1 中国航天从“天宫”建站到“嫦娥”奔月，从“天问”探火到“羲和”追日，一步步迈进探索星辰大海的伟大征程。下列星球空间尺度最大的是（）

A.地球
B.月球
C.火星
D.太阳

D 地球和火星是太阳的行星,月球是地球的卫星,故空间尺度最大的是太阳,D符合题意。

【分析】首先明确各天体的类型与尺度关系：月球是地球的卫星，尺度小于行星；地球、火星是太阳系的行星，尺度小于恒星；太阳是太阳系的中心恒星，尺度远大于行星。通过对比四个选项天体的尺度类型，即可找出最大的天体。
【解析】根据天体尺度的基本规律：卫星＜行星＜恒星。选项中，月球是地球的卫星，尺度最小；地球和火星属于太阳系的行星，尺度大于卫星但小于恒星；太阳是太阳系的中心恒星，是四个选项中尺度最大的天体。因此答案为D。
【答案】D
【知识点】天体尺度比较、太阳系天体
【点评】本题考查太阳系常见天体的尺度基础知识，属于常识类题目，难度较低，需学生掌握不同类型天体的大小关系。
【难度系数】0.8

2 关于宇宙的认识,正确的是 ()

A.宇宙中天体的位置是恒定不变的
B.太阳是宇宙的中心,地球、月亮、星辰都绕太阳运行
C.光年是长度单位
D.宇宙自形成起就有固定结构,不会随时间膨胀和演化

C 整个宇宙都是运动的,故A错误;宇宙有层次之分,是由无数天体组成,太阳是宇宙中的一颗恒星,不是宇宙的中心,故B错误;光年是光在真空中一年内通过的距离,是长度单位,故C正确;宇宙是有层次的天体结构系统,是有起源的,随时间膨胀和演化,故D错误。

【分析】这道题考查对宇宙相关知识的理解，需逐一分析每个选项的表述是否正确。首先明确宇宙中天体的运动状态、宇宙的中心、光年的定义、宇宙的演化特点这些核心知识点，再对应每个选项判断对错。
【解析】A选项：宇宙中的所有天体都处于不断的运动之中，并非位置恒定不变，故A错误；B选项：太阳是太阳系的中心天体，并非宇宙的中心，宇宙包含无数天体系统，地球绕太阳运行，月球绕地球运行，多数恒星并非绕太阳运行，故B错误；C选项：光年是光在真空中一年内传播的距离，是用于衡量天体间距离的长度单位，故C正确；D选项：宇宙是有层次的天体结构系统，起源于大爆炸，且一直在不断膨胀和演化，并非固定结构，故D错误。
【答案】C
【知识点】宇宙的认识、光年的概念
【点评】本题考查对宇宙基本常识的掌握，属于基础识记类题目，难度不大，需学生准确区分相关知识点。
【难度系数】0.6

3 人类对微观世界的认识经历了一个相当长的过程。下列关于近代科学家在原子结构方面的重大发现的说法正确的是 ()

A.电子是汤姆孙发现的,电子的发现说明了分子是可分的
B.查德威克发现了中子的存在,证明中子是带负电的粒子
C.盖尔曼提出了夸克的设想,并且建立了原子核式结构模型
D.卢瑟福发现了质子的存在,质子是带正电的粒子

D 汤姆孙利用气体放电现象证明了电子的存在,说明了原子是可分的,A错误;查德威克发现了中子,但中子是不带电的,B错误;盖尔曼提出夸克的设想,原子核式结构模型是卢瑟福建立的,C错误;卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子,质子带正电,D正确。

【分析】本题考查原子结构相关的物理学史，需逐一分析每个选项涉及的科学家贡献及结论，判断正误：回忆各科学家在原子结构领域的成果，对比选项描述，排除错误选项后选出正确答案。
【解析】逐一分析各选项：
选项A：汤姆孙发现电子，电子的发现说明原子是可分的，而非分子可分，故A错误；
选项B：查德威克发现中子，但中子是不带电的粒子，并非带负电，故B错误；
选项C：盖尔曼提出夸克设想，而原子核式结构模型是卢瑟福建立的，故C错误；
选项D：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子，质子是带正电的粒子，故D正确。
【答案】D
【知识点】原子结构、物理学史、微观粒子
【点评】本题为物理学史基础题，主要考查原子结构领域的重大发现，需准确记忆各科学家的贡献，属于易得分题。
【难度系数】0.3

