第十章 从粒子到宇宙—初中物理八年级下册 知识点梳理+单元测试卷（苏科版2024）

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第十单元 从粒子到宇宙 知识梳理内容预览走进分子世界知识点一物质的组成、分子间有间隙1.用模型解释现象 说明：物质是由微粒组成的。 说明：水与水（微粒）之间有空隙，酒精与酒精之间有空隙。①科学家发现，物质是可分的，许多现象都能用物质的微粒模型来解释。 微粒模型：物质是由微粒组成的，微粒之间有空隙。②把能保持物质化学性质的最小微粒称为分子。③科学研究发现，常见的物质是由大量分子组成的，分子间有空隙。分子很小，若把分子看成一个小球，则一般分子直径的数量级为10-10 m 。例如，水分子的直径约为 4×10-10 m，氢气分子的直径约为 2.3× 10-10 m。分子的运动活动：收集分子运动的证据图10-5.醋和酱油蒸发到空气中，再通过分子无规则运动到人的鼻处；图10-6.红墨水在水中扩散开来，这是由于墨水分子和水分子不停地做无规则运动，彼此进入了对方的分子空隙中。图10-7. 铅和金相互渗入，由于铅分子和金分子不停地做无规则运动，彼此进入了对方的分子空隙中。①不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象，叫作扩散。②大量实验证明：分子处在永不停息的无规则运动中。3.拓展：分子热运动把蓝墨水分别滴入一杯热水和一杯冷水中，过几分钟发现热水中扩散的快。结论：温度越高，分子无规则运动越剧烈。①因为分子运动快慢和温度有关，把分子的无规则运动叫做分子热运动。②因此上述结论也可这样叙述：温度越高，分子热运动越剧烈。 4.分子间的相互作用①分子间存在引力如图 10-8（a）所示，将两个端面平整的铅块相互紧压，它们会粘在一起吗？如图 10-8（b）所示，在两个压紧的铅块下面挂上钩码，试一试，能挂几个？如图（右），用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记住测力计的读数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板。弹簧测力计的示数有什么变化？ 现象：弹簧测力计的示数变大。说明：分子间存在引力②分子间存在斥力既然分子间有空隙，且分子间存在引力，那么物体应该很容易被压缩。 但事实上，固体和液体都很难被压缩。这又是为什么？上图中气体容易被压缩，说明气体分子间隙较大，但压到一定程度就压不动了，说明分子间存在斥力。大量的事实和研究表明，分子间不仅存在引力，而且还存在斥力。③分子动理论：科学家把关于分子、分子运动和分子间相互作用的认识，称为分子动理论。5.用分子动理论解释固体、 液体和气体的物质状态固体分子间作用力较大，能够将固体分子有规律地排列在一起，并且绝大多数分子只能在固定位置附近振动。因此， 固体有一定的体积和形状。固体分子间距离的数量级一般为 10-10m。液体分子间作用力比固体小，因此无法将液体分子紧密束缚在一起。 液体分子间距离比固体分子间距离略大，液体分子可以在一定范围内运动。 因此，液体有一定的体积，但没有一定的形状。静电现象气体分子间作用力最小，所以气体分子能自由地在空间运动，并充满它所能到达的全部空间。气体分子间距离通常为固体分子间距离的10倍左右。因此，气体既没有固定的形状，也没有固定的体积。知识点二一、摩擦起电 物体经过摩擦后能够吸引轻小物体，我们就说它带了电，或者说带了电荷。用摩擦的方式使物体带电，叫作摩擦起电。二、两种电荷①人们发现：无论用什么方法使物体带电，带电后的物体中，凡是与用丝绸摩擦过的有机玻璃棒相互吸引的，一定与用毛皮摩擦过的橡胶棒相互排斥；凡是与用毛皮摩擦过的橡胶棒相互吸引的，一定与用丝绸摩擦过的 有机玻璃棒相互排斥。人们由此推断，自然界只存在两种电荷，并把用丝绸摩擦过的有机玻璃棒带的电荷称为正电荷，把用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。三、验电器验电器的构造：金属小球、金属箔片、金属杆、绝缘垫等。作用：检验物体是否带电。验电器的原理：同种电荷互相排斥检验方法：让物体接触验电器的金属球，若金属箔片张开，说明物体带了电。验电器不仅可以检验物体是否带电，还可以判断物体所带电荷的多少，同一验电器金属箔张角越大，物体所带电荷越多。但是验电器无法用来判断物体是带正电还是负电。四、自然界和生产、生活中的静电现象①夏季， 天空中划过的闪电是自然界发生的一种剧烈的放电现象。在强对流天气条件下，空气及云层中的小水滴和小冰晶剧烈运动，使云层带电。当电荷积累到一定程度时，云层与云层间、云层与地面间就会发生剧烈的放电现象。②静电现象在生产、生活中有广泛应用，如静电复印、静电喷涂、静电植绒等。但静电也会产生危害，如闪电可能导致人畜伤亡、房屋损毁；微小的静电火花会引起煤矿瓦斯爆炸；检修精密仪器内部电路时，人体与电路板之间放电会导致电路器件损坏；等等。③为此，人们发明了多种静电防护装置，如避雷针、防静电手环等。避雷针通过与大地相连的导线把雷电电流引入大地，从而避免建筑物受到雷击，如图 10-16 所示。知识点三探索更小的微粒原子的核式结构①科学家研究发现，分子是由原子构成的。例如，一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。那么，原子是否还可以再分呢？19 世纪末，英国物理学家汤姆孙发现了比原子小得多且带负电荷的粒子—电子，从而说明原子也是可分的。②1911 年，卢瑟福在实验的基础上提出了类似行星绕日的核式结构模型，如图 10-20 所示。 