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12019-2020学年第二学期沪粤版八年级（下）物理专题二十一：从粒子到宇宙【学习目标】1、了解物质的构成；2、知道扩散现象说明分子永不停息地做无规则运动；扩散可在固体、液体、气体中发生；3、知道分子间存在着作用力，了解固体、气体、液体的分子构成特点；4、知道分子动理论的初步知识；5、了解原子模型，了解人类探索微观世界的历程；6、知道太阳系的几大行星及相对位置；知道银河系和河外星系，知道常用光年来表示宇宙中的距离；【要点梳理】要点一、物质的构成常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。要点诠释：分子、原子的体积很小，用肉眼和光学显微镜都分辨不出它们。不过，电子显微镜可以观察到分子、原子。要点二、分子热运动1、扩散：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象，叫扩散。2、影响扩散快慢的主要因素：（1）物质的温度：温度越高，扩散越快。（2）物质的种类：气体之间的扩散最快，其次是液体，固体之间的扩散最慢。3、扩散现象说明了：（1）一切物质的分子都在不停地做无规则运动。（2）分子之间有间隙。4、分子的热运动：由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。要点诠释：21、扩散现象只能发生在不同的物质之间，同种物质间是不能发生扩散现象的。例如：冷热水混合，虽然冷水分子和热水分子都能彼此进入对方，但不是扩散现象。2、扩散现象是反映分子的无规则运动的。而灰尘颗粒、大雾中的微粒及烟尘中的微粒等肉眼能观察到的分子聚合体在外力下的机械运动，都不是扩散现象。3、扩散是人能够直接观察或感知到的宏观现象；分子的无规则运动是微观现象，人无法直接观察。因此不能说“观察到分子无规则运动”，或“分子的扩散现象”。4、物体内部大量分子的无规则运动叫做分子热运动。温度的高低是物体内分子热运动剧烈程度的标志。温度越高，分子热运动越剧烈，扩散越快。例如，炒菜时，老远就能闻到菜的香味，当菜冷下来后，香味就逐渐减少了。要点三、分子间的作用力1、分子之间存在斥力：当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为斥力。2、分子之间存在引力：当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为引力。3、分子动理论的基本观点：（1）常见物质是由大量的分子、原子构成的；（2）物质内的分子在不停地做热运动；（3）分子之间存在引力和斥力。要点诠释：1、分子之间的引力和斥力同时存在，只是对外表现不同。2、分子间的引力和斥力的作用范围是很小的，只有分子彼此靠得很近时才能产生，分子间的距离太大时，分子间的作用力就十分微弱，可以忽略。打碎的玻璃不能吸引在一起，是因为两块玻璃碎片不可能相距很近，无法达到引力明显的距离，所以不能吸引在一起。电焊、气焊钢板时，用高温加热钢板，使钢熔化为钢水，钢水中的分子可以自由运动相互靠近，靠引力集结在一起。当钢水冷却凝结为钢块时，原来分离的钢板就被“焊接”在一起。3、固体：固体分子间的距离小，不容易被压缩和拉伸，具有一定的体积和形状。4、气体：气体分子之间的距离就很远，彼此之间几乎没有作用力，因此，气体具有流动性，容易被压缩。5、液体：液体分子间的距离比气体的小，比固体的大；液体分子间的作用力比固体的小，分子没有固体的位置，运动比较自由。所以液体很难被压缩，没有确定的形状，具有流动性。3要点四、原子1、人们认识原子的事实基础：（1）多数物质可由其他物质通过化学反应合成，这些物质称为化合物。（2）一些物质不能够由其他物质通过化学反应来合成，这些物质称为原子。（3）对应各种元素，存在着各种原子，元素的差异就在于它们的原子是不相同的。原子是元素不可再分的最小单元。