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(共27张PPT)
第十二章　小粒子与大宇宙
走进微观
第一节
1
能理解微观世界的大致尺度，了解原子的核式结构模型。
2
能体会物理学研究中建构模型的重要性。
3
了解人类对物质结构的探索历程，形成关注人类探索微观世界新进展的意识。
你是否发现：土块可碎成土粒；土粒又可为细小的颗粒。
想一想：细小颗粒还可以再分吗？能否无限地分下去？
一、自然的尺度
我们熟悉的世界
尘土、树木、水、火焰、空气、星辰，我们周围的一切，包括有生命的和无生命的，都是物质。
从无限的宇宙到微小的基本粒子，
物质以各种各样的形态存在着。
仰望天空，群星闪烁。宇宙到底有多大呢？
人们还在探究。
在我们的周围，有潺潺的流水，苍翠的树木、
嬉戏的儿童。这便是人们熟悉的世界。
你了解物质的尺度吗？
2.26 m
1 mm
东西约5200 km
南北约5500 km
中国幅员辽阔
姚明身高
该刻度尺分度值
银河系的直径约有100000 光年
物质的尺度——来到微观世界
人的头发丝的直径大约是60～80 μm
一个细胞的长度大约在10μm
光学显微镜分辨力的极限是0.2μm
在这个尺度下，我们可以数清楚分子或原子的个数
水分子的直径是0.4 nm
1.从微观世界到无垠的宇宙，存在着各种各样的 。
2.目前人类能观测到的最远的距离是 m，最小的尺度是 m。
物质
1026
10-19
学以致用
(2024·黔东南剑河县模拟)中国航天从“天宫”建站到“嫦娥”奔月，从“天问”探火到“羲和”追日，一步步迈进探索星辰大海的伟大征程。下列空间尺度最大的是(　　)
A.银河系 B.太阳系
C.地球 D.月球
A
二、探索物质的组成
物质是有什么组成？
古希腊人认为宇宙万物有水、火、土、气组成，称为“四元素说”。
我们的祖先认为宇宙万物有金、木、水、火、土组成，称为“五行说”。
1.物质是由 或 构成的。
2.1811年，意大利物理学家 将保持物质性质不变的颗粒命名为“分子”。分子是由 构成的。
分子
原子
阿伏加德罗
原子
放大后的硅表面的原子图像
DNA
生物大分子结构示意图
我们身边的微观世界
世界上最小的分子——氢分子，其尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一，质量只有 3×10-27 kg 左右。
看不见的水分子—— 1 cm3 的水中大约有 3.34×1022 个水分子，一个水分子的质量只有 3×10-26 kg 左右。
随处存在的碳原子——铅笔芯中的石墨、闪闪发光的钻石、空气中的二氧化碳、净水器中的活性炭都含有碳原子。一个碳原子的半径约为 7.7×10-11 m，质量约为 1.99×10-26 kg。
学以致用
(2024·郑州惠济区月考)1800年前后，英国化学家约翰·道尔顿提出了原子在一切化学变化中是不可再分的最小微粒。虽然经后人证实这是一个失败的理论模型，但明确了科学家们努力的方向；现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子——______、______构成的。
分子
原子
三、探索微观粒子
1.有的分子由单个原子构成，叫做 原子，如 、氖气等稀有气体的分子。绝大多数分子由多个原子构成，叫做 分子，如 。
单分子
氦气
多原子
水分子
2.19世纪初，英国科学家道尔顿在实验的基础上提出了 。1897年，英国物理学家汤姆孙发现了阴极射线是由速度很高的带负电的粒子组成，这种粒子就是 。1911年，卢瑟福在α粒子散射实验的基础上，提出了 结构模型。
原子论
电子
原子核式
汤姆孙和他的“枣糕模型”
电子
3.原子是由居于原子中心的带 电的 和
核外带 电的 构成的。原子核是由 和
构成的，质子带 电荷，中子不带电。它们都是由 构成的。
