水分子。有些物质的分子是由单个原子构成的,例如氦分子就是一种单原子分子。
2.原子的质量几乎集中在原子核里。原子直径的数量级为10-10m,原子核直径的数量级为10-15—10-14m。
3.物质的微观结构:
【即学即练1】能保持物质化学性质不变的最小微粒是______;英国科学家汤姆生发现了电子,从而说明原子是可分的,科学家对原子的结构进行猜想和实验,并提出了多种模型。在如图所示的两种模型中,卢瑟福提出的原子模型是______(选填“甲”或“乙”)。
【答案】分子 ;乙
【解析】解:能保持物质化学性质不变的最小微粒是分子;
卢瑟福提出了原子的核式结构模型,他认为:原子由处于原子中心的原子核与核外电子组成,原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。如图乙所示。
故答案为:分子;乙。
【即学即练2】“悟空”号卫星上的计算机被太空中带正电的某些粒子击中,导致“死机”.在遥控指令下,计算机重新启动,卫星恢复正常.带正电的粒子可能是( )
A. 原子核质子B. 原子核中子C. 电子原子核D. 电子质子
【答案】A
【解析】解:
原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子组成;原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成的。
因此,选项中带正电的粒子是原子核、质子;带负电的粒子是电子;不带电的粒子是中子;
由题知,该计算机被太空中带正电的某些粒子击中,所以带正电的粒子可能是原子核、质子;故只有A正确。
故选:A。
【即学即练3】关于原子及其结构,下列说法中不正确的是( )
A. 通常情况下,原子整体不显电性
B. 原子是由原子核和核外电子构成的
C. 原子核带负电,核外电子带正电
D. 不同物质的原子核束缚核外电子的本领不同
【答案】C
【解析】解:ABC、原子是由原子核与核外电子组成的。其中原子核带正电,核外电子带负电,它们俩带的电荷可以完全抵消,从而使原子呈中性,即不显示电性。故AB正确,C不正确;
D、不同物质的原子核束缚电子的本领不同。两个物体互相摩擦时,哪个物体的原子核束缚电子的本领弱,它的一些电子就会转移到另一个物体上。失去电子的物体因缺少电子而带正电,得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。故D正确。
故选:C。
知识点02 宇宙探秘
1.“地心说”:古希腊天文学家,托勒玫提出了以地球为宇宙的中心的“地心说”。
2.“日心说”:波兰天文学家哥白尼创立了“日心说”。
3、银河系:由群星和弥漫物质集合而成的一个庞大的天体系统,称为银河系。
4、光年:光在真空中一年所经过的距离作为长度单位,称为1光年(l.y)1i.y=9.46×1015m。
【知识拓展】
1、太阳是银河系中数亿千计的恒星中的一颗,而银河系又只是浩瀚宇宙中普通的一员。宇宙是一个有层次的天体结构系统,它是有起源的、膨胀的和演化的。
2、大爆炸理论认为,宇宙起始于一个“原始火球”。“原始火球”发生爆炸,这种爆炸是整体的,涉及宇宙的全部物质及时间、空间。爆炸导致宇宙空间处处膨胀,温度则相应下降。温度降低到一定程度时,逐步形成了行星和恒星、星系、星系团和超星系团等。
3、根据哈勃定律的推断,星系在远离我们而去,提供了宇宙在膨胀的有力证据。
【即学即练4】下列关于宇宙的说法中正确的是( )
A. 宇宙是由银河系和太阳系组成的
B. 宇宙中拥有上千亿个星系,银河系是其中的一员
C. 宇宙只是银河系的别名,太阳是银河系中的一员
D. 太阳系中只有八大行星绕太阳运行
【答案】B
【解析】略
【即学即练5】宇宙是一个______(有/无)层次的天体结构系统,天体之间相距遥远,天文学中常用______做长度单位;截至2021年1月3日6时,中国首次火星探测任务天问一号火星探测器已经在轨飞行约163天,飞行里程突破4亿千米,火星是太阳系中的一颗______(恒/行/卫)星。
