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(共27張PPT)
第十二章　小粒子與大宇宙
走進微觀
第一節
1
能理解微觀世界的大致尺度，了解原子的核式結構模型。
2
能體會物理學研究中建構模型的重要性。
3
了解人類對物質結構的探索歷程，形成關注人類探索微觀世界新進展的意識。
你是否發現：土塊可碎成土粒；土粒又可為細小的顆粒。
想一想：細小顆粒還可以再分嗎？能否無限地分下去？
一、自然的尺度
我們熟悉的世界
塵土、樹木、水、火焰、空氣、星辰，我們周圍的一切，包括有生命的和無生命的，都是物質。
從無限的宇宙到微小的基本粒子，
物質以各種各樣的形態存在著。
仰望天空，群星閃爍。宇宙到底有多大呢？
人們還在探究。
在我們的周圍，有潺潺的流水，蒼翠的樹木、
嬉戲的兒童。這便是人們熟悉的世界。
你了解物質的尺度嗎？
2.26 m
1 mm
東西約5200 km
南北約5500 km
中國幅員遼闊
姚明身高
該刻度尺分度值
銀河系的直徑約有100000 光年
物質的尺度——來到微觀世界
人的頭發絲的直徑大約是60～80 μm
一個細胞的長度大約在10μm
光學顯微鏡分辨力的極限是0.2μm
在這個尺度下，我們可以數清楚分子或原子的個數
水分子的直徑是0.4 nm
1.從微觀世界到無垠的宇宙，存在著各種各樣的 。
2.目前人類能觀測到的最遠的距離是 m，最小的尺度是 m。
物質
1026
10-19
學以致用
(2024·黔東南劍河縣模擬)中國航天從“天宮”建站到“嫦娥”奔月，從“天問”探火到“羲和”追日，一步步邁進探索星辰大海的偉大征程。下列空間尺度最大的是(　　)
A.銀河系 B.太陽系
C.地球 D.月球
A
二、探索物質的組成
物質是有什么組成？
古希臘人認為宇宙萬物有水、火、土、氣組成，稱為“四元素說”。
我們的祖先認為宇宙萬物有金、木、水、火、土組成，稱為“五行說”。
1.物質是由 或 構成的。
2.1811年，意大利物理學家 將保持物質性質不變的顆粒命名為“分子”。分子是由 構成的。
分子
原子
阿伏加德羅
原子
放大后的硅表面的原子圖像
DNA
生物大分子結構示意圖
我們身邊的微觀世界
世界上最小的分子——氫分子，其尺度相當于一根頭發絲直徑的十萬分之一，質量只有 3×10-27 kg 左右。
看不見的水分子—— 1 cm3 的水中大約有 3.34×1022 個水分子，一個水分子的質量只有 3×10-26 kg 左右。
隨處存在的碳原子——鉛筆芯中的石墨、閃閃發光的鉆石、空氣中的二氧化碳、凈水器中的活性炭都含有碳原子。一個碳原子的半徑約為 7.7×10-11 m，質量約為 1.99×10-26 kg。
學以致用
(2024·鄭州惠濟區月考)1800年前后，英國化學家約翰·道爾頓提出了原子在一切化學變化中是不可再分的最小微粒。雖然經后人證實這是一個失敗的理論模型，但明確了科學家們努力的方向；現代科學研究發現，常見的物質是由極其微小的粒子——______、______構成的。
分子
原子
三、探索微觀粒子
1.有的分子由單個原子構成，叫做 原子，如 、氖氣等稀有氣體的分子。絕大多數分子由多個原子構成，叫做 分子，如 。
單分子
氦氣
多原子
水分子
2.19世紀初，英國科學家道爾頓在實驗的基礎上提出了 。1897年，英國物理學家湯姆孫發現了陰極射線是由速度很高的帶負電的粒子組成，這種粒子就是 。1911年，盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上，提出了 結構模型。
原子論
電子
原子核式
湯姆孫和他的“棗糕模型”
電子
3.原子是由居于原子中心的帶 電的 和
核外帶 電的 構成的。原子核是由 和
