第7章
从粒子到宇宙
肉眼看不到又小又轻的分子，那么怎样才能知道分子在运动?呢？ 智 能 提 要
问：分子极其微小，直接用眼睛根本看不见，我们是通过什么方法来知道它的运动情况的?
答：科学家可以用高科技手段对分子进行观察，而我们可以从一些日常生活中的现象，或用一些简单的实验方法来分析得出分子的运动情况。如扩散现象， 人们通过气体、液体、固体的扩散现象，就能说明微小的分子在永不停息地运动着。如：在房间里接通电蚊香片的电源，则整个房间都能闻到蚊香片的气味；把盐撒在菜上，过一段时间后菜就有了咸味；把卫生球（用萘制成）放入箱子里，几天后打开箱子，则整个箱子里都会发出卫生球的气味；在一碗汤里倒入点酱油，则整碗汤都会有酱油的味道和颜.r2v
问：哪些现象能说明分子间存在着吸引力和排斥力呢？
答：我们只要细心观察、思考，日常生活中很多现象都能说明分子间有吸引力和排斥力。例如，一支粉笔有一定的形状和体积，而不是“一盘散沙”；用粉笔写字，黑板上留下字迹；把两滴水靠近后会溶在一起合成一滴水，等等。充分说明了分子间存在着吸引力。再如，固体、液体很难被压缩，分子间有空隙， 说明分子间存在着排斥力。
科学家研究得出：当分子间距离大于0.1nm时，吸引力起主要作用；当分子间距离小于0.1nm时，排斥力起主要作用；当分子间距离大于分子直径10倍以上时，分子间的作用力极小，可忽略不计。
智 能 拓 展
布朗运动
由于分子在做永不停息的无规则运动，它对悬浮在液体或气体中的颗粒的撞击也是不平衡的，因此悬浮在液体或气体中的颗粒将做永不停息的无规则运动，该现象由布朗最先观测到，因此我们把这种运动称之为布朗运动．
布朗运动的剧烈程度与温度和颗粒大小有关，温度越高布朗运动越剧烈，颗粒越小，布朗运动也越显著．
在显微镜下可以观察悬浮在液体中的花粉的布朗运动．不论是白天还是黑夜，冬天还是夏天，我们总可以在显微镜下看到布朗运动。这表明分子在不停地着。
智 能 归 例
题型一 知道扩散现象说明分子在不停地运动着
例1 下列现象中 ，说明分子不停地做无规则运动的是（ ）
A． 糖块放入水中，水变甜了
B． 洒水车将水喷洒在地面上
C． 扫地时，在阳光下看到灰尘在空中飞舞
D． 沙粒放入水中，水变浑浊了
闯关点拨 注意区分宏观物质的一些细小微粒与微观粒子的一些区别
解 分子很小，一般分子的直径只有10-10m，因此选项中的水滴，灰尘和沙粒都是我们肉眼就能观察到的，它们应该属于宏观物体的运动，而不是分子的无规则运动，选项A中，糖块放入水中，水变甜了，是属于扩散现象，是分子无规则运动的结果。 答 选A
例2 通常把青菜腌成咸菜需要几天时间，而把青菜炒熟，使之具有咸味，仅需几分钟。造成这种差别的主要原因是（ ）
A．盐分子太小，很容易进入青菜中
B．盐分子间有相互作用的排斥力
C．青菜分子间有空隙，易扩散
D．炒菜时温度高，分子运动加快
闯关点拨 分子运动的快慢跟温度有关，物体的温度越高，分子的运动越快
解 炒菜时温度高，分子运动的速度快。而腌菜是在常温下进行，分子运动缓慢
答 选D
题型二 懂得分子间存在着吸引力和排斥力，并能解释有关现象
例1 压缩固体和液体很困难说明分子间（ ）
A.分子之间存在着斥力
B.分子之间存在着引力
核农学报C.分子不停滴在做无规则的运动
D.那一次我很受启发固体、液体分子之间没有空隙
闯关点拨 固体、液体都很难被压缩，原因是分子间存在着斥力
解 固体、液体难压缩的原因，是受压后分子间的距离 就要小于0.1nm，这时分子间斥力大于引力，斥力起主要作用，并且斥力会随着分子间距离的进一步减小而迅速增大，所以很难被压缩。
答 选A
例2 分子间有引力，为什么不能将打碎的玻璃吸引在一起?
闯关点拨 分子间的作用力和分子间的距离有关，当分子间的距离大于分子直径的10倍时，
分子间的作用力就变得十分微弱，可以忽略了
解答 两块玻璃碎片拼合在一起，不可能相距很近，它们之间的距离很难达到如此小的距离范围，分子间的引力十分微弱，所以不能吸引在—起．
智 能 训 今年疫情发展趋势练
基础知识训练
1．在量筒的下半部分盛有蓝的浓硫酸铜溶液，再在硫酸铜溶液上方缓缓地注入一些清水，几天后，整个量筒内的液体都变成蓝，这一现象表明_______________．（题型一）
2．纳米技术是高新科学技术和工程技术，纳米是很小的长度单位，，若一个分子的直径为，则我过科学家制造的那么碳纤维管的直径是，相当于_______个分子一个一个排列起来的长度。
3．一根铁棒很难压缩是因为分子间存在__________，又很难被拉长是因为分子间存在着__________。（题型二）
4．1g食盐中约有1.04×1022个分子，把丙酮酸乙酯1g食盐投入一个水库中，已知水库的蓄水量为4×109m3，如果食盐分子均匀分布在水库的水中，那么每立方厘米的是中约含有__________个食盐分子.
