资源简介

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10.1 探索微观 （导学案）
【学习目标】
1. 知道物质都是由分子和原子构成的，认识原子的结构（物理观念）
2. 采用归纳法、模型法等探索分子和原子的结构与模型，通过阴极射线实验推力原子内部有电子、α粒子散射实验推理出原子的核式模型（科学思维、科学探究）
3. 从古代到现代各时代伟人对微观世界的探索激发学生对微观世界的兴趣，体会微观世界的奇妙意识到我们身边常见的事物可能是一个个无限的微观世界（科学态度与责任）
【学习重点】物质是由分子或原子构成的；原子的结构模型；原子的结构
【学习难点】微观世界的尺度关系
【自主预习】阅读教材第116页第1节《探索微观》，并完成以下内容：
1. 关于物质结构的猜想
德谟克里特认为，石块、铜像的手、铁铲、花粉……是很微小地一点一点散失的。因此，他猜想，大块物体是由极小的物质粒子构成的。
德谟克里特把这种物质微粒叫做“原子”，这个词在希腊语里的意思是“不可再分割的颗粒”。尽管德谟克里特猜想的“原子”不是现代意义上的原子概念，但这是人类探索微观世界的开始。
2. 物质是由分子和原子构成的
物理学中，把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。我们常见的物质，例如固体、液体和气体，无论大小、轻重有何不同，也无论是否有生命，都是由分子构成的。
分子的发现并没有终止科学家探究物质结构的步伐。很快，人们发现分子是由原子构成的。大多数分子是由多个原子构成的，叫做多原子分子。例如，水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的，二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。有些分子则是由单个原子构成的，叫做单原子分子。铁、铜、金、铂等大多数金属的分子也就是原子。
3. 把原子“切开”
1897 年，英国科学家汤姆孙（J. J. Thomson，1856 — 1940）进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒构成的，它们来自原子的内部，他把这种微粒叫做电子。电子的发现否定了原子不可再分的理论，使人们对物质结构有了更深入的认识。
原子内部有带负电的电子，整个原子却不对外显示电性，并且十分稳定。原子的这种特性启示人们，原子内部一定还有带正电的部分。因此，电子的发现，使人们认识到原子也是有复杂结构的。
4. 原子结构的两种模型
汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的物质，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣子，因此被称为“枣糕模型”。
1911 年，卢瑟福基于α射线（带正电的粒子流）轰击金箔的实验，提出了他的原子结构模型：原子中间有一个带正电的核，它只占有极小的体积，却几乎集中了原子的全部质量，带负电的电子在核外绕核运动，这一模型被称为“核式结构模型”。
5. 原子核的构成部分
科学家发现，氢原子的结构最简单，核外只有一个电子。如果把电子的电荷量作为 一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子（proton）。实验表明，质子不仅是氢原子的核，也是其他任何原子核的构成部分。
1932 年，英国物理学家查德威克（J. Chadwick，1891—1974）从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟质子差不多，这种粒子叫做中子（neutron）。
质子和中子统称核子（nucleon）。原子核中的质子和中子的数目称作核子数。各种元素的原子核中的质子数和核子数一般是不同的。
6. 原子的结构
现在，我们知道原子是由原子核和核外带负电的电子构成的，而原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的。
科学家正在进一步探索这些粒子的内部结构和运动规律，并且已经取得巨大进展。质子、中子也有内部结构，它们是由一种叫做夸克（quark）的更小微粒构成的。
我的疑问：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【合作探究】
探究一、物质的构成
1．关于物质结构的猜想
德谟克里特 德谟克里特认为，石块、铜像的手、铁铲、花粉……是很微小地一点一点散失的。因此，他猜想，大块物体是由极小的物质粒子构成的。 德谟克里特把这种物质微粒叫做“原子”,这个词在希腊语里的意思是“不可再分割的颗粒”。
“五行说” 早在公元前11世纪，我国古代就有一种“五行说”,认为自然界是由金、木、水、火、土五种基本物质构成的。战国时期成书的《中庸》里写道：“语小，天下莫能破焉。”意思是说，世界上存在着很小很小、不可能再分割的东西。其实，这就是原子思想的萌芽。
