2023年北京市初三二模物理試題匯編：宇宙和微觀世界章節(jié)綜合

第1頁/共1頁2023北京初三二模物理匯編宇宙和微觀世界章節(jié)綜合一、單選題1．（2023·北京石景山·統(tǒng)考二模）下列物體，按空間尺度由小到大順序排列正確的是（）A．原子——電子——地球——銀河系——太陽系B．電子——原子——地球——太陽系——銀河系C．原子——電子——地球——太陽系——銀河系D．電子——原子——地球——銀河系——太陽系二、實(shí)驗(yàn)題2．（2023·北京昌平·統(tǒng)考二模）請(qǐng)閱讀《距離》并回答題。距離人們常說距離產(chǎn)生美，因?yàn)檫b遠(yuǎn)的距離會(huì)帶來神秘感，但是天文學(xué)家更喜歡創(chuàng)根問底，他們要問：遙遠(yuǎn)到底有多遠(yuǎn)呢？如圖所示的照片里面有兩顆看上去非常明亮的“恒星”，從肉眼的判別來講，你很難看出它們的差異，但是人們發(fā)現(xiàn)其實(shí)在這里面有一顆并不是恒星，通過測(cè)量距離及更加細(xì)致的研究，發(fā)現(xiàn)這個(gè)叫做3C273的類星體，其實(shí)是一個(gè)超大質(zhì)量的黑洞。這個(gè)黑洞離我們距離有24億光年，而這個(gè)黑洞的質(zhì)量至少是900萬倍的太陽質(zhì)量，所以，從這個(gè)例子我們可以認(rèn)識(shí)到只有知道了距離，我們才能夠正確地去了解這個(gè)天體的本質(zhì)。

天文學(xué)上有一種簡(jiǎn)單的測(cè)量距離的方法，叫做三角測(cè)距法。所謂的三角測(cè)距，其實(shí)就是用一根足夠長(zhǎng)的基線去測(cè)量我們想要觀測(cè)的天體對(duì)基線所張的角度，測(cè)出基線的長(zhǎng)度和天體對(duì)基線所張的角度，再利用三角形的一些基本規(guī)律就可以比較或測(cè)量天體間的距離了。這個(gè)辦法看上去非常簡(jiǎn)單，但是在天文學(xué)的應(yīng)用里面，卻有著非常深遠(yuǎn)的意義。譬如說，在古希臘時(shí)代，就有一位天文學(xué)家，通過看到的月亮的月相（其實(shí)反映了月亮、地球和太陽三者之間的幾何關(guān)系）來測(cè)量地球與太陽、地球與月亮之間的距離的關(guān)系。他首先從上弦月開始，示意圖如圖所示，他發(fā)現(xiàn)月亮、地球和太陽構(gòu)成的這個(gè)三角形非常接近于直角三角形（但是兩者還是有很小的差異），于是由直角三角形的一些基本的規(guī)律可以知道，太陽和地球、月亮和地球這兩條邊的比例，它們的長(zhǎng)度之比是多少呢？約是20，所以說太陽遠(yuǎn)遠(yuǎn)比月亮要處于更遠(yuǎn)的距離上面，這是他得到的第一個(gè)結(jié)論。日常的生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在白天你去觀察太陽，在夜晚你去觀察月亮，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的大小看上去是相當(dāng)?shù)?，或者說它們的直徑看上去是非常相近的，那反映的就是它們自身的半徑也約是20倍的比例，所以，他得到的第二個(gè)結(jié)論是太陽比月亮大很多。

