第3節(jié) 探索更小的微粒（解析版）

第七章\o"第7章從粒子到宇宙"從粒子到宇宙第3節(jié)\o"7.3探索更小的微粒"探索更小的微粒學習目標學習目標1.知道分子不是微觀的最小微粒，分子是由原子組成的。2.知道原子也不是組成物質(zhì)的最小單元，原子還是可以由更小的微粒組成。002預習導學1、原子的核\o"原子的核式模型"式模型（1）19世紀末,英國物理學家湯姆生，發(fā)現(xiàn)了比原子小得多的帶負電荷的粒子——電子，從而說明原子是可分的；（2）1911年物理學家盧瑟福，建立了類似行星繞日的核式結構模型他認為原子是由帶正電的原子核和帶負電的電子構成的，且正負電荷數(shù)量相等；原子核位于原子的中心，電子受原子核吸引，繞核做高速運動。若把原子核看成是一個小球，則原子核的半徑約為10-15m如果把原子比作一個乒乓球，那么原子核只有針尖般大小。2、原子核式結構模型與摩擦起電（1）原子由帶正電荷的原子核和核外帶負電荷的電子構成；（2）原子核所帶的正電荷與核外電子所帶的負電荷在數(shù)量上相等，因此原子呈電中性，由原子組成的物質(zhì)也呈電中性。（3）不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領不同。（4）兩個不同物質(zhì)的物體相互摩擦時，哪個物體的原子核束縛電子的本領弱，它的一些電子就會轉移到另一個物體上，失去電子的物體就會因缺少電子而帶正電，得到電子的物體就會因為有多余電子而帶等量的負電，由此可知，摩擦起電并不是產(chǎn)生了電荷，而只是將電子由一個物體轉移到另一個物體。3、科學家探索微觀粒子的進展（1）在探索比分子更小的微觀粒子的歷程中，人們首先發(fā)現(xiàn)了電子，進而認識到原子是由電子和原子核構成的。（2）后來人們發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子構成的，質(zhì)子帶正電荷，中子不帶電，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。（3）20世紀60年代，科學家又提出質(zhì)子和中子都是由被稱為夸克的更小微粒構成的，一系列高能物理實驗證實了這一說法的合理性。（4）1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子；1919年盧瑟福用α粒子從氮原子核中打出了質(zhì)子。003考向釋疑考向一：原子的核\o"原子的核式模型"式模型【重點釋疑】1、原子的質(zhì)量幾乎全部集中在直徑很小的核心區(qū)域，叫原子核，電子在原子核外繞核作軌道運動。

2、原子核帶正電，電子帶負電?！纠}精講】（2023?遵義模擬）20世紀初，科學家在探索物質(zhì)結構的歷程中取得了突破性進展。最終盧瑟福通過α粒子散射實驗驗證了以下哪個原子結構模型（）A．實心球模型 B．西瓜模型 C．原子核式結構模型 D．分層繞核模型【答案】C【解答】解：盧瑟福核式結構模型：原子是由位于原子中心的原子核和核外繞原子核做圓周運動的電子組成的，原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，電子帶負電。故選：C?！眷柟逃柧殹浚?023?嘉禾縣校級二模）如圖所示是用來說明原子內(nèi)部結構的示意圖，由圖可知：最小的粒子是（）A．夸克 B．原子核 C．電子 D．質(zhì)子【答案】A【解答】解：原子由位于原子中心帶正電的原子核與繞原子核運動的帶負電的電子組成；原子核由帶正電的質(zhì)子與不帶電的中子組成；質(zhì)子和中子又是由更小的粒子夸克組成。因此，圖中粒子中，最小的應該是夸克。故選：A?？