第13講小粒子與大宇宙（強化訓練）（原卷版）

2022年八年級下物理幫課堂講義+強化訓練（新滬科版）第13講小粒子與大宇宙一．選擇題（共7小題）1．2020年注定不平凡，“新冠病毒”引起的肺炎在全世界蔓延開來。但是，我國在黨中央的領導下，全國人民萬眾一心，共同抗疫，很快迎來了勝利的曙光。已知“新冠病毒”的直徑約為10﹣7m，原子的直徑約為1nm，配戴醫(yī)用口罩可以有效過濾病毒從而防止病毒傳播，使用含氯消毒劑能有效滅活病毒，下列說法中正確的是（）A．醫(yī)用口罩過濾效率高，是因為口罩材料分子之間沒有空隙 B．按照微粒由大到小排列：新冠病毒﹣原子﹣質(zhì)子﹣原子核 C．噴灑過含氯消毒劑的場所會有濃濃的氣味，是因為分子永不停息地做無規(guī)則運動 D．長時間配戴口罩的醫(yī)護人員臉上形成了一道道較深的勒痕是因為口罩對人臉的接觸面積太大2．下列說法中正確的是（）A．空氣中細小的灰塵就是分子 B．把一塊銅塊銼成極細的銅屑就是銅分子 C．由于分子非常小，人們無法直接用肉眼進行觀察 D．大霧中，我們看到空氣中許多極小的水珠就是一個個分子3．下列質(zhì)量最小的是（）A．分子 B．原子 C．質(zhì)子 D．電子4．如圖所示，下列說法中正確的是（）A．甲圖中分子在不停地做無規(guī)則運動，乙圖中分子靜止 B．甲圖表示的是氣體分子排列情況，丙圖表示的是固體分子排列情況 C．乙圖中分子間距離比甲圖中分子間距離小，分子間作用力也比甲圖中分子間作用力小 D．若某種物質(zhì)分子排列情況經(jīng)過由乙圖變?yōu)楸麍D的過程要吸熱5．固體、液體和氣體的分子之間的相互作用力從弱到強的排列順序（）A．固體、液體、氣體 B．液體、氣體、固體 C．氣體、固體、液體 D．氣體、液體、固體6．下列現(xiàn)象不能用微觀領域的知識來解釋的是（）A．炒菜時鍋內(nèi)放些鹽，整鍋菜都有了咸味 B．50mL水和50mL酒精混合后，總體積小于100mL C．打掃教室時，會看到塵土飛揚 D．荷葉上的兩滴露珠能自動匯成一大滴水珠7．人類對原子結構的認識經(jīng)歷了一個相當長的時期。以下是科學家及提出的原子結構模型（如圖所示），其中符合原子結構模型建立先后順序的是（）A．①→②→③ B．③→②→① C．①→③→② D．③→①→②二．填空題（共7小題）8．我們身邊許多現(xiàn)象都可以用分子動理論的知識進行解釋：劣質(zhì)的涂改液會危害健康，它散發(fā)的氣味能被人聞到，這說明分子在；用膠水能將兩張紙粘牢，是因為分子間有。9．如圖所示，把干凈的玻璃板吊在彈簧測力計的下面，使玻璃板水平浸沒在水中，然后用力向上拉玻璃板，直到玻璃板離開水面，整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F與玻璃板上表面上升的高度h的關系圖象如圖乙所示。由圖可知，該玻璃板的重力為N。玻璃板即將離開水面時，彈簧測力計的示數(shù)最大，可推測玻璃板此時除了受到重力外還受到一個方向向下的力，此現(xiàn)象說明分子間存在。10．夏天，我們常能在荷葉上看到有許多的小水滴，這些小水滴總是以球形的小水珠形式存在在荷葉表面。其原理是水滴表面的分子受到內(nèi)部水分子之間的作用，產(chǎn)生了一種向內(nèi)部聚集運動的趨勢，水滴的表面就會盡可能的縮小，最后就縮小成了球體。11．清晨草葉上的兩滴露珠靠近時，能自動結合成一滴較大的露珠，這一事實說明分子間存在著，在固體、液體和氣體物質(zhì)中，有確定的體積，但沒有確定形狀的是。12．通常情況下，一根鐵棒很難被拉長，也很難被壓縮，從物理學的微觀角度來解釋，這是因為鐵分子間存在。