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第十章 从粒子到宇宙 测试卷（解析版）
（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
一、选择题（本题共 10 小题，第 1~7 小题为单选题，每小题 3 分，共 21 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的；第 8~10 小题为多选题，每小题 4 分，共 12 分；本大题共 33 分）
1 ．“花儿临夏 在河之州 ”已成为临夏州的文化旅游品牌。小林和爸妈在一同感受临夏州牡丹盛开的美景时，看到蜜蜂能循着花香四处采蜜，这表明 ( )
A ．分子是运动的 B ．分子间有斥力 C ．分子间有引力 D ．分子间有间隙
2 ．“遥知不是雪，为有暗香来 ”，表达诗人通过香味能区分雪和梅花。假如你穿越时空为诗人解释在远处就能闻到梅花香味的原因，下列说法正确的是 ( )
A ．分子间有间隙 B ．分子是运动的 C ．分子间有引力 D ．分子间有斥力
3．在 20 世纪上半叶，科学家提出了许多原子结构的模型。下列四幅图中，与卢瑟福提出的原子结构模型最相似的是 ( )
A ． 核式结构模型 B ． 葡萄干布丁模型
C ． 实心球模型 D ． 西瓜模型
4 ．下列现象中，属于扩散现象的是 ( )
A ．春天，柳絮飞舞 B ．夏天，狂风大作
C ．秋天，丹桂飘香 D ．冬天，雪花飘落
5 ．在一个氧原子中，带负电的粒子是 ( )
A ．原子核 B ．电子 C ．质子 D ．中子
6 ．下列各种物质微粒中，带电的粒子是 ( )
A ．电子 B ．中子 C ．分子 D ．原子
7 ．如图，两个铅柱没有被重物拉开，主要是因为 ( )
A ．大气压力作用 B ．分子间有空隙 C ．分子引力作用 D ．分子在热运动
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8 ．下列有关分子的说法，正确的是 ( )
A ．所有物质都是由原子构成的
B ．分子极其微小，只有在光学显微镜下才能看到
C ．液体蒸发是由分子不停地运动引起的
D ．当物质从液态变为固态时，分子间的间隙不一定减小
9 ．下列关于说法不正确的是 ( )
A ．太阳是太阳系的中心
B ．我们认识到，宇宙是一个有层次的天体结构系统
C ．固体很难被压缩，是因为固体分子间没有空隙
D ．光年是时间单位
10 ．关于目前人类对宇宙的探索和认识，以下说法正确的是 ( )
A ．太阳系是银河系中最大的恒星系
B ．宇航员已登陆的最远天体是月球
C ．人类能观测到最远的星系是银河系
D ．人类能观测到的范围内有上千亿个星系
二、填空题（共 23 空，每空 1 分，共 23 分）
11．分子动理论的基本内容包括三点：一是物质是由大量的 组成的；二是分子都在不停地做无规则运动；三是分子间存在相互作用的 和 。
12．描述物质存在形态的模型如图所示，甲图描述的是 体；气体分子间距很大，相互作用力很小，表现为气体没有固定的 和体积。
13．在学校劳动教育基地开展的实践活动中，某同学正提水给瓜园浇水，远远就闻到了甜瓜的香味，这是 现象；经过家禽园时看到兽医正给小动物注射疫苗，封闭在注射器内的疫苗压缩到一定程度就很难再被压缩，这是因为分子间存在 （选填“ 引力 ”或“斥力 ”）。
14．如图甲所示装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体，另一瓶装有空气，为了让实验结论更可靠，装二氧化氮气体的应是 （选填“A ”或“B ”）瓶；如图乙所示，用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在
。
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15．微观粒子的空间尺度的大小关系：对于同一物质来说，分子> >原子核> >夸克。
16．在做水和酒精混合实验中，观察到充分混合后水和酒精总体积变小，是因为 。实验时尽量选细的试管实验目的是 。
17 ．甲、乙两个杯子中分别盛有质量相同的冷水和热水，向两杯中分别放入同样的糖块，静置一段相同的时间后，两杯中的糖块都还没有全部溶解，品尝杯中的水， 杯中水更甜，原因是扩散的快慢与 有关。
18 ．在人类探索宇宙的历程中，古希腊天文学家托勒密提出了以地球为宇宙中心的“ 说 ”。一千多年后，波兰天文学家哥白尼创立“ 说 ”，向人们描绘了一个全新的宇宙。
19．在体育课上，体育老师让同学集合后，先原地踏步，然后跑步，最后解散，自由活动。如果把这些阶段与固体、液体和气体作类比，则原地踏步时，相当于 体；解散后，相当于 体。
20 ．下图所示的是用来说明原子结构的示意图。由图可知： 是由原子核和电子构成的，图中原子核内部结构的最小微粒是 。
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21．宇宙是一个有 的天体结构系统，有着漫长的演化历史，科学家观察发现，星系在远离我们而去，这个事实提供了宇宙膨胀的证据；牛顿创立的 定律，使人们第一次用统一的理论来认识神秘的天体运动。
三．实验题（共 20 空，每空 1 分，共 25 分）
22 ．观察如图所示的实验，回答下列问题：
