2019_2020学年九年级物理全册第16章第1节探索微观世界的历程考点手册新版北师大版.doc

第一节　探索微观世界的历程

知识点一　探索历程 精练版P38
1．思维的火花
人类在很久以前就开始探索物质世界的神奇，但由于受到当时社会和科技的影响，人类对自然的认识还只停留在表面上。即使这样，有些哲人的思维已经闪烁出真理的火花了。
古希腊学者德谟克里特认为：“大自然的万物都由看不见的微小粒子——原子构成。原子不能消失，但也不会无中生有。”尽管他的见解缺少科学实验的基础，但后来的历史发展表明，他的思维闪烁着真理的火花。
2．走向科学
(1)原子论的确立
人们把物质由原子构成的学说称为原子论。17世纪下半叶和18世纪，以玻意耳和道尔顿为代表的科学家才复活和确立了原子论。
(2)近代原子论确认了下列事实
①多数物质可由其他物质通过化学反应合成，这些物质称为化合物；
②一些物质不能由其他物质通过化学反应来合成，这些物质称为单质，也称为元素；
③对应各种元素，存在着各种原子，元素的差异就在于它们的原子是不相同的。原子是元素保持化学性质不变的不可再分的最小单元。
(3)分子论
1811年，意大利科学家阿伏伽德罗指出，无论化合物还是单质，它们一般并不是直接由原子组成的，而是由几个原子相结合的分子构成的。单质的分子由同种原子构成，化合物的分子由两种或两种以上原子构成。
例1　最早提出“原子”一词的是(　　　)
A．亚里士多德　 B．柏拉图
C．德谟克里特 D．达·芬奇
解析：最早提出“原子”这一思想的是古希腊学者德谟克里特。
答案：C
知识点二　原子结构 精练版P38
1．揭开原子的“面纱”
(1)19世纪下半叶，人们发现了阴极射线。
(2)1897年，英国物理学家汤姆孙发现，阴极射线是一种带负电的粒子流，后来人们把这种粒子称为电子，电子的发现揭开了原子世界神秘面纱的一角，汤姆孙因此获得了1906年诺贝尔物理学奖。
2．原子核的发现
(1)散射实验
20世纪初，人们发展了—种实验方法：用一些已知的粒子，如电子、α粒子等轰击很薄的金属箔，它们与金属原子会产生相互作用而发生偏转。通过观察这些粒子穿过箔片时的偏转情况，可以获得原子内部的信息。这种实验叫散射实验。
(2)原子核的发现及核式结构模型

从1909年到1911年，英国科学家卢瑟福等人无数次地用高速α粒子流轰击金箔，发现原子中带正电的物质只占很小的体积，但密度很大，几乎集中了原子的全部质量。后来，人们称它为原子核。卢瑟福提出了原子核式结构模型，原子的中心是原子核，电子在核外绕着原子核高速运动，就像行星绕着太阳运动一样(如图所示)。
温馨提示：原子的核式结构模型，是科学家模拟出的原子结构图形，它能帮助我们理解原子的大致结构，而不是原子结构的真实再现。
构建物理模型是科学研究中的重要方法。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。它是否正确，需经实验的检验。
3．其他粒子的发现
时间
人员
发现或提出物质理论
1919年
至1932年
卢瑟福和
查德威克
质子、中子，确定原子核由质子、中子组成(图1)
—
—
介子：质量介于质子和电子之间
超子：质量大于质子
1949年
至1964年
费米、杨振宁、坂田昌一、盖尔曼
夸克模型：质子、中子、介子、超子等都由三种基础粒子组成，分别称为上夸克、下夸克和奇异夸克(图2)
1974年
丁肇中、里克特
发现J/Ψ粒子，又发现了粲夸克、底夸克和顶夸克

知识拓展：各种微小粒子构成关系

例2　物理学中一个基本的观念是“世界是由物质组成的”。
(1)1811年，意大利科学家阿伏伽德罗将组成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒命名为________。1911年，英国科学家________在进行了α粒子散射实验后，提出了原子核式结构模型。
(2)以氢原子为例，下图的四个图中能正确示意氢原子核式结构的是(　　　)