2．物质是由分子和原子构成的
实例 现象 作用效果
DNA分子结构模型 自然界中确实存在着能保持物质化学性质不变的最小微粒。1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗(A.Avogadro,1776—1856)首先把它叫做分子。 物理学中，把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。 分子很小，用普通显微镜无法看到，需要用电子显微镜进行观察。 研究指出，大多数分子直径的数量级为10- m(0.1 nm)。分子的质量也很小。例如，一个水分子的质量约为3×10 kg。 分子是由原子构成的。大多数分子是由多个原子构成的，叫做多原子分子。例如，水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的，二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。有些分子则是由单个原子构成的，叫做单原子分子。铁、铜、金、铂等大多数金属的分子也就是原子。
分子模型
手石墨底层上 的金原子
铂原子
【例题1】（1）关于物质的组成，下列说法错误的是（ ）
A．常见的物质是由大量分子、原子构成的 B．原子是由原子核和中子组成的
C．原子核通常是由质子和中子组成的 D．质子和中子是由更小的微粒组成的
【答案】B。
【解析】A．我们在生产生活中常见的物质是由大量分子、原子构成的，故A正确，不符合题意；
B．原子是由原子核和绕核运动的电子组成的，而原子核本身则是由质子和中子构成的，故B错误，符合题意；
C．由化学所学知识可知，原子核通常是由质子和中子组成的，故C正确，不符合题意；
D．常见的物质是由大量分子、原子构成，但质子和中子是由更小的微粒（夸克）组成的，故D正确，不符合题意。
故选B。
（2）《庄子·天下》中有下列论述：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”其意为物质是无限可分的。常见的物质是由 、原子等构成的，我们 （选填“能”或“不能”）用眼睛直接观察到分子。
【答案】分子 不能
【解析】[1]常见的物质是由分子、原子等构成的。
[2]分子十分微小，远小于人眼的分辨范围，因此我们不能用眼睛直接观察到分子。
跟踪训练1 下列数值符合实际情况的是（ ）
A．一个标准大气压的值约为1.5×105Pa B．两个鸡蛋的重力约为1N
C．水分子直径的数量级约为10－10nm D．一名中学生游泳时受到的浮力约为50N
【答案】B
【解析】A．一个标准大气压的值约为1.0×105Pa，故A不符合题意；
B．两个鸡蛋的质量在100g=0.1kg左右，受到的重力在G=mg=0.1kg×10N/kg=1N
故B符合题意；
C．水分子直径的数量级约为10－10m，故C不符合题意；
D．中学生的质量约50kg，受到的重力G=mg=50kg×l0N/kg=500N
人游泳时处于漂浮状态，则受到的浮力等于人的重力，即约为500N，故D不符合题意。
故选B。
跟踪训练2 （多选）刮大风时尘埃在空中飞舞。关于尘埃，下列说法正确的是（ ）
A．它和一个分子差不多大小 B．可以用肉眼观察到尘埃分子
C．它的直径大约为10-10m D．它是由许多分子构成的
【答案】BD
【解析】ACD．尘埃属于固体小颗粒，尘埃的直径大约左右，而分子的直径在左右，分子的体积很小，尘埃是由很多的分子组成的，所以尘埃的体积要远远大于分子的体积，故AC错误，D正确；
B．尘埃用肉眼就能看到，不需要借助显微镜观察，故B正确。
故选BD。
探究二、原子的结构
1．电子的发现
阴极射线经过荧光屏，形成一条美丽的光带 阴极射线经过磁铁附近会发生偏转
19世纪末，科学家用真空管进行放电实验时，发现真空管的阴极能发出一种射线。1897年，英国科学家汤姆孙(J.J.Thomson,1856—1940)进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒构成的，它们来自原子的内部，他把这种微粒叫做电子。 电子是比分子、原子更小的物质粒子。它的质量约为9.11×10- kg,约等于氢原子质量的，半径小于10 m。
2．原子结构的两种模型
实例 现象 作用效果
汤姆孙的原子模型图 汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的物质，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣子，因此被称为“枣糕模型”。
卢瑟福的实验与核式结构模型 1911年，卢瑟福基于α射线(带正电的粒子流)轰击金箔的实验[图10-1-7(a)],提出了他的原子结构模型：原子中间有一个带正电的核，它只占有极小的体积，却几乎集中了原子的全部质量，带负电的电子在核外绕核运动，这一模型被称为“核式结构模型”。 卢瑟福的核式结构模型也并不是完美的。以后的实验进一步表明，原子中的电子是以电子云的形式分布在原子核的外围。
