2023年北京市初三二模物理試題匯編：能源與可持續(xù)發(fā)展章節(jié)綜合

第1頁(yè)/共1頁(yè)2023北京初三二模物理匯編能源與可持續(xù)發(fā)展章節(jié)綜合一、單選題1．（2023·北京順義·統(tǒng)考二模）下列能源中屬于不可再生能源的是A．風(fēng)能 B．太陽(yáng)能 C．潮汐能 D．石油2．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）關(guān)于能源以及能量的轉(zhuǎn)化，下列說(shuō)法正確的是（）A．煤、石油、天然氣、潮汐能都是可再生能源B．太陽(yáng)能電池可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能C．風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程中將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．能量在轉(zhuǎn)化過(guò)程中是守恒的，因此各種能源都是取之不盡的3．（2023·北京西城·統(tǒng)考二模）如圖所示的四種發(fā)電方式中，利用不可再生能源發(fā)電的是（）A．光伏發(fā)電 B．風(fēng)力發(fā)電C．水力發(fā)電 D．核能發(fā)電4．（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(yáng)系B．電子——原子——地球——太陽(yáng)系——銀河系C．原子——電子——地球——太陽(yáng)系——銀河系D．電子——原子——地球——銀河系——太陽(yáng)系二、綜合題5．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）請(qǐng)閱讀《中國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”》并回答問(wèn)題。中國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”2023年4月12日21時(shí)，有“人造太陽(yáng)”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(yáng)能源的認(rèn)識(shí)。太陽(yáng)主要由氫元素和氨元素組成，太陽(yáng)中心區(qū)的溫度高達(dá)1500萬(wàn)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(méi)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(lái)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(lái)的“人造太陽(yáng)”注入一縷光芒。請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題：（1）原子是由原子核和___________組成的；（2）太陽(yáng)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）6．（2023·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考二模）閱讀《中國(guó)“人造太陽(yáng)”》回答問(wèn)題。中國(guó)“人造太陽(yáng)”同學(xué)們都聽(tīng)說(shuō)過(guò)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(tīng)說(shuō)過(guò)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(shuō)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(guò)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(guò)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(lái)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(yáng)”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(wú)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(wèn)題：（1）“人造太陽(yáng)”是通過(guò)___________（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。___________7．（2023·北京平谷·統(tǒng)考二模）請(qǐng)閱讀《能源寶藏—地?zé)崮堋凡⒒卮痤}。能源寶藏—地?zé)崮艿厍騼?nèi)部蘊(yùn)藏著難以想象的巨大能量—地?zé)崮堋５責(zé)崮苁怯傻貧こ槿〉奶烊粺崮?，這種能量來(lái)自地球內(nèi)部的熔巖，并以熱力形式存在，是導(dǎo)致火山爆發(fā)及地震的能量。地?zé)豳Y源的溫度足夠高，可以利用它進(jìn)行發(fā)電。我國(guó)用于發(fā)電的地?zé)豳Y源主要集中在西藏、云南的橫斷山脈一線，西藏羊八井地?zé)犭娬驹谖覈?guó)地?zé)峤缯加泻苤匾牡匚?。羊八井海?306米，其地?zé)崽锏叵律?00米，地?zé)嵴羝麥囟茸罡哌_(dá)172℃。羊八井地?zé)犭娬镜?臺(tái)試驗(yàn)機(jī)組采用單級(jí)擴(kuò)容法熱力系統(tǒng)，容量為1000kW，于1977年10月試運(yùn)成功。其原理是把地?zé)崴腿?個(gè)密閉的容器中降壓、擴(kuò)容，根據(jù)水沸點(diǎn)與氣壓的關(guān)系，可使地?zé)崴驓鈮航档投序v變成蒸汽。