三角測(cè)距法也有它的局限，對(duì)于更加遙遠(yuǎn)的天體，再?gòu)?qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡也沒有辦法去分辨它們進(jìn)行距離測(cè)量，所以，科學(xué)家根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)造發(fā)明了其他的更加有效的辦法去測(cè)量天體問的距離。請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）文中提到的黑洞的質(zhì)量至少是__________倍的太陽質(zhì)量。（2）文中的古希臘天文學(xué)家，測(cè)量地球與太陽、地球與月亮之間的距離的關(guān)系時(shí)，得出的第一個(gè)結(jié)論是太陽遠(yuǎn)遠(yuǎn)比月亮要處于更遠(yuǎn)的距離上面，文中給出的這個(gè)結(jié)論得出的依據(jù)是__________。三、綜合題3．（2023·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考二模）閱讀《中國(guó)“人造太陽”》回答問題。中國(guó)“人造太陽”同學(xué)們都聽說過核電站吧？目前所有的核電站都是核裂變電站，通俗點(diǎn)講就是把原子彈的爆炸反應(yīng)速度減慢，大幅度減慢；劇烈的爆炸就變成了穩(wěn)定的燃燒；再用燃燒的熱燒水；燒水形成的水蒸氣推動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。于是我們就有核電啦！但大家也聽說過歷史上核泄漏事故吧？傳統(tǒng)核裂變技術(shù)有放射性核廢料的產(chǎn)生，這些廢料的放射性能持續(xù)很多年。自然界還有一種核反應(yīng)叫核聚變，也就是氫彈所用到的原理。簡(jiǎn)單點(diǎn)說就是把兩個(gè)氫原子核撞一塊形成一個(gè)氯原子核，這個(gè)過程會(huì)釋放能量。那對(duì)應(yīng)的發(fā)電技術(shù)自然就叫核聚變發(fā)電了。與核裂變相比，核聚變有很多優(yōu)點(diǎn)。第一核聚變產(chǎn)能效率高；第二地球上核聚變?nèi)剂想碗皟?chǔ)量豐富；第三核聚變更為安全、清潔。但是可控核聚變發(fā)電太難了！超乎人們想象的難。第一是可控核聚變需要的核燃料密度極大，溫度極高，大約是1億攝氏度；第二這么高的溫度，燃料肯定不能接觸容器的對(duì)吧？有一種叫磁約束裝置，就是通過磁場(chǎng)把帶電的等離子束縛在一個(gè)空間區(qū)域內(nèi)，不與容器直接接觸，這樣反應(yīng)堆容器外壁的溫度也就是1000攝氏度的樣子，在人類材料所能承受的范圍內(nèi)。人們把這樣的核聚變裝置叫托卡馬克如圖所示。由于磁約束需要的磁場(chǎng)很強(qiáng)，就需要大電流。如果線圈存在電阻的話，大電流會(huì)帶來很高的能量消耗。因此，咱們的線圈得是用超導(dǎo)材料做成的，知道難在哪了吧！目前還不存在常溫超導(dǎo)材料，都是要很低的溫度才能實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。所以托卡馬克就是一個(gè)冰火兩重天的裝置。核心是1億攝氏度的等離子體核燃料，外圈是超低溫超導(dǎo)線圈。等離子體的穩(wěn)定約束非常非常難，磁約束聚變裝置方面做的最好的便是中國(guó)的EAST，全名叫Experimental

Advanced

Superconducting

Tokamak，即全超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)性托卡馬克裝置。2021年5月，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒運(yùn)行，這20秒鐘，是無數(shù)科研人員背后辛勤工作的成果，也是我們向往星辰大海的真實(shí)寫照。請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）“人造太陽”是通過___________（選填“核裂變”或“核聚變”）反應(yīng)釋放能量的；（2）相比核裂變，核聚變具有的優(yōu)點(diǎn)是：___________；（3）請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)，解釋超導(dǎo)材料制作的導(dǎo)體線圈可以產(chǎn)生強(qiáng)大電流的原因。___________4．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）請(qǐng)閱讀《中國(guó)新一代“人造太陽”》并回答問題。中國(guó)新一代“人造太陽”2023年4月12日21時(shí)，有“人造太陽”之稱的中國(guó)“環(huán)流器”實(shí)驗(yàn)裝置，成功實(shí)現(xiàn)了403s穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模式等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。中國(guó)“環(huán)流器”是我國(guó)探索受控核聚變的重要裝置。人們對(duì)核聚變的研究源于對(duì)太陽能源的認(rèn)識(shí)。太陽主要由氫元素和氨元素組成，太陽中心區(qū)的溫度高達(dá)1500萬攝氏度、壓強(qiáng)約為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的3000億倍、密度約為150g/cm3在此極端條件下，氫原子的所有核外電子幾乎都擺脫了原子核的束縛，這些失去電子的氫原子核，有的能克服原子核間很強(qiáng)的靜電排斥力而靠得足夠近，聚合成質(zhì)量較大的原子核并釋放出一定的能量。

