第十一单元 小粒子与大宇宙（培优卷）——2022-2023学年八年级下学期物理单元卷（沪科版）（原卷版+解析版）

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    第十一单元  小粒子与大宇宙（B卷·能力提升练）解析版

一．选择题（共5小题）

1．如图所示是人类航天器拍摄的地月同框的照片，据此推断从航天器的角度看当时日地月三者位置关系可能为（　　）

A． B． 

C． D．

【解答】图中地月都有明亮区域，说明当时日地月三者位置关系不在一条直线上。图中地球正面较亮，月亮较暗，据此推断从航天器的角度看当时日地月三者位置关系可能为D。

故选：D。

2．秋风送爽菊花香，国庆期间小强和家人一起打卡了双塔公园举办的太原市第32届菊花展，如图所示。幽幽清香沁人心脾，这说明（　　）

A．分子间有引力 

B．分子间有斥力 

C．分子在不停地做无规则运动 

D．分子是可以分割的

【解答】秋风送爽菊花香，是因为菊花中含有香味的分子在不断的运动，飘入到人鼻孔中的原因，说明了分子在不停地做无规则运动。

故选：C。

3．下列现象中，不能运用分子动理论解释的是（　　）

A．铅块紧压后粘在一起 

B．红墨水在水中散开 

C．水和酒精混合后总体积变小 

D．丝绸摩擦过的玻璃棒吸引纸屑

【解答】A、两块表面光滑的铅块相互紧压后“粘”在一起，说明分子间有引力。故A不符合题意；

B、分子永不停息地做无规则运动，红墨水在水中散开是扩散现象，说明分子在做无规则运动。故B不符合题意；

C、水和酒精混合后总体积变小，是因为分子之间存在间隙。故C不符合题意；

D、与丝绸摩擦过的玻璃棒吸引碎纸屑是带电体吸引轻小物体，不是分子间的作用力。故D符合题意。

故选：D。

4．下列有关分子动理论的说法中正确的是（　　）

A．“破镜难圆”是因为固体分子间只存在着斥力 

B．松软的面包用手一捏体积会大大缩小，这说明分子间存在间隙 

C．打扫教室时，看见尘土飞扬，说明分子在不停地做无规则运动 

D．用热水相比较冷水更容易去掉衣物上污渍说明温度越高分子的无规则运动越剧烈

【解答】A、“破镜难重圆”是因为分子间的距离太大，分子间几乎没有作用力，故A错误；

B、松软的面包用手一捏体积会大大缩小，这是因为馒头内有很多空隙，里面充满了空气，不能说明分子之间有间隙，故B错误；

C、打扫教室时，看见尘土飞扬，是固体颗粒的机械运动，不是分子的运动，故C错误；

D、用热水比用冷水更容易去掉衣物上污渍，说明温度越高分子的无规则运动越剧烈，故D正确。

故选：D。

5．下列现象和诗句不能用分子动理论解释的是（　　）

①一滴水大约有1.5×1022个水分子；

②为有暗香来；

③千里冰封，万里雪飘；

④海绵很容易被压缩；

⑤昆虫可以在水面上奔跑；

⑥长期放煤的墙角，泥土是黑的；

⑦尘土飞扬；

⑧两铅柱压紧后下端可吊起重物；

⑨水和酒精混合后体积变小；

⑩满架蔷薇一院香。

A．①③⑤ B．②④⑧ C．③④⑦ D．①⑤⑨

【解答】①一滴水大约有1.5×1022个水分子，说明分子很小，物质是由大量分子组成的，故①正确；

②为有暗香来，是分子在永不停息地做无规则运动的结果，故②正确；

③千里冰封，万里雪飘，雪是一个物体，雪飘是物体机械运动，故③错误；

④海绵很容易被压缩，海绵中间的孔是物体间的距离，不是分子间隙，故④错误；