★特别提醒 建立物理模型是物理学研究中的一种科学思维方法。物理模型是在一些事实的基础上，经过想象、类比等论证提出的。模型是否正确，需要实验的检验。
3．原子的结构
实例 现象 作用效果
氢原子 结构图 原子核的构成部分 科学家发现，氢原子的结构最简单，核外只有一个电子。如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子。实验表明，质子不仅是氢原子的核，也是其他任何原子核的构成部分。 1932年，英国物理学家查德威克(J.Chadwick,1891—1974)从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟质子差不多，这种粒子叫做中子。 质子和中子统称核子。原子核中的质子和中子的数目称作核子数。各种元素的原子核中的质子数和核子数一般是不同的。
卢瑟福的实验与核式结构模型 原子是由原子核和核外带负电的电子构成的，而原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的。
质子、中子也有内部结构，它们是由一种叫做夸克的更小微粒构成的。 从17世纪以来，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。
【例题2】（1）人类对物质结构的探索永无止境，如分子由原子构成，原子又由更小的结构构成。如图是氦的原子模型示意图，A是 ，B是原子核，原子核基本上是由 和中子构成，比质子、中子更小的粒子是 。
【答案】电子 质子 夸克
【解析】[1][2][3]原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的，从氦的原子模型示意图可知，A在原子核外，所以A是电子；原子核是由质子和中子构成；而质子和中子又由更小的夸克组成，即比质子、中子更小的粒子是夸克。
（2）在干燥的环境下，高速行驶的汽车和空气摩擦会使汽车外壳带上电荷。若行驶的汽车外壳和空气摩擦时能得到电子，汽车带的是 电。
【答案】负
【解析】原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电。行驶的汽车外壳和空气摩擦时能得到电子，汽车由于得到电子，带的是负电。
跟踪训练1 如图所示，原子的核式结构模型揭示了原子并不是微观世界中的最小粒子，它是由 和绕核运动的 组成的。
【答案】原子核 电子
【解析】[1][2]近代物理学家卢瑟福提出了原子核式结构模型，他认为原子是由带正电的原子核和核外绕原子核运动的电子组成的。
跟踪训练2 下列微粒中空间尺度最小的是（ ）
A．原子 B．原子核 C．质子 D．电子
【答案】D
【解析】物质是由分子或原子组成，原子是由位于原子中心带正电的原子核和核外绕原子核旋转的电子组成，原子核几乎集中了整个原子的质量；原子核是由质子和中子组成，故原子、原子核、质子和电子等几种微粒中，空间尺度最小的是电子。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
跟踪训练3 在原子中，带负电的是（ ）
A．电子 B．原子核 C．质子 D．中子
【答案】A
【解析】原子由原子核和核外电子组成，其中电子带负电； 原子核（由质子和中子组成）中，质子带正电，中子不带电，故原子核带正电。
故选 A。
【归纳整理】
【课堂练习】
1．下列说法中，正确的是（　C　）
A．空气中细小的灰尘就是分子
B．大雾天，我们看到空气中许多极小的小水珠就是一个个水分子
C．由于分子非常小，人们无法直接用肉眼进行观察
D．将一铁块锉成极细的铁粉就是铁分子
2．下列关于构成物质的微粒的叙述错误的是（　C　）
A．保持水的化学性质的最小微粒是水分子
B．汤姆生发现电子，说明原子是可分的
C．原子可以分为质子和中子
D．电子的尺度小于质子的尺度
3．在探究微小粒子的过程中，人们认识到“原子是有结构的”，这是源于发现了（　D　）
A．α粒子 B．质子
C．中子 D．电子
4．2025年3月11日，我国宣布“冰上丝绸之路”——北极航道正式通航，船员工作之余，还可以欣赏极光。极光是由太阳风中的高能带电粒子与地球大气中的分子或原子相互作用而产生的一种发光现象，这种高能带电粒子可能是（　D　）
A．分子 B．原子
C．中子 D．质子
5．科学家近期发现，人体通过肾脏能排出140nm的铁氧化物和纳米粒子组群。140nm等于（　D　）
A．1.4×10﹣10m B．1.4×10﹣9m
C．1.4×10﹣8m D．1.4×10﹣7m
6．如图所示，甲、乙表示氧原子及其组成粒子的结构图。氧原子和各粒子分别用a到e符号表示，则（　C　）
A．a表示氧原子核 B．b表示氧原子
C．c表示电子 D．d表示夸克
7．“一尺之棰，日取具半，万世不竭”承载着中国古代物质无限可分的思想。常见的物质都是由大量　分子、原子　 组成的，分子由原子构成，原子由　核外电子　 和原子核构成。
