八年级物理下《从粒子到宇宙》学案苏科版

第七章从粒子到宇宙
一、走进分子世界
[【学习目标】
1．知道物质是由分子和原子构成的。

2．能从生活、自然中的一些简单热现象推测分子的热运动。

初步认识宏观热现象和分子热运动的联系。

3．初步了解纳米材料的应用和发展前景。

【课前准备】
1．我们用钢笔写字，时间久了，要清洗一下，回忆一下，清洗后清水还清吗？这种现象说明了什么？
1.不清，说明分子在永不停息地做运动
2．你常看到妈妈在放衣服的箱子里放樟脑丸防虫蛀。

过一段时间后，打开箱子取衣服，就会闻到一股刺激性的气味，造成这种现象的原因是什么？
2.樟脑丸分子运动到空气分子中去了
3．回家问一下妈妈，煮咸鱼前是不是要在清水里泡一下，问妈妈为什么要这么做？道理在哪里？
3.是将盐分子运动到水中去，以免咸鱼太咸
4．做一做。

将饭盒用橡皮筋系住，用手向上提，然后将饭盒的底部放到刚好和一盆水的水面接触，再慢慢地向上提起饭盒，观察橡皮筋的伸长有何变化，猜想一下，变化的原因是什么？提起饭盒后仔细观察它的下表面，再猜想。

4.橡皮筋的伸长变长水与饭盒之间有了吸引力
5．人们喜爱鲜花不仅是鲜花的美，还有一个重要的原因就是百花的芳香。

春天的兰花香，夏天的茉莉花香，秋天的桂花香，冬天的腊梅香，是什么原因让我们感觉到沁人心脾的芳香呢？
5.这是因为这些花都能释放出一些特殊的物质，这些芳香的物质分子运动到空气中去，渐渐向四面八方运动；当人们嗅到含有此物质分子的空气时，这些分子会刺激鼻粘膜上的嗅神经，从而感到香味，这是分子永不停息地运动的结果。

【课堂例题】
例1 下列现象中，能够说明物质的分子在不停地做运动的是( )
A．打扫除时，教室里有灰尘飞扬
B．水从高处流向低处
C．放在空气中的铁器过一段时间生锈了
D．在一杯白开水中放入白糖，整杯水都有甜味了
分析A．灰尘飞扬，人眼可见，而分子很小，一般分子直径的数量级仅为10-10m，肉眼是无法看见，说明看见的不是灰尘分子，而是由无数灰尘分子构成的物质；B．水从高处流向低处是由于地球对它的吸引作用；C．铁器生锈是由于铁与潮湿的空气发生了反应；D．白开水中放入白糖，整杯水都有甜味，正说明了白糖分子和水分子均一直在永不停息的运动，彼此进入了对方，所以整杯水变甜了。

解 D
总结解此类问题的关键是正确的理解分子很小，人眼无法直接观察到，只要人眼能直接看到的就不是分子的运动；分子一直处在永不停息的运动中。

例2 物理老师在课堂上做了一个演示实验，把截面积相同，高度分别为10cm 的酒精和水都倒入到横截面积均与原来相同的另一只量筒中其结果是( ) A．混合后液体高度为20cm
B．混合后液体高度小于20cm
C．混合后液体高度大于20cm
D．以上均不正确
分析本题应从分子间有空隙去考虑。

该实验说明构成物质的分子间存在着空隙，酒精和水混合后，由于酒精分子和水分子彼此进入到对方分子的间隙中去了，因而酒精和水混合后的体积比混合前的总体积要小。

解 B
点拨本题主要是要知道分子间有间隙，分子在永不停息地做无规则运动，相互接触的两个物体的分子将彼此进入对方的分子间隙中去。

例3 打足气的氢气球，即使用细线将口扎紧，气球也会逐渐变小，这是为什么？
解因为一切物体里的分子都在永不停息地做无规则运动，气球里的气体分子能穿过人眼看不见的气球上的空隙运动到球外，所以气球会逐渐变小。