4 物理学中有一个基本的观念是“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且仍能保持其化学性质不变的最小微粒命名为。1911年,著名科学家在进行了α粒子散射实验后,提出了原子核式结构模型,该模型认为,原子是由带电的原子核和带电的核外电子构成。
(2)当用α粒子轰击金属箔时,下图中四条运动轨迹不可能出现的是(填字母)。

(1)分子 卢瑟福 正 负 (2)C

【分析】
第(1)问需回忆物质组成相关的物理学史：阿伏伽德罗命名了保持物质化学性质的最小微粒，卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构模型，明确原子的带电情况；第(2)问利用电荷间相互作用规律：同种电荷相互排斥，α粒子带正电，原子核也带正电，因此α粒子靠近原子核时受排斥力，轨迹应远离原子核，据此判断不可能的轨迹。
【解析】
(1) 1811年，意大利科学家阿伏伽德罗将组成物质且保持化学性质不变的最小微粒命名为分子；1911年，卢瑟福进行α粒子散射实验后，提出原子核式结构模型，该模型认为原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。
(2) α粒子带正电，原子核也带正电，根据同种电荷相互排斥，α粒子靠近原子核时会受到排斥力，轨迹应向远离原子核的方向弯曲。观察题图，轨迹C向原子核方向弯曲，不符合排斥规律，因此不可能出现。
【答案】
(1)分子；卢瑟福；正；负 (2)C
【知识点】
分子的概念；原子核式结构；电荷间的相互作用
【点评】
本题结合物理学史和电荷间相互作用规律命题，考查基础知识点的识记与应用，难度较低，属于学生应掌握的基础内容。
【难度系数】
0.6

5 下列微观粒子中,尺度最大的是 ()

A.原子
B.电子
C.质子
D.中子

A 原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成,故尺度最大的是原子,A符合题意。

【分析】要判断微观粒子的尺度大小，需明确各粒子的结构层次：原子由位于中心的原子核和核外电子构成，原子核又由质子和中子构成，电子是比质子、中子更小的粒子，据此可确定尺度最大的粒子。
【解析】原子包含原子核和核外电子，原子核包含质子和中子；电子的尺度远小于质子、中子，因此在选项给出的粒子中，原子的尺度最大。
【答案】A
【知识点】微观粒子的结构、粒子尺度比较
【点评】本题考查微观粒子的基本结构层次，属于基础概念题，只需牢记粒子的构成关系即可快速解答，难度较低。
【难度系数】0.9

6 阅读材料，回答问题。
纳米材料
纳米材料可以制作具有特定性质的新材料，用纳米级金属粉制成的材料强度和硬度更高，韧性良好，且熔点随粒子直径减小而降低，例如金的熔点为$1064°\mathrm{C}$，但10 nm金粉熔点降低到$940°\mathrm{C}$，5 nm金粉熔点降低到$830°\mathrm{C}$，因而烧制温度可以大大降低。
2023年12月，武汉理工大学用磁性纳米粒子研制出可溶栓纳米机器人，通过静脉注射磁性纳米粒子，在磁力作用下形成棒状机器人疏通血管进行溶栓，如图甲所示。这些机器人在完成任务后可自动分解，可避免在血管内聚集和器官损伤，其磁性纳米粒子尺寸在1 nm至100 nm之间，结合了纳米材料的特性和磁性。