8．我国从2011年12月份开始，发布主要城市空气质量指数中的PM2.5监测数据，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 　μm　 （填长度单位符号）的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，由此可判断PM2.5颗粒 　不是　 单个分子。（选填“是”或“不是”）
9．分子由原子构成，原子由带 　正　 电荷的原子核和带 　负　 电荷的核外电子组成，它们所带的电荷数 　相同　 （填“相同”或“不同”），因而原子对外不显电性。
10．人类对物质结构的认识是不断进步的，　汤姆生　 在1889年发现电子，认识到原子是可分的，进而提出原子结构的“枣糕”模型（如图甲）；1911年，　卢瑟福　 通过实验发现原子核的存在，进而建立类似行星绕日结构（如图乙）的 　核式　 结构模型。
11．人类对原子结构的认识永无止境。请根据所学知识回答下列问题。
（1）道尔顿最早提出原子的概念并认为原子是“不可再分的实心球体”，1897年，汤姆生发现了 　电子　 ，说明了原子是 　可分的　 ；
（2）卢瑟福进行α粒子散射实验后，认为原子是“行星模型”。如图甲是卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验，在分析实验结果的基础上，他提出了图乙所示的原子核式结构，卢瑟福的这一研究过程是一个 　A　 。
A．建立模型的过程 B．得出结论的过程
C．提出问题的过程 D．验证证据的过程
12．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 　原子核　 ；
（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 　B　 ；
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）由图分析可得α粒子带 　正电　 （选填“正电”或“负电”）。
13．组成物体的分子很小，肉眼是看不见的，但我们可以通过身边的器材用油膜法来估测分子的直径。实验步骤和原理如下：
（1）实验的研究对象是油酸分子，我们在实验前可以通过注射器测量出每一滴油酸的体积为7.5×10﹣6cm3。
（2）把一滴油酸滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓。随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图甲所示，坐标纸中正方形方格的边长为1.5cm。我们可以数出轮廓内的方格数（未满半格的不计入个数，超过半格的算一格），从而估测出油膜的面积是 　128　 cm2（结果保留3位有效数字）。
（3）如图乙所示，假设这层油膜是由每个油酸分子紧密排列组成的，则我们就可以估测出油酸分子的直径大约为 　5.9×10﹣10　 m（结果保留2位有效数字）。
【课后巩固】
1．陕西作为中华文明的重要发祥地，素有“考古圣地”之称。考古工作者在某遗址发掘出一批古代陶器，为精准测定其年代，科研团队采用碳-14测年技术—通过分析陶器中碳元素的原子结构及衰变规律来推断文物年代。下列粒子中，在一个碳原子里带负电的是（ ）
A．电子 B．碳原子 C．质子 D．中子
【答案】A
【解析】原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。其中电子带负电，质子带正电，中子不带电，原子整体呈电中性。故在一个碳原子里带负电的是电子。故选A。
2．最早提出“原子”一词的是（ ）
A．亚里士多德 B．牛顿 C．德谟克利特 D．达 芬奇
【答案】C
【解析】德谟克利特在公元前5世纪提出原子论，认为万物由不可分割的微小粒子（原子）构成。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3．题图是根据卢瑟福的原子结构模型画出的锂原子的示意图，关于该原子结构，下列说法正确的是（ ）
A．甲是质子 B．甲是电子 C．乙是电子 D．乙是中子
【答案】B
【解析】AB．图中甲粒子位于原子核外，带负电，符合核外电子的特征，所以甲是电子，故A错误，B正确；
CD．图中乙为原子核中带正电的部分，符合原子核核内质子的特征，所以乙是质子，故CD错误。
故选B。
4．原子的中心是原子核，周围有电子绕核运动。如图所示是铍原子（元素符号为Be）的结构示意图。分析正确的是（ ）
A．原子核由中子和电子组成
B．电子带负电，中子带正电，质子不带电
C．电子绕核运动，原子核与电子互相吸引
D．原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷在数量上不相等
【答案】C
【解析】A．原子核是由质子和中子组成的，电子在原子核外绕核运动。故A错误；
B．在原子中，质子带正电，电子带负电，中子不带电。故B错误；
C．原子核因含有质子而带正电，电子带负电。根据电荷间的相互作用规律：异种电荷相互吸引，所以原子核与电子之间存在相互吸引的力，这个力使电子能围绕原子核运动。故C正确；