例4 下列关于组成物质的分子的说法中，正确的是( ) A．所有物质分子之间的吸引力和排斥力总是同时存在
B．所有物质的分子都是规则排列的
C．在0℃所有物质的分子都停止了运动
D．固体分子间只有吸引力没有排斥力
分析解答本题的关键是正确理解一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，这种运动是不会停止的，与外界温度没有关系。

固体中，分子靠得很近，它们有规律地排在一起，每个分子只能围绕某一点振动；液体中，分子间的距离为固体中分子间距离的2倍左右，每个分子可以在一定的范围内运动；气体中，分子离得比较远。

分子间的吸引力和排斥力总是同时存在，固体也不例外。

解 A
点拨物质的分子一直处在永不停息的运动中，固体物质的分子有规律地排在一起，液体、气体物质的分子运动的范围较大，分子间的吸引力和排斥力总是同时存在。

例5 同学们做作业时，常会用透明胶带把错处揭去，但操作时往往要把胶带用力抹一下，使之与纸紧贴，才能揭得干净，为什么？
解把胶带用力抹一下，使之与纸紧贴，可使分子间隙减小，增大分子间吸引力，从而使作用效果明显。

【训练检测】
1．物质是由大量构成的，分子间有，分子一直处在。

2．分子是非常小的，它的直径大约是（）
A．10-3m B．10-6m C．10-8m D．10-10m
3．将煤堆放在墙角处一段时间，发现涂在墙角处的白石灰变黑了，这说明了固体物质的分子也是。

4．向装有清水的杯子里滴一滴红墨水，过一会儿整杯水都变成了淡红色，这是因为（）A．红墨水在清水中流动B．红墨水遇到清水会褪色
C．水的无规则运动D．分子的无规则运动
5．下列说法中错误的是（）
A．物质是由分子构成的B．分子是很小的
C．一粒灰尘就是一个分子D．分子是在永不停息地运动着的
6．下列现象中，不能用来说明分子在永不停息运动的是（）
A．箱子里放几颗樟脑丸，过几天整个箱子里都充满樟脑味
B．刚走近饭堂，就能闻到学校食堂饭菜的香味
C．晒衣服时，水蒸发，衣服变干了
D．汽车驶过，公路上扬起灰尘
7．液体和固体中的分子不会飞散开，而保持一定的体积，这是因为分子之间存在着的缘故，压缩液体和固体很困难，这是因为分子之间还存在着的缘故。

8．春天，人们站在槐树旁能闻到槐花香，这一现象说明了（）A．分子的体积变大B．分子在不断运动
C．分子分裂成原子D．分子的质量很大
9．下列事例中，能表明分子在永不停息地做无规则运动的是（）A．扫地时，灰尘四起B．花开时，花香满园
C．下雪时，雪花飘飘D．刮风时，黄沙扑面
10．“破镜不能重圆”是因为将破镜合起来时，镜子断裂处的绝大多数分子间距离，分子间几乎没有作用。

11．固体和液体很难被压缩是因为（）
A．分子间没有间隙B．分子间存在着引力
C．分子间存在着斥力D．分子在不停地做无规则运动
12．两滴水银靠近能自动结合成一大滴水银，说明，水银很难被压缩，说明；鸭蛋放入盐水中变咸，说明。