⑤昆虫可以在水面上奔跑，是分子间存在着相互的斥力，故⑤正确；

⑥长期放煤的墙角，泥土是黑的，这是分子在永不停息地做无规则运动的结果，故⑥正确；

⑦尘土飞扬，尘土很小，但肉眼可见，尘土飞扬是物体的机械运动，故⑦错误；

⑧两铅柱压紧后下端可吊起重物，是分子间存在着相互的引力现象，故⑧正确；

⑨水和酒精混合后体积变小，是由于分子存在间隙，故⑨正确；

⑩满架蔷薇一院香，分子在永不停息地做无规则运动的结果，故⑩正确。

故选：C。

二．填空题（共8小题）

6．宏观世界中运动的物体具有动能，微观世界中的分子也具有动能，关于分子动能的大小：

①如图表示不同时刻某物体分子的运动情况（带箭头的线段越长代表分子运动越快），类比影响物体动能大小的相关因素，可以猜测 　B　图中的分子动能较大。

②若要衡量某一物体中所有分子动能的大小，可以用宏观世界中的物理量 　温度　来反映。

【解答】①对于同一物体，分子质量一定，B图中箭头比A图中箭头长，说明其分子运动快，因此B图中的分子动能较大；

②如果要衡量某一物体中所有分子动能的大小，可以用宏观世界中的物理量温度来反映，同一物体，温度越高，分子运动越剧烈，其分子动能将会越大。

故答案为：①B；

②温度。

7．2020年年初新冠肺炎肆虐全球。

（1）新冠病毒的直径约为0.1微米，合 　10﹣7　m，主要通过呼吸道飞沫传播和接触传播。带有病毒的飞沫直径一般为1﹣10微米，其在空气中的运动 　不是　（是/不是）分子的无规则运动。常用的三种口罩过滤孔径如下：①普通16层纱布口罩在100微米左右；②单层无纺布口罩在10微米左右；③N95专业口罩在0.1微米左右。上述口罩在防控新冠病毒中更有效的是 　③　（填序号）。

（2）专家指出，75%的酒精（即每100mL酒精溶液中，酒精体积75mL，水的体积25mL）可有效灭活病毒。若总体积等于纯酒精和水的体积之和，则在100mL酒精溶液中，酒精质量是 　60　g，75%酒精溶液的密度是 　0.85×103　kg/m3。但实际配置好的酒精密度比该密度值要大，这是因为 　分子间有空隙，导致混合后的总体积小于水和酒精体积之和　。（已知纯酒精的密度是0.8×103kg/m3）

【解答】（1）0.1μm＝0.1×10﹣6m＝10﹣7m；

带有病毒的飞沫属于物质，所以带有病毒的飞沫在空气中的运动不是分子的无规则运动，是物质的运动；

新型冠状病毒的直径约为0.1微米，要过滤除去空气中的病毒，口罩过滤孔直径应小于病毒，③N95专业口罩在0.1微米左右，能在防控新型冠状病毒更有效；

（2）75%的酒精中纯酒精和水的体积比是3：1，在100mL酒精溶液中，酒精质量：m酒精＝ρ酒精V酒精＝0.8g/cm3××100cm3＝60g

75%的酒精的密度：ρ＝＝＝＝0.85×103kg/m3；

由于分子间有间隙，水和酒精混合后，体积变小，质量不变，根据ρ＝知实际配制好的酒精密度比该密度值要大。

故答案为：（1）10﹣7；不是；③；（2）60；0.85×103；分子间有空隙，导致混合后的总体积小于水和酒精体积之和。

8．唐代黄巢的《不第后赋菊》有诗句“冲天香阵透长安，满城尽带黄金甲”，描述的是阵阵菊花香弥漫长安城，好像整个长安城到处都是金黄如铠甲般的菊花的美丽景象，从物理学的角度来看，它描述的物理现象是 　扩散　现象，这种现象说明，构成物质的分子在不停地做 　无规则　运动。

