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、實驗題2．（2023·北京昌平·統(tǒng)考二模）請閱讀《距離》并回答題。距離人們常說距離產(chǎn)生美，因為遙遠的距離會帶來神秘感，但是天文學家更喜歡創(chuàng)根問底，他們要問：遙遠到底有多遠呢？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)其實在這里面有一顆并不是恒星，通過測量距離及更加細致的研究，發(fā)現(xiàn)這個叫做3C273的類星體，其實是一個超大質(zhì)量的黑洞。這個黑洞離我們距離有24億光年，而這個黑洞的質(zhì)量至少是900萬倍的太陽質(zhì)量，所以，從這個例子我們可以認識到只有知道了距離，我們才能夠正確地去了解這個天體的本質(zhì)。

天文學上有一種簡單的測量距離的方法，叫做三角測距法。所謂的三角測距，其實就是用一根足夠長的基線去測量我們想要觀測的天體對基線所張的角度，測出基線的長度和天體對基線所張的角度，再利用三角形的一些基本規(guī)律就可以比較或測量天體間的距離了。這個辦法看上去非常簡單，但是在天文學的應用里面，卻有著非常深遠的意義。譬如說，在古希臘時代，就有一位天文學家，通過看到的月亮的月相（其實反映了月亮、地球和太陽三者之間的幾何關(guān)系）來測量地球與太陽、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，它們的長度之比是多少呢？約是20，所以說太陽遠遠比月亮要處于更遠的距離上面，這是他得到的第一個結(jié)論。日常的生活經(jīng)驗告訴我們，在白天你去觀察太陽，在夜晚你去觀察月亮，你會發(fā)現(xiàn)它們的大小看上去是相當?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，他得到的第二個結(jié)論是太陽比月亮大很多。

三角測距法也有它的局限，對于更加遙遠的天體，再強大的望遠鏡也沒有辦法去分辨它們進行距離測量，所以，科學家根據(jù)需要創(chuàng)造發(fā)明了其他的更加有效的辦法去測量天體問的距離。請根據(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家，測量地球與太陽、地球與月亮之間的距離的關(guān)系時，得出的第一個結(jié)論是太陽遠遠比月亮要處于更遠的距離上面，文中給出的這個結(jié)論得出的依據(jù)是__________。三、綜合題3．（2023·北京豐臺·統(tǒng)考二模）閱讀《中國“人造太陽”》回答問題。中國“人造太陽”同學們都聽說過核電站吧？目前所有的核電站都是核裂變電站，通俗點講就是把原子彈的爆炸反應速度減慢，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發(fā)電機轉(zhuǎn)動。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叫核聚變，也就是氫彈所用到的原理。簡單點說就是把兩個氫原子核撞一塊形成一個氯原子核，這個過程會釋放能量。那對應的發(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。第一核聚變產(chǎn)能效率高；第二地球上核聚變?nèi)剂想碗皟α控S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吧？有一種叫磁約束裝置，就是通過磁場把帶電的等離子束縛在一個空間區(qū)域內(nèi)，不與容器直接接觸，這樣反應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很強，就需要大電流。如果線圈存在電阻的話，大電流會帶來很高的能量消耗。因此，咱們的線圈得是用超導材料做成的，知道難在哪了吧！目前還不存在常溫超導材料，都是要很低的溫度才能實現(xiàn)超導。所以托卡馬克就是一個冰火兩重天的裝置。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的EAST，全名叫Experimental

Advanced

Superconducting

Tokamak，即全超導實驗性托卡馬克裝置。2021年5月，中科院合肥物質(zhì)科學研究院有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置創(chuàng)造新的世界紀錄，成功實現(xiàn)可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒運行，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寫照。請根據(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”）反應釋放能量的；（2）相比核裂變，核聚變具有的優(yōu)點是：___________；（3）請你根據(jù)所學知識，解釋超導材料制作的導體線圈可以產(chǎn)生強大電流的原因。___________4．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）請閱讀《中國新一代“人造太陽”》并回答問題。中國新一代“人造太陽”2023年4月12日21時，有“人造太陽”之稱的中國“環(huán)流器”實驗裝置，成功實現(xiàn)了403s穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模式等離子體運行，創(chuàng)造了新的世界紀錄。中國“環(huán)流器”是我國探索受控核聚變的重要裝置。人們對核聚變的研究源于對太陽能源的認識。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1500萬攝氏度、壓強約為標準大氣壓的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（）在海水中儲量豐富，同時核聚變更為安全、清潔。如果要使核聚變得到和平利用，就要使核聚變反應平穩(wěn)受控進行。要實現(xiàn)受控核聚變，需要將超高溫狀態(tài)下的核燃料，長時間約束在一個非常小的空間內(nèi)。但是地球上沒有任何容器能夠承受如此高的溫度。為此科學家們想到了利用磁場來約束，其主要結(jié)構(gòu)類似于一個兩端相連的閉合通電螺線管，線圈用超導材料制成，可產(chǎn)生強大的電流和磁場，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，磁場對運動的帶電粒子可以產(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)，每一次進步都為未來的“人造太陽”注入一縷光芒。請根據(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的靜電排斥力，是因為它們帶有___________（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”在磁場中，原因是磁場對運動的___________可以產(chǎn)生力的作用；（4）與核裂變相比，核聚變的優(yōu)點是：___________。（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普通星系。所以從小到大的順序為：電子——原子——地球——太陽系——銀河系，綜上分析知，故ACD錯誤，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)部的核反應是核聚變”。（2）[2]根據(jù)短文知道，核聚變?nèi)剂想碗皟α控S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]超導材料制作的導體線圈可以產(chǎn)生強大電流，是因為超導體沒有電阻，電流流過時不會發(fā)生熱損耗，可以毫無阻礙地形成強大電流。4．核外電子同種帶電粒子地球上能發(fā)生核聚變的材料儲量豐富【詳解】（1）[1]原子是由帶正電的原子核和帶負電核外電子組成。（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的靜電