13．纳米技术是指纳米尺度内的科学技术，它是现代科学技术的前沿，纳米是很小的长度单位，1nm= m。

一张纸的厚度大约只有0.1mm，就合nm。

[拓展提高]
14．固体、液体、气体分子间的距离由小到大的顺序是（）
A．固体、液体、气体B．气体、液体、固体
C．固体、气体、液体D．液体、固体、气体
15．在公共场所，一个人抽烟，其他人都会“被动抽烟”，这是因为（）
A．烟雾密度大向下沉
B．烟雾密度小向上升
C．一个人抽烟，其余人羡慕也会跟着抽烟
D．这个人抽烟，烟雾扩散在空间，空气中含有烟分子，其余人呼吸受到了伤害16．一根纱线容易拉断，一根铜丝不容易拉断，这一现象说明（）
A．纱线分子间不存在引力，铜丝分子间有引力
B．纱线分子间的引力比铜丝分子间的引力小
C．纱线分子间有斥力，铜丝分子间不存在斥力
D．纱线分子间引力小于斥力，铜丝分子间引力大于斥力
17．为什么用粉笔写字，会在黑板上留下字迹？
训练检测参考答案
1.分子间隙永不停息地运动中
2.D
3.一直处在永不停息的运动中
4.D
5.C
6.D
7.吸引力排斥力
8.B
9.B 10.较大吸引力11.C 12.分子间有吸引力分子间有排斥力分子一直处在永不停息的运动中 13.10-9105
拓展提高参考答案
14.A 15.D 16.B 17.组成粉笔和黑板的物质分子之间有吸引力，用粉笔写字时，用力使粉笔分子与黑板分子之间的距离达到分子引力起作用的范围，在黑板上留下字迹。

二、探索更小微粒
[学习目标]
1．了解原子的核式模型。

2．了解人类探索微观世界的历程，并认识这种探索将不断深入。

[课前准备]
1．查阅资料了解电子是如何被发现的并与同学们交流一下？
1.十九世纪初，人们对电的本质的认识又深入一步。

把电磁现象和物质结构直接联系起来，人们将高压电加在盖斯勒管两端的电极上，在装置阳极的玻璃管上产生神秘的荧光，人们认为这是阴极飞出的一种东西，叫“阴极射线”。

“阴极射线”的本质是什么？在物理学界引起争论。

最后，在1897年英国物理学家汤姆逊提出一种特殊的、高速运动的带负电的粒子。

他用强大的电场使“阴极射线”产生预料的偏转，让明它是带负电的。

另外，他又将磁场、电场同时加在“阴极射线”上，从射线发生弯曲的程度测出带电粒子的荷质比；通过实验还知道它的电荷量是电荷的最小值。

汤姆逊把它定名为“电子”。

电子的发现打破了原子不可再分的观点，使人们更进一步对原子结构有了认识。

2．用塑料圆珠笔在头皮上反复摩擦几下(小心不能摩破头皮)，然后将摩擦过的这一端靠近碎纸屑，你发现了什么？
2.摩擦过后的塑料笔杆吸引碎纸屑。

[课堂例题]
例1 物体带电是怎么回事？
分析原子中存在带正电的原子核和带负电的电子，而且原子核所带正电的电荷跟原子中所有电子所带负电的电荷是相等的，原子处于不带电的中性状态。

当中性的原子失去一个或几个电子时，就显示出带正电，相应的物体就带上正电。

反之，当中性原子获得多余的电子时，就显示出带负电，相应的物体就带上负电。

点拨在通常情况下，原子是中性的，由原子组成的物体也呈中性，这样的中性原子失去或得到电子就能使物体带上电。

例2 摩擦起电的原因是什么？
分析原来，不同物质的原子核束缚电子的本领不同。

两个物体互相摩擦时哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上；失去电子
的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体因为有了多余的电子而带等量的负电。

点拨相互摩擦的两个物体，要想带电，它们的原子核对核外电子的束缚能力要不同。

如两个同种物质组成的物体，相互摩擦就不能使物体带电，因为它们的原子核束缚电子的能力相同。

例3 电子、质子和中子有什么相同和不同之处？
分析（1）它们的相同之处是都是构成物质的微粒；
（2）它们的不同之处是：①质子带正电，中子不带电，电子带负电②质子、中子的质量差不多，电子的质量很小，因而原子的质量几乎多集中在原子核上。

例4 某同学拿着橡胶笔杆在头发上摩擦几下，然后用笔杆靠近吊在细线上的泡沫塑料小球，小球被吸引过来，但一接触就分开了。

请对该同学的这个小实验作出解释。

分析橡胶笔杆跟头发摩擦而带电。

当带电的笔杆靠近不带电的泡沫塑料球时，由于相互吸引而接触，两者接触时，泡沫塑料球与笔杆带上了相同的电荷互相排斥，所以两者又分开。

例5 某报纸报道说有一芭蕾舞演员在纤维地毯上跳舞，一段时间后，突然地毯起火而烧伤这位芭蕾舞演员。

请用所学知识说明其道理。

分析纤维地毯是易燃物质，由于在跳舞过程中，芭蕾舞演员的脚不断地与地毯摩擦而使地毯带电，当电荷积累到一定程度就会发生放电现象（尤如我们脱毛线衣时的“噼啪”声），放电的火花会引燃纤维地毯起火而烧伤这位芭蕾舞演员。