D．原子在正常情况下是电中性的，原子核所带的正电荷量与核外电子所带的负电荷量在数值上是相等的。故D错误。
故选C。
5．如图是氢原子的结构示意图，则该氢原子（ ）
A．核外有1个正电荷 B．原子核不带电
C．整体不显电性 D．整体有2个电子
【答案】C
【解析】由氢原子的结构示意图可知，原子核内有1个质子带正电，核外有1个电子带负电，原子中质子数等于电子数，正负电荷数量相等，所以整个原子不显电性。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
6．神舟飞船的核心芯片中，硅是基本材料，硅原子由原子核和 构成；嫦娥探测器上用于连接硅光电池片的铜质导线直径约为300μm，这个尺度 （填“能”或“不能”）用肉眼直接感知。
【答案】电子 能
【解析】[1]硅是一种常见的半导体材料，因其具有优良的半导体性能，常被用于制作芯片。硅原子的结构包括原子核和电子，原子核由质子和中子组成。
[2]人的肉眼能分辨的最小物体大小约为100μm，因此直径约为300μm的铜质导线能被肉眼感知。
7．图，是科学家们提出的两种原子结构模型示意图，其中图 与卢瑟福提出的原子结构模型相似。
【答案】乙
【解析】在卢瑟福的原子核结构模型中，原子是由位于中心的很小的原子核，以及在核外绕核运动的电子组成的，这一模型也被称为“核式结构模型”。观察图中模型：甲图是汤姆孙提出的“枣糕模型”，认为原子是均匀分布的“球体”，电子镶嵌其中；乙图呈现“中心有核、电子绕核运动”的结构，与卢瑟福提出的原子结构模型特征一致。
8．如图所示是氦原子的原子模型示意图，其中带正电的是 （选填“A”或“B”）。
【答案】B
【解析】原子是由原子核和核外电子组成的；原子核是由质子和中子组成的,原子核带正电，电子带负电。从氦原子的原子模型示意图可知：A在原子核外，带负电；B是原子核，带正电。
9．如图所示原子结构示意图中，原子核带 电，其质量大于电子的质量。原子整体 （选填“显”或“不显）电性。
【答案】正 不显
【解析】[1][2]原子核由质子和中子组成，其中质子带正电，中子不带电，因此原子核整体带正电。虽然原子核带正电，但原子核外的电子带负电，且在正常情况下，原子中质子数等于电子数，正负电荷数量相等、电性相反，相互抵消，所以整个原子不显电性（即呈电中性）。
10．当浓度超过一定值就会影响公众健康。是指空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，2.5微米合 纳米， （选填“是”或“不是”）分子。
【答案】2500
不是
【解析】[1]由于1μm=103nm
则2.5μm=2.5×103nm=2500nm
[2]分子是保持物质化学性质的最小微粒，其直径的数量级约为，是指空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，其尺寸远远大于分子的尺寸，它是由大量的分子、原子等组成的微小颗粒，并不是单个的分子。
【课后自评】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
我的收获：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
我的错题：
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10.1 探索微观 （导学案）
【学习目标】
1. 知道物质都是由分子和原子构成的，认识原子的结构（物理观念）
2. 采用归纳法、模型法等探索分子和原子的结构与模型，通过阴极射线实验推力原子内部有电子、α粒子散射实验推理出原子的核式模型（科学思维、科学探究）
3. 从古代到现代各时代伟人对微观世界的探索激发学生对微观世界的兴趣，体会微观世界的奇妙意识到我们身边常见的事物可能是一个个无限的微观世界（科学态度与责任）
【学习重点】物质是由分子或原子构成的；原子的结构模型；原子的结构
【学习难点】微观世界的尺度关系
【自主预习】阅读教材第116页第1节《探索微观》，并完成以下内容：
1. 关于物质结构的猜想
德谟克里特认为，石块、铜像的手、铁铲、花粉……是很微小地一点一点散失的。因此，他猜想，大块物体是由 构成的。
德谟克里特把这种物质微粒叫做 ，这个词在希腊语里的意思是“不可再分割的颗粒”。尽管德谟克里特猜想的“原子”不是现代意义上的原子概念，但这是人类探索微观世界的开始。
2. 物质是由分子和原子构成的
物理学中，把构成物质的仍能保持其 不变的最小微粒叫做 。我们常见的物质，例如固体、液体和气体，无论大小、轻重有何不同，也无论是否有生命，都是由 构成的。
分子的发现并没有终止科学家探究物质结构的步伐。很快，人们发现分子是由 构成的。大多数分子是由多个原子构成的，叫做 。例如，水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的，二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。有些分子则是由单个原子构成的，叫做 。铁、铜、金、铂等大多数金属的分子也就是原子。