【答案】有 光年 行
【解析】解:宇宙是一个有层次的天体结构系统,它在不断地膨胀;
光年是光在一年内通过的路程,天体之间相距遥远,天文学中常用光年做长度单位;
太阳是银河系中的一颗普通恒星,火星是太阳系中的一颗行星。
故答案为:有;光年;行。
【即学即练6】为了形象地说明宇宙扩张学说,可用一个黏有小金属粒的气球做演示实验,该实验将黏有小金属粒的气球看成宇宙, 看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任一小金属粒周围的其他小金属粒都在离它远去,这里主要运用的一种思维方法是 。(填“等效法”“类比法”或“转换法”)
【答案】小金属粒 类比法
【解析】将一个黏有小金属粒的气球看成宇宙,金属粒看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任一小金属粒都在离它远去,这里主要运用的一种思维方法是类比法
分层提分
题组A 基础过关练
1、自从汤姆逊发现了电子,人们开始研究原子内部结构。科学家提出了许多原子结构的模型,在二十世纪上半叶,最为大家接受的原子结构与下列哪个图形最相似( )
A. 西红柿B. 西瓜
C. 面包D. 太阳系
【答案】D
【解析】解:原子核处于原子的中心,就像太阳系中的太阳;而绕核做圆周运动的电子就像太阳系当中绕太阳运动的行星。
故选:D。
2、若把原子、原子核、电子看成球体,按尺度从小到大的排序正确的是( )
A. 原子 原子核 电子B. 电子 原子核 原子
C. 原子 核原子 电子D. 原子 电子 原子核
【答案】B
【解析】
由题意可知,原子半径的数量级为10-10m,原子核半径的数量级为10-15m,电子半径的数量级小于10-9nm=10-18m,则原子的半径大于原子核的半径,原子核的半径大于电子的半径,所以从大小到小的排列是原子、原子核、电子,故B正确、ACD错误。
故选B。
3、如图,粒子a由粒子b、c构成,各粒子的带电情况如下表,则b是( )
A. 质子
B. 原子
C. 电子
D. 原子核
【答案】A
【解析】解:根据原子结构的相关知识可知,原子是由原子核和带负电的核外电子构成的,原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成的,所以a是原子核,b是质子,c是中子,故A正确。
故选:A。
4、原子核由哪些粒子组成( )
A. 质子和电子B. 中子和电子
C. 质子和中子D. 质子、中子和电子
【答案】C
【解析】解:A、电子与原子核组成了原子,原子核由质子和中子组成不含电子;故A错误。
B、电子与原子核组成了原子,原子核由质子和中子组成,不含电子;故B错误。
C、原子核由质子和中子组成;故C正确。
D、质子、种子和电子共同组成了原子,而不是原子核;故D错误。
故选:C。
5、在人类对世界的探索和认识中,伽利略利用自制的望远镜进行了大量天文观测,支持了哥白尼的( )
A. 日心说B. 地心说C. 星云说D. 大爆炸说
【答案】A
【解析】
经典力学和实验物理学的先驱伽利略率先用望远镜观察天空,由此得到的关于天体运行的结果支持了哥白尼的日心说。故A正确,BCD错误。
故选A。
6、下列说法正确的是( )
A. “光年”是时间单位
B. 两个物体相互摩擦时,得到电子的物体带正电
C. 太阳是宇宙的中心
D. 在原子、中子和原子核中,尺度最小的是中子
【答案】D
【解析】解:A、光年是光在真空中传播一年的距离,是长度单位,故A错误;
B、两个物体相互摩擦时,失去电子的物体带正电,得到电子的物体带负电,故B错误;
C、太阳是太阳系的中心,太阳系是银河系的一员,银河系又是宇宙中的一个星系,太阳不是宇宙的中心,故C错误;
D、原子由原子核与核外电子组成,因此原子核小于原子;原子核由质子与中子组成,因此中子小于原子核,故在原子、中子和原子核中尺度最小的是中子,故D正确。
故选:D。
7、观察“从粒子到宇宙”中的五幅图,将下列表述填写完整.