[训练检测]
1．电子的发现说明原子也是的。

2．原子是由和核外电子组成的，电子带电，原子核带电，通常情况下原子是不的。

3．分子由构成。

相同原子构成的分子称为，不同原子构成的分子构成，如由碳原子构成的金刚石就是一种，水分子是由
和构成的。

4．1897年，汤姆逊发现了；1919年，卢瑟福用α粒子从氮原子核中打出了；1932年，查德威克发现了；1961年，盖尔曼提出了的设想；建立了原子结构的行星模型。

5．下列现象不属于摩擦起电的是（）
A．用干净的梳子梳干燥的头发，头发能竖起且一根一根分开
B．在干燥的天气里脱毛衣时，会听到轻微的噼啪声
C．用干燥的毛刷刷毛衣时，会在毛刷上吸出许多细微脏物
D．一阵风吹过后，墙角堆了一些灰尘
6．卢瑟福的原子行星模型，其中O表示，表示，⊕表示。

7．下列粒子中，带正电荷的是（）A．中子B．电子C．质子D．原子
[拓展提高]
8．阅读探究题：
（1）在通常情况下，原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷在数量上相等，整个原子呈中性，由原子组成的物体也呈中性。

当两个物体互相摩擦的时候，不同物质的原子核束缚电子的本领不同，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上；推动电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。

当用毛皮与橡胶棒相互摩擦的时候，已知橡胶棒的原子核束缚电子的本领比毛皮强，在它们相互摩擦的时候，橡胶棒因电子而带电，毛皮因电子而带电。

（2）原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由质子和中子组成，质子和中子的质量基本相同。

原子核的质量比电子大得多，几乎集中了原子的全部质量，可以近似的认为，相对原子质量在数值上近似等于原子核内的质子数与中子数之和，如钠的原子中有11个电子，钠原子的相对原子质量在数值上为23，则钠原子中有个质子，个中子。

训练检测 1.可分 2.原子核负正带电 3.原子单质分子化合物单质氢原子氧原子 4.电子质子中子夸克卢瑟福 5.D 6.中子电子质子 7.C 拓展提高 8.(1)得到负失去正 (2)11 12
三、宇宙探秘
[学习目标]
1．大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索将不断深入。

2．对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。

[课前准备]
1．阅读了解“地心说”、“日心说”。

1.2世纪古罗马天文学家托勒密系统提出地球中心说，认为地球是宇宙的中心，包括太阳在内的一切天体都围绕地球运转。

这个观点符合教会的利益，得到教会的长期支持，凡是反对这一观点的人都会遭到教会迫害。

16世纪，波兰天文学家哥白尼根据自己多年的观察和研究，认为地球自转的同时，也是一颗围绕太阳运转的行星，提出了“太阳中心说”，对教会维护的“地球中心说”发出了挑战。

2．阅读了解地球在太阳系中的位置，为什么地球是一颗适于生物生存和繁衍的行星？
2．（1）地球是太阳系中的一颗行星——第三行星
（2）①地球的光照稳定②九大行星各行其道，互不干扰，地球具有安全的宇宙环境③日、地距离适中，地表温度为15℃④地球的质量、体积较大，可吸附空气⑤地球上可形成液态水。

3．查阅资料了解什么是多普勒效应？
3．如果声源一直在移动，那么，在声源前方的声波会被“挤压”而变密，而
在声源后面的声波会被“拉长”而变疏。

当声波变密时，引起耳膜每秒钟振
动的次数增多，你就会感到音调变高；反之则音调变低。

人们把这一现象叫
做多普勒效应。

[课堂例题]
例1．光在真空中行进一年所经过的距离称1光年(l.y.)。

1l.y.= m。

分析光年是一个大尺度的距离单位，等于光在一年中传播的距离。

光在真空中的传播速度为3×108m/s，一年365天，用速度公式v=s/t的变形公式s=vt求解解s=vt=3×108m/s×365×24×3600s=9.4608×1015m
总结光年是路程的单位，而不是时间的单位。