（1）A 图中，抽掉玻璃板后，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变 ；（选填“均匀 ”或“不均匀 ”）
（2）B 图中，红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子无规则运动快慢与 有关；
（3）C 图中，压紧两铅柱使它们合在一起，下面可以悬挂钩码，这说明固体分子间存在 ；
（4）如图 D 所示，在量筒里装入清水和密度比它大的硫酸铜溶液，则量筒的下方最好装入的是 （清水，硫酸铜溶液），静放一小段时间后，会观察到的现象是：水和硫酸铜溶液的 （分界面，整体）变模糊了；
（5）如图 E 所示，小华和小琴两个探究小组在进行酒精和水混合实验中，分别采用了两种不同的器材，小华小组用的是甲图所示的上下一致的容器，小琴小组用的是乙图所示的下大上小的容器；两组同学在进行实验时，然后将酒精注满，最后用食指堵住容器口并 ，发现容器中的液面降低，这说明了 ，通过比较你觉得 （选填“小华 ”或“小琴 ”）小组的实验现象更明显。
23 ．如图所示，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验。
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（1）图a 和图d 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：一切物质的分子都在 ，图 d 中为尽快达到实验目的，实验中应该使用 （选填“温水 ”或“冷水 ”）；
（2）图 b 和图 两个实验现象的原因相同；
（3）图 c 实验现象，水倒入酒精后，水和酒精的总体积变小，表明分子间存在 ；
（4）如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子的分布特点，丙图是物质处于 （选填“ 固态 ”、“液态 ”或“气态 ”）下的分子分布特点。物质从甲图所示状态变化到丙图所示状态时，分子间作用力 （选填“变大 ”“变小 ”或“不变 ”）。
24 ．神舟航天员在空间站先后进行了两次“太空授课 ”，激发了青少年学习科学的热情。
（1）如图甲，航天员往一个水球中注入适量的蓝色颜料，观察到整个水球很快就变蓝了，这属于 现象，说明 ；
（2）如图乙，在“液桥 ”实验中，将两块透明板上的水球接触后变成一个，说明分子间存在 ；然后将两块透明板分开，中间形成一个长约 10cm 的液桥；
（3）如图丙，为航天员翟志刚和叶光富展示特制的“企鹅服 ”。“企鹅服 ”的拉链由两条柔性的可互相啮合的连接件构成，如果打上蜡可以 （选填“增大 ”或“减小 ”）摩擦；
（4）如图丁，“太空抛物 ”实验，由于在空间站舱内，物体几乎不受重力作用，且物体受到微弱的空气阻力忽略不计，无论往哪个方向抛，王亚平水平向前抛出“冰墩墩 ”摆件，由于具有
, 被抛出后的冰墩墩近似 （选填“静止 ”“竖直下落 ”或“做匀速直线运动 ”），最后被叶光富用手拦住停止运动，说明力可以 ；
（5）如图戊，2022 年 4 月 16 日，神舟十三号载人飞船圆满完成任务返回地球，当返回舱高速进入大气层时，速度急剧减小，会受到座椅对他巨大的压力，宇航员只有平躺在座椅上，才能尽量减小座椅对人体的 ；当返回舱降至离地面10m 高时，装在底部的火箭向下点火，喷出高温高压的燃气，利用物体间 的原理，使返回舱受到向 （选填“上 ”或“下 ”）的力，保证飞船安全落地，此过程中，返回舱受到的这个力的施力物体是 。
（选填“火箭 ”或“燃气 ”）
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四．综合计算题（共 3 小题，共 19 分）
25 ．人类自远古时代，就对浩瀚的宇宙有着无尽的想象，对探索宇宙、了解宇宙有着不懈的追求。宇宙的浩瀚不能以千里计，因此，在探索宇宙过程中，我们常用到光年这一单位，它是指光在一年内传播的距离。（光速取 3.0×108m/s）
（1）1 光年等于多少 m？（保留三位有效数字，1 年按 365 天计算）
（2）若某星体上的光传播到地球上需要 500 光年，求该星体到地球的距离是多少 km。
26 ．如图所示是卢瑟福进行的α粒子散射实验，结果发现，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数的α粒子偏转超过 90° , 有的甚至几乎达到 180° , 像是被金箔弹了回来。
（1）根据实验现象，卢瑟福提出：“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上 ”，这个“很小的结构 ”指的是 ；
（2）1μm 金箔包含了3000 层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，下列有关该现象的解释中合理的是 ( )
A ．原子的质量是均匀分布的 B ．原子内部绝大部分空间是空的
（3）由上图分析可得 a 粒子带 （选填“正电 ”或“负电 ”），a 粒子穿过金箔 （选填“属于 ”或“不属于 ”）扩散现象；
（4）卢瑟福根据实验现象，经过想象、类比建立了类似行星绕日的核式结构模型，在此模型中，太阳系中的地球相当于原子中的 ( )
A ．质子 B ．中子 C ．电子
27 ．阅读短文，回答问题
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黑洞与宇宙