3. 把原子“切开”
1897 年，英国科学家 （J. J. Thomson，1856 — 1940）进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒构成的，它们来自原子的内部，他把这种微粒叫做 。电子的发现否定了原子 的理论，使人们对物质结构有了更深入的认识。
原子内部有带负电的电子，整个原子却不对外显示电性，并且十分稳定。原子的这种特性启示人们，原子内部一定还有带正电的部分。因此，电子的发现，使人们认识到原子也是有复杂结构的。
4. 原子结构的两种模型
汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的物质，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣子，因此被称为“ ”。
1911 年，卢瑟福基于α射线（带正电的粒子流）轰击金箔的实验，提出了他的原子结构模型：原子中间有一个带正电的核，它只占有极小的体积，却几乎集中了原子的全部质量，带负电的电子在核外绕核运动，这一模型被称为“ ”。
5. 原子核的构成部分
科学家发现，氢原子的结构最简单，核外只有一个 。如果把电子的电荷量作为 一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核
叫做 （proton）。实验表明，质子不仅是氢原子的核，也是其他任何原子核的构成部分。
1932 年，英国物理学家 （J. Chadwick，1891—1974）从实验中发现，原子核中还有一种 的粒子，它的 跟质子差不多，这种粒子叫做 （neutron）。
质子和中子统称 （nucleon）。原子核中的质子和中子的数目称作 。各种元素的原子核中的质子数和核子数一般是 。
6. 原子的结构
现在，我们知道原子是由 和核外带负电的 构成的，而原子核是由带正电的 和不带电的 构成的。
科学家正在进一步探索这些粒子的内部结构和运动规律，并且已经取得巨大进展。质子、中子也有内部结构，它们是由一种叫做 （quark）的更小微粒构成的。
我的疑问：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【合作探究】
探究一、物质的构成
1．关于物质结构的猜想
德谟克里特 德谟克里特认为，石块、铜像的手、铁铲、花粉……是很微小地一点一点散失的。因此，他猜想，大块物体是由极小的物质粒子构成的。 德谟克里特把这种物质微粒叫做“原子”,这个词在希腊语里的意思是“不可再分割的颗粒”。
“五行说” 早在公元前11世纪，我国古代就有一种“五行说”,认为自然界是由金、木、水、火、土五种基本物质构成的。战国时期成书的《中庸》里写道：“语小，天下莫能破焉。”意思是说，世界上存在着很小很小、不可能再分割的东西。其实，这就是原子思想的萌芽。
2．物质是由分子和原子构成的
实例 现象 作用效果
DNA分子结构模型 自然界中确实存在着能保持物质化学性质不变的最小微粒。1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗(A.Avogadro,1776—1856)首先把它叫做分子。 物理学中，把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。 分子很小，用普通显微镜无法看到，需要用电子显微镜进行观察。 研究指出，大多数分子直径的数量级为10- m(0.1 nm)。分子的质量也很小。例如，一个水分子的质量约为3×10 kg。 分子是由原子构成的。大多数分子是由多个原子构成的，叫做多原子分子。例如，水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的，二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的。有些分子则是由单个原子构成的，叫做单原子分子。铁、铜、金、铂等大多数金属的分子也就是原子。
分子模型
手石墨底层上 的金原子
铂原子
【例题1】（1）关于物质的组成，下列说法错误的是（ ）
A．常见的物质是由大量分子、原子构成的 B．原子是由原子核和中子组成的
C．原子核通常是由质子和中子组成的 D．质子和中子是由更小的微粒组成的
（2）《庄子·天下》中有下列论述：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”其意为物质是无限可分的。常见的物质是由 、原子等构成的，我们 （选填“能”或“不能”）用眼睛直接观察到分子。
跟踪训练1 下列数值符合实际情况的是（ ）
A．一个标准大气压的值约为1.5×105Pa B．两个鸡蛋的重力约为1N
C．水分子直径的数量级约为10－10nm D．一名中学生游泳时受到的浮力约为50N
跟踪训练2 （多选）刮大风时尘埃在空中飞舞。关于尘埃，下列说法正确的是（ ）