【解答】冲天香阵透长安是香气分子运动到空气中，属于扩散现象，这种现象说明，构成物质的分子在不停地做无规则运动。

故答案为：扩散；无规则。

9．甲、乙两只相同的杯子放置在水平桌面上，分别盛有质量相等、温度不同的纯净水，其中一杯装有常温下的水，另一杯装有70℃的热水，同时向两只杯子中分别滴入一滴黑色墨水，过一会儿观察到如图所示的现象，由现象可以判断 　乙　杯装的是热水，整杯水变黑属于 　扩散　现象，甲、乙现象不同说明 　温度越高，分子的无规则运动越剧烈　。

【解答】不同物质的分子彼此进入对方的现象叫扩散，扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动；

分子运动无规则运动的速度与温度有关，且温度越高，分子的运动越剧烈；同时将两滴黑墨水同时滴入温度不同的热水和冷水中，看到盛有热水的杯中先整杯水都变成黑色，就是由于温度高的热水分子运动的剧烈造成的，所以乙杯装的是热水。

故答案为：乙；扩散；温度越高，分子的无规则运动越剧烈。

10．如图是吃辣椒比赛，观众很远就能闻到明显的辣味，这是 　扩散　现象，说明分子在不停地做 　无规则　运动。几位选手已经辣得眼泪直流，可以用水冲洗口腔，为减小口腔内的辛辣感，选手此刻最好选择用 　冷　（填“热”或“凉”）水冲洗。

【解答】观众很远就能闻到明显的辣味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动；

因为分子运动与温度有关，温度越高分子运动越剧烈，所以为减小口腔内的辛辣感，选手此刻最好选择用冷水冲洗。

故答案为：扩散；无规则；冷。

11．某品牌抽取式面巾纸，表面有褶皱或压痕，对折成形，叠套压实，封装在塑料袋里。使用时打开塑料袋封口，闻到面巾纸淡淡的香味，这是 　扩散　现象。抽出第一张面巾纸，就会顺利地带起第2张、第3张，……，上一张面巾纸带起下一张面巾纸，主要依靠相邻两张面巾纸之间的 　摩擦　力。沿水平桌面匀速推动整袋面巾纸的过程中，整袋面巾纸的重力 　不做　（选填“做”或“不做”）功。

【解答】（1）打开塑料袋封口，闻到面巾纸淡淡的香味，这是扩散现象，是分子在不停地做无规则运动的结果；

（2）根据题意知道，抽取式面巾纸是叠套压实，表面有褶皱或压痕，说明接触面粗糙且有压力，当抽出第一张面巾纸时，两张纸之间则存在相对运动，所以，上一张面巾纸带起下一张面巾纸，主要依靠相邻两张面巾纸之间的摩擦力；

（3）整袋面巾纸的重力方向竖直向下，当沿水平桌面匀速推动整袋面巾纸的过程中，整袋面巾纸没有在重力的方向运动，故不做功。

故答案为：扩散；摩擦；不做。

12．如图甲所示，玻璃板的下表面接触水面，向上拉动时会发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力，说明分子间存在 　引力　，如图乙所示，把水倒入酒精后水和酒精的总体积变小，说明分子间存在 　间隙　。

【解答】（1）图甲：玻璃板的下表面接触水面，发现弹簧测力计示数大于玻璃板的重力，说明分子之间总存在相互作用的引力；

（2）图乙：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积，说明分子之间有间隔。

故答案为：引力；间隙。

13．小金同学为了探究分子的性质，做了如图的实验：

（1）向容积为250mL的细颈玻璃仪器A中加水至虚线处，再滴几滴红墨水，一段时间后，A中的现象是整瓶水都变红了，说明 　分子不停地做无规则运动　。

（2）继续向A中加酒精至凹液面最低处正好与刻度线相切，塞紧玻璃塞，将A中液体倒转摇匀，重复2次。静置一段时间后，发现A中的液面位置降低，说明 　分子间有间隙　。仪器A细颈部的作用是 　便于观察液面的变化　。