例2．宇宙中由小到大的天体结构系统是、、、。

分析月球绕地球公转，构成地月系；地球和水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等行星，以及小行星、慧星、流星体等天体围绕太阳公转，构成太阳系；太阳和千千万万颗恒星又组成庞大的恒星集团，称为银河系；银河系以外还有许许多多同银河系规模相当的天体系统，称为河外星系，简称星系。

解地月系、太阳系、银河系、星系。

[训练检测]
1．人类对宇宙的认识是由及的。

2．在观察太阳、月球、行星等天体在天空位置变化的基础上，人们总结了日月运动的许多规律，建立了中心的学说；自16世纪后，等发动了天文学领域的一场革命，创立了“”。

3．晴朗夜空的闪烁群星之中有一条横亘天际的光带，实际上它是由
和集合而成的一个庞大的天体系统，称为。

4．地球运动的基本形式（）A．自转B．公转C．自转和公转D．自转或公转
5．是银河系中数以千亿计恒星中的一颗普通的恒星，紧靠银河系的星系是，它距离我们超过万l.y.，散布在宇宙中的星系多达亿个。

6．地球是中一颗普通的行星。

具有行星的一般特征：由组成，按一定的规律绕运动。

7．地球是中一颗特殊的行星——中唯一有，特别是高级智慧生物的行星。

8．关于宇宙的叙述（）
A．宇宙实际上就是太阳系
B．宇宙是物质世界，物质形态呈单一化
C．宇宙处在不断的运动和发展之中
D．宇宙即星系
9．目前宇宙空间垃圾来自（）
A．坠落到地面的卫星残骸
B．工作寿命中止的航天器、意外或有意爆炸产生的碎片
C．“太空实验室”解体在大气层中散落的残骸
D．空间太阳能发电站产生的废弃物
10．1AU= m，1l.y.= m
11．20世纪20年代，天文学家发现星系的光谱向方向偏移，称之为谱线，这一现象说明星系在远离我们而去，光同样具有效应，当一个星系离我们远去时，它的谱线波长也会变。

12．关于宇宙的起源，大多数宇宙科学家都认定：宇宙诞生于距今约150亿年的一次，宇宙起始于一个“原始火球”，在“原始火球”里，和都高得无法想象，这时物质的状态极不稳定，终于使原始火球发生爆炸，爆炸导致宇宙空间处处膨胀，温度则相应，逐步形成超星系团、星系团、星系乃至恒星和行星等。

[拓展提高]
13．活动
小型演讲会
题目：(1)正确了解地球的宇宙环境，不让愚昧迷信侵蚀社会。

(2)好好爱护地球，因为人类只有一个“家”。

14．材料分析题
材料一：1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红”1号发射成功，成为世界第五个有能力用自制的运载火箭发射本国自行研制的人造卫星的国家。

材料二：1999年11月20日，我国第一艘载人航天试验飞船“神舟一号”发射成功。

材料三：2003年10月15日，我国载人航天飞船“神舟五号”在酒泉发射中心，发射成功。

根据以上材料回答：
(1)酒泉发射中心位于省，我国另一个航天发射中心是。

(2)现在我国已步入世界航天技术先进国家的行列，其标志有。

训练检测 1.近远 2.地球哥白尼太阳中心说 3.群星弥漫物质银河系 4.C
5.太阳仙女星系 200 1000
6.太阳系物质太阳
7.太阳系太阳
系生命 8.C 9.B 10.1.496×1011 9.461×1015 11.哈勃长波“红移”
多普勒变长 12.大爆炸温度密度下降
拓展提高 13.略 14.(1)甘肃四川西昌 (2) ①长征系列火箭性能先进、安全、可靠，不仅能发射我国自行研制的人造卫星，而且已投入国际市场，先后为一些国
家发射了卫星。