图甲红墨水在水中散开,这是________ 现象;
图乙将两个表面光滑的铅块相互紧压会粘在一起,这个现象证实了分子间存在________ ;
图丙是发现_______ 的汤姆生;
图丁为__________ 建立的原子核式结构模型;
图戊将塑料绳的一端扎紧,尽可能将其撕成更多的细丝,用干燥的手从上向下捋几下,细丝张开,是因为细丝与手摩擦后带上_____ 种电荷而相互排斥.
【答案】扩散;引力;电子;卢瑟福;同。
【解析】
(1)红墨水在水中的散开是因为分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象;
(2)图乙两个铅块磨光后,压在一起就会粘住,这个现象证实了分子间存在相互作用的引力;
(3)汤姆生发现了原子中存在一种带负电荷的粒子,这种粒子就是电子;
(4)卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型,他认为:原子的全部正电荷与几乎全部质量都集中在原子核上,带负电的电子绕原子核运动,类似于行星绕日的运动;
(5)将塑料绳一端扎紧,另一端尽可能撕成更多的细丝;用手从上向下捋几次,观察到细丝蓬散开来,是因为细丝与手摩擦后带上同种电荷而相互排斥。
故答案为:扩散;引力;电子;卢瑟福;同。
8、2018年3月,现代最伟大的物理学家霍金逝世,引发全球悼念、他证明了宇宙起源于“大爆炸”,说明宇宙是一个______ (有/无)起源的天体结构系统,天体之间相距遥远,天文学中常用______ 做长度单位;宇宙也是有层次的,地球是太阳系中的一颗______ (恒/行/卫)星。
【答案】有;光年;行
【解析】解:
(1)宇宙是由物质组成的,宇宙中有很多的星系,星系中又有很多星体,根据宇宙起源于“大爆炸”,可知宇宙是一个有起源的天体结构系统;
(2)光年是光在一年内通过的路程,天体之间相距遥远,天文学中常用光年做长度单位;
(3)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。
故答案为:有;光年;行。
9、被甲材料摩擦过的乙棒与被毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥,则乙棒带________电荷(选填“正”或“负”),是因为乙棒在摩擦过程中________电子(选填“得到”或“失去”)。
【答案】负 得到
【解析】
橡胶棒和毛皮摩擦过程中,橡胶棒得到电子带负电荷,毛皮失去电子带正电荷;乙棒与橡胶棒相互排斥,说明乙棒带负电,是因为乙棒在摩擦过程中得到电子造成的。
故答案为:负;得到。
10、如图所示,当黏有小金属粒的气球膨胀时,任一小金属粒周围的其他金属粒子都在相互_ (远离/靠近),这个实验可模拟 (分子的运动/宇宙的膨胀).
【答案】远离 宇宙的膨胀
【解析】
为了形象地说明宇宙大爆炸,课本上将一个黏有小金属粒的气球看着宇宙,金属粒看成是宇宙中的天体,气球膨胀时,任一小金属粒都在离它远去,这里运用的是主要一种思维方法类比法。
故答案为:远离;宇宙的膨胀。
题组B 能力提升练
11、关于物体带电的实质,下列说法正确的是( )
A. 一个物体带正电,是因为它有多余的原子核
B. 一个物体带负电,是因为缺少质子
C. 一个物体带正电,是因为它缺少电子
D. 一个物体不带电,是因为它既没有原子核也没有电子
【答案】C
【解析】 一个物体带正电,是因为缺少电子,一个物体带负电,是因为有多余的电子;既没有缺少,也没有多余的电子,就不带电.