【解答】（1）A中的现象是整瓶水都变红了，说明分子在不停地做无规则运动；

（2）静置一段时间后，A中的液面位置降低，说明分子间有间隙；仪器A细颈部的作用是：便于观察液面的变化。

故答案为：（1）分子在不停地做无规则运动；（2）分子间有间隙；便于观察液面的变化。

三．简答题（共3小题）

14．为了保障出行安全，交通部门做了很多规定，如；高速公路上对机动车进行限速和限重；车上驾驶员和乘客要系安全带；请运用你所学的物理知识，简要回答下列问题：

（1）为什么要对机动车进行限速和限重？

（2）为什么行驶中的车辆紧急刹车时，乘客会向前倾？

（3）安全带为什么要做得比较宽大？

（4）为什么在加油站给汽车加油时会闻到浓浓的汽油气味？

【解答】（1）对机动车的最高行驶速度及载货质量进行限制的原因是：车辆的质量越大、行驶速度越大，动能越大，越容易发生交通事故，发生交通事故造成的损失越大；

（2）行驶中的车辆紧急刹车时，由于乘客具有惯性，要保持原来的运动状态不变，所以乘客会向前倾；

（3）安全带要做得比较宽大，原因是在压力一定时，通过增大受力面积减小压强；

（4）在给汽车加油时会闻到汽油味儿，这是因为汽油分子在不停地做无规则运动，发生了扩散现象。

15．新冠病毒疫情期间，科学家为了说明戴口罩防护的重要性，拍下打喷嚏的照片（如图）。打喷嚏喷出的数万个几微米到几十微米的小液滴，喷出距离最远可达8米，大量病毒随小液滴传播开来。有人认为喷出的小液滴向四周飞散是扩散现象。你认为这种看法正确吗？请说明理由。

【解答】病毒随喷嚏向四周飞散不是扩散现象，因为：小液滴不是分子，小液滴的运动属于物体的机械运动。

16．南湖公园的春天花香怡人，热闹非凡，旱冰场里，小红穿着新买的旱冰鞋用力向后一蹬，身体便飞速地向前滑去，赢得了游客的阵阵掌声，请针对这段话找出四个语句并说明相关的物理知识。

【解答】（1）“花香怡人”﹣﹣物体具有扩散现象；

（2）“向后一蹬，向前滑”﹣﹣物体间力的作用是相互的；

（3）“阵阵掌声”﹣﹣声音是由物体的振动产生的；

（4）“新旱冰鞋”﹣﹣滚动代替滑动，可以减小摩擦。

四．实验探究题（共3小题）

17．【提出问题】分子运动的快慢和温度有无关系？

【猜想与假设】

猜想1：分子运动的快慢与温度无关；

猜想2：分子运动的快慢与温度有关，且温度越高分子运动越快。

【进行实验】为了验证猜想，茗茗进行了如下实验：如图所示，取两只相同的烧杯，在其中倒入质量相同的冷水和热水，各滴入一滴红墨水。观察两杯水的颜色变化的快慢。

【实验分析】

（1）实验中观察到的现象是热水杯中的颜色变化得快，得到的结果是：　猜想2　（选填“猜想1”或“猜

想2”）正确，水杯中颜色的变化是红墨水在水中 　扩散　的结果。

（2）实验过程中，选用两只相同的烧杯，倒入质量相同的冷水和热水，各滴入一滴红墨水，这种研究问题的方法是 　控制变量法　。

（3）实验过程中，　不能　（选填“能”或“不能”）用玻璃棒搅动杯中的水，原因是 　即使分子不运动，用玻璃棒搅动，也可使水的颜色发生变化，不能说明水颜色变化是由于水分子无规则运动所引起　。