核聚變與已經(jīng)實(shí)現(xiàn)和平利用的核裂變相比，其優(yōu)越性不僅在于同樣質(zhì)量的核材料核聚變釋放的能量要比核裂變多4倍以上，更為可喜的是，地球上直接和間接發(fā)生核聚變的材料氘核（）在海水中儲(chǔ)量豐富，同時(shí)核聚變更為安全、清潔。如果要使核聚變得到和平利用，就要使核聚變反應(yīng)平穩(wěn)受控進(jìn)行。要實(shí)現(xiàn)受控核聚變，需要將超高溫狀態(tài)下的核燃料，長(zhǎng)時(shí)間約束在一個(gè)非常小的空間內(nèi)。但是地球上沒有任何容器能夠承受如此高的溫度。為此科學(xué)家們想到了利用磁場(chǎng)來約束，其主要結(jié)構(gòu)類似于一個(gè)兩端相連的閉合通電螺線管，線圈用超導(dǎo)材料制成，可產(chǎn)生強(qiáng)大的電流和磁場(chǎng)，如圖所示。由于核燃料在超高溫狀態(tài)下已經(jīng)變成了帶電粒子，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子可以產(chǎn)生力的作用，因此超高溫狀態(tài)下的核燃料可以被“托舉”在磁場(chǎng)中，避免與容器直接接觸。目前，關(guān)于受控核聚變的研究工作還在繼續(xù)，每一次進(jìn)步都為未來的“人造太陽”注入一縷光芒。請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）原子是由原子核和___________組成的；（2）太陽中心區(qū)失去電子的氫原子核之間存在很強(qiáng)的靜電排斥力，是因?yàn)樗鼈儙в衉__________（選填“同種”或“異種”）電荷；（3）在超高溫狀態(tài)下核燃料可以被“托舉”在磁場(chǎng)中，原因是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的___________可以產(chǎn)生力的作用；（4）與核裂變相比，核聚變的優(yōu)點(diǎn)是：___________。（寫出一條即可）

參考答案1．B【詳解】電子和原子核構(gòu)成原子，原子構(gòu)成分子，分子構(gòu)成物體，即地球由分子組成。地球又是太陽系中的一顆行星，而太陽系是銀河系中的一個(gè)普通星系。所以從小到大的順序?yàn)椋弘娮印印厍颉栂怠y河系，綜上分析知，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。2．900萬見解析【詳解】（1）[1]根據(jù)文中材料可知，黑洞的質(zhì)量至少是900萬倍的太陽質(zhì)量。（2）[2]月亮、地球和太陽構(gòu)成的這個(gè)三角形非常接近于直角三角形（但是兩者還是有很小的差異），于是由直角三角形的規(guī)律，太陽和地球、月亮和地球這兩條邊的比例，它們的長(zhǎng)度之比約是20。3．核聚變見解析見解析【詳解】（1）[1]根據(jù)短文知道“小太陽內(nèi)部的核反應(yīng)是核聚變”。（2）[2]根據(jù)短文知道，核聚變?nèi)剂想碗皟?chǔ)量豐富；核聚變產(chǎn)能效率高，不排放有害氣體，幾乎沒有放射性污染，核聚變更為安全、清潔。（3）[3]超導(dǎo)材料制作的導(dǎo)體線圈可以產(chǎn)生強(qiáng)大電流，是因?yàn)槌瑢?dǎo)體沒有電阻，電流流過時(shí)不會(huì)發(fā)生熱損耗，可以毫無阻礙地形成強(qiáng)大電流。4．核外電子同種帶電粒子地球上能發(fā)生核聚變的材料儲(chǔ)量豐富【詳解】（1）[1]原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)電核外電子組成。（2）[2]太陽中心區(qū)失去電子的氫原子核帶正電，由于同種電荷相排斥，所以彼此間存在很強(qiáng)的靜電