12、分子和原子的主要区别是( )
A. 分子可分,原子不可分
B. 分子可以构成物质,原子不能构成物质
C. 在化学变化中分子可以再分,而原子不可以再分
D. 分子大,原子小
【答案】C
【解析】略
13、与丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,这是因为摩擦使得( )
A. 电子从玻璃棒转移到丝绸B. 中子从玻璃棒转移到丝绸
C. 电子从丝绸转移到玻璃棒D. 质子从丝绸转移到玻璃棒
【答案】A
【解析】
摩擦起电的实质是电子的转移,用绸子摩擦过的玻璃棒带正电,是因为摩擦过程中玻璃棒失去了电子,即电子从玻璃棒转移到丝绸。
故选A。
14、“好奇号”火星车(如图所示)成功登陆火星标志着人类探索火星的征程取得了重大进展。研究表明,太空中的某种带电粒子会对探测器的计算机系统产生影响,从而导致程序出错..下列粒子中因不带电可以排除的是( )
A. 原子核B. 电子C. 质子D. 中子
【答案】D
【解析】
原子由原子核和核外电子组成,原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电,核外电子带负电。
中子不带电,所以不会对探测器的计算机系统产生影响,故D正确,ABC错误。
故选D。
15、在某原子结构模型示意图中,a、b、c是构成该原子的三种不同粒子,能得出的结论是( )
A. a和c数量不相等
B. b决定原子种类
C. 质量集中在c上
D. a和c之间存在吸引的力
【答案】D
【解析】解:原子是由带正电的原子核和核外电子构成,电子带负电绕原子核转动,原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成;
A、在原子,带正电的质子c和与带负电的核外电子a的数目一定相同,对外不显电性,故A正错误;
B、质子数c决定元素的种类,故B错误;
C、原子的质量主要集中在原子核上,集中在b和c上,故C错误。
D、带正电的质子c和与带负电的核外电子a之间由于带异种电荷而存在吸引的力,故D正确。
故选:D。
16、下列说法正确的是( )
A. 纳米是长度单位B. 光年是时间单位
C. 可以用光年描述物质的微观世界D. 通常用纳米来描述星系的距离
【答案】A
【解析】略
17、关于粒子和宇宙,下列认识正确的是
A.地球是宇宙的中心 B.电子的发现说明原子是可分的
C.质子带正电荷,中子带负电荷 D.在电子、质子和原子中,尺度最小的是质子
【答案】B
【解析】
A.宇宙有层次之分,但是无限大的,是由无数天体组成,没有所谓的中心,太阳是宇宙中的一颗恒星,而地球只不过是太阳的一颗行星,故A错误;
B.原子由原子核与核外电子组成,原子核由质子与中子组成,电子的发现说明原子是可再分的,故B正确;
C.质子带正电荷,中子不带电,故C错误;
D.原子核和电子构成原子,原子核由质子与中子组成,在电子、质子和原子中,尺度最小的是电子,故D错误。
故选B。
18、在探究摩擦起电的实验中:
(1)用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引纸屑,是因为橡胶棒带上了电荷从而 。进一步实验发现,此时橡胶棒带的是负电,根据你所学习的原子结构的知识,橡胶棒带负电是因为 (选填“得到”“失去”或“创造”)了电子。
(2)根据你的分析,毛皮摩擦过橡胶棒后,毛皮 (选填“一定不”“一定”或“可能”)带电。
(3)实验证明自然界存在 种电荷,与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同的电荷为 电荷。
【答案】吸引轻小的物体 得到 一定 两 正
【解析】略
19、原子结构和太阳系相似,如图所示分别为太阳系和原子结构模型,请你指出两者之间一个相似点和一个不同点:
相似点: ;
不同点: 。
【答案】行星或电子都围绕一个中心旋转
行星运动是宏观物体的机械运动,电子运动是微观世界的运动
【解析】在太阳系中,行星围绕着太阳运动,属于宏观物体的机械运动;在原子中,电子围绕着原子核高速运动,属于微观世界的运动。
题组C 培优拔尖练
20、下列微粒按从大到小的顺序排列正确的是
A. 原子、原子核、质子、电子B. 分子、电子、质子、原子
C. 原子核、电子、质子、分子D. 分子、原子、电子、原子核
【答案】A
【解析】
根据物质的微观结构,物体是由分子构成的,分子是由原子构成的,原子由原子核和电子组成,原子核是由质子和中子构成的,故分子是最大的,接着是原子核、质子,最小的是电子。
故选A。
21、关于粒子和宇宙的认识,正确的是( )
A. 原子、电子、质子中,尺度最小的是电子
B. 光年是时间的单位