枷蚨篭o"人類探究微觀世界的歷程"人類探究微觀世界的歷程【重點釋疑】1、宇宙是由物質(zhì)組成的，物質(zhì)是由分子和原子組成的，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的分子組成特點，原子的核式結構模型，致了解物質(zhì)世界從微觀到宏觀的尺度?！纠}精講】（2023春?長安區(qū)校級期末）人類對微觀世界的認識經(jīng)歷了一個相當長的過程。下列關于近代科學家在原子結構方面的重大發(fā)現(xiàn)的說法正確的是（）A．電子是湯姆生發(fā)現(xiàn)的，電子的發(fā)現(xiàn)說明了分子是可分的 B．查德威克發(fā)現(xiàn)了中子的存在，證明中子是帶負電的粒子 C．蓋爾曼提出了夸克的設想，并且建立了原子的行星模型 D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的存在，質(zhì)子是帶正電的粒子【答案】D【解答】解：A、1897年湯姆生在真空放電時發(fā)現(xiàn)了電子，電子的發(fā)現(xiàn)說明了原子是可分的。故A錯誤；B、1932年查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，但中子是不帶電的。故B錯誤；C、1964年蓋爾曼提出夸克的設想，原子的行星模型是盧瑟福建立的。故C錯誤；D、1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子，質(zhì)子帶正電。故D正確。故選：D?！眷柟逃柧殹浚?023?桓臺縣一模）人類對于宇宙的探索是在一次次挫折中不斷向前發(fā)展的，比如俄羅斯“福布斯﹣﹣土壤”火星探測器在地球近地軌道上因主發(fā)動機啟動失敗而無法變軌．經(jīng)查，是太空中的帶電粒子對機載計算機系統(tǒng)產(chǎn)生影響導致程序出錯．下列粒子中，首先可以排除對計算機系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子是（）A．電子 B．質(zhì)子 C．中子 D．原子核【答案】C【解答】解：在原子中，質(zhì)子帶正電，電子帶負電，原子核帶正電是由于質(zhì)子帶正電，而中子不帶電，可以排除對計算機系統(tǒng)產(chǎn)生影響的粒子是中子，故C正確，ABD錯誤。故選：C?？枷蛉篭o"物態(tài)的微觀模型及特點"物態(tài)的微觀模型及特點【重點釋疑】1、物質(zhì)的三態(tài)是指：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)：

（1）固態(tài)物質(zhì)：分子排列緊密，分子間有強大的作用力．固體有一定的形狀和體積。

（2）液態(tài)物質(zhì)：分子沒有固定的位置，運動比較自由，粒子間的作用力比固體的小；液體沒有確定的形狀，具有流動性。

（3）氣態(tài)物質(zhì)：分子極度散亂，間距很大，并以高速向四面八方運動，粒子間的作用力極小，易被壓縮，氣體具有很強的流動性?！纠}精講】（2022秋?大連期末）固、液、氣三態(tài)物質(zhì)的宏觀特性和微觀特性有所不同，下列符合固態(tài)物質(zhì)特性（）A．分子間距離很大 B．分子間沒有作用力 C．容易被壓縮 D．有固定的形狀【答案】D【解答】解：A、固態(tài)物質(zhì)分子間距離很小，故A錯誤；B、固態(tài)物質(zhì)分子間有很強大的作用力，故B錯誤；C、由于固態(tài)物質(zhì)分子間有很強的作用力，所以很難壓縮，故C錯誤；D、固態(tài)物質(zhì)有固定的形狀，故D正確。故選：D?！眷柟逃柧殹浚?023秋?硚口區(qū)期中）如表歸納了固、液、氣三態(tài)物質(zhì)的宏觀特性和微觀特性，表格中①②③處應分別填寫（）物態(tài)微觀特性宏觀特性分子間距離分子間作用力有無固定形狀有無固定體積固態(tài)很?