2023年北京市初三二模物理试题汇编：能源与可持续发展章节综合

第1页/共1页2023北京初三二模物理汇编能源与可持续发展章节综合一、单选题1．（2023·北京顺义·统考二模）下列能源中属于不可再生能源的是A．风能 B．太阳能 C．潮汐能 D．石油2．（2023·北京海淀·统考二模）关于能源以及能量的转化，下列说法正确的是（）A．煤、石油、天然气、潮汐能都是可再生能源B．太阳能电池可以将太阳能转化为电能C．风力发电的过程中将电能转化为机械能D．能量在转化过程中是守恒的，因此各种能源都是取之不尽的3．（2023·北京西城·统考二模）如图所示的四种发电方式中，利用不可再生能源发电的是（）A．光伏发电 B．风力发电C．水力发电 D．核能发电4．（2023·北京石景山·统考二模）下列物体，按空间尺度由小到大顺序排列正确的是（）A．原子——电子——地球——银河系——太阳系B．电子——原子——地球——太阳系——银河系C．原子——电子——地球——太阳系——银河系D．电子——原子——地球——银河系——太阳系二、综合题5．（2023·北京海淀·统考二模）请阅读《中国新一代“人造太阳”》并回答问题。中国新一代“人造太阳”2023年4月12日21时，有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置，成功实现了403s稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，创造了新的世界纪录。中国“环流器”是我国探索受控核聚变的重要装置。人们对核聚变的研究源于对太阳能源的认识。太阳主要由氢元素和氨元素组成，太阳中心区的温度高达1500万摄氏度、压强约为标准大气压的3000亿倍、密度约为150g/cm3在此极端条件下，氢原子的所有核外电子几乎都摆脱了原子核的束缚，这些失去电子的氢原子核，有的能克服原子核间很强的静电排斥力而靠得足够近，聚合成质量较大的原子核并释放出一定的能量。

核聚变与已经实现和平利用的核裂变相比，其优越性不仅在于同样质量的核材料核聚变释放的能量要比核裂变多4倍以上，更为可喜的是，地球上直接和间接发生核聚变的材料氘核（）在海水中储量丰富，同时核聚变更为安全、清洁。如果要使核聚变得到和平利用，就要使核聚变反应平稳受控进行。要实现受控核聚变，需要将超高温状态下的核燃料，长时间约束在一个非常小的空间内。但是地球上没有任何容器能够承受如此高的温度。为此科学家们想到了利用磁场来约束，其主要结构类似于一个两端相连的闭合通电螺线管，线圈用超导材料制成，可产生强大的电流和磁场，如图所示。由于核燃料在超高温状态下已经变成了带电粒子，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用，因此超高温状态下的核燃料可以被“托举”在磁场中，避免与容器直接接触。目前，关于受控核聚变的研究工作还在继续，每一次进步都为未来的“人造太阳”注入一缕光芒。请根据上述材料，回答下列问题：（1）原子是由原子核和___________组成的；（2）太阳中心区失去电子的氢原子核之间存在很强的静电排斥力，是因为它们带有___________（选填“同种”或“异种”）电荷；（3）在超高温状态下核燃料可以被“托举”在磁场中，原因是磁场对运动的___________可以产生力的作用；（4）与核裂变相比，核聚变的优点是：___________。（写出一条即可）6．（2023·北京丰台·统考二模）阅读《中国“人造太阳”》回答问题。中国“人造太阳”同学们都听说过核电站吧？目前所有的核电站都是核裂变电站，通俗点讲就是把原子弹的爆炸反应速度减慢，大幅度减慢；剧烈的爆炸就变成了稳定的燃烧；再用燃烧的热烧水；烧水形成的水蒸气推动发电机转动。于是我们就有核电啦！但大家也听说过历史上核泄漏事故吧？传统核裂变技术有放射性核废料的产生，这些废料的放射性能持续很多年。自然界还有一种核反应叫核聚变，也就是氢弹所用到的原理。简单点说就是把两个氢原子核撞一块形成一个氯原子核，这个过程会释放能量。那对应的发电技术自然就叫核聚变发电了。与核裂变相比，核聚变有很多优点。第一核聚变产能效率高；第二地球上核聚变燃料氘和氚储量丰富；第三核聚变更为安全、清洁。但是可控核聚变发电太难了！超乎人们想象的难。第一是可控核聚变需要的核燃料密度极大，温度极高，大约是1亿摄氏度；第二这么高的温度，燃料肯定不能接触容器的对吧？有一种叫磁约束装置，就是通过磁场把带电的等离子束缚在一个空间区域内，不与容器直接接触，这样反应堆容器外壁的温度也就是1000摄氏度的样子，在人类材料所能承受的范围内。人们把这样的核聚变装置叫托卡马克如图所示。由于磁约束需要的磁场很强，就需要大电流。如果线圈存在电阻的话，大电流会带来很高的能量消耗。因此，咱们的线圈得是用超导材料做成的，知道难在哪了吧！目前还不存在常温超导材料，都是要很低的温度才能实现超导。所以托卡马克就是一个冰火两重天的装置。核心是1亿摄氏度的等离子体核燃料，外圈是超低温超导线圈。等离子体的稳定约束非常非常难，磁约束聚变装置方面做的最好的便是中国的EAST，全名叫Experimental