2、物质都是分子、原子组成的要点诠释：（1）单质的分子由同种原子构成，化合物的分子由两种或两种以上原子构成。（2）1cm3的水中含有3.34×1022个水分子，一个水分子的质量约为3×10-26kg。（3）1897年英国物理学家汤姆孙发现了电子，电子带一个单位的负电荷，质量不到氢离子质量的千分之一，电子的发现有力地说明了原子是可分的。3、散射实验：用一些已知的粒子，如电子、粒子等轰击很薄的金属箔，它们与金属原子会产生相互作用而发生偏转。通过观察这些粒子穿过金属箔片时的偏转情况，可以获得原子内部的信息。这种实验叫散射实验。4、原子的组成：原子的中心有一个很小的核，称为原子核，带正电，几乎集中了原子的全部质量，带负电的电子以不同的轨道围绕原子核高速地旋转着。整个原子呈电中性。这种原子模型称为卢瑟福原子核式模型。原子核的组成：原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。5、基本粒子：最早人们认为电子，质子和中子是构成物质世界的基本单元称为基本粒子。后来又发现了介子和超子，说明包括质子、中子在内的这些粒子不可能是原来意义上的基本粒子。6、夸克模型：质子，中子，介子，超子等都是由三种基础粒子组成，它们分别称为上夸克，下夸克和奇异夸克，把这一模型称为夸克模型。后来又发现粲夸克、底夸克和顶夸克。至今已经知道共6种夸克。4要点五、飞出地球1、太阳系：（1）太阳是离我们最近的一颗恒星。太阳的直径是地球的109倍，质量是地球的33万倍，体积是地球的130万倍。（2）太阳燃烧氢核，向太空稳定的辐射出光和热，其中有22亿分之一到达地球，由于大气层的吸收与反射，这部分能量中只有约80%最终能到达地球表面，但却是地球上最基本、最重要的能量来源。（3）日食：当月球运行到太阳和地球中间时，部分射向地球的太阳光被月球遮挡，在地球上看不到完整的太阳，这叫做日食。（4）八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星（5）分类：类地行星、巨行星、远日行星（6）矮行星：太阳系的边缘，在这个区域内还存在一些叫做矮行星的天体绕太阳运转。（7）光年：光年是一个长度单位，1光年是光在真空中一年内所传播的距离。要点诠释：太阳是恒星，环绕恒星运动的是行星，环绕行星运动的是卫星；地球的卫星是围绕地球运行的月球和人造地球卫星。2、银河系：无数个星体集成的一个庞大的天体系统，直径约10万光年，最大厚度约1万光年。3、河外星系：银河系之外还有数以10亿计的类似银河的星系，称为河外星系。4、星系团：许多星系还形成更大的星系团，星系团的直径可1000万光年以上。目前，望远镜已能观察150亿光年距离的天体，在所见范围内，有无数的星系团存在。5、人类探索太空的历程：A、19世纪中叶的俄国学者齐奥尔科夫斯基指出：在没有空气的太空中，利用喷气反作用力推进火箭，是实现太空气行最有效的交通工具。B、1957年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功。C、1961年4月12日，人类第一次乘飞船进入太空。D、1969年7月20日，人类踏上月球。E、2003年10月16日，我国成功发射了“神舟”五号载人飞船实现了中国人遨游太空的理想。F、2007年10月24日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥”一5号卫星成功送入太空，标志着中国实施绕月探测工程迈出重要一步，“嫦娥”二号卫星也于2010年10月成功发射。要点诠释：（1）1929年美国科学家哈勃从天文观察中发现，所有河外星系正在离开我们银河系而去，其退行速度与它们离我们的距离成正比。（2）“宇宙大爆炸”学说：1948年，物理学家伽莫夫提出，宇宙起源于一次大爆炸，爆炸生成的“原始火球”不断膨胀而逐渐冷却下来，形成今天的还在膨胀着的宇宙。【典型例题】类型一、基础知识1、甲、乙、丙三幅图中，能形象地描述气态物质分子排列方式的是（）甲．分子排列规则，就像坐在座位上的学生。乙．分子可以移动，像课间教室中的学生。