2023年北京市初三二模物理试题汇编：宇宙和微观世界章节综合

第1页/共1页2023北京初三二模物理汇编宇宙和微观世界章节综合一、单选题1．（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、实验题2．（2023·北京昌平·统考二模）请阅读《距离》并回答题。距离人们常说距离产生美，因为遥远的距离会带来神秘感，但是天文学家更喜欢创根问底，他们要问：遥远到底有多远呢？如图所示的照片里面有两颗看上去非常明亮的“恒星”，从肉眼的判别来讲，你很难看出它们的差异，但是人们发现其实在这里面有一颗并不是恒星，通过测量距离及更加细致的研究，发现这个叫做3C273的类星体，其实是一个超大质量的黑洞。这个黑洞离我们距离有24亿光年，而这个黑洞的质量至少是900万倍的太阳质量，所以，从这个例子我们可以认识到只有知道了距离，我们才能够正确地去了解这个天体的本质。

天文学上有一种简单的测量距离的方法，叫做三角测距法。所谓的三角测距，其实就是用一根足够长的基线去测量我们想要观测的天体对基线所张的角度，测出基线的长度和天体对基线所张的角度，再利用三角形的一些基本规律就可以比较或测量天体间的距离了。这个办法看上去非常简单，但是在天文学的应用里面，却有着非常深远的意义。譬如说，在古希腊时代，就有一位天文学家，通过看到的月亮的月相（其实反映了月亮、地球和太阳三者之间的几何关系）来测量地球与太阳、地球与月亮之间的距离的关系。他首先从上弦月开始，示意图如图所示，他发现月亮、地球和太阳构成的这个三角形非常接近于直角三角形（但是两者还是有很小的差异），于是由直角三角形的一些基本的规律可以知道，太阳和地球、月亮和地球这两条边的比例，它们的长度之比是多少呢？约是20，所以说太阳远远比月亮要处于更远的距离上面，这是他得到的第一个结论。日常的生活经验告诉我们，在白天你去观察太阳，在夜晚你去观察月亮，你会发现它们的大小看上去是相当的，或者说它们的直径看上去是非常相近的，那反映的就是它们自身的半径也约是20倍的比例，所以，他得到的第二个结论是太阳比月亮大很多。

三角测距法也有它的局限，对于更加遥远的天体，再强大的望远镜也没有办法去分辨它们进行距离测量，所以，科学家根据需要创造发明了其他的更加有效的办法去测量天体问的距离。请根据上述材料，回答下列问题：（1）文中提到的黑洞的质量至少是__________倍的太阳质量。（2）文中的古希腊天文学家，测量地球与太阳、地球与月亮之间的距离的关系时，得出的第一个结论是太阳远远比月亮要处于更远的距离上面，文中给出的这个结论得出的依据是__________。三、综合题3．（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。___________4．（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）

参考答案1．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。2．900万见解析【详解】（1）[1]根据文中材料可知，黑洞的质量至少是900万倍的太阳质量。（2）[2]月亮、地球和太阳构成的这个三角形非常接近于直角三角形（但是两者还是有很小的差异），于是由直角三角形的规律，太阳和地球、月亮和地球这两条边的比例，它们的长度之比约是20。3．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。4．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