、儆泄潭ㄐ螤钣泄潭w積液態(tài)較大較大無固定形狀②氣態(tài)很大很?、蹮o固定體積A．很大；有固定體積；無固定形狀 B．很大；無固定體積；有固定形狀 C．很?。挥泄潭w積；無固定形狀 D．很小；無固定體積；有固定形狀【答案】A【解答】解：固態(tài)物質(zhì)分子間距離非常小，相互作用力非常大，所以固體有固定的形狀和體積，不具有流動性。故①處是很大；液態(tài)物質(zhì)分子間距較大，相互作用力較大，分子位置不固定，所以液體有固定的體積，無固定形狀，具有流動性。故②處是有固定體積；氣體分子間距很大，作用力很小，幾乎為零，分子極度散亂，宏觀上無固定的體積，無固定形狀，具有流動性，故③處是無固定形狀。故選：A。00401強化訓練一．選擇題（共6小題）1．（2023?英德市一模）自從湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，人們開始研究原子內(nèi)部結構，科學家提出了許多原子結構的模型，在二十世紀上半葉，最為大家接受的原子結構與圖中哪個圖最相似？（）A．西紅柿 B．西瓜 C．面包 D．太陽系【答案】D【解答】解：原子核處于原子的中心，就像太陽系中的太陽；而繞核做圓周運動的電子就像太陽系當中繞太陽運動的行星。故選：D。2．（2023秋?臨汾月考）科學家提出了許多原子結構的模型，到現(xiàn)在最為大家接受的原子結構與圖中模型最相似的是（）A．葡萄干布丁模型 B．熟雞蛋模型 C．西瓜模型 D．行星模型【答案】D【解答】解：盧瑟福提出了原子的核式結構模型，原子由位于原子中心的原子核與核外繞原子核運動的電子組成，其結構與太陽系行星模型相似，故D正確。故選：D。3．（2023?從化區(qū)二模）氫原子是由原子核和一個電子構成的，關于氫原子的原子結構模型，下列四個選項中正確的是（）A． B． C． D．【答案】C【解答】解：氫原子由原子核和核外一個電子構成，并且原子核的質(zhì)量很大，但體積很小，電子的質(zhì)量很小，但運動的空間很大，故C正確，ABD錯誤。故選：C。4．（2022春?秦淮區(qū)期末）為了揭示大自然的奧秘，無數(shù)科學家進行了不懈的探索，下列說法正確的是（）A．湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子核是可分的 B．盧瑟福建立了類似行星繞日的核式結構模型 C．在干燥的天氣里，用塑料梳子梳頭發(fā)，頭發(fā)會隨著梳子飄起來，因為梳子是帶電體可以吸引輕小物體 D．“破鏡不能重圓”是因為玻璃分子間存在較大排斥力【答案】B【解答】解：A、湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子是可以再分的．故A錯誤；B、盧瑟福建立了原子的核式結構模型，故B正確；C、用塑料梳子梳頭發(fā)時，塑料梳子與頭發(fā)相互摩擦，發(fā)生了電子的轉移，使梳子和頭發(fā)帶上異種電荷，而相互吸引；D、“破鏡不能重圓”是因為分子之間間隔過大，而使分子之間的引力和斥力都太小，所以“破鏡不能重圓”，故D錯誤。故選：B。5．（2023秋?高新區(qū)期中）如圖所示是物質(zhì)在不同狀態(tài)下的分子模型，下列說法正確的是（）A．甲圖中分子靜止，乙、丙兩圖中分子在做熱運動 B．乙圖是氣體分子的排列情況，分子間的作用力可以忽略 C．丙圖中分子沒有固定位置，運動比較自由，容易被壓縮 D．