13．人們根據(jù)宇宙中兩個星體間距離不斷增大推理出宇宙在不斷?？梢酝ㄟ^這樣的實驗來幫助我們理解：如圖所示，在氣球上粘一些小塑料粒，對氣球打氣膨脹時，任意兩個小塑料粒間的距離都在增大，這種研究問題的方法叫（選填“建立模型法”、“轉換法”、“類比法”）。14．小翔同學在學習了物理知識后，知道是離地球最近的一顆恒星；奧斯特發(fā)現(xiàn)了“電流周圍存在”；在研究串聯(lián)或并聯(lián)電路電阻規(guī)律，引入總電阻概念，采用了的科學方法。三．綜合能力題（共4小題）15．閱讀下列短文，回答問題.宇宙從何而來關于宇宙的起源，大多數(shù)宇宙科學家都認定：宇宙誕生于約137億年前的一次大爆炸。大爆炸理論認為，宇宙起始于一個“原始火球”。在“原始火球”里，溫度和密度都高得無法想象，這時物質(zhì)的狀態(tài)至今還無法描述。這種狀態(tài)可能極不穩(wěn)定。最終，“原始火球”發(fā)生爆炸，這種爆炸是整體的，涉及宇宙的全部物質(zhì)及時間、空間.爆炸導致宇宙空間處處膨脹，溫度則相應下降。溫度降到一定程度時，逐步形成了行星和恒星、星系、星系團和超星系團等。星際介質(zhì)在某些條件下形成恒星后會進入稱為主序星的穩(wěn)定期.太陽目前正處于主序星演化階段，它主要由正、負電子和質(zhì)子、氦的原子核構成。地球上幾乎所有的能量都來自太陽，維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應，其反應是四個質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€氦原子核和兩個正電子并釋放出大量的能量，這些釋放出的核能最后轉化為輻射能，并同時以每秒4.2×109kg向外拋出大量物質(zhì)，將來會發(fā)展到紅巨星階段并最終塌陷為密度很大的白矮星。根據(jù)哈勃發(fā)現(xiàn)的譜線紅移現(xiàn)象推斷，星系仍在遠離我們而去，它提供了宇宙膨脹的證據(jù)。我們可用粘有小塑料粒的氣球類比宇宙，小塑料粒可看成是宇宙中的天體.氣球膨脹時，任意小塑料粒周圍的其他小塑料粒都在離它遠去（如圖所示）。（1）太陽內(nèi)部進行的核聚變反應是四個質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€氦原子核和兩個正電子并釋放出能量。（2）宇宙大爆炸理論是目前被人們廣為接受的一種宇宙起源學說.宇宙大爆炸理論認為宇宙誕生于大爆炸，爆炸引起宇宙膨脹，并認為。A.目前宇宙仍在不斷地膨脹B.目前宇宙膨脹已結束且開始收縮C.目前宇宙已處于既不膨脹也不收縮的穩(wěn)定狀態(tài)D.宇宙膨脹早已結束，目前處于靜態(tài)（3）用一個粘有小塑料粒的氣球做演示實驗類比宇宙空間膨脹過程的特點。下列研究方法與此相同的是。A.探究物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關系B.用兩個相同的蠟燭探究平面鏡成像特點C.把發(fā)聲的音叉放入水中探究聲音產(chǎn)生的原因D.用照相機成像原理研究人眼的成像原因（4）太陽演化過程中經(jīng)歷的幾個階段先后順序正確的是。A.主序星紅巨星白矮星星際介質(zhì)B.星際介質(zhì)主序星紅巨星白矮星C.星際介質(zhì)紅巨星主序星白矮星D.白矮星紅巨星主序星星際介質(zhì)（5）太陽從開始演化到最終，經(jīng)歷的幾個階段相比，其密度隨時間的變化情況大致是。A.一直變大B.一直變小C.先變小后變大D.先變大后變小16．