分布在世界各地的射电望远镜组成了一台巨大的虚拟望远镜，其口径相当于地球直径，该望远镜“拍照 ”的重点黑洞对象之一是位于银河系中心的“人马座 A ”。
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力作用下迅速收缩、塌陷，发生强力爆炸，当核心中所有物质都变成中子时，收缩过程立即停止，核心被压缩成一个密实的星体，内部的空间和时间也被压缩了。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程能无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
黑洞是宇宙众多天体的一种，“宇宙大爆炸 ”理论认为，宇宙是由一个致密炽热的点在一次大爆炸后膨胀形成的。不同星体远离我们的速度与它到我们的距离 s 成正比，即 v=Hs ，式中 H 为一个常数，称为哈勃常数。假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远。
（1）在银河系中心的天体是 ( )
A ．中子星 B ．太阳 C ．黑洞 D ．恒星
（2）假设一艘宇宙飞船靠近黑洞，它的质量会 （选填“变大 ”“不变 ”或“变小 ”）；
（3）在黑洞形成的过程中，密度会 （选填“变大 ”“不变 ”或“变小 ”）；
（4）类比得出速度、密度单位的方法，可推理得出哈勃常数 H 的单位是 ( )
A ．米（m） B ．秒_1 （s_1） C ．米_1 （ m_1 ） D ．秒（s）
（5）由 v=Hs 及我们所学的速度公式，假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为 t，其计算式t= （用“哈勃常数 H”表示）。
28 ．请阅读《探究微观世界的超级显微镜——散裂中子源》并回答题。
探究微观世界的超级显微镜——散裂中子源
物质的微观结构决定其宏观性质。为了探测更微小的物质结构，科学家利用散裂中子源，实现了更加精细化的成像效果。中子是组成原子核的微粒之一（如图所示），由于它不带电，不受物质内部电场力的作用，因此中子的穿透力非常强。当中子通过物质内部时，它能更靠近原子核。于是，中子便成为科学家探索微观世界的理想探针。
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散裂中子源主要由加速器、靶站和中子谱仪三部分组成（如图所示）。加速器的作用是将质子进行加速，用高速质子去轰击靶站里金属物质的原子核，从而产生高速中子流。这些高速中子流射向待测样品，与其中的原子核发生碰撞而散射出去，这时中子流的运动轨迹、能量和动量就会发生变化。于是，科学家通过分析这些物理量的变化，就能探测出物质的微观结构。这就好比向一张看不见的网上扔很多弹珠，有的弹珠穿网而过，有的则打在网上弹向不同的方向，根据这些弹珠的运动轨迹就能描绘出这张网的形状。这种将不便于直接测量或观察的现象，用它的外显特征或产生的效应来反映的做法，是一种重要的科学研究方法。例如，在探究影响电磁铁磁性强弱 的因素时，用电磁铁吸引铁钉的多少来判断其磁场的强弱。
随着我国散裂中子源的建成和开放运行，它已经帮助我国科学家攻克了许多关键 的核心技术，未来它还会在物理、新能源、材料科学、化学化工、资源环境、生命科 学等方面发挥更多更重要的作用。
请根据以上材料，回答下列问题：
（1）原子核是由质子和 组成的；
（2）中子之所是探索微观世界的理想探针，主要是因为 ；
（3）文中提到的这种科学研究方法，在科学探究过程中有许多应用。除文中的实例外，请你再举出一个实例，并说明这种科学研究方法在实例中是如何应用的。
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（考试时间：90 分钟 试卷满分：100 分）
注意事项：
1 ．测试范围：沪粤版八年级下册第十章。
一、选择题（本题共 10 小题，第 1~7 小题为单选题，每小题 3 分，共 21 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的；第 8~10 小题为多选题，每小题 4 分，共 12 分；本大题共 33 分）
1 ．“花儿临夏 在河之州 ”已成为临夏州的文化旅游品牌。小林和爸妈在一同感受临夏州牡丹盛开的美景时，看到蜜蜂能循着花香四处采蜜，这表明 ( )
A ．分子是运动的 B ．分子间有斥力 C ．分子间有引力 D ．分子间有间隙
【答案】A
蜜蜂能循着花香四处采蜜，是由于花香分子在不停的做无规则运动，扩散到空气之中，故A 符合题意，BCD 不符合题意。
故选 A。
2 ．“遥知不是雪，为有暗香来 ”，表达诗人通过香味能区分雪和梅花。假如你穿越时空为诗人解释在远处就能闻到梅花香味的原因，下列说法正确的是 ( )
A ．分子间有间隙 B ．分子是运动的 C ．分子间有引力 D ．分子间有斥力
【答案】B
诗句中说到在远远的地方就能闻到梅花的香味，是因为梅花中含有香味的分子在不断的运动，飘入到诗人鼻孔中；说明了分子在不断地运动，故 ACD 不符合题意，B 符合题意。
故选 B。
3．在 20 世纪上半叶，科学家提出了许多原子结构的模型。下列四幅图中，与卢瑟福提出的原子结构模型最相似的是 ( )
(
A
．
核式结构模型
)B ． 葡萄干布丁模型
(
C
．
实心球模型