C. 质子、中子和电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动
D. 在探索比分子更小的微观粒子的历程中,人们首先发现了质子
【答案】A
【解析】
A.原子由原子核与核外电子组成,原子核由质子与中子组成,其中电子的尺度要小于质子,即原子、电子、质子中,尺度最小的是电子,故A正确;
B.光年表示光在一年中通过的距离,所以是时间单位,故B错误;
C.原子核由质子和中子组成,电子就像行星绕太阳运动一样在绕原子核运动,故C错误;
D.在探索比分子更小的微观粒子的历程中人们首先发现了电子,故D错误。
故选A。
22、人类对微观世界的认识经历了一个相当长的过程。“原子不是组成物质的最小微粒”的观点始于汤姆孙发现了( )
A. 电子B. 质子C. 中子D. 分子
【答案】A
【解析】解:
1897年汤姆生发现了电子,使人们认识到:原子是由原子核和核外电子组成的。从而确立了“原子不是组成物质的最小微粒”的观点。
故选:A。
23、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。关于这个模型的说法正确的是( )
A. 原子核是由质子和电子组成的
B. 原子核带负电
C. 关于原子核结构的理论
D. 原子核几乎集中了原子的全部质量
【答案】D
【解析】
A.原子核是由质子和中子组成的,故A错误;
B.原子核里质子带正电,中子不带电,因此整个原子核带正电,故B错误;
C.核式结构说的是原子的结构理论,故C错误;
D.原子的中心叫原子核,带正电,占很小的体积,但其密度很大,几乎集中了原子的全部质量,故D正确。
故选D。
24、下列说法中正确的是( )
A. 摩擦起电没有创造电荷而是原子核的转移
B. 原子是由质子和核外电子组成的
C. 在天文学中,用“光年”作为时间单位
D. 谱线“红移”现象说明星系在逐渐远离我们
【答案】D
【解析】
A.摩擦起电的本质是电子的转移,不是原子核的转移,故A不正确;
B.原子是由原子核和核外电子组成的,故B不正确;
C.在天文学中,用“光年”作为长度单位,1光年=9.4608×1015m,故C不正确;
D.科学家用仪器观察星系发出的光,发现星系的光谱向长波方向偏移,称之为谱线红移,这一现象说明星系在远离我们而去,故D正确。
故选D。
25、“日心说”最终战胜“地心说”这个历史发展过程说明( )
①宇宙是无限的,在某些特定的时空条件下,人的认识是有限的
②人的意识具有能动性,最终能够正确地反映客观世界
③前人的认识总会被后人推翻,人不能获得正确认识
④人对世界的认识具有局限性,需要不断发展和深化
A. ①②③B. ②③④C. ①③④D. ①②④
【答案】D
【解析】略
26、1897年______ 发现了电子,进而认识到原子是由电子和______ 组成的;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______ .
【答案】汤姆逊;原子核;远离我们而去
【解析】解:(1)汤姆逊发现了电子,进而认识到原子是由电子和原子核组成的;
(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.
故答案为:汤姆逊;原子核;远离我们而去.
(1)原子是由位于原子中心的原子核及核外电子组成的;
(2)哈勃发现了谱线的红移现象,说明星系在远离我们而去.
27、地球 (1) (填是或不是)宇宙的中心,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 (2) .为 (3) 理论提供了依据。
(1)
(2)
(3)
【答案】【小题1】不是 【小题2】星系在远离我们而去 【小题3】宇宙大爆炸
【解析】
地球不是宇宙的中心,只是宇宙的一部分;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,从而证实了宇宙大爆炸理论。
故答案为:不是。
2.地球不是宇宙的中心,只是宇宙的一部分;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,从而证实了宇宙大爆炸理论。
故答案为:星系在远离我们而去。
3.地球不是宇宙的中心,只是宇宙的一部分;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,从而证实了宇宙大爆炸理论。
故答案为:宇宙大爆炸。
粒子
带电情况
a
带正电
b
带正电
c
不带电
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