中國天眼正式開放運行1月11日，當被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡通過國家驗收正式開放運行，成為全球最大且最靈敏的射電望遠鏡，也意味著人類向宇宙未知地帶探索的眼力更加深邃，眼界更加開闊。500米口徑球面射電望遠鏡被譽為“中國天眼”，由我國已故天文學家南仁東先生于1994年提出構想，歷時22年建成，于2016年9月25日落成啟用。是由中國科學院國家天文臺主導建設，具有我國自主知識產(chǎn)權、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。綜合性能是著名的射電望遠鏡阿雷西博的十倍。FAST巨大的反射面看似是一口“大鍋”，但實際上并不是一整塊，這個總面積接近30個足球場大小的反射面是由4450塊能自由調(diào)節(jié)角度的反射面板單元組成，每個單元都是一面平均變長11米的三角形鋁合金金屬面板，而這個面板又是由100個小三角形面板拼接而成。這些面板安裝在由6670根主鋼索，2250根下鋼索所組成的網(wǎng)狀結構骨架上。這樣做的好處有兩個，一個是FAST天眼可以根據(jù)天體的位置實時地主動調(diào)節(jié)形狀，會聚電磁波；另一個是可以大幅降低望遠鏡下方基礎結構的負重，提高壽命的同時，讓運行更加靈活。FAST為什么這么重要呢？這要從天文觀測的發(fā)展說起。首先我們要知道，望遠鏡的觀測能力，除了考慮“看”得遠，還要考慮“看”得清，即接收光的總量。因此，望遠鏡口徑就成了衡量望遠鏡觀測能力的核心指標。但光學望遠鏡厚重的透鏡片由于受到工藝技術上的限制，無法進一步增大。隨著人類觀測宇宙的水平不斷提升，傳統(tǒng)的光學望遠鏡已經(jīng)無法滿足觀測需求。因此，射電望遠鏡開始成為主流。射電望遠鏡的原理是電磁波的反射，通過拋物面將接收到的電磁波會聚到一點來強化信號。射電望遠鏡組成結構相對簡單，不需要高精度的鏡面，同時有更高的精度和穩(wěn)定性。20世紀天文學的諸多重大發(fā)現(xiàn)，包括脈沖星、宇宙微波背景輻射和類星體等，都與射電望遠鏡息息相關。射電望遠鏡的靈敏度指檢測弱信號的能力，也受到望遠鏡口徑影響。因此擁有大口徑射電望遠鏡就成了一個國家天文觀測水平的重要標志。FAST作為世界上單口徑最大的射電望遠鏡，已經(jīng)在它短暫的工作過程中展現(xiàn)出了強大的實力。2020年1月11日，F(xiàn)AST通過國家驗收，正式投入使用。截止2020年11月，F(xiàn)AST已發(fā)現(xiàn)脈沖星超過240顆，基于“中國天眼”的高水平科學論文達40余篇。（1）FAST射電望遠鏡利用的光學原理與下列哪一項相似。A.穿衣鏡B.皮影戲C.太陽灶D.近視鏡（2）FAST可以接收電磁波并進行數(shù)據(jù)處理，則下列科學研究中，可以通過FAST進行研究的是。A.宇宙微波背景輻射B.脈沖星C.類星體D.地震波（3）射電望遠鏡的靈敏度受望遠鏡口徑影響。請嘗試根據(jù)文中的介紹和你掌握的知識分析，為什么望遠鏡口徑會決定靈敏度？。17．郭守敬望遠鏡“星漢燦爛，若出其里”。漫天星光絕大多數(shù)都來自宇宙中的恒星，怎樣知道這些遙遠且熾熱的恒星的成分呢？用光譜!我們知道，陽光通過三棱鏡后會發(fā)生色散，形成條按照一定順序排列的彩色光帶，我們稱之為光譜，太陽是恒星，因此太陽的光譜是種恒星光。恒星光譜包含了恒星的很多“戶口”信息，比如化學成分、密度、氣壓、溫度、恒星年齡等。恒星光譜除了包含恒星自身的信息之外，還能告訴我們恒星以及它所在的星系是在遠離還是在靠近我們，甚至還能告訴我們遠離或靠近的速度有多大，觀測表明，恒星或星系遠離我們的速度與它跟我們之間的距離成正比，根據(jù)恒星或星系遠離我們的速度可以知道這個恒星或星系距離我們有多遠。