構成的，質子帶 電荷，中子不帶電。它們都是由 構成的。
正
原子核
負
電子
質子
中子
正
夸克
盧瑟福和他的原子核式結構模型
4.微觀粒子的空間尺度從大到小的排列是：分子→ →原子核→_____
→夸克。
原子
質子
微觀粒子的空間尺度
原子核
電子
質子
中子
夸克
阿伏加德羅提出分子的概念
湯姆遜發現了電子
查德威克發現了中子
蓋爾曼提出夸克的設想
盧瑟福用α粒子從氦原子核中打出了質子
古希臘科學家德謨克利特等人提出原子概念
學以致用
1.(2024·濟南長清區模擬)流感病毒具有較強的傳播與復制能力，當人與人之間近距離交流時，飛沫可成為傳播載體。若把流感病毒與原子、電子看成球體，流感病毒的直徑在100 nm左右，原子半徑的數量級為10-10 m，電子半徑的數量級小于10-9 nm。它們與飛沫按尺度從大到小的排序是(　　)
A.流感病毒、電子、原子、飛沫
B.飛沫、原子、流感病毒、電子
C.原子、流感病毒、飛沫、電子
D.飛沫、流感病毒、原子、電子
D
解析　飛沫是肉眼可以看到的，它的尺度最大；病毒由分子構成，其尺度在100 nm左右，需要借助顯微鏡觀察；分子由原子構成，原子由原子核和核外電子構成，原子核由質子和中子構成。所以按照空間尺度由大到小正確的排序是飛沫、流感病毒、原子、電子，故選D。
2.(2024·韶關一模)從17世紀開創近代物理后的幾百年來，人們對物質結構的探索日益深入，目前，人們認識到的微觀世界的尺度大致如圖所示，其中Y應該是(　　)
A.中子
B.原子
C.電子
D.元素
B
1.(2024·北海海城區月考)關于物質的構成，下列說法正確的是(　　)
A.分子的直徑很小，一般為10-10 cm
B.我們看到大霧中的許多小水珠是一個個分子
C.可以借助光學顯微鏡觀察到分子
D.分子非常小，人們無法用肉眼觀察分子
D
解析　分子的直徑實際上非常小，物質是由分子組成的，它直徑數量級一般為10-10 m，故A錯誤；
大霧中，我們看到空氣中許多極小的水珠不是一個個小分子，是許許多多的水分子結合在一起的結果，故B錯誤；
組成物質的分子體積非常小，遠遠小于肉眼能夠分辨的尺度，因此人們無法直接用肉眼觀察到分子，借助光學顯微鏡也看不到，必須使用超級電子顯微鏡進行觀察，故C錯誤，D正確。
2.(2024·濟南期末)從“天宮”建站到“嫦娥”奔月，從“天問”探火到“羲和”追日，中國航天在探索宇宙的偉大征程中越走越遠。下列各項中，按照空間尺度由大到小排列正確的是(　　)
A.太陽系、銀河系、地球、生物體、原子核、分子、夸克
B.銀河系、太陽系、地球、生物體、原子核、分子、夸克
C.太陽系、銀河系、地球、生物體、分子、原子核、夸克
D.銀河系、太陽系、地球、生物體、分子、原子核、夸克
D
3.(2024·龍巖模擬)自從湯姆孫發現了電子，人們開始研究原子內部結構。隨著科學家對原子結構的研究，提出了許多原子結構的模型，下列符合盧瑟福原子核式結構模型的是(　　)
D
4.(2024·上海奉賢區模擬)如圖是大路邊中學某同學利用紅豆(代替質子)、黑豆(代替中子)、小米(代替電子)制作的氦原子模型圖，下列說法不正確的是(　　)
A.原子中間的核是原子核
B.該同學制作的模型屬于“棗糕模型”
C.電子環繞原子中間的核旋轉
D.原子由原子核和電子組成
B
5.(2024·宜興期末)為了揭示微觀世界的奧秘，無數科學家進行了不懈的探索。下列說法錯誤的是(　　)
A.湯姆孫發現了電子，表明原子不是最小的微粒
B.盧瑟福提出了原子核式結構模型
C.科學家發現原子核由質子和中子構成
D.質子和中子是組成物質世界的最小微粒，不可再分
D

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