丙圖中物質(zhì)的宏觀特性無固定形狀，無固定體積【答案】B【解答】解：A、一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動，故甲、乙、丙圖中分子都在不停地做無規(guī)則運動，故A錯誤；B、乙圖是氣體分子的排列情況，氣體分子間的作用力最小，可以忽略不計，故B正確；CD、丙圖是液態(tài)分子的結構模型，液態(tài)物質(zhì)中，分子沒有固定的位置，運動相對自由，粒子間的作用力比固體的小，因而液體沒有確定的形狀，但是有一定的體積，不容易被壓縮，故CD錯誤；故選：B。6．（2023秋?洪山區(qū)期中）如圖所示是物質(zhì)在三種不同狀態(tài)下的分子模型，下列說法正確的是（）A．甲圖中的物質(zhì)具有流動性，較難被壓縮 B．乙圖中分子相距最近，分子間的作用力最小 C．乙圖中分子靜止，甲、丙兩圖中分子在做熱運動 D．分子排列從甲圖變?yōu)橐覉D，內(nèi)能增大【答案】A【解答】解：A、甲圖是液體分子的模型，分子排列雜亂，分子間距較大，分子間的作用力較弱，但不為0，宏觀特征是具有一定的體積，沒有固定的形狀，物質(zhì)具有流動性，但不容易被壓縮，故A正確；B、乙圖固體分子的模型，分子間距離最小，分子間的作用力最大，有固定的形狀和體積，不易被壓縮，不易被拉伸，故B錯誤；C、一切物體的分子都不停地做無規(guī)則運動，故C錯誤；D、物質(zhì)由甲狀態(tài)變?yōu)橐覡顟B(tài)即液態(tài)變成固態(tài)，是凝固過程，需要放熱，內(nèi)能減小，故D錯誤。故選：A。二．填空題（共4小題）7．（2023春?高要區(qū)期末）物質(zhì)是由分子組成的，分子又是由原子組成的，位于原子中心的是原子核，周圍有繞其運動電子，科學家對原子的結構進行猜想和實驗，并提出了多種模型，在如圖所示的兩種模型中，乙（選填“甲”或“乙“）是盧瑟福提出的原子模型?！敬鸢浮吭雍耍浑娮?；乙。【解答】解：原子是由居于原子中心的原子核和核外電子構成，電子繞原子核運動；盧瑟福的原子模型如圖乙所示。故答案為：原子核；電子；乙。8．（2023春?宿城區(qū)期中）在探索微小粒子的歷程中，人們首先發(fā)現(xiàn)了電子，進而認識到原子（選填“原子”或“原子核”）是可分的。后來又發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子構成的。20世紀60年代，科學家又提出組成原子核的這兩種粒子都是由被稱為夸克的更小微粒構成的?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：湯姆生發(fā)現(xiàn)電子后，人們認識到原子是由位于原子中央的原子核和核外電子組成；原子核是由帶正電的質(zhì)子與不帶電在質(zhì)子組成，質(zhì)子和中子又是由夸克組成的。故答案為：原子；質(zhì)子；中子；夸克。9．（2023秋?永年區(qū)期中）如圖是某種物質(zhì)三種狀態(tài)的微觀模型，其中圖乙表示該物質(zhì)的液態(tài)?！敬鸢浮恳??！窘獯稹拷猓簣D乙中分子間間隔較小，無固定的形狀，是該物質(zhì)的液態(tài)。故答案為：液。10．（2023秋?合江縣期中）人類很早就開始探索物質(zhì)的微觀世界。1811年，阿伏伽德羅提出了分子說，并指出分子是由原子組成的。1897年，約瑟夫?約翰?湯姆遜發(fā)現(xiàn)了電子的存在，并提出了原子的棗糕模型。1909年，盧瑟福通過α粒子散射實驗，提出了原子的核式結構模型。現(xiàn)代科技已經(jīng)證明原子是由原子核和核外電子構成的，且進一步發(fā)現(xiàn)了它們的更小結構。事實表明，人類對微觀世界的探索永無止境?！敬鸢浮吭?；原子核；核外電子。【解答】解：1811年，阿伏伽德羅提出了分子說，并指出分子是由原子組成的?，F(xiàn)代科技已經(jīng)證明原子是由原子核和核外電子構成的，且進一步發(fā)現(xiàn)了它們的更小結構。事實表明，人類對微觀世界的探索永無止境。