)D ． 西瓜模型
【答案】A
与卢瑟福提出的原子结构模型是电子围绕着原子核运动，故 A 符合题意；BCD 不符合题意。
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故选 A。
4 ．下列现象中，属于扩散现象的是 ( A ．春天，柳絮飞舞
C ．秋天，丹桂飘香
)
B ．夏天，狂风大作
D ．冬天，雪花飘落
【答案】C
扩散现象是分子运动的结果，反映了组成物质的分子在不停的做无规则运动。
ABD ．春天柳絮纷飞、夏天狂风大作、冬天雪花飘落反映的是物体的位置发生了变化，都属于机械运动，故 ABD 不符合题意；
C ．秋天桂花飘香是分子运动的结果，属于扩散现象，故 C 符合题意。
故选 C。
5 ．在一个氧原子中，带负电的粒子是 ( )
A ．原子核 B ．电子 C ．质子 D ．中子
【答案】B
原子是由带负电的电子和原子核组成的，原子核是由质子和中子组成的，其中质子带正电，中子不带电，所以一个氧原子带负电的粒子是电子，故 B 符合题意，ACD 不符合题意。
故选 B。
6 ．下列各种物质微粒中，带电的粒子是 ( )
A ．电子 B ．中子 C ．分子 D ．原子
【答案】A
A ．电子带负电，故 A 符合题意；
B ．中子呈电中性，不带电，故 B 不符合题意；
CD ．通常情况下，分子、原子不带电，故 CD 不符合题意。
故选 A。
7 ．如图，两个铅柱没有被重物拉开，主要是因为 ( )
A ．大气压力作用 B ．分子间有空隙 C ．分子引力作用 D ．分子在热运动【答案】C
A ．铅块上下表面分别受到大气压竖直向下、竖直向上的作用，相当于没有受到大气压，故 A 不符合题意；
C ．图中的两铅柱没有被重物拉开，主要是因为两铅柱的分子间存在引力，此时分子间作用力等于重物与下面铅块的总重力，故 B 符合题意；
BD．两个铅柱没有被重物拉开，是因为力的作用，不能说明分子间有空隙、分子在热运动，故 BD不符合题意。
故选 C。
8 ．下列有关分子的说法，正确的是 ( )
A ．所有物质都是由原子构成的
B ．分子极其微小，只有在光学显微镜下才能看到
C ．液体蒸发是由分子不停地运动引起的
D ．当物质从液态变为固态时，分子间的间隙不一定减小
【答案】CD
A．有的物质是由分子构成，有的物质是由原子构成，有的物质是由离子构成，故 A 错误；
B ．分子很小，只能用电子显微镜才能观察到分子，用光学显微镜不能看到分子，故 B 错误；
C ．液体蒸发的实质是扩散现象，是由于分子不停地运动引起的，故 C 正确；
D ．当物质从液态转变为固态时，若体积变大，则分子间的距离变大，故 D 正确。
故选 CD。
9 ．下列关于说法不正确的是 ( )
A ．太阳是太阳系的中心
B ．我们认识到，宇宙是一个有层次的天体结构系统
C ．固体很难被压缩，是因为固体分子间没有空隙
D ．光年是时间单位
【答案】CD
A ．太阳是太阳系的中心，太阳系中的其他星体围绕太阳运转，故 A 正确，不符合题意；
B ．宇宙是一个有层次的天体结构系统，故 B 正确，不符合题意；
C ．固体很难被压缩，是因为固体分子间存在斥力，故 C 错误，符合题意；
D ．光年是距离单位，是光传播一年走过的距离，故 D 错误，符合题意；故选 CD。
10 ．关于目前人类对宇宙的探索和认识，以下说法正确的是 ( )
A ．太阳系是银河系中最大的恒星系 B ．宇航员已登陆的最远天体是月球
C ．人类能观测到最远的星系是银河系 D ．人类能观测到的范围内有上千亿个星系
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【答案】BD
A ．银河是由 1000 多亿颗恒星组成的，太阳系是一个天体系统，是银河系的一个普通的天体系统，不是银河系的中心天体系统，也不是最大的星系，故 A 错误；
B ． 目前为止，宇航员已登陆的最远天体是月球，故 B 正确；
C ．人类现在己能观察到 300 亿光年的范围，被称之为总星系，故 C 错误；
D ．在可观测宇宙中，星系的总数大约有 2000 亿个左右，故 D 正确。
故选 BD。
二、填空题（共 23 空，每空 1 分，共 23 分）
11．分子动理论的基本内容包括三点：一是物质是由大量的 组成的；二是分子都在不停地做无规则运动；三是分子间存在相互作用的 和 。
【答案】分子 引力 斥力
[ 1][2][3]分子动理论的基本内容：物质是由大量分子组成的；分子在不停地做无规则运动；分子间存在相互作用的引力和斥力。
12．描述物质存在形态的模型如图所示，甲图描述的是 体；气体分子间距很大，相互作用力很小，表现为气体没有固定的 和体积。
【答案】固 形状
[ 1][2] 甲图中分子排列规则且非常紧密，符合固体分子的排列方式，乙图中分子间距比甲图大，分子位置不固定，符合液体分子的排列方式，丙图中分子间距离很大，分子间作用力很小，分子排列极度散乱，没有固定的形状和体积，符合气体分子的模型。
13．在学校劳动教育基地开展的实践活动中，某同学正提水给瓜园浇水，远远就闻到了甜瓜的香味，这是 现象；经过家禽园时看到兽医正给小动物注射疫苗，封闭在注射器内的疫苗压缩到一定程度就很难再被压缩，这是因为分子间存在 （选填“ 引力 ”或“斥力 ”）。
【答案】扩散 斥力
[ 1] 闻到瓜香时因为分子在不停地做无规则运动，即气体的扩散现象。
[2]注射器内的疫苗压缩到一定程度后很难被压缩，是因为分子之间有相互作用的斥力，分子相互排斥，导致不能压缩。