②世界上少数几个掌握卫星返回技术；能发射载人航天飞船
的国家。

本章小结
[知识网络]
从粒子到宇宙分子分子一直处在永不停息的运动中分子间存在吸引力和排斥力摩擦起电原子原子核质子中子电子太阳是宇宙的中心
[课堂例题]
例1 下列例子中，不能用分子一直处在永不停息的运动中的理论来说明的是（）A．在地上洒水，一会儿地又变干了
B．烧菜时，放一小匙食盐，一会儿菜都有了咸味
C．将黄沙均匀拌入水泥中，成为混凝土
D．关上门窗，然后向房间内喷杀虫剂，一段时间后，房里的蚊虫全部被杀死了分析A．在地上洒水，水分子运动成为气体分子进入空气；B．烧菜放盐，食盐溶化，食盐分子运动到菜中去，所以菜变咸；C．黄沙拌入水泥中为物体受力运动，不是由于分子运动；D．向屋内喷杀虫剂，杀虫剂蒸发，分子进入空气中，蚊虫闻到即被杀死。

解 C
例2 原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由质子和中子组成的，质子带正电荷，中子不带电，电子带负电。

可见原子是由带电的粒子组成的，而整个原子对外为何不显电性呢？
分析在通常情况下，原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷在数量上相等，整个原子呈中性，也就是对外不显示带电的性质。

当然，不同物质的原子，原子核所带的电荷并不相同，核外电子的数目也不相同。

如氢原子的结构最简单，原子核带有1个质子，核外只有一个电子，氧原子核内有8个质子，核外有8个电子。

例3 摩擦起电是（）A．质子从一个物体转移到另一个物体的过程
B．使电子从一个物体转移到另一物体的过程
C．负电荷的产生和转移的过程
D．正、负电荷的产生和转移的过程
分析摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的本领不同而造成的。

当两个物体相互摩擦的时候，束缚电子本领弱的物体上的电子就会转移到另一个物体上，失去电子的物体因缺少电子而带正电，束缚电子本领强的物体因得到多余电子而带上
等量的负电。

因此，摩擦起电的实质不是创造了电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体，使正、负电荷分开。

解 B
例4 两片光滑的玻璃片紧贴在一起，但不能粘在一起，如果在两块玻璃间放一些水，再让它们紧贴在一起，就很难将它们再分开，这是为什么？
分析两块光滑的玻璃片虽然紧贴在一起，但接触处绝大多数的玻璃分子间的距离都较大，这时分子间的作用力极小，所以无法粘在一起；如果在这两块玻璃片间放些水，由于水流动性较强，可以减小水分子与玻璃分子之间的距离，分子间较大的吸引力使得它们能粘在一起。

点拨分子间的相互作用力与分子间的距离有关，只有当分子间的距离很小时，分子间的作用力才会表现出来。

[训练检测]
1．气体很容易被压缩，是由于，液体和固体很难被压缩，是由于分子间存在力，铁棒很难被拉伸是由于分子间存在着力。

2．物体有了吸引的性质，我们就说物体带了电，或者说带了，用摩擦的方法使物体带电叫做。

3．分子和原子都是很小的微粒，把原子看作是球形的，一般原子的半径只
有m左右。

4．原子核带电，电子带电，电子在原子核的电力吸引作用下，在核外绕核运动，原子的这种结构称为结构。

它同太阳系中各行星绕太阳运动的情形有些相似。

5．一切物质都是由构成，分子都在，分子之间存在着相互作用的力和力。

6．物体能够被压缩是由于物质分子间存在着；而物体又不能无限地被压缩又是由于物体分子之间存在着。

7．把两块表面干净且平滑的铅压紧，在铅的下面吊一个相当重的物体，铅块不会分离，这是由于，再压紧铅块又相当困难，这表明。

8．通常情况下，整个原子是中性的，这是因为原子核带的跟核外电子总共带的数量。

9．无色清水和蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界面。

静放几天后，界面逐渐模糊不清，这表明和。