光譜望遠鏡是獲取恒星光譜的有力工具。目前世界上最好的光譜望遠鏡是由中國天文學家自主研制的，以元代著名天文學家、數(shù)學家、水利工程專家郭守敬名字命名的“郭守敬望遠鏡”，如圖所示，它可以將接收到的恒星的光會聚后通過色散系統(tǒng)形成恒星光譜，進而獲取恒星的信息。它能夠同時觀測4000個天體，是當今世界上光語獲取放率最高的望遠鏡，在剛剛過去的七年巡天觀測中（所謂“巡天觀測”，就好比是“給天上的星星做“人口普查”），郭守敬望遠鏡共獲取1125萬條光語，成為世界上第一個獲取恒星光語數(shù)突破千萬量級的天文望遠鏡，我國科學家通過對這些恒星光譜的分析，繪制成了一個包含636萬組恒星光譜參數(shù)的星表，重新確立了銀河系暈（音yun）的內(nèi)扁外圓的結構，并取得了其它一些令世界矚目的重大發(fā)現(xiàn)，這在某種程度上增強了人類尋找另一個“地球”和地外生命的信心!日前，郭守敬望遠鏡已開啟新一輪的“霸氣”巡天觀測征程。使用郭守敬望遠鏡可以“普查”銀河系更多的恒星，以它的觀測能力，北半球天空仍然有約一億顆星可觀測，可以讓“普查”資料更全面、更詳細，更好地幫助我們了解銀河系的歷史、現(xiàn)狀和未來。閱讀短文，回答問題（1）恒星發(fā)出的光經(jīng)郭守敬望遠鏡的光學系統(tǒng)形成恒星光譜的現(xiàn)象屬于光的現(xiàn)象（2）如圖所示，陽光通過三棱鏡，在光屏上呈現(xiàn)彩色光帶，A、B是光帶邊緣的色光，則A為，B為。（3）若某恒星遠離我們的速度v，它跟我們之間的距離為s，則ν與s的比值是（選填“不變”或“變化”）的。（4）已知“牧夫座星系團”距離我們約2億光年時，它遠離我們的速度約為4×104km/s，當該星系團距離我們約55億光年時，它遠離我們的速度約為km/s。18．閱讀下列文章，回答問題。星系在遠離我們而去當一列火車迎面駛來時，我們聽到的汽笛聲音音調(diào)會升高（即聲波的頻率升高）；當它離我們遠去時，音調(diào)降低（即聲波的頻率降低），這一現(xiàn)象叫多普勒效應。光同樣可以發(fā)生多普勒效應，當一個光源靠近我們或離我們遠去時，我們觀測到它發(fā)出的光的頻率也會發(fā)生變化，變化的規(guī)律與聲音發(fā)生多普勒效應的規(guī)律相同。20世紀天文學家哈勃觀察到，幾乎所有遠處星系發(fā)出光的頻率都向紅光方向偏移，稱為“紅移”。紅移，指物體的電磁輻射，由于某種原因波長增加的現(xiàn)象。在可見光波段表現(xiàn)為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離，波長變長，頻率降低。紅移最初是在人們熟悉的可見光波段發(fā)現(xiàn)的，隨著對電磁波譜各個波段的了解逐步深入，任何電磁輻射的波長增加，頻率降低，都可以稱為紅移。這一現(xiàn)象說明，星系在遠離我們而去。哈勃研究了24個距離已知的星系，由它們發(fā)出光頻率的偏移推算出他們退行的速度，畫出它們退行的速度v與它們離我們的距離r的v﹣r圖象，如圖25所示。圖中只標出其中四種星團，橫坐標單位中的l?y．是光年，它表示光在一年內(nèi)所通過的距離。分析圖象，得出它們退行的速度v與它們離我們的距離r的關系即“哈勃定律”。為解釋哈勃定律，科學家提出“宇宙大爆炸”理論，認為宇宙是從一個大爆炸的火球開始形成的，假設我們就位于其中心，大爆炸后各星系以不同的速度向外勻速運動，遠離我們而去。（1）鳴笛的火車遠離我們而去，我們聽到汽笛聲的頻率