14．如图甲所示装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体，另一瓶装有空气，为了让实验结论更可靠，装二氧化氮气体的应是 （选填“A ”或“B ”）瓶；如图乙所示，用弹簧测力计提起贴在水面的玻璃板时，测力计的示数变大，说明分子间存在
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。
【答案】A 引力
[ 1] 二氧化氮气体的密度大于空气密度，把重的二氧化氮气体放在下方，可以排除重力对实验的影响，如果上方也出现了红棕色二氧化氮气体，为了有力地证明气体发生扩散，装空气的应是 A 瓶，装二氧化氮气体的应是 B 瓶。
[2] 当玻璃和水接触在一起时，玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，玻璃分子和水分子之间存在分子引力；当向上拉玻璃板时，测力计的示数等于玻璃板的重力加上分子引力，因此弹簧测力计的示数大于玻璃板自身的重力，这个现象说明分子间存在引力。
15．微观粒子的空间尺度的大小关系：对于同一物质来说，分子> >原子核> >夸克。
【答案】原子 质子、中子
[ 1][2]物质是由分子构成的，分子由原子构成，原子包括原子核和核外电子，原子核由质子和中子构成，质子由夸克构成，对于同一物质来说，分子>原子>原子核>质子、中子>夸克。
16．在做水和酒精混合实验中，观察到充分混合后水和酒精总体积变小，是因为 。实验时尽量选细的试管实验目的是 。
【答案】分子间存在间隙 实验现象更明显
[ 1] 因为分子间存在着间隙，水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，使得水和酒精混合后的总体积变小了。
[2]为了使实验现象更明显，应选用内径较细的玻璃管。细玻璃管能够更明显地显示出液体体积变化的效果。
17 ．甲、乙两个杯子中分别盛有质量相同的冷水和热水，向两杯中分别放入同样的糖块，静置一段相同的时间后，两杯中的糖块都还没有全部溶解，品尝杯中的水， 杯中水更甜，原因是扩散的快慢与 有关。
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【答案】乙 温度
[ 1][2] 甲、乙两个杯子中分别盛有质量相同的冷水和热水，向两杯中分别放入同样的糖块，静置一段相同的时间后，两杯中的糖块都还没有全部溶解，品尝杯中的水，乙杯中水更甜，原因是扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，乙杯中水温较高，分子扩散较快，故乙杯中水更甜。
18 ．在人类探索宇宙的历程中，古希腊天文学家托勒密提出了以地球为宇宙中心的“ 说 ”。一千多年后，波兰天文学家哥白尼创立“ 说 ”，向人们描绘了一个全新的宇宙。
【答案】地心 日心
[ 1]古希腊天文学家托勒密的理论：托勒密是古希腊时期的天文学家，他提出了一个以地球为宇宙中心的理论，这个理论就是“地心说 ”，它认为地球是宇宙的中心，所有天体都围绕地球旋转。
[2]波兰天文学家哥白尼的理论：哥白尼是文艺复兴时期的波兰天文学家，他提出了与“地心说 ”截然不同的理论。他认为太阳才是宇宙的中心，地球和其他行星都围绕太阳旋转。这个理论被称为“ 日心说 ”，它颠覆了人们长久以来的宇宙观。
19．在体育课上，体育老师让同学集合后，先原地踏步，然后跑步，最后解散，自由活动。如果把这些阶段与固体、液体和气体作类比，则原地踏步时，相当于 体；解散后，相当于 体。
【答案】固 气
[ 1]原地踏步时，同学们排列整齐，位置相对固定，彼此之间的距离较小，且运动方式较为有序。这与固态物质中分子的排列紧密、位置固定、运动有序的特点相似。因此，原地踏步时相当于固体。
[2]解散后，同学们可以自由活动，位置不再固定，彼此之间的距离增大，运动方式也变得无序。这与气态物质中分子极度散乱、间距很大、运动无序的特点相似。因此，解散后相当于气体。
20 ．下图所示的是用来说明原子结构的示意图。由图可知： 是由原子核和电子构成的，图中原子核内部结构的最小微粒是 。
【答案】原子 夸克
[ 1]观察该图，可看到原子里面有电子和原子核，可知原子是由原子核和电子组成。
[2]观察该图，原子核可以再分，分为质子和中子，质子和中子还可以再分，里面有夸克，故原子
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核内部结构中最小的微粒是夸克。
21．宇宙是一个有 的天体结构系统，有着漫长的演化历史，科学家观察发现，星系在远离我们而去，这个事实提供了宇宙膨胀的证据；牛顿创立的 定律，使人们第一次用统一的理论来认识神秘的天体运动。
【答案】层次 万有引力
[ 1][2]宇宙是一个有层次的天体系统，物理学家牛顿创立的万有引力理论，使人们笫一次用统一的理论来认识天体运动。
三．实验题（共 20 空，每空 1 分，共 25 分）
22 ．观察如图所示的实验，回答下列问题：
（1）A 图中，抽掉玻璃板后，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变 ；（选填“均匀 ”或“不均匀 ”）
（2）B 图中，红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子无规则运动快慢与 有关；