【拓展】墨墨提出猜想：分子运动的快慢还可能与物质的种类有关。

（4）为了验证猜想是否正确，墨墨将上述实验改成研究分子运动的快慢与物质的种类有关的实验。其具体方法是：

①取两只相同的烧杯，在其中倒入体积相同、　温度　相同的水和酒精，各滴入一滴红墨水。

②　观察两杯液体中颜色变化的快慢　。

【解答】（1）实验中观察到的现象是热水杯中的颜色变化得快，说明分子运动的快慢与温度有关，得到的结果是猜想2正确，水杯中颜色的变化红墨水在水中扩散的结果；

（2）实验过程中，选用两只相同的烧杯，倒入质量相同的冷水和热水，各滴入一滴红墨水，这种研究问题的方法是控制变量法；

（3）实验过程中，不能用玻璃棒搅动杯中的水，原因是即使分子不运动，用玻璃棒搅动，也可使水的颜色发生变化，不能说明水颜色变化是由于水分子无规则运动所引起；

（4）要研究“分子运动快慢与物质的种类有关”的实验，要使液体的温度、质量相同，但液体的种类不同。

步骤如下：

①在相同的两只烧杯中装入质量、温度均相同的水和酒精，各滴入一滴红墨水；

②观察两杯液体中颜色变化的快慢。

故答案为：（1）猜想2；扩散；（2）控制变量法；（3）不能；即使分子不运动，用玻璃棒搅动，也可使水的颜色发生变化，不能说明水颜色变化是由于水分子无规则运动所引起；（4）①温度；②观察两杯液体中颜色变化的快慢。

18．请完成与下列实验有关的填空。

（1）如图一1，在铁圈中间系一根较松弛的棉线，将其浸过肥皂水后用手指轻碰一下棉线的左边，棉线被拉向右边，说明分子间存在 　引力　。

（2）如图一2，在空矿泉水瓶侧壁不同高度的地方钻出两个小孔，往里面倒满水，可以观察到水从两个小孔流出的情景，说明液体压强随深度的增大而 　增大　。

（3）如图一3，用弹簧测力计吊着铜块浸入液体中探究“浮力的大小与哪些因素有关”，由实验数据可知：浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 　无关　（选填“有关”或“无关”）；其他条件一定时，液体的密度越大，浮力 　越大　。

【解答】（1）观察图1可知：用手轻轻地碰一下附着肥皂泡棉线的左边，这一侧的肥皂液薄膜破了，棉线被拉向了另一侧，这是由于分子间存在引力造成的；

（2）下孔流出的水喷得较远，这表明深度增加，液体压强增大；

（3）为了探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系，应该控制液体的密度相同，改变排开液体的体积；

分析图3前2次实验，可知深度不同，浮力大小相同，所以可得浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关；

分析图3后2次实验，可知在物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。

故答案为：（1）引力；（2）增大；（3）无关；越大。

19．在学习了分子动理论后，小宇进行了如下实验：

（1）如图甲所示，小宇在一个圆柱形深筒中依次倒入蓝色的硫酸铜溶液和无色的水，放置30天后，液体变为均匀的淡蓝色，这说明 　分子在不停地做无规则运动　。小宇想，气体之间能否发生类似的现象呢，于是利用二氧化氮气体和空气进行了如图乙所示的实验，为使实验更具说服力，应将二氧化氮气体放在 　B　（选填“A”或“B”）集气瓶中抽掉玻璃板后，观察到的现象是 　两瓶内气体混合，颜色变得均匀　，小宇 　能　（选填“能”或“不能”）从这个实验中得出相同的结论。若实验时的室温分别为20℃和30℃，则在温度为 　30℃　时扩散现象进行的更快；

（2）如图丙所示，小宇先后将50mL水和50mL的酒精倒入量筒中，反复翻转几次后，发现水和酒精的总体积 　小于　100mL（选填“大于”、“小于”或“等于”），这说明 　分子间有间隙　；

（3）如图丁所示，小宇用细线拴住玻璃板的四个角，用弹簧测力计勾住细线，将玻璃板平放与水面刚好接触，向上拉弹簧测力计时，发现测力计的示数 　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”），这说明 　分子间有引力　。

【解答】（1）水分子和硫酸铜分子在不停地做无规则运动，所以上面的水分子要向下运动，进入到硫酸铜溶液中，同理硫酸铜分子向上运动，进入到上面的水中，说明分子在不停地做无规则运动；

