27．在课外活动中，小明在老师的指导下制作了一艘“油墨小船”（如图是它的示意图）：在树叶尾部边缘滴一滴圆珠笔油，然后将它缓缓放进水面，树叶便在水面上像小船一样运动起来。老师告诉小明，这是由于油墨中存在一种表面活性剂，当它与水接触时，就会对水产生推力，“油墨小船” 便运动了起来。小明在“玩”的过程中发现“油墨小船”在不同的情境下速度时快时慢，于是，冒出一连串的问题来：“哪些因素会影响到小船的速度呢？”“会是水的温度吗？”“会不会是油墨的浓度
呢？”……他决定一探究竟。
实验一：小明将同一艘“油墨小船”分别放入冷水、温水、热水中认真实验和观察，并作了如下记录。
水的冷热 “油墨小船”运动的快慢
1 冷水 慢
2 温水 较快
3 热水 快
实验二：小明用不同浓度的油墨做了三艘“油墨小船”，先后放入同一盆冷水中认真实验和观察，并作了如下记录。
油墨的浓度 “油墨小船”运动的快慢
1 浓 慢
2 较浓 较快
3 淡 快
请你根据上述过程，回答以下问题：
（1）“哪些因素会影响到小船的速度呢？”属于科学探究的哪个环节？
（2）“会是水的温度吗？”“会不会是油墨的浓度呢？”属于科学探究的哪个环节？
（3）小明在实验中主要采用了哪种科学方法？
（4）实验一的结论是：
（5）实验二的结论是：
【答案】（1）提出问题
（2）猜想与假设
（3）控制变量法
（4）其他条件相同时，水的温度越高，“油墨小船”运动得越快
（5）其他条件相同时，油墨的浓度越低，“油墨小船”运动得越快
【详解】（1）“哪些因素会影响到小船的速度呢？”这个问题是小明在观察“油墨小船”运动现象后，对可能的影响因素提出的疑问，因此它属于科学探究中的“提出问题”环节。
（2）“会是水的温度吗？”“会不会是油墨的浓度呢？”这两个问题是小明在提出问题后，根据已有知识和经验，对可能影响“油墨小船”运动速度的因素做出的假设，因此它们属于科学探究中的“猜想与假设”环节。
（3）小明在实验中，通过控制其他因素不变，只改变水的温度或油墨的浓度，来观察“油墨小船” 运动速度的变化。这种方法是科学实验中常用的“控制变量法”。
（4）实验一中，小明将同一艘“油墨小船”分别放入冷水、温水、热水中，发现随着水温的升高，“油墨小船”的运动速度也逐渐加快。因此，实验一的结论是：其他条件相同时，水的温度越高，“油墨小船”运动得越快。
（5）实验二中，小明用不同浓度的油墨做了三艘“油墨小船”，并放入同一盆冷水中观察。他发现，随着油墨浓度的降低，“油墨小船”的运动速度也逐渐加快。因此，实验二的结论是：其他条件相同时，油墨的浓度越低，“油墨小船”运动得越快。
28．请根据材料，回答下列问题：
“幽灵粒子”——中微子
构成物质世界最基本的粒子有12 种，包括6 种夸克、3 种带电轻子和3 种中微子。3 种中微子包括电子中微子、缪中微子和陶中微子。作为一种不带电的粒子，中微子质量小于电子的百万分之一，以接近光速的速度运动，只参与非常微弱的弱相互作用，且具有极强的穿透力，能够轻松穿过地球或者太阳。一直以来，对中微子的检测非常困难，因此中微子也被称为“幽灵粒子”。
2024 年11月20 日，位于地下700 米的广东省江门中微子探测器主体建成。有效质量为2万吨的低本底、高透明度的球形液体闪烁体探测器，也就是中心探测器“大玻璃球”，是世界上最大的单体有机玻璃球，如图甲所示。玻璃球外面的主支撑结构是不锈钢网壳，被2万只直径50 厘米的光电倍增管和2.5万只直径不到7.6 厘米的光电倍增管和反射膜包拢。安装完成后，玻璃球内部将灌满液体闪烁体，外面浸泡在一个44 米深的圆柱形水池中，池内灌装超纯水，图乙为其示意图。
12.1 分子动理论分层练习（解析版）
光电倍增管就像是探测器的眼睛，眼睛越多，看得就越细。探测器内部紧密排布的光电倍增管用于探测中微子与液体闪烁体相互作用时产生的微弱的光，并将其转换为电信号并放大千万倍，以便后续分析。探测器外部的光电倍增管主要用于探测宇宙射线产生的背景信号，排除了这些信号的干扰，有助于区分中微子信号，从而提升探测精度。
所有物理学的重大突破，最终全部推动了文明的发展。例如，利用中微子穿透力强的特点，我们可以对地球进行“CT”扫描，地球内部情况一扫便知。未来的中微子实验，将让人类突破认知极限，更好地理解宇宙和物质世界，中微子应用将会融入到人们生活的方方面面。
（1）构成物质世界最基本的粒子有夸克、带电轻子和。
（2）如果去掉探测器外部的光电倍增管，就不能确定观测到的是中微子信号还是宇宙射线信号。因此，对于实验中的干扰因素要尽量避免或消除，以下实验中消除或减弱干扰因素运用合理的是 ________。（至少有一个选项正确）
A．观察气体扩散现象时，需将上方瓶中装二氧化氮气体，下方瓶中装空气
B．用“土电话”验证固体能传播声音时，处于话筒一端的同学需放大音量；
C．观察激光在水中沿直线传播时，需在较暗环境中进行实验
D．观察小磁针在地磁场中的指向时，需远离用电器
（3）利用中微子穿透能力极强的特点，未来可以在哪些领域发挥其作用，请列举一例。
【答案】（1）中微子
（2）CD
（3）地质勘探
【详解】（1）文中明确提到“构成物质世界最基本的粒子有12 种，包括6 种夸克、3 种带电轻子
和3 种中微子”。
（2）A．观察气体扩散现象时，应将密度大的二氧化氮气体放在下方瓶中，空气放在上方瓶中，这样能排除重力对气体扩散的干扰，而不是将二氧化氮放在上方，故A 不符合题意；
B．用“土电话”验证固体能传播声音时，放大音量是为了让声音更易被听到，而不是消除干扰因素，故B 不符合题意；
