2018初中物理竞赛教程(基础训练):第1讲 从原子到星系(附强化训练题及答案)
18页1、第1讲 从原子到星系1.1 学习提要1.1.1 原子1. 原子论古希腊哲学家德谟克利特提出了最早的原子论,他认为物质是不连续的,分到最后是一些 不可再分的微粒,他把这沖构成物质的微粒称为原子。2. 原子模型的提出和建立(1)汤姆生的“葡萄干蛋糕模型”:如图31-(a)所示,汤姆生设想原子中必定有等量的 正电荷存在,而正电荷像液本一样均勾分布在原子里,电子则“浸”在其中。这一模型被人们称 为“葡萄干蛋糕模型”。 (a) (b) (c)图31-1(2) 卢瑟福的“行星模型”:如图31-1(b)所示,汤姆生的学生英国物理学家卢瑟福设想电子像行星环绕太阳运转一样在核外绕核旋转,这一模型被称为“行星模型”。(3) 玻尔的原子模型(“电子云模型”):如图31-1(c)所示,原子中的电子以极高的速度在极小的原子核外空间运动,它们的运动状况只能用电子在核外空间单位体积中出现机会的 多少来描述,电子在某些区域出现的机会较多,原子中的电子不像行星环绕太阳运转时那样有 固定的轨道,而是形成“电子云”。2000多年来科学家在不断探寻组成物质的最基本的单元。20世纪下半叶,除了电子、 质子、中子外,物理学家又发
2、现了一批基本粒子。基本粒子并不“基本目前已证实了组成某 些基本粒子的最小单元-夸克的存在。人类对原子结构的认识还在不断深化,科学的新发现一个个涌现。原子王国的秘密一个个被揭开,为彻底打开原子的秘密,科学家仍在不断努力。1.1.2 地球和太阳系1. 地球如图31- 2(a)所示,地球是一个悬在黑色天幕中、直径约为12 800 km的美丽的蔚蓝色球 体,蓝色是太阳光照在地球大气层上的缘故,大气层中漂浮着由水蒸气组成的白色卷云。 (a) (b) (c)图31-2科学研究知道:地球在一个椭圆形轨道上围绕太阳公转,同日寸又绕地轴自转。地球的运 动在不断变化,而且极不稳定。除了地球的自转外,地球的公转也不是匀速运动。2. 月球如图31 - 2(b)所示,月球是地球唯一的天然卫星,是离地球最近的天体,它在距地球38 万千米处绕着他球运转。它本身并不发光,只反射太阳光。月球表面没有大气,白昼的温度高达120C夜晚温度低至-150C,它的干燥无水、多尘的表面布满了环形山。月面上到处是裸露的岩石和环形山的侧影,整个月面覆盖着一层碎石粒和浮土。从地球上看到的月球表面有明亮的区域和暗灰色部分,明亮的部分是月亮
3、表面的山区和高地,暗灰色部分是月球表面的平原。地球和月球都已诞生了约46亿年。3. 太阳太阳是一个极其巨大的、灼热的气体球,它是离地球最近的一颗恒星。太阳为地球提供了源源不断的能量,使人类和其他生物得以在地球上生存繁衍,构成了鸟语花香、生机勃勃的世界。4. 太阳系天文学家们把以太阳为中心的天体系统称为太阳系,_即我们人类所在的行星系,如 图31-2(c)所示。1.1.3 能量的转化和守恒自然界能的形式是多种多样的,有机械能、内能、电能、原子核能、化学能、地热能、风能、太阳能各种形式的能在一定的条件下都可以相互转化。能量既不能创造,也不会消灭。它只能从一种形式转化成另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,能的总量是守恒的。这是自然界最普遍最重要的规律能量守恒定律。凡是能提供能量的物质资源,都可称为能源。1.2难点释疑1.2.1 太阳系里的“家庭成员”概括地说,太阳系是由太阳、八大行星、卫星、小行星、彗星及行星际物质构成的天体系统。八大行星围绕太阳运动,由太阳往外的顺序分别是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海五星。离太阳较近的水星、金星、地球及火星称为类地行星,它们的共同
4、特征是密度大、 体积小、自转慢、卫星少,内部成分主要为硅酸盐,具宥固体外壳。离太阳较远的木星、土星、天王星、海王星称为类木行星(又称远日行星),它们都有很厚的大气圈,其表面特征很难了解,一般推断它们都具有与类埤行星相似的固体内核。在这八颗行星外,还存在大量气体、尘埃等物质。若以彗星的活动范围来计算,太阳系的半径可达14光年。1.2.2 一次能源和二次能源能源可以分成一次能源和二次能源。一次能源指自然界中以天然形式存在的能量资源, 如太阳能、化石燃料(煤、石油、天然气)、水能、风能、海洋能、地热能、核能、潮汐能等。二次能源指由一次能源直接或间接转化而来的能源,如电能、氢气、酒精、火药等。能源又可以分为不可再生能源和可再生能源。像化石能源、核能等会越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以它们属于不可再生能源,而水能、风能、太阳能、生物能,可以在自然界里源源不断地得到,所以它们属于可再生能源。1.3 例题解析1.3.1 原子模型的提出和建立例1 依据卢瑟福的原子行星模型理论,在原子中绕核高速旋转的是( ) A、核子B、电子C、质子D、中子【点拨】根据原子的核式结构理论判断:原子是由原子
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