(1)纳米材料的优点是（写出一点）；
(2)纳米材料的熔点随着材料粉直径的减小而；
(3)某种用于血管清理的纳米机器人，直径仅为20 nm，合m（$1\ \mathrm{m}=10^9\ \mathrm{nm}$）；
(4)溶栓纳米机器人是拆分后从静脉注射入人体，在作用下形成棒状机器人，进行溶栓；
(5)假设一个磁性纳米粒子的质量为$1×10^{-18}\ \mathrm{kg}$，则一个质量为$2.04×10^{-5}\ \mathrm{kg}$的纳米机器人由个磁性纳米粒子组成；
(6)如图乙是纳米陶瓷刀、合金钢刀、普通菜刀磨损程度随时间变化的曲线，其中反映纳米陶瓷刀磨损特点的是曲线（填字母）。

(1)见解析 (2)降低 (3)$2×10^{-8}$ (4)磁力 (5)$2.04×10^{13}$ (6)$c$
【解析】(1)由材料可知,纳米材料可以制作具有特定性质的新材料,用纳米级金属粉制成的材料强度和硬度更高,韧性良好,且熔点随粒子直径减小而降低。(2)由材料可知,纳米材料的熔点随粒子直径减小而降低,例如金的熔点为1 064 ℃,但10 nm金粉熔点降低到940 ℃,5 nm金粉熔点降低到830 ℃,因而烧制温度可以大大降低。(3)因为1 m=$10^9$ nm,所以20 nm=$20×10^{-9}$ m=$2×10^{-8}$ m。(4)由材料可知,溶栓纳米机器人通过静脉注射磁性纳米粒子,在磁力作用下形成棒状机器人疏通血管进行溶栓。(5)一个质量为$2.04×10^{-5}$ kg的纳米机器人所含磁性纳米粒子个数为$\frac{2.04×10^{-5}}{1×10^{-18}}=2.04×10^{13}$。(6)纳米级材料粉烧制成的陶瓷不但强度高,并且有良好的韧性,纳米级陶瓷刀的硬度很高。合金钢刀、普通菜刀的硬度是比较接近的,所以二者的磨损曲线也会比较类似,由此可知,题图中$a$、$b$曲线是普通菜刀、合金菜刀的磨损曲线,$c$是纳米级陶瓷刀的磨损曲线。

【分析】
本题需结合材料信息和物理知识逐一分析各问题：
1. 从材料中提取纳米材料的优点，直接选取描述的特性即可；
2. 观察材料中金粉熔点随粒子直径变化的例子，总结熔点的变化规律；
3. 利用长度单位换算关系（$1\ \mathrm{m}=10^9\ \mathrm{nm}$），完成纳米单位到米的转换；
4. 从材料中找到溶栓纳米机器人形成的作用力；
5. 纳米粒子个数等于总质量除以单个粒子的质量，代入数值计算；
6. 纳米陶瓷刀硬度高，磨损程度随时间变化最慢，对应最平缓的曲线。
【解析】
(1) 由材料可知，纳米级金属粉制成的材料强度和硬度更高，或韧性良好、熔点低等，任选一点即可作为纳米材料的优点；
(2) 根据材料中金的熔点随粒子直径减小而降低的例子，可知纳米材料的熔点随材料粉直径的减小而降低；
(3) 因为$1\ \mathrm{m}=10^9\ \mathrm{nm}$，所以$20\ \mathrm{nm}=20×10^{-9}\ \mathrm{m}=2×10^{-8}\ \mathrm{m}$；
(4) 材料明确说明，溶栓纳米机器人在磁力作用下形成棒状机器人进行溶栓；
(5) 纳米粒子个数$n=\frac{总质量}{单个粒子质量}=\frac{2.04×10^{-5}\ \mathrm{kg}}{1×10^{-18}\ \mathrm{kg}}=2.04×10^{13}$；
(6) 纳米陶瓷刀硬度高，磨损慢，磨损程度随时间变化最平缓，图中曲线$c$最平缓，故对应$c$。
【答案】
(1) 强度和硬度更高（合理即可）；(2) 降低；(3) $2×10^{-8}$；(4) 磁力；(5) $2.04×10^{13}$；(6) $c$
【知识点】
纳米材料特性、长度单位换算、质量计算
【点评】
本题结合材料考查纳米材料的相关特性，涉及单位换算、简单计算和图像分析，难度不大，认真阅读材料并掌握基础物理知识即可解答。
【难度系数】
0.7