解析：当组成物质的分子发生变化时，物质的化学性质就会发生变化，所以保持物质化学性质不变的最小微粒是分子。分子是由原子构成的，原子由位于原子中心的体积非常小的原子核和绕原子核高速运动的电子组成，所以C选项正确。
答案：(1)分子　卢瑟福　(2)C
知识点三　纳米科技 精练版P38
1．微观粒子的空间尺度
在物理学中，原子、原子核及其更深层次的客体统称为微观粒子，简称粒子。下图给出了微观粒子的空间尺度。

2．纳米和纳米科技
纳米：我们把10－9m作为一个长度单位，称作纳米，符号为nm，大约是10个氢原子排列起来的长度，1nm＝10－9m。
纳米科技：纳米科技指的是，当人们力图在纳米尺度上了解和控制物质时，所发现的许多新现象，所发明的许多新技术。纳米科技中的研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子。
(1)纳米科技的发展
纳米科技的思想来自美国物理学家费恩曼1959年的一次演讲。费恩曼的灵感多年来曾被认为是科学幻想，1986年发明的扫描隧道显微镜终于一举提供了观察原子的“纳米眼”和操纵原子的“纳米手”。
今天，纳米催化剂大幅度提高了催化作用；用纳米颗粒粉体制成的纳米材料显示出比一般材料更为优异的性能；纳米炸药也显示出更大的威力……
(2)纳米科技的前景
展望未来，由于可以通过精确地控制原子或分子来制造产品，生产过程中将不会产生副产品和废物；利用纳米技术，人类有可能在原子和分子尺度上诊断和治愈疾病，甚至修补细胞；纳米技术将可以制造分子开关和导线，将导线做得更细，开关做得更小……应用纳米技术，必将迎来一场新的技术革命。
例3　在物理学中，原子、原子核及其更深层次的客体统称为微观粒子，以下微观粒子按空间尺度由小到大排序正确的是(　　　)
A．原子　原子核　质子　夸克
B．夸克　质子　原子核　原子
C．夸克　原子核　质子　原子
D．原子核　质子　夸克　原子
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，而质子和中子又是由更小的微粒夸克组成的，所以按空间尺度由小到大排序是夸克、质子、原子核、原子。本题正确选项为B。
答案：B
注意：本题考查了微观粒子的空间尺度排序。解此类题时注意把握好原子的结构，原子由原子核和电子组成，原子核由质子和中子组成，质子和中子由更小的夸克组成。

易错点　对原子的核式结构认识不清
原子是由原子核和核外电子组成的，原子核带正电，电子带负电，原子核居于原子中心，占很小的体积，但其密度很大，几乎集中了原子的全部质量，质子带正电，中子不带电，质子的质量和中子的质量几乎相同，带负电的电子在不同的轨道上绕核运动。
例4　物理学中的放射现象和电子的先后发现，不仅将人们的视线引入到原子的内部，而且更进一步地驱使人类积极探索原子核的内部组成。某学习小组的同学在关于原子和原子核的讨论中，有以下四种说法：
(1)原子由位于中心的原子核和核外电子组成；
(2)带负电荷的电子在原子核外空间绕核高速运动；
(3)原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里；
(4)原子核由质子和中子组成，质子的个数一定不等于中子的个数。
下列组合中，都正确的是(　　　)
A．(1)(2)　 B．(2)(4)
C．(1)(3) D．(3)(4)
解析：依据原子的核式结构模型可知，原子由位于中心的体积很小的原子核和核外电子组成，带负电荷的电子在原子核外空间绕核运动。原子的质量主要集中在原子核上，但不是全部集中在原子核上，因为电子也有质量。原子核由质子和中子组成，质子和中子靠核力结合，但质子的个数不一定等于中子的个数。
答案：A
注意：由于科学技术的制约，人们无法观察到原子的内部结构，理解起来比较困难，在我们理解的过程中，用我们比较熟悉的事物进行类比(如太阳系)，就比较容易掌握了。

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