他认为，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；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。若把原子核(几乎集中了原子的全部质量)看成一个小球， 则它的半径约为 10-15 m。如果把原子比作一 个足球，那么原子核只有针尖般大小。 二、摩擦起电的实质根据原子核式结构模型，原子核所带的正电荷和核外电子所带的负电荷数量相等，因此原子呈电中性。不同物质的原子核束缚电子的本领不同。 两种不同物质相互摩擦时，哪种物质原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一种物质上。失去电子的物体就会因缺少电子而带正电， 得到电子的物体就会因有多余的电子而带等量的负电。因此，摩擦起电并不是产生了电荷，只是电子由一个物体转移到了另 一个物体。用于理解以下图解的物理理论资料：原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的。三、微观粒子的探索进展①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，进而认识到原子是由电子和原子核构成的。后来， 人们又发现原子核是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。质子和中子统称为核子。20 世纪 60 年代，科学家又提出质子和中子都是由被称为夸克的更小微粒构成的，一系列高能物理实验证实了这一说法的合理性。②微观粒子的层次结构示意，如图所示。知识点四日心说与太阳系一、从“地心说”到“日心说”①地心说：公元 2 世纪，古罗马天文学家托勒玫， 总结前人的成就，结合自己的天文观测， 提出了“地心说”。他认为，地球静止不动，位于宇宙的中心，日月星辰都围绕地球旋转，如图 10-23 所示。他的这一观念在天文学中统治了1300多年。 ②日心说：16 世纪，以波兰天文学家哥白尼（图 10-24）为代表的许多科学家，对托勒玫的“地心说”提出了质疑。哥白尼在《天体运行论》中向人们描述了一个全新的宇宙。他认为太阳才是宇宙的中心， 所有行星都在绕太阳运动， 人们称其为“日心说”，如图 10-25 所示。“日心说”的提出一举解决了“地心说”所不能解决的许多问题，引发了天文学革命，开创了科学史上的新时代。但哥白尼还没有彻底摆脱行星做圆周运动的传统观念。③伽利略将望远镜应用于天文学研究，为“日心说”提供了有力的观测证据。开普勒则进一步指出，太阳系中行星的运动不是匀速的，其轨道也不是圆，而是以太阳为其中一个焦点的椭圆。后来，在牛顿创立的万有引力理论指导下，人们用统一的观念认识神秘的天体运动，并发现了新的行星。④20 世纪以来，天文观测技术迅速发展，哈勃空间望远镜、500m口径球面射电望远镜（亦称“中国天眼”）等大型天文观测装置的使用，极大地丰富了人类对宇宙的认识。二、太阳系概貌研究表明，太阳系主要是由太阳、八大行星及其卫星、彗星和小行星等组成的。根据离太阳由近及远的顺序排列，八大行星分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，如图所示。其中质量最大的是木星，其质量约为地球的318倍；离地球最近的是金星，其次是火星。火星离地球的最近距离约5.6 × 107 km。在太阳系中，行星绕太阳旋转，卫星绕行星旋转，月球是地球唯一的卫星。知识点五宇宙奥秘一、银河系①恒星：浩瀚的宇宙令人神往。仰望苍穹，我们可以观察到许多明亮的星星， 它们的相对位置似乎保持不变，人们称这些星星为恒星，太阳就是一颗恒星。实际上，恒星也是运动的。②银河系：如图 10-31 所示，晴朗的夜空，可见一条横亘天际的光带，它是由群 星和弥漫的星际物质集合而成的一个庞大的天体系统——银河系。它好似 一个中央凸起、四周扁平的旋转铁饼，直径大约为 10 万光年。③光年：天体之间相距遥远，用米或千米作为长度单位很不方便。为此，天文学中采用了一些特殊的长度单位。例如，人们将光在真空中传播一年所经过的距离作为长度单位，称为1光年（光年的单位符号为l.y.）。1l.y.= 9.46× 1015m。二、宇宙天体的结构层次①在银河系之外，还有许许多多类似银河系的天体系统，银河系只是其中的普通一员。现代宇宙观认为，宇宙是一个有层次的天体结构系统，如图10-32 所示。它是有起源的，并且是不断膨胀、演化的。这些观点得到了越来越多观测证据的支持。②宇宙从何而来大多数宇宙学家认为，宇宙诞生于约 138 亿年前的一次大爆炸。大爆炸理论认为，宇宙起始于一个“原始火球”。在“原始火球”里， 温度和密度都高得无法想象，使得它所处的状态极不稳定，最终发生爆炸。 这种爆炸是整体性的爆炸，包括宇宙中的能量、物质、空间以及时间。爆炸导致宇宙空间处处膨胀，同时温度相应下降。温度降到一定程度时，逐步形成了原子、恒星、星系、星系团和超星系团等。根据天文学的哈勃定律推断，银河系外的星系在不断远离我们而去（距离我们越远的星系，远离的速度越快），即宇宙是膨胀的。如图 10-33 所示，用表面粘有小颗粒的气球类比宇宙，将小颗粒看成宇 宙中的星系。气球膨胀时，任意小颗粒周围的其他小颗粒都在离它远去。三、物质世界的空间尺度 “四方上下曰宇，古往今来曰宙。”宇宙是物质、能量、时间、空间的总称。小到微观粒子，大到宇宙天体，都是物质。它们的存在与变化，都是与时间和空间紧密联系的。目前，人类所认识的空间尺度和时间尺度，分别如图10-35 和图10-36 所示。