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/共1頁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．風能 B．太陽能 C．潮汐能 D．石油2．（2023·北京海淀·統(tǒng)考二模）關于能源以及能量的轉化，下列說法正確的是（）A．煤、石油、天然氣、潮汐能都是可再生能源B．太陽能電池可以將太陽能轉化為電能C．風力發(fā)電的過程中將電能轉化為機械能D．能量在轉化過程中是守恒的，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、綜合題5．（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。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，其主要結構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）6．（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；第二地球上核聚變燃料氘和氚儲量豐富；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，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。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。___________7．（2023·北京平谷·統(tǒng)考二模）請閱讀《能源寶藏—地熱能》并回答題。能源寶藏—地熱能地球內部蘊藏著難以想象的巨大能量—地熱能。地熱能是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔巖，并以熱力形式存在，是導致火山爆發(fā)及地震的能量。地熱資源的溫度足夠高，可以利用它進行發(fā)電。我國用于發(fā)電的地熱資源主要集中在西藏、云南的橫斷山脈一線，西藏羊八井地熱電站在我國地熱界占有很重要的地位。羊八井海拔4306米，其地熱田地下深200米，地熱蒸汽溫度最高達172℃。羊八井地熱電站第1臺試驗機組采用單級擴容法熱力系統(tǒng)，容量為1000kW，于1977年10月試運成功。其原理是把地熱水送入1個密閉的容器中降壓、擴容，根據(jù)水沸點與氣壓的關系，可使地熱水因氣壓降低而沸騰變成蒸汽。地熱水變成蒸汽時，其體積迅速擴大，所以該容器稱為“擴容器”。用這種方法產(chǎn)生蒸汽來發(fā)電稱為擴容法地熱水發(fā)電。人類為了充分的利用地球表面淺層的地熱能，使用地源熱泵技術的空調系統(tǒng)，把地熱能作為冷熱源進行能量交換。地源熱泵機組運行時，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地，環(huán)保效益顯著。隨著人類社會的不斷發(fā)展，人們對于清潔能源的需求會更加旺盛，到那個時候，地熱資源將會為人類創(chuàng)造更多的驚喜，也將會帶領人類走向更廣闊的未來。請根據(jù)上述材料，回答下列問題。（1）地熱能為___________（選填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）冬季為改善空氣質量，工廠、大型商場可以采用___________技術利用地熱能取暖；（3）羊八井地熱電站利用地熱水的___________（選填“機械”或“內”）能進行發(fā)電；（4）羊八井地熱電站第1臺試驗機組連續(xù)工作24h，發(fā)電量大約為___________kW·h。

參考答案1．D【分析】泛指人類開發(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)過漫長的演化而形成的（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)萬年內再生，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、油頁巖．1、本題是考查學生對不可再生能源特點的了解情況，解答本題要知道常見的可再生資源與不可再生能源；2、不可再生能源是指短時間之內無法再生的資源，它的總量是有限的，所以要避免過度開采；3、常見的煤炭、石油、天然氣都是不可再生能源．【詳解】現(xiàn)在人們可以通過使用可再生能源，來實現(xiàn)對不可再生能源的保護，例如使用風能、水能、潮汐能、太陽能等，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錯誤；B．太陽能電池消耗太陽能，產(chǎn)生電能，可以將太陽能轉化為電能，故B正確；C．風力發(fā)電消耗機械能，產(chǎn)生電能，是將機械能轉化為電能，故C錯誤；D．能量在轉移、轉化過程中總是守恒的，但是能量的轉化具有方向性，所以要節(jié)約能源，故D錯誤。故選B。3．D【詳解】ABC．光能、風能、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】電子和原子核構成原子，原子構成分子，分子構成物體，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。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。（4）[4]由材料得，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。6．核聚變見解析見解析【詳解】（1）[1]根據(jù)短文知道“小太陽內部的核反應是核聚變”。（2）[2]根據(jù)短文知道，核聚變燃料氘和氚儲量豐富；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。7．可再生地源熱泵內