（3）C 图中，压紧两铅柱使它们合在一起，下面可以悬挂钩码，这说明固体分子间存在 ；
（4）如图 D 所示，在量筒里装入清水和密度比它大的硫酸铜溶液，则量筒的下方最好装入的是 （清水，硫酸铜溶液），静放一小段时间后，会观察到的现象是：水和硫酸铜溶液的 （分界面，整体）变模糊了；
（5）如图 E 所示，小华和小琴两个探究小组在进行酒精和水混合实验中，分别采用了两种不同的器材，小华小组用的是甲图所示的上下一致的容器，小琴小组用的是乙图所示的下大上小的容器；两组同学在进行实验时，然后将酒精注满，最后用食指堵住容器口并 ，发现容器中的液面降低，这说明了 ，通过比较你觉得 （选填“小华 ”或“小琴 ”）小组的实验现象更明显。
【答案】（1）均匀
（2）温度
（3）引力
（4）硫酸铜溶液 分界面
（5）摇匀 分子间存在间隙 小华
第十章 从粒子到宇宙 测试卷（解析版）
第 15 页 共 22 页
（1）装有空气与二氧化氮瓶子中的玻璃板抽掉后，两种气体会逐渐混合在一起，两种气体相互进入对方，颜色会逐渐变均匀，这是扩散现象。
（2）墨水与水的扩散现象中，热水的温度高，墨水扩散快，冷水的温度低，墨水扩散慢，说明分子无规则运动快慢与温度有关。
（3）被压紧的铅柱会合在一起，下面悬挂钩码也不会拉开，这是因为铅柱的分子间距离较小，分子间相互作用力表现为引力。
（4）[ 1]在研究分子动理论知识时，为了重力的原因导致液体混合，在量筒的下方装入密度大硫酸铜溶液。
[2]分子永不停息地做无规则运动，静放一小段时间后发生扩散现象，会观察到的现象：是水和硫酸铜溶液的分界面变模糊了。
（5）[ 1][2][3]将水和酒精充分混合，混合后水与酒精的总体积短时间变化不明显，可以用食指堵住容器口并反复翻转几次或者摇匀，正是由于酒精分子和水分子之间有间隙，才会导致混合后总体积变小；由于水和酒精充分混合后总体积变化不大，选择内径较细的玻璃管进行实验时，其高度变化更明显，实验现象更加明显，所以小华小组的实验现象更明显。
23 ．如图所示，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验。
（1）图a 和图d 两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：一切物质的分子都在 ，图 d 中为尽快达到实验目的，实验中应该使用 （选填“温水 ”或“冷水 ”）；
（2）图 b 和图 两个实验现象的原因相同；
（3）图 c 实验现象，水倒入酒精后，水和酒精的总体积变小，表明分子间存在 ；
（4）如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子的分布特点，丙图是物质处于 （选填“ 固态 ”、“液态 ”或“气态 ”）下的分子分布特点。物质从甲图所示状态变化到丙图所示状态时，分子间作用力 （选填“变大 ”“变小 ”或“不变 ”）。
第十章 从粒子到宇宙 测试卷（解析版）
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(
温水
)【答案】（1）不停地作无规则运动
（2）e
（3）空隙/间隙
（4）气态 变小
（1）[ 1][2] 图 a 和图d 都属于扩散运动，说明分子不停地做无规则运动；分子的热运动与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，所以为尽快达到实验目的，实验中应该使用温水。
（2）图 b 和图 e 都说明分子间存在相互作用的引力，所以将玻璃板提起来时，弹簧测力计示数变大，铅块可以承受一定的拉力而不分开。
（3）图 c 中水和酒精混合后的体积小于混合前的体积之和，说明分子间存在空隙。
（4）[ 1][2] 由图可知，乙中分子排列紧密有序，所以是固态，甲中分子相对杂乱，所以是液态，丙中分子间间距最大，所以是气态，由甲到丙，即从液态转化为气态，分子间距离变大，分子间作用力变小。
24 ．神舟航天员在空间站先后进行了两次“太空授课 ”，激发了青少年学习科学的热情。
（1）如图甲，航天员往一个水球中注入适量的蓝色颜料，观察到整个水球很快就变蓝了，这属于 现象，说明 ；
（2）如图乙，在“液桥 ”实验中，将两块透明板上的水球接触后变成一个，说明分子间存在 ；然后将两块透明板分开，中间形成一个长约 10cm 的液桥；
（3）如图丙，为航天员翟志刚和叶光富展示特制的“企鹅服 ”。“企鹅服 ”的拉链由两条柔性的可互相啮合的连接件构成，如果打上蜡可以 （选填“增大 ”或“减小 ”）摩擦；
（4）如图丁，“太空抛物 ”实验，由于在空间站舱内，物体几乎不受重力作用，且物体受到微弱的空气阻力忽略不计，无论往哪个方向抛，王亚平水平向前抛出“冰墩墩 ”摆件，由于具有
, 被抛出后的冰墩墩近似 （选填“静止 ”“竖直下落 ”或“做匀速直线运动 ”），最后被叶光富用手拦住停止运动，说明力可以 ；
（5）如图戊，2022 年 4 月 16 日，神舟十三号载人飞船圆满完成任务返回地球，当返回舱高速进入大气层时，速度急剧减小，会受到座椅对他巨大的压力，宇航员只有平躺在座椅上，才能尽量减小座椅对人体的 ；当返回舱降至离地面10m 高时，装在底部的火箭向下点火，喷出高温高压的燃气，利用物体间 的原理，使返回舱受到向 （选填“上 ”或“下 ”）的力，保证飞船安全落地，此过程中，返回舱受到的这个力的施力物体是 。
（选填“火箭 ”或“燃气 ”）