5．如图7-1所示，下面的瓶子里装有红棕的二氧化氮气体，它的密度大于空气密度．当抽去玻璃片后，过一段时间，看到上面的瓶子里也出现了红棕的二氧化氮，这种现象主要表明（ ）（题型一）
Ａ．分子有一定的质量 Ｂ．分子间有相同作用力
Ｃ．分子有一定大小 Ｄ．分子在做无规则运动
6．下列诗词、歌词或俗语中不含有分子无规则运动这一物理知识的是（ ）（题型一）
A．稻花香里说丰年 B．美酒飘香歌声飞
C．墙里开花墙外香 D．亲戚远来香
7．下列实例中，不能用来说明“分子在不停地运动”的是（ ）（题型一）
A.湿衣服在太阳下被晒干 B.炒菜时加点盐，菜就有咸味
C.扫地时灰尘飞扬 D.香水瓶盖打开后能闻到香味
8．长期堆放煤的墙角，墙壁的内部也会变黑．说明其原因．（题型一）
9.把1升酒精倒入容器中，再把2升水也倒入这个容器中并进行充分混合，发现混合后的总体积小于3升，请解释这个现象。
综合提高训练
1．固体、液体、气体分子间的距离，从小到大排列的顺序一般是__________，分子间的作用力从小到大排列的顺序一般是_____________________
2．“花气袭人知昼暖，鹊声穿树喜新晴”，这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，对于第一句，以物理学角度可以理解为：花朵分泌的芳香油分子的_______________加快，说明当时周边的气温突然____________（题型一）
3．如图7-2所示，将一表面干净的玻璃板挂在弹簧秤下面，手持弹簧秤的上端将玻璃板放至刚与水面接触后，慢慢提起弹簧秤，观察到玻璃板未离开水面时弹簧秤的示数比离开水面后的示数_________，其原因是_________．
（题型二）
4．物质处于哪种状态决定于( )．
A．物质的温度 B．物体内分子无规则运动的剧烈程度
C．物质的分子结构 D．物质内部分子作用力的大小
5．“破镜”不能“重圆”的原因是( ) （题型二）
A．分子间的作用力因玻璃被打碎而消失
B．玻璃表面太光滑
C．玻璃的分子间只有斥力没有引力
D．玻璃碎片间的距离太大，大于分子间发生相互吸引的距离
6．下列现象中，不能用分子间存在引力作用来解释的是（题型二）
A．要橡皮绳拉长，必须施加拉力的作用
B．擦黑板时，粉笔灰纷纷落下
C．用胶水很容易将两张纸粘合在一起
D．折断一根铁丝需很大的力
7．下列关于分子间的作用力的说法中正确的是（ ）dpl（题型二）
A．一根铁棒很难被拉断，这说明铁棒的分子间只存在引力
B．液体非常容易流动，这说明液体分子间主要是斥力
C．气体很容易被压缩的原因是因为气体分子间没有作用力
D．分子间的距离减小，分子间的引力和斥力都增大
8.一张纸从边缘稍一用力就可将它撕开，可是若用两只手向相反方向拉纸，却要用较大的力气，你知道这是什么道理吗？（题型二）
9．日常生活中用乳胶粘木制家具时，要让乳胶变干后，才能粘的牢，试用分子运动的知识加以解释。（题型二）
10．把一块铅切成两段，然后在原处合上，加以一定的压力，两段铅又能合在一起，而打碎的玻璃也在原处合上，也加以一定的压力，为什么不能合在一起呢？（题型二）
7．2 探索更小的微粒
在20世纪30年代初期，人们普遍认为世界万物都是由质子、中子和电子这三种粒子组成，那时就把质子、中子和电子称为“基本粒子”．随着人类对微观世界研究的进一步深入，一大批新的粒子相继发现，其中的许多粒子本身也有内部结构．“基本粒子”并不基本．
智 能 提 要
问：原子是由什么组成的？请你说说原子的结构组成情况。
答：原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的；原子核由质子和中子组成，质子和中子都是由称为夸克的更小微粒组成。原子核带正电，电子带负电；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．
原子的质量是质子的质量加上中子的质量，且质子的质量与中子的质量是基本相等，而带脑子的质量可忽略不计；其中质子所带的正电数与电子所带的负电数相等。质子数等于核外电子数。
著名科学家卢瑟福提出的假说最接近实际，他认为原子中心有一个带正电的原子核，带负电的电子绕原子核高速旋转，人们把这种模型称为原子结构的行星模型。
问：摩擦起电的实质是什么？
答：平常所说的“摩擦起电”并不是创造了电，只是依靠摩擦，使一个物体上的电子转移到了另一个物体上，得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电，并且相互摩擦的两个物体同时带上了等量异种电荷。
摩擦起电现象说明：（1）在通常情况下，原子呈中性，由原子组成的物体也呈中性．（2）不同物质的原子核束缚电子的本领不同．（3）两个物体相互摩擦时，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，失去电子的物体带正电，得到电子的物体带等量的负电．（4）“摩擦起电的原因是电荷从一个物体转移到另一个物体上，并不是摩擦创造了电荷．”
采用任何方式使物体所带的电荷或者跟丝绸摩擦过的玻璃棒相吸引、跟毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥，或者跟丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥、跟毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引，所以自然界有且只有两种电荷存在．
问：任何两个不同材料的物体相互摩擦都能起电吗？
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