C．观察激光在水中沿直线传播时，在较暗环境中进行实验是为了减少周围光线的干扰，使激光的传播路径更清晰，故C 符合题意；
D．观察小磁针在地磁场中的指向时，远离用电器是为了避免用电器产生的磁场对小磁针的干扰，故 D符合题意。
故选CD。
（3）医学影像技术：中微子在人体内的传播可以提供关于内部结构和组织的信息。虽然当前中微子医学影像技术仍在研发阶段，但未来有望成为一种新兴的医学成像手段，为疾病的早期诊断和治疗提供新的方法。
29．随着环保意识的增强，人们对可吸入颗粒物PM2.5的关注度日益提高，PM2.5 是直径小于或等于2.5 微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中浓度越高，就代表空气污染越严重。综合实践小组的同学对学校边的污染情况进行了调查，并到环保监测部门获取了学校附近某监测站记录的数据（空气监测仪上每隔两小时记录的PM2.5 参数）如表所示：
时间 6 ∶00 8 ∶00 10 ∶00 12 ∶00 14 ∶00 16 ∶00 18 ∶00 20∶00 22：00
PM2.5/(μg / m3 )
40
80
100
140
110
120
140
90
80
（1）PM2.5 在大气中漫游（选填“是”或“不是”）分子的无规则运动；
（2）请你根据表中的数据，在图中绘出PM2.5 参数随时间t 变化的图像；
（3）分析图像，可以获取的信息有（写出一条即可）。
【答案】（1）不是
（2）
（3）见解析
【详解】（1）PM2.5是指大气中直径小于或等2.5 微米的颗粒物，它们在空中做无规则运动，是机 械运动，不属于分子的无规则运动。
（2）根据上表中的时间和对应的PM2.5 的值进行描点，然后连线，如下图所示：
（3）根据图像可以看到在12 :00和18:00 ，该地区空气中的PM2.5 含量最高；在该地区的上午，随时间的推移，空气中PM2.5 的含量越来越高；
18:00以后，随时间的推移，空气中PM2.5 的含量越来越低，等等
30．2021 年12 月 9 日，航天员王亚平在中国空间站里把一个金属圈插入饮用水袋中，慢慢抽出金属圈，形成了一个水膜。接着，她往水膜表面贴上一片和女儿一起完成的花朵折纸。在水膜试验中，如图甲，这朵花在太空中“绽放”。
液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层（如图乙），表面层里的分子比液体内部稀疏，表面层分子间的相互作用表现为引力。就像你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势。由于分子间作用，液体会产生使表面尽可能缩小的力，这个力称为“表面张力”，水膜形成的本质原因是液体的表面张力。
液体与固体接触处，也有奇妙的现象。先后向一块洁净的璃板上和一块涂了石蜡的玻璃上滴一滴水，晃动玻璃板，洁净的玻璃板上这滴水散开，石蜡上的则是滚来滚去（如图丙）。像这种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象叫作浸润；如果液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作不浸润。所以水能浸润玻璃，但水不能浸润石蜡。当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。反之，液体则不浸润固体。
（1）液体表面比内部的分子距离（选填“大”、“小”）。
（2）水滴在石蜡表面时，水和石蜡的相互作用（选填“大于”、“小于”、“等于”）水分子之间的相互作用。
（3）如图所示，金属框上阴影部分表示肥皂膜。它被棉线分割成 a、b 两部分。若将肥皂膜的a部分用热针刺破，棉线的形状是下列选项中的___________。
A． B． C． D．
（4）下列说法正确的是___________。
A． 小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中是由于液体的表面张力
B． 清晨的露珠看起来近似球状主要是因为液体内部分子之间的相互作用力
C． 小木块能够浮于水面上是液体表面张力与其重力平衡的结果
（5）如图丁是酱油滴在A、B 两种材料表面的油滴形状。小明发现倒酱油的时候总会有一些酱油沿着瓶口流到瓶子外面，他认为选用材料 B 做酱油瓶的瓶口就能保持瓶子清洁。结合材料，他选择的理由是。
【答案】（1）大
（2）小于（3）D
（4）A
（5）见解析
【详解】（1）由文章可知，液体表面层里的分子比液体内部稀疏，则液体表面比内部的分子距离大。
（2）当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。反之，液体则不浸润固体。水不能浸润石蜡，说明水和石蜡的相互作用小于水分子之间的相互作用。
（3）由于分子间有引力，液体会使表面尽可能缩小，所以若将肥皂膜的a 部分用热针刺破，b 部分会在分子间引力的作用下收缩，故D 正确，ABC 错误，故选D。
（4）A．小昆虫能在水面上自由来往而不陷入水中靠的是液体的表面张力作用，由于表面张力，
水面上形成一层有弹性的薄膜，昆虫的重量还不足以压破这层膜，所以可以在水面上自由来往，故A正确；
B．由于分子间有引力，液体会使表面尽可能缩小，所以清晨的露珠看起来近似球状主要是因为液体表面分子之间的相互作用力，故B 错误；
C．小木块浮于水面上，是因为受到的浮力和重力构成一对平衡力，故C 错误。故选A。