第十章 从粒子到宇宙 测试卷（解析版）
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【答案】扩散 分子处在永不停息的无规则运动中 引力 减小 惯性 做匀速直线运动 改变物体运动状态 压强 力的作用是相互的 上 燃气
（1）[ 1][2]将蓝颜料滴入水中，由于分子都在不停地做无规则运动，所以过一会儿水会变蓝了，这是由于分子在不停做无规则运动，属于扩散现象。
（2）[3]分子之间存在相互作用的引力和斥力，两块透明板上的水球接触后变成一个，说明分子之间存在相互作用的引力。
（3）[4]蜡可以使接触面光滑，所以在拉链上打蜡可以减小摩擦。
（4）[5][6]一切物体都具有惯性，所以水平向前抛出“冰墩墩 ”摆件将保持原有的运动状态，以抛出时的速度做匀速直线运动。
[7]被叶光富用手拦住后，“冰墩墩 ”摆件才停止运动，其运动状态由运动变为静止，说明力可以改变物体的运动状态。
（5）[8]宇航员平躺在座椅上，增大受力面积，根据p 可知，压力大小一定，受力面积越大，压强越小。
[9][ 10][ 11]返回舱底部的反推发动机瞬间点火，对燃气有一个向下的推力，根据力的作用是相互的，燃气对返回舱有一个向上的推力，施力物体是空气，利用了物体间力的作用是相互的原理。
四．综合计算题（共 3 小题，共 19 分）
25 ．人类自远古时代，就对浩瀚的宇宙有着无尽的想象，对探索宇宙、了解宇宙有着不懈的追求。宇宙的浩瀚不能以千里计，因此，在探索宇宙过程中，我们常用到光年这一单位，它是指光在一年内传播的距离。（光速取 3.0×108m/s）
（1）1 光年等于多少 m？（保留三位有效数字，1 年按 365 天计算）
（2）若某星体上的光传播到地球上需要 500 光年，求该星体到地球的距离是多少 km。
【答案】（1）9.46×1015m ；（2）4.73×1015km
解：（1）光在一年内通过的路程叫光年，则 1 光年=3×108m/s×365×24×3600s≈9.46×1015m （2）该星体到地球的距离 s=500×9.46×1015m=4.73×1018m=4.73×1015km
答：（1）1 光年等于 9.46×1015m；
（2）若某星体上的光传播到地球上需要 500 光年，该星体到地球的距离是 4.73×1015km。
26 ．如图所示是卢瑟福进行的α粒子散射实验，结果发现，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数的α粒子偏转超过 90° , 有的甚至几乎达到 180° , 像是被金箔弹了回来。
第十章 从粒子到宇宙 测试卷（解析版）
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（1）根据实验现象，卢瑟福提出：“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上 ”，这个“很小的结构 ”指的是 ；
（2）1μm 金箔包含了3000 层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，下列有关该现象的解释中合理的是 ( )
A ．原子的质量是均匀分布的 B ．原子内部绝大部分空间是空的
（3）由上图分析可得 a 粒子带 （选填“正电 ”或“负电 ”），a 粒子穿过金箔 （选填“属于 ”或“不属于 ”）扩散现象；
（4）卢瑟福根据实验现象，经过想象、类比建立了类似行星绕日的核式结构模型，在此模型中，太阳系中的地球相当于原子中的 ( )
A ．质子 B ．中子 C ．电子
【答案】原子核 B 正电 不属于 C
（1）[ 1]绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数的α粒子偏转超过 90° , 说明原子的质量主要集中在原子核上，这里的“很小的结构 ”指的是原子核。
（2）[2]原子内部绝大部分空间是空的，使绝大多数α粒子穿过后方向不变，故 A 不符合题意，B符合题意。
故选 B。
（3）[3] 由图可知，a 粒子和带正电的原子核相互排斥，同种电荷相互排斥，说明 a 粒子带正电。
[4]扩散现象是不同物质的分子在互相接触时，彼此进入对方的现象，扩散现象是大量分子的无规则运动，a 粒子穿过金箔不属于扩散现象。
（4）[5]核式结构模型中，太阳系中的地球相当于原子中的电子，太阳相当于原子中的原子核，地球围绕太阳运动，故 AB 不符合题意，C 符合题意。
故选 C。
27 ．阅读短文，回答问题
黑洞与宇宙
分布在世界各地的射电望远镜组成了一台巨大的虚拟望远镜，其口径相当于地球直径，该望远镜“拍照 ”的重点黑洞对象之一是位于银河系中心的“人马座 A ”。
黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程：某一个恒星在准备灭亡，核心在自身重力作用下迅
第十章 从粒子到宇宙 测试卷（解析版）
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速收缩、塌陷，发生强力爆炸，当核心中所有物质都变成中子时，收缩过程立即停止，核心被压缩成一个密实的星体，内部的空间和时间也被压缩了。但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程能无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的引力，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。