故答案為：原子；原子核；核外電子。三．綜合能力題（共1小題）11．（2022春?惠東縣期末）在1911年前后，新西蘭出生的物理學家盧瑟福把一束變速運動的α粒子（質(zhì)量數(shù)為4的帶2個正電荷的質(zhì)子流）射向一片極薄的金箔，他驚奇地發(fā)現(xiàn)，過去一直認為原子是“實心球”，而這種“實心球”緊密排列而成的金箔，竟讓大多數(shù)α粒子暢通無阻地通過，就像金箔不在那兒似的，但也有極少數(shù)的粒子發(fā)生偏轉，或被筆直地彈回，如圖所示。根據(jù)以上實驗現(xiàn)象，能得出關于金箔中金原子結構的一些結論，回答下列問題：（1）金箔竟讓大多數(shù)α粒子暢通無阻地通過，說明原子的大部分空間是空（填“空”或“實”）的。（2）也有極少數(shù)的α粒子發(fā)生偏轉，或被筆直地彈回，說明原子中存在原子核，它占原子中極小（填“極小”“極大”或“整個”）的體積。（3）后來科學家繼續(xù)研究，發(fā)現(xiàn)原子是可以再分的（填“可以”或“不可以”）。（4）盧瑟福根據(jù)該實驗觀察到的現(xiàn)象，他建立了原子結構模型，下列與原子結構模型最為接近的是C。（5）根據(jù)文中表述，下列哪個說明是正確的A。A.金原子核質(zhì)量遠遠大于α粒子質(zhì)量B.金原子核質(zhì)量遠遠小于α粒子質(zhì)量C.金原子核質(zhì)量等于α粒子質(zhì)量D.無法比較金原子核質(zhì)量和α粒子質(zhì)量的大小【答案】（1）空；（2）原子核；極??；（3）可以；（4）C；（5）A?！窘獯稹拷猓海?）金箔竟讓大多數(shù)α粒子暢通無阻地通過，說明原子的大部分空間是空的。（2）也有極少數(shù)的α粒子發(fā)生偏轉，或被筆直地彈回，說明原子中存在原子核，它占原子中極小的體積。（3）后來科學家繼續(xù)研究，發(fā)現(xiàn)原子是可以再分的。（4）原子的結構和太陽系的行星模型相似，故C符合題意，ABD不符合題意。故選：C。（5）金原子核的質(zhì)量遠遠大于α粒子質(zhì)量，所以α粒子會反彈回來，故A符合題意，BCD不符合題意。故選：A。故答案為：（1）空；（2）原子核；極?。唬?）可以；（4）C；（5）A。1．關于粒子和宇宙，下列說法正確的是（）A．溫度為0℃時，分子的無規(guī)則運動停止 B．物理學家盧瑟福建立了原子的核式結構模型 C．摩擦起電的過程中，物體帶正電是因為它得到了質(zhì)子 D．宇宙是一個有層次的天體結構系統(tǒng)，太陽是銀河系中的唯一的一顆恒星【答案】B【解答】解：A、分子在永不停息地做無規(guī)則運動，溫度為0℃時，分子的無規(guī)則運動不會停止，故A錯誤；B、物理學家盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗，建立了原子的核式結構模型，故B正確；C、摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是電子的轉移；物體帶正電是因為它失去了電子，故C錯誤；D、宇宙是一個有層次的天體結構系統(tǒng)，我們看到的太陽只是銀河系中一顆普通的恒星，故D錯誤。故選：B。2．（2023秋?雙流區(qū)校級期中）如圖所示，下列分子運動情況是物質(zhì)哪種狀態(tài)（）A．甲是液態(tài)物質(zhì) B．乙是固態(tài)物質(zhì) C．甲是氣態(tài)物質(zhì) D．丙是氣態(tài)物質(zhì)【答案】D【解答】解：甲中的分子之間的距離最小，分子間的作用力最大，是固體的分子模型；乙中的分子之間的距離較小，是液體的分子模型；丙圖中的分子距離最大，分子間的作用力最小，是氣體的分子模型；故選：D。3．（2023春?