为了排除气体密度对实验的影响，密度大的二氧化氮瓶子应在下面，所以应将二氧化氮气体放在B集气瓶中，可以看到两瓶内气体混合，颜色变得均匀，说明分子在不停地做无规则运动；

温度越高，扩散越快，实验时的室温分别为20℃和30℃，则在温度为30℃时扩散现象进行的更快；

（2）将50mL的水和50mL的酒精充分混合，混合后水与酒精的总体积将小于100mL，说明分子间有间隙；

（3）当玻璃接触水面时，由于水分子和玻璃分子距离较近，故两种分子之间会产生相互作用的引力，用弹簧测力计将玻璃拉起需提供比玻璃重力大的力，弹簧测力计的示数变大，说明玻璃和水的接触面之间存在相互作用的分子引力。

故答案为：（1）分子在不停地做无规则运动；B；两瓶内气体混合，颜色变得均匀；能；30℃；（2）小于；分子间有间隙；（3）变大；分子间有引力。

五．计算题（共2小题）

20．为了说明分子之间有引力，小明在实验室用两个紧压在一起的铅柱做实验，如图所示，铅柱A和铅柱B所受的重力均为2N，两个铅柱接触面的面积为3cm2，当悬挂重物所受的重力为20N时，两个铅柱没有被拉开。于是，小明认为这个实验说明了分子之间存在引力。小华观测到该实验室的大气压为1×105Pa，于是她认为两个铅柱之所以没被拉开，是因为大气压的作用。请你利用所学知识和上述数据，判断小明做的铅柱实验能否说明分子之间存在引力。请写出计算、推理过程和结论。

【解答】以B为对象受力分析如图

①F气＝P气S＝1×105Pa×3×10﹣4m2＝30N

②GB+G物＝2N+20N＝22N

③因为F气＞GB+G物；仅靠大气压也能使铅块无法被拉开，所以小明的实验无法证明分子间存在引力。

21．如图所示，将两个半径约为1cm的铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两个铅柱就像被粘在了一起，下面吊上5kg的重物都不能把它们拉开。

（1）两个铅柱没有被重物拉开是因为铅柱的分子之间存在 　引力　。

（2）小红是一个爱思考的学生，她认为与铅柱底面接触的大气会对铅柱有向上托的力，这个力足以保证两个铅柱不被重物拉开。你是否同意小红的观点？请通过估算该力的大小来证明。（大气压p0取1×105Pa）

（3）请设计一个实验并自选器材来验证小红的猜想。

【解答】（1）将两个铅柱的底面削平、削干净、然后紧紧地压在一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个钩码都不能把它们拉开，说明了分子之间存在引力；

（2）由公式p＝得，铅柱横截面受到大气的压力，即对铅柱的托力为：F＝pS＝p0×πr2＝1×105Pa×3.14×（1×10﹣2m）2＝31.4N，

由于重物的重力为：G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N，

托力小于物体的重力，所以与铅柱底面接触的大气无法托住物体；

（3）选一个大小适中的吸盘，排净空气吸住铅柱，竖直悬挂，在铅柱下面吊上5kg的重物，如果铅柱从吸盘上掉下来，说明小红的观点是错误的，若没有掉下来，说明小红的观点是正确的。

故答案为：（1）引力；（2）不同意；与铅柱底面接触的大气对铅柱的托力约31.4N，小于重物的重力；（3）选一个大小适中的吸盘，排净空气吸住铅柱，竖直悬挂，在铅柱下面吊上5kg的重物，如果铅柱从吸盘上掉下来，说明小红的观点是错误的，若没有掉下来，说明小红的观点是正确的。

六．解答题（共1小题）

22．探究原子结构的奥秘

1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子（带正电）轰击金箔实验。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α粒子的偏转超过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”，卢瑟福所说的“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，该现象可以说明下列两种说法中的　B　（选填A或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）科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过α粒子散射实验，你认为原子结构为图中的　C　。

【解答】原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小，质量大，原子的质量主要集中在原子核上，原子核外有一个非常大的空间，核外电子围绕原子核作高速运动。