Advanced

Superconducting

Tokamak，即全超导实验性托卡马克装置。2021年5月，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒运行，这20秒钟，是无数科研人员背后辛勤工作的成果，也是我们向往星辰大海的真实写照。请根据上述材料，回答下列问题：（1）“人造太阳”是通过___________（选填“核裂变”或“核聚变”）反应释放能量的；（2）相比核裂变，核聚变具有的优点是：___________；（3）请你根据所学知识，解释超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流的原因。___________7．（2023·北京平谷·统考二模）请阅读《能源宝藏—地热能》并回答题。能源宝藏—地热能地球内部蕴藏着难以想象的巨大能量—地热能。地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是导致火山爆发及地震的能量。地热资源的温度足够高，可以利用它进行发电。我国用于发电的地热资源主要集中在西藏、云南的横断山脉一线，西藏羊八井地热电站在我国地热界占有很重要的地位。羊八井海拔4306米，其地热田地下深200米，地热蒸汽温度最高达172℃。羊八井地热电站第1台试验机组采用单级扩容法热力系统，容量为1000kW，于1977年10月试运成功。其原理是把地热水送入1个密闭的容器中降压、扩容，根据水沸点与气压的关系，可使地热水因气压降低而沸腾变成蒸汽。地热水变成蒸汽时，其体积迅速扩大，所以该容器称为“扩容器”。用这种方法产生蒸汽来发电称为扩容法地热水发电。人类为了充分的利用地球表面浅层的地热能，使用地源热泵技术的空调系统，把地热能作为冷热源进行能量交换。地源热泵机组运行时，不仅节省了大量的能量，还不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。随着人类社会的不断发展，人们对于清洁能源的需求会更加旺盛，到那个时候，地热资源将会为人类创造更多的惊喜，也将会带领人类走向更广阔的未来。请根据上述材料，回答下列问题。（1）地热能为___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源；（2）冬季为改善空气质量，工厂、大型商场可以采用___________技术利用地热能取暖；（3）羊八井地热电站利用地热水的___________（选填“机械”或“内”）能进行发电；（4）羊八井地热电站第1台试验机组连续工作24h，发电量大约为___________kW·h。

参考答案1．D【分析】泛指人类开发利用后，在现阶段不可能再生的能源资源，叫“不可再生能源”．如煤和石油都是古生物的遗体被掩压在地下深层中，经过漫长的演化而形成的（故也称为“化石燃料”），一旦被燃烧耗用后，不可能在数百年乃至数万年内再生，因而属于“不可再生能源”．除此之外，不可再生能源还有，煤、石油、天然气、核能、油页岩．1、本题是考查学生对不可再生能源特点的了解情况，解答本题要知道常见的可再生资源与不可再生能源；2、不可再生能源是指短时间之内无法再生的资源，它的总量是有限的，所以要避免过度开采；3、常见的煤炭、石油、天然气都是不可再生能源．【详解】现在人们可以通过使用可再生能源，来实现对不可再生能源的保护，例如使用风能、水能、潮汐能、太阳能等，故A、B、C不符合题意；煤炭、石油、天然气都属于化石能源，是不可再生能源，故D符合题意．故选D．2．B【详解】A．可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源，煤、石油、天然气是不可再生能源，潮汐属于可再生能源，故A错误；B．太阳能电池消耗太阳能，产生电能，可以将太阳能转化为电能，故B正确；C．风力发电消耗机械能，产生电能，是将机械能转化为电能，故C错误；D．能量在转移、转化过程中总是守恒的，但是能量的转化具有方向性，所以要节约能源，故D错误。故选B。3．D【详解】ABC．光能、风能、水能可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源，光伏发电、风力发电、水力发电都是利用可再生能源发电的，故ABC不符合题意；D．核能不能从自然界源源不断获得，也不能重复利用，是不可再生能源，则核能发电是利用不可再生能源发电的，故D符合题意。故选D。4．B【详解】电子和原子核构成原子，原子构成分子，分子构成物体，即地球由分子组成。地球又是太阳系中的一颗行星，而太阳系是银河系中的一个普通星系。所以从小到大的顺序为：电子——原子——地球——太阳系——银河系，综上分析知，故ACD错误，B正确。故选B。5．核外电子同种带电粒子地球上能发生核聚变的材料储量丰富【详解】（1）[1]原子是由带正电的原子核和带负电核外电子组成。（2）[2]太阳中心区失去电子的氢原子核带正电，由于同种电荷相排斥，所以彼此间存在很强的静电排斥力。（3）[3]由材料得，由于核燃料在超高温状态下已经变成了带电粒子，磁场对运动的带电粒子可以产生力的作用，因此超高温状态下的核燃料可以被“托举”在磁场中。（4）[4]由材料得，核聚变与已经实现和平利用的核裂变相比，其优越性不仅在于同样质量的核材料核聚变释放的能量要比核裂变多4倍以上，更为可喜的是，地球上直接和间接发生核聚变的材料氘核（）在海水中储量丰富，同时核聚变更为安全、清洁。6．核聚变见解析见解析【详解】（1）[1]根据短文知道“小太阳内部的核反应是核聚变”。（2）[2]根据短文知道，核聚变燃料氘和氚储量丰富；核聚变产能效率高，不排放有害气体，几乎没有放射性污染，核聚变更为安全、清洁。（3）[3]超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流，是因为超导体没有电阻，电流流过时不会发生热损耗，可以毫无阻碍地形成强大电流。7．可再生地源热泵内