正
原子核
负
电子
质子
中子
正
夸克
卢瑟福和他的原子核式结构模型
4.微观粒子的空间尺度从大到小的排列是：分子→ →原子核→_____
→夸克。
原子
质子
微观粒子的空间尺度
原子核
电子
质子
中子
夸克
阿伏加德罗提出分子的概念
汤姆逊发现了电子
查德威克发现了中子
盖尔曼提出夸克的设想
卢瑟福用α粒子从氦原子核中打出了质子
古希腊科学家德谟克利特等人提出原子概念
学以致用
1.(2024·济南长清区模拟)流感病毒具有较强的传播与复制能力，当人与人之间近距离交流时，飞沫可成为传播载体。若把流感病毒与原子、电子看成球体，流感病毒的直径在100 nm左右，原子半径的数量级为10-10 m，电子半径的数量级小于10-9 nm。它们与飞沫按尺度从大到小的排序是(　　)
A.流感病毒、电子、原子、飞沫
B.飞沫、原子、流感病毒、电子
C.原子、流感病毒、飞沫、电子
D.飞沫、流感病毒、原子、电子
D
解析　飞沫是肉眼可以看到的，它的尺度最大；病毒由分子构成，其尺度在100 nm左右，需要借助显微镜观察；分子由原子构成，原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。所以按照空间尺度由大到小正确的排序是飞沫、流感病毒、原子、电子，故选D。
2.(2024·韶关一模)从17世纪开创近代物理后的几百年来，人们对物质结构的探索日益深入，目前，人们认识到的微观世界的尺度大致如图所示，其中Y应该是(　　)
A.中子
B.原子
C.电子
D.元素
B
1.(2024·北海海城区月考)关于物质的构成，下列说法正确的是(　　)
A.分子的直径很小，一般为10-10 cm
B.我们看到大雾中的许多小水珠是一个个分子
C.可以借助光学显微镜观察到分子
D.分子非常小，人们无法用肉眼观察分子
D
解析　分子的直径实际上非常小，物质是由分子组成的，它直径数量级一般为10-10 m，故A错误；
大雾中，我们看到空气中许多极小的水珠不是一个个小分子，是许许多多的水分子结合在一起的结果，故B错误；
组成物质的分子体积非常小，远远小于肉眼能够分辨的尺度，因此人们无法直接用肉眼观察到分子，借助光学显微镜也看不到，必须使用超级电子显微镜进行观察，故C错误，D正确。
2.(2024·济南期末)从“天宫”建站到“嫦娥”奔月，从“天问”探火到“羲和”追日，中国航天在探索宇宙的伟大征程中越走越远。下列各项中，按照空间尺度由大到小排列正确的是(　　)
A.太阳系、银河系、地球、生物体、原子核、分子、夸克
B.银河系、太阳系、地球、生物体、原子核、分子、夸克
C.太阳系、银河系、地球、生物体、分子、原子核、夸克
D.银河系、太阳系、地球、生物体、分子、原子核、夸克
D
3.(2024·龙岩模拟)自从汤姆孙发现了电子，人们开始研究原子内部结构。随着科学家对原子结构的研究，提出了许多原子结构的模型，下列符合卢瑟福原子核式结构模型的是(　　)
D
4.(2024·上海奉贤区模拟)如图是大路边中学某同学利用红豆(代替质子)、黑豆(代替中子)、小米(代替电子)制作的氦原子模型图，下列说法不正确的是(　　)
A.原子中间的核是原子核
B.该同学制作的模型属于“枣糕模型”
C.电子环绕原子中间的核旋转
D.原子由原子核和电子组成
B
5.(2024·宜兴期末)为了揭示微观世界的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索。下列说法错误的是(　　)
A.汤姆孙发现了电子，表明原子不是最小的微粒
B.卢瑟福提出了原子核式结构模型
C.科学家发现原子核由质子和中子构成
D.质子和中子是组成物质世界的最小微粒，不可再分
D

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