A．它和一个分子差不多大小 B．可以用肉眼观察到尘埃分子
C．它的直径大约为10-10m D．它是由许多分子构成的
探究二、原子的结构
1．电子的发现
阴极射线经过荧光屏，形成一条美丽的光带 阴极射线经过磁铁附近会发生偏转
19世纪末，科学家用真空管进行放电实验时，发现真空管的阴极能发出一种射线。1897年，英国科学家汤姆孙(J.J.Thomson,1856—1940)进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒构成的，它们来自原子的内部，他把这种微粒叫做电子。 电子是比分子、原子更小的物质粒子。它的质量约为9.11×10- kg,约等于氢原子质量的，半径小于10 m。
2．原子结构的两种模型
实例 现象 作用效果
汤姆孙的原子模型图 汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的物质，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣子，因此被称为“枣糕模型”。
卢瑟福的实验与核式结构模型 1911年，卢瑟福基于α射线(带正电的粒子流)轰击金箔的实验[图10-1-7(a)],提出了他的原子结构模型：原子中间有一个带正电的核，它只占有极小的体积，却几乎集中了原子的全部质量，带负电的电子在核外绕核运动，这一模型被称为“核式结构模型”。 卢瑟福的核式结构模型也并不是完美的。以后的实验进一步表明，原子中的电子是以电子云的形式分布在原子核的外围。
★特别提醒 建立物理模型是物理学研究中的一种科学思维方法。物理模型是在一些事实的基础上，经过想象、类比等论证提出的。模型是否正确，需要实验的检验。
3．原子的结构
实例 现象 作用效果
氢原子 结构图 原子核的构成部分 科学家发现，氢原子的结构最简单，核外只有一个电子。如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子。实验表明，质子不仅是氢原子的核，也是其他任何原子核的构成部分。 1932年，英国物理学家查德威克(J.Chadwick,1891—1974)从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟质子差不多，这种粒子叫做中子。 质子和中子统称核子。原子核中的质子和中子的数目称作核子数。各种元素的原子核中的质子数和核子数一般是不同的。
卢瑟福的实验与核式结构模型 原子是由原子核和核外带负电的电子构成的，而原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的。
质子、中子也有内部结构，它们是由一种叫做夸克的更小微粒构成的。 从17世纪以来，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。
【例题2】（1）人类对物质结构的探索永无止境，如分子由原子构成，原子又由更小的结构构成。如图是氦的原子模型示意图，A是 ，B是原子核，原子核基本上是由 和中子构成，比质子、中子更小的粒子是 。
（2）在干燥的环境下，高速行驶的汽车和空气摩擦会使汽车外壳带上电荷。若行驶的汽车外壳和空气摩擦时能得到电子，汽车带的是 电。
跟踪训练1 如图所示，原子的核式结构模型揭示了原子并不是微观世界中的最小粒子，它是由 和绕核运动的 组成的。
跟踪训练2 下列微粒中空间尺度最小的是（ ）
A．原子 B．原子核 C．质子 D．电子
跟踪训练3 在原子中，带负电的是（ ）
A．电子 B．原子核 C．质子 D．中子
【归纳整理】
【课堂练习】
1．下列说法中，正确的是（　　）
A．空气中细小的灰尘就是分子
B．大雾天，我们看到空气中许多极小的小水珠就是一个个水分子
C．由于分子非常小，人们无法直接用肉眼进行观察
D．将一铁块锉成极细的铁粉就是铁分子
2．下列关于构成物质的微粒的叙述错误的是（　　）
A．保持水的化学性质的最小微粒是水分子
B．汤姆生发现电子，说明原子是可分的
C．原子可以分为质子和中子
D．电子的尺度小于质子的尺度
3．在探究微小粒子的过程中，人们认识到“原子是有结构的”，这是源于发现了（　　）
A．α粒子 B．质子
C．中子 D．电子
4．2025年3月11日，我国宣布“冰上丝绸之路”——北极航道正式通航，船员工作之余，还可以欣赏极光。极光是由太阳风中的高能带电粒子与地球大气中的分子或原子相互作用而产生的一种发光现象，这种高能带电粒子可能是（　　）
A．分子 B．原子
C．中子 D．质子
5．科学家近期发现，人体通过肾脏能排出140nm的铁氧化物和纳米粒子组群。140nm等于（　　）
A．1.4×10﹣10m B．1.4×10﹣9m
C．1.4×10﹣8m D．1.4×10﹣7m
6．如图所示，甲、乙表示氧原子及其组成粒子的结构图。氧原子和各粒子分别用a到e符号表示，则（　　）
A．a表示氧原子核 B．b表示氧原子
C．c表示电子 D．d表示夸克
7．“一尺之棰，日取具半，万世不竭”承载着中国古代物质无限可分的思想。常见的物质都是由