工業(yè)園區(qū)期末）建立了原子核式結構模型的科學家是（）A．盧瑟福 B．帕斯卡 C．伽利略 D．湯姆生【答案】A【解答】解：盧瑟福提出原子的核式結構模型，原子由帶正電的原子核與帶負電的電子組成，電子繞原子核旋轉運動。故選：A。4．（2023?德惠市校級模擬）下列粒子中繞原子核高速旋轉的是（）A．電子 B．質(zhì)子 C．核子 D．中子【答案】A【解答】解：盧瑟的原子結構模型認為：原子由原子核與核外電子組成，帶負電的電子在原子核外，繞原子核高速旋轉，故BCD不符合題意，A符合題意。故選：A。5．（2023秋?武昌區(qū)月考）如圖所示是物質(zhì)在三種不同狀態(tài)下的分子模型，下列說法正確的是（）A．甲圖中的物質(zhì)具有流動性，容易被壓縮 B．乙圖中分子相距最近，分子間的作用力最小 C．乙圖中分子靜止，甲、丙兩圖中分子在做熱運動 D．分子排列從乙圖變?yōu)榧讏D，內(nèi)能增大【答案】D【解答】解：A、甲圖是液體分子的模型，分子排列雜亂，分子間距較大，分子間的作用力較弱，但不為0，宏觀特征是具有一定的體積，沒有固定的形狀，物質(zhì)具有流動性，但不容易被壓縮，故A錯誤；B、乙圖固體分子的模型，分子間距離最小，分子間的作用力最大，有固定的形狀和體積，不易被壓縮，不易被拉伸，故B錯誤；C、一切物體的分子都不停地做無規(guī)則運動，故C錯誤；D、物質(zhì)由乙狀態(tài)變?yōu)榧谞顟B(tài)即固態(tài)變成液態(tài)，是熔化過程，需要吸熱，內(nèi)能增大，故D正確。故選：D。6．（2023?江城區(qū)二模）盧瑟福用α粒子（帶正電）轟擊金箔實驗為現(xiàn)代原子理論打下了基礎，如圖線條中，可能是α粒子在該實驗中的運動軌跡，能說明原子核帶正電且質(zhì)量較大的是（）A．a(chǎn) B．b C．c D．d【答案】D【解答】解：A、原子核帶正電荷，α粒子也帶正電荷，同性相斥，所以A是不可能向原子核靠近的，應該遠離原子核，故A錯誤；B、由于原子核體積很小，核外有一個相對很大的空間，大多數(shù)α粒子是直接穿過，故B錯誤；C、由于原子中原子核帶正電，α粒子也帶正電，當α粒子途經(jīng)原子核附近時會發(fā)生偏轉，故C錯誤；D、因為原子核帶正電，原子核質(zhì)量很大，當α粒子與原子核撞擊時就會被反彈回來，故D正確。故選：D。7．（2023秋?定邊縣校級期中）20世紀初，科學家提出了原子的微觀結構，原子的中心是原子核，在它的周圍有電子在運動?！敬鸢浮吭雍?；電子?！窘獯稹拷猓涸佑稍雍撕秃送怆娮訕嫵桑拥闹行挠幸粋€帶正電的原子核，核外有帶負電的電子繞原子核運動。故答案為：原子核；電子。8．（2023秋?開州區(qū)月考）原子是由原子核和核外電子組成的，原子核帶正電。【答案】核外電子；正。【解答】解：原子是由位于原子中心的原子核與帶負電的核外電子組成，電子繞原子核運動；原子核由帶正電的質(zhì)子與不帶電的中子組成，原子核帶正電。故答案為：核外電子；正。9．物理學拓展了人類對微觀世界和宏觀宇宙的認識。研究發(fā)現(xiàn)，常見的物質(zhì)是由大量的分子或原子構成的。在“地心說”的宇宙觀中，人們認為地球居于中心?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：常見的物質(zhì)都是由大量的分子或原子組成的；在“地心說”的宇宙觀中，人們認為地球居于中心。故答案為：分子或原子；地球。10．（2023秋?巴彥縣校級月考）如圖是構成物質(zhì)的固、液、氣三態(tài)的分子模型，其中是液態(tài)分子模型的是圖b；而物質(zhì)所處的不同狀態(tài)與分子的運動情況有關?！敬鸢浮縝；運動?！窘獯稹拷猓河蓤D知，b為液態(tài)物質(zhì)的分子結構模型，c為氣態(tài)物質(zhì)的分子結構模型、a