黑洞是宇宙众多天体的一种，“宇宙大爆炸 ”理论认为，宇宙是由一个致密炽热的点在一次大爆炸后膨胀形成的。不同星体远离我们的速度与它到我们的距离 s 成正比，即 v=Hs ，式中 H 为一个常数，称为哈勃常数。假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远。
（1）在银河系中心的天体是 ( )
A ．中子星 B ．太阳 C ．黑洞 D ．恒星
（2）假设一艘宇宙飞船靠近黑洞，它的质量会 （选填“变大 ”“不变 ”或“变小 ”）；
（3）在黑洞形成的过程中，密度会 （选填“变大 ”“不变 ”或“变小 ”）；
（4）类比得出速度、密度单位的方法，可推理得出哈勃常数 H 的单位是 ( )
A ．米（m） B ．秒_1 （s_1） C ．米_1 （ m_1 ） D ．秒（s）
（5）由 v=Hs 及我们所学的速度公式，假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为 t，其计算式t= （用“哈勃常数 H”表示）。
【答案】（1）C
（2）不变
（3）变大
（4）B
(
1
)（5）
H
（1）根据短文 “该望远镜‘拍照’的重点黑洞对象之一是位于银河系中心的‘人马座 A’ ”
可知，在银河系中心的天体是黑洞，故 C 符合题意，ABD 不符合题意。
故选 C。
（2）由于物体的质量不随形状、物态和位置、体积的变化而改变，所以，假设一艘宇宙飞船靠近黑洞时，它的质量会不变。
（3）根据短文知道“在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程能无休止地进行下去，连中子间的排斥力也无法阻挡。中子本身在自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质 ”，所以，在黑洞形成的过程中，密度会变大。
（4）不同星体远离我们的速度与它到我们的距离 s 成正比，即 v ＝Hs ，由此可知，H
第十章 从粒子到宇宙 测试卷（解析版）
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则可推理得出哈勃常数 H 的单位是秒﹣1（s﹣1 ），故 B 符合题意，ACD 不符合题意。
故选 B。
（5）由 v ＝Hs 及我们所学的速度公式可得：v ＝Hvt ，因此假设某星体在宇宙大爆炸后远离我们的时间为 t ，其计算式t
28 ．请阅读《探究微观世界的超级显微镜——散裂中子源》并回答题。
探究微观世界的超级显微镜——散裂中子源
物质的微观结构决定其宏观性质。为了探测更微小的物质结构，科学家利用散裂中子源，实现了更加精细化的成像效果。中子是组成原子核的微粒之一（如图所示），由于它不带电，不受物质内部电场力的作用，因此中子的穿透力非常强。当中子通过物质内部时，它能更靠近原子核。于是，中子便成为科学家探索微观世界的理想探针。
散裂中子源主要由加速器、靶站和中子谱仪三部分组成（如图所示）。加速器的作用是将质子进行加速，用高速质子去轰击靶站里金属物质的原子核，从而产生高速中子流。这些高速中子流射向待测样品，与其中的原子核发生碰撞而散射出去，这时中子流的运动轨迹、能量和动量就会发生变化。于是，科学家通过分析这些物理量的变化，就能探测出物质的微观结构。这就好比向一张看不见的网上扔很多弹珠，有的弹珠穿网而过，有的则打在网上弹向不同的方向，根据这些弹珠的运动轨迹就能描绘出这张网的形状。这种将不便于直接测量或观察的现象，用它的外显特征或产生的效应来反映的做法，是一种重要的科学研究方法。例如，在探究影响电磁铁磁性强弱的因素时，用电磁铁吸引铁钉的多少来判断其磁场的强弱。
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随着我国散裂中子源的建成和开放运行，它已经帮助我国科学家攻克了许多关键 的核心技术，未来它还会在物理、新能源、材料科学、化学化工、资源环境、生命科 学等方面发挥更多更重要的作用。
请根据以上材料，回答下列问题：
（1）原子核是由质子和 组成的；
（2）中子之所是探索微观世界的理想探针，主要是因为 ；
（3）文中提到的这种科学研究方法，在科学探究过程中有许多应用。除文中的实例外，请你再举出一个实例，并说明这种科学研究方法在实例中是如何应用的。
【答案】中子 由于它不带电，不受物质内部电场力的作用，因此中子的穿透力非常强 研
究磁体周围的磁场方向时，借助小磁针的偏转方向来反映磁场的方向；研究动能大小与哪些因素有关时，通过小球撞击木块后，木块移动的距离反映小球动能的大小
（1）[ 1] 由材料可知，原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。
（2）[2] 由材料可知，由于它不带电，不受物质内部电场力的作用，因此中子的穿透力非常强。
（3）[3]文中提到的这种科学研究方法，在科学探究过程中有许多应用,如研究磁体周围的磁场方向时，借助小磁针的偏转方向来反映磁场的方向；研究动能大小与哪些因素有关时，通过小球撞击木块后，木块移动的距离反映小球动能的大小。
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