丙．分子几乎不受力的作用，就像操场上乱跑的学生。A．甲B．乙C．丙D．乙和丙【答案】C【解析】气体分子间距很大，作用力几乎为零，分子极度散乱，宏观上无固定的体积，无固定形状，具有流动性。【总结升华】本题考查物质三种状态的微观特征，要求记住三种不同状态分子排列方式的不同特点。2、下列现象中能用分子热运动知识解释的是（）6A．春天，柳絮飞扬B．夏天，雷雨阵阵C．秋天，丹桂飘香D．冬天，雪花漫天【思路点拨】注意区分宏观的机械运动和分子的热运动。宏观的机械运动是肉眼可见的，而分子热运动时肉眼不可见的，但是可以通过宏观的扩散现象证明。【答案】C【解析】（1）柳絮飞扬，雷雨阵阵、雪花漫天都是宏观物体的机械运动，不是分子的运动，分子运动是肉眼看不见的，故ABD选项错误；（2）丹桂飘香是气体分子的运动，属于扩散现象。【总结升华】本题主要考查学生对分子运动和物质运动的区别的了解和掌握，要把握住“分子运动是肉眼看不见的”这个前提。举一反三：【变式1】下列现象中，能够说明物体的分子在不停的做无规则运动的是（）A．水从高处流向低处B．在一杯白开水中放一些盐，不久整杯水都变咸了C．放在空气中的铁器过一段时间生锈了D．房间几天不打扫就会有一层灰尘【答案】B【变式2】下列各现象中，属于扩散现象的是（）A．空气流动形成风B．打扫室内卫生室，可以看到灰尘在空中飞舞C．将墨水滴入水中，可以看到沿途拉成一长串墨迹D．将几粒粗盐放入盛水的杯子中，过一段时间整杯水都变咸了【答案】D3、“破镜”不能“重圆”的原因是（）A．分子间的作用力因玻璃被打碎而消失B．玻璃表面太光滑C．玻璃的分子间只有斥力没有引力D．玻璃碎片间的距离太大，大于分子间发生相互吸引的距离7【答案】D【解析】破镜不能重圆，是因为玻璃的硬度大，玻璃放在一起不容易发生形变，玻璃分子间的距离不能达到小于分子直径的10倍的程度，超出了分子力的作用范围，故无法产生引力。【总结升华】本题主要考查学生对分子间作用力的条件的理解和掌握及应用，要明确玻璃无法重新粘合的原因。举一反三：【变式】能够说明分子间存在引力的现象是（）A．用绸布摩擦过玻璃棒吸引小纸屑B．铅笔很难被拉断C．将橡皮吸盘紧压在玻璃上，很难被拉开D．磁体能吸铁【答案】B类型二、知识应用4、把1升酒精倒入容器中，再把2升水也倒入这个容器中并进行充分混合，发现混合后的总体积小于3升，请解释这个现象。【答案与解析】由于分子间存在空隙和分子运动的原因，所以酒精分子和水分子之间会由于分子做无规则运动的原因而相互进入对方的空隙中，所以混合后总体积小于3升。【总结升华】本题是综合提高训练题目，考查学生利用分子动理论知识来解释生活中现象的能力。举一反三：【变式】以下说法中不能说明分子间存在间隙的是（）A．海棉能吸水B．物体热胀冷缩C．酒精和水混合后总体积减小D．粉笔能吸水【答案】A类型三、微观世界85、到目前为止，最具科学性的原子模型是（）A．葡萄干模型B．蛋糕模型C．行星模型D．电子云模型【思路点拨】题目考查的是原子的模型以及探索原子结构的历史发展过程。解答本题要掌握科学家们认知原子结构的过程，只有了解这些，才能正确解答。【答案】D【解析】1897年汤姆生提出原子是一个带正电荷的球，电子镶嵌在里面，原子好似一块“葡萄干蛋糕”。1911年卢瑟福提出原子的大部分体积是空的，电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转即“行星模型”。20世纪20年代以来现代模型（电子云模型）电子绕核运动形成一个带负电荷的云团。【总结升华】本题属于基础类题目，考查了人类认知原子结构的过程。举一反三：【变式】原子结构与下列事物结构最相似的是（）A．蛋糕B．面包C．地球D．太阳系【答案】D6、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】原子核中带正电的粒子是()A．质子B．中子C．电子D．原子【答案】A9类型四、浩瀚的宇宙7、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