（1）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则极少数α粒子就不会发生偏转，而大多数发生了偏转，说明原子的质量主要集中在原子核上，这里的“很小的结构”指的是原子核。

（2）原子核外有一个非常大的空间，使绝大多数α粒子穿过后方向不变。

（3）通过上述实验，能说明原子结构是：原子核位于原子的中心，质量主要集中在原子核上，应如图C。

故答案为：（1）原子核；（2）B； （3）C。

七．科普阅读题（共1小题）

23．请阅读《郭守敬望远镜》并回答问题。

郭守敬望远镜

“星汉灿烂，若出其里”。漫天星光绝大多数都来自宇宙中的恒星。怎样知道这些遥远且炽热的恒星的成分呢？用光谱！我们知道，阳光通过三棱镜后会发生色散，形成一条按照一定顺序排列的彩色光带，我们称之为光谱。太阳是恒星，因此太阳的光谱是一种恒星光谱。恒星光谱包含了恒星的很多“户口”信息，比如化学成分、密度、温度、恒星年龄等。恒星光谱除了包含恒星自身的信息之外，还能告诉我们恒星以及它所在的星系是在远离，还是在靠近我们，甚至还能告诉我们远离或靠近的速度有多大。观测表明，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比。

光谱望远镜是获取恒星光谱的有力工具。目前世界上最好的光谱望远镜是由中国天文学家自主研制的，以元代著名天文学家、数学家、水利工程专家郭守敬名字命名的“郭守敬望远镜”，如图所示。它可以将接收到的恒星的光会聚后通过色散系统形成恒星光谱，进而获取恒星的信息。它能够同时观测4000个天体，是当今世界上光谱获取效率最高的望远镜。在刚刚过去的七年巡天观测中（所谓“巡天观测”，就好比是“给天上的星星做‘人口’普查”），郭守敬望远镜共获取1125万条光谱，成为世界上第一个获取恒星光谱数突破千万量级的天文望远镜。我国科学家通过对这些恒星光谱的分析，绘制成了一个包含636万组恒星光谱参数的星表，重新确立了银河系晕（音yùn）的内扁外圆的结构，并取得了其他一些令世界瞩目的重大发现，这在某种程度上增强了人类寻找另一个“地球”和地外生命的信心！

目前，郭守敬望远镜已开启新一轮的“霸气”巡天观测征程。使用郭守敬望远镜可以“普查”银河系更多的恒星，以它的观测能力，北半球天空仍然有约一亿颗恒星可观测，可以让“普查”资料更全面、更详细，更好地帮助我们了解银河系的历史、现状和未来。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）恒星发出的光经郭守敬望远镜的光学系统形成恒星光谱的现象属于光的 　色散　现象。

（2）我国科学家通过分析恒星光谱确立了 　银河系晕　的内扁外圆新结构。

（3）已知“长蛇Ⅱ星系团”距离我们约33亿光年，它远离我们的速度约为6×104km/s。

①你认为：光年是 　长度　单位（选填“时间”或“长度”）。

②请根据文中信息，估算距离我们22亿光年的“牧夫座星系团”远离我们的速度约为 　4×104　km/s。

【解答】（1）借助郭守敬望远镜的光学系统，恒星发出的光（复色光）可以分散成单色光，根据不同单色光波长的差别依次排列，形成光谱，物理学中把这种现象叫做光的色散；

（2）由文中信息可知，我国科学家通过对这些恒星光谱的分析，绘制成了一个包含636万组恒星光谱参数的星表，重新确立了银河系晕的内扁外圆的结构；

（3）①光年是光在一年内通过的距离，是长度单位；

②由题知，恒星或星系远离我们的速度与它跟我们之间的距离成正比，即v1：v2＝s1：s2，设“牧夫座星系团”远离我们的速度v，则可得 v：6×104km/s＝22亿光年：33亿光年，解得v＝4×104km/s，即“牧夫座星系团”远离我们的速度约为4×104km/s。

故答案为：（1）色散；（2）银河系晕；（3）①长度；②4×104。