大量　 　 组成的，分子由原子构成，原子由　 　 和原子核构成。
8．我国从2011年12月份开始，发布主要城市空气质量指数中的PM2.5监测数据，PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5 　 　 （填长度单位符号）的颗粒物，也称为可入肺颗粒物，由此可判断PM2.5颗粒 　 　 单个分子。（选填“是”或“不是”）
9．分子由原子构成，原子由带 　 　 电荷的原子核和带 　 　 电荷的核外电子组成，它们所带的电荷数 　 　 （填“相同”或“不同”），因而原子对外不显电性。
10．人类对物质结构的认识是不断进步的，　 　 在1889年发现电子，认识到原子是可分的，进而提出原子结构的“枣糕”模型（如图甲）；1911年，　 　 通过实验发现原子核的存在，进而建立类似行星绕日结构（如图乙）的 　 　 结构模型。
11．人类对原子结构的认识永无止境。请根据所学知识回答下列问题。
（1）道尔顿最早提出原子的概念并认为原子是“不可再分的实心球体”，1897年，汤姆生发现了 　 　 ，说明了原子是 　 　 ；
（2）卢瑟福进行α粒子散射实验后，认为原子是“行星模型”。如图甲是卢瑟福用α粒子轰击原子而产生散射的实验，在分析实验结果的基础上，他提出了图乙所示的原子核式结构，卢瑟福的这一研究过程是一个 　 　 。
A．建立模型的过程 B．得出结论的过程
C．提出问题的过程 D．验证证据的过程
12．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）由图分析可得α粒子带 　 　 （选填“正电”或“负电”）。
13．组成物体的分子很小，肉眼是看不见的，但我们可以通过身边的器材用油膜法来估测分子的直径。实验步骤和原理如下：
（1）实验的研究对象是油酸分子，我们在实验前可以通过注射器测量出每一滴油酸的体积为7.5×10﹣6cm3。
（2）把一滴油酸滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓。随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图甲所示，坐标纸中正方形方格的边长为1.5cm。我们可以数出轮廓内的方格数（未满半格的不计入个数，超过半格的算一格），从而估测出油膜的面积是 　 　 cm2（结果保留3位有效数字）。
（3）如图乙所示，假设这层油膜是由每个油酸分子紧密排列组成的，则我们就可以估测出油酸分子的直径大约为 　 　 m（结果保留2位有效数字）。
【课后巩固】
1．陕西作为中华文明的重要发祥地，素有“考古圣地”之称。考古工作者在某遗址发掘出一批古代陶器，为精准测定其年代，科研团队采用碳-14测年技术—通过分析陶器中碳元素的原子结构及衰变规律来推断文物年代。下列粒子中，在一个碳原子里带负电的是（ ）
A．电子 B．碳原子 C．质子 D．中子
2．最早提出“原子”一词的是（ ）
A．亚里士多德 B．牛顿 C．德谟克利特 D．达 芬奇
3．题图是根据卢瑟福的原子结构模型画出的锂原子的示意图，关于该原子结构，下列说法正确的是（ ）
A．甲是质子 B．甲是电子 C．乙是电子 D．乙是中子
4．原子的中心是原子核，周围有电子绕核运动。如图所示是铍原子（元素符号为Be）的结构示意图。分析正确的是（ ）
A．原子核由中子和电子组成
B．电子带负电，中子带正电，质子不带电
C．电子绕核运动，原子核与电子互相吸引
D．原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷在数量上不相等
5．如图是氢原子的结构示意图，则该氢原子（ ）
A．核外有1个正电荷 B．原子核不带电
C．整体不显电性 D．整体有2个电子
6．神舟飞船的核心芯片中，硅是基本材料，硅原子由原子核和 构成；嫦娥探测器上用于连接硅光电池片的铜质导线直径约为300μm，这个尺度 （填“能”或“不能”）用肉眼直接感知。
7．如图，是科学家们提出的两种原子结构模型示意图，其中图 与卢瑟福提出的原子结构模型相似。
8．如图所示是氦原子的原子模型示意图，其中带正电的是 （选填“A”或“B”）。
9．如图所示原子结构示意图中，原子核带 电，其质量大于电子的质量。原子整体 （选填“显”或“不显）电性。
10．当浓度超过一定值就会影响公众健康。是指空气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，2.5微米合 纳米， （选填“是”或“不是”）分子。
【课后自评】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
我的收获：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
我的错题：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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