地?zé)崴兂烧羝麜r(shí)，其體積迅速擴(kuò)大，所以該容器稱為“擴(kuò)容器”。用這種方法產(chǎn)生蒸汽來(lái)發(fā)電稱為擴(kuò)容法地?zé)崴l(fā)電。人類為了充分的利用地球表面淺層的地?zé)崮?，使用地源熱泵技術(shù)的空調(diào)系統(tǒng)，把地?zé)崮茏鳛槔錈嵩催M(jìn)行能量交換。地源熱泵機(jī)組運(yùn)行時(shí)，不僅節(jié)省了大量的能量，還不污染水，不需要鍋爐，不需要冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，環(huán)保效益顯著。隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于清潔能源的需求會(huì)更加旺盛，到那個(gè)時(shí)候，地?zé)豳Y源將會(huì)為人類創(chuàng)造更多的驚喜，也將會(huì)帶領(lǐng)人類走向更廣闊的未來(lái)。請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題。（1）地?zé)崮転開(kāi)__________（選填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）冬季為改善空氣質(zhì)量，工廠、大型商場(chǎng)可以采用___________技術(shù)利用地?zé)崮苋∨唬?）羊八井地?zé)犭娬纠玫責(zé)崴腳__________（選填“機(jī)械”或“內(nèi)”）能進(jìn)行發(fā)電；（4）羊八井地?zé)犭娬镜?臺(tái)試驗(yàn)機(jī)組連續(xù)工作24h，發(fā)電量大約為_(kāi)__________kW·h。

參考答案1．D【分析】泛指人類開(kāi)發(fā)利用后，在現(xiàn)階段不可能再生的能源資源，叫“不可再生能源”．如煤和石油都是古生物的遺體被掩壓在地下深層中，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化而形成的（故也稱為“化石燃料”），一旦被燃燒耗用后，不可能在數(shù)百年乃至數(shù)萬(wàn)年內(nèi)再生，因而屬于“不可再生能源”．除此之外，不可再生能源還有，煤、石油、天然氣、核能、油頁(yè)巖．1、本題是考查學(xué)生對(duì)不可再生能源特點(diǎn)的了解情況，解答本題要知道常見(jiàn)的可再生資源與不可再生能源；2、不可再生能源是指短時(shí)間之內(nèi)無(wú)法再生的資源，它的總量是有限的，所以要避免過(guò)度開(kāi)采；3、常見(jiàn)的煤炭、石油、天然氣都是不可再生能源．【詳解】現(xiàn)在人們可以通過(guò)使用可再生能源，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)不可再生能源的保護(hù)，例如使用風(fēng)能、水能、潮汐能、太陽(yáng)能等，故A、B、C不符合題意；煤炭、石油、天然氣都屬于化石能源，是不可再生能源，故D符合題意．故選D．2．B【詳解】A．可以長(zhǎng)期提供或可以再生的能源屬于可再生能源，煤、石油、天然氣是不可再生能源，潮汐屬于可再生能源，故A錯(cuò)誤；B．太陽(yáng)能電池消耗太陽(yáng)能，產(chǎn)生電能，可以將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，故B正確；C．風(fēng)力發(fā)電消耗機(jī)械能，產(chǎn)生電能，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C錯(cuò)誤；D．能量在轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化過(guò)程中總是守恒的，但是能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，所以要節(jié)約能源，故D錯(cuò)誤。故選B。3．D【詳解】ABC．光能、風(fēng)能、水能可以源源不斷地從自然界獲得，是可再生能源，光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電都是利用可再生能源發(fā)電的，故ABC不符合題意；D．核能不能從自然界源源不斷獲得，也不能重復(fù)利用，是不可再生能源，則核能發(fā)電是利用不可再生能源發(fā)電的，故D符合題意。故選D。4．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(yáng)系中的一顆行星，而太陽(yáng)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?yáng)系——銀河系，綜上分析知，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。5．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(yáng)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)的靜電排斥力。（3）[3]由材料得，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。（4）[4]由材料得，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。6．核聚變見(jiàn)解析見(jiàn)解析【詳解】（1）[1]根據(jù)短文知道“小太陽(yáng)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(méi)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(méi)有電阻，電流流過(guò)時(shí)不會(huì)發(fā)生熱損耗，可以毫無(wú)阻礙地形成強(qiáng)大電流。7．可再生地源熱泵內(nèi)