卷子答案网-一个不只有答案的网站第十四章 宇宙和微观世界 素养综合检测素
(满分100分，限时45分钟)
一、单项选择题(每小题5分，共40分)
1.(2022广东中考)关于能量和能源，下列说法正确的是( )
A.煤、石油、天然气都是可再生能源
B.电能是一次能源
C.水力发电是将水的机械能转化为电能
D.太阳释放的能量是核裂变产生的
2.(2021江苏南京中考)关于粒子和宇宙，下列说法正确的是 ( )
A.在水分子、氢原子和电子中，尺度最小的是电子
B.原子的核式结构模型认为原子是由质子和中子构成的
C.铅块相互紧压后会粘在一起，说明分子间有斥力
D.“地心说”认为太阳是宇宙的中心
3.(2019四川成都中考)关于原子核和核能，下列说法正确的是( )
A.原子核是由电子、质子和中子组成
B.核能的使用不会对人类产生危害
C.现有核电站利用核裂变释放的能量来发电
D.氢弹爆炸时的链式反应是可控的
4.纳米陶瓷作为高新技术材料应用广泛，它具有坚硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温、完全无磁性等特点，它不能应用于 ( )
A.银行卡 B.切割硬物的刀具
C.“天宫三号”外表涂层 D.装浓酸的涂层
5.【跨学科·物理学与社会发展】(2022广西百色中考)我国在城市建设和乡村振兴计划中，重视环境保护和新能源的开发利用。下面列举的项目中，不属于新能源开发的是 ( )
A.太阳能发电 B.风力发电 C.核能发电 D.燃煤发电
6.【新素材·现代科技】(2022贵州贵阳中考)如图所示，中国环流器二号M装置在可控核聚变(人造太阳)上取得重大突破。核聚变过程中产生的能量是( )
A.核能 B.动能 C.机械能 D.重力势能
7.大爆炸宇宙论认为宇宙处于不断地膨胀中，所有的星系都在远离我们，离我们越远的星系，退行越快。若在我们所在的星系1观测，如图能类比宇宙膨胀的是(箭头方向和长短分别表示运动方向和快慢)( )
A B
C D
8.【国防教育】(2020广东广州华师大附中二模)中国是少数几个能生产核潜艇的国家之一，中国的094型核潜艇排水量为9 000 t，搭载了16枚射程为11 000 km的“巨浪 2”型战略弹道导弹，是中国二次核反击的中坚力量，是应对核动力航空母舰的最有力武器。下列分析正确的是(g=10 N/kg) ( )
A.核潜艇中的核反应堆是利用核聚变来产生能量的
B.094型潜艇浸没在水中后，受到的浮力为 9×104 N
C.核潜艇的动力主要是将核能最终转化为机械能
D.核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力小于浮力
二、多项选择题(每小题5分，共10分。每小题选项全选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的不得分)
9.(2021无锡中考改编)关于“宇宙和粒子”的认识，下列说法中正确的是 ( )
A.太阳是宇宙的中心
B.原子核是由质子和中子构成的
C.宇宙是一个有层次的天体结构系统
D.电子的发现说明原子是可分的
10.【新素材·现代科技】(2022成都中考改编)新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器，如图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源，下列说法正确的是 ( )
A.核燃料、氢燃料和天然气都属于新能源
B.核电站利用核裂变释放的能量来发电
C.氢燃料发动机将化学能转化为机械能
D.新能源的开发可以有效缓解能源危机
三、填空题(11题4分，12题4分，13题4分，14题6分，15题6分，16题6分，共30分)
11.(2020广西百色中考)在探索微观世界的历程中，1897年汤姆孙发现阴极射线是由高速的带负电的粒子组成，这种粒子是 ；1911年卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子 结构模型。
12.核电站是利用可控制的核 (选填“裂变”或“聚变”)释放的能量来发电的；核电站在输送电能方面，若能采用 (选填“半导体”或“超导”)材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
13.(2018浙江衢州中考)随着科技的进步，霍金提出的黑洞理论和宇宙无边界的设想，正逐步得到证实。如图，a、b、c、d四点分别表示处女座、大熊座、牧夫座和长蛇座四大星系离银河系的距离与它们的运动速度之间的关系。由图可知，星系离我们越远，运动的速度 ；可推知宇宙处在 之中。
14.(2021广东珠海中考)原子由 和电子组成，电子带 电。用中子轰击铀235原子核，可使其发生核 (选填“聚变”或“裂变”)并释放核能。
15.(2022浙江湖州中考)2021年10月14日，“羲和号”探日卫星顺利升空，实现了我国太阳探测零的突破。
(1)太阳是一颗 (选填“恒星”或“行星”)。
(2)太阳的巨大能量是内部 (选填“核聚变”或“核裂变”)产生的。
(3)“羲和号”运行在距离地面大约517公里的太阳同步轨道上。如果你是“羲和号”的设计师，根据其工作环境，设计时需要考虑哪些方面
16.【新素材·现代科技】(2021浙江台州中考)我国在航天领域取得了伟大成就，如2013年12月14日，“嫦娥三号”探测器登陆月球，2021年5月15日，“天问一号”探测器登陆火星。
(1)图1是太阳系八大行星示意图，甲、乙、丙、丁中，表示火星的是 。
(2)“天问一号”探测器登陆的“乌托邦平原”面积巨大，是一望无际的乱石荒原，但其形成原因和月球上的 一样，本质上都是陨石坑。
(3)“天问一号”探测器登陆前，科学家需要结合火星对探测器的引力大小，确定探测器进入火星大气层时的速度。图2是地球、火星上物体受到的重力与其质量的关系图像。由图2可知，探测器在火星上受到的重力比在地球上要 。
四、科普阅读题(17题10分)
17.【学科素养·物理观念】请阅读《核电技术》并回答问题。
核电技术
核电与水电、火电一起构成世界能源的三大支柱，在世界能源结构中占有重要地位。核能发电不会造成空气污染，不会产生加重地球温室效应的二氧化碳；核能发电能量密集，功率高，为其他能源所不及；核电比火电“经济”，核能发电成本要比火能发电低15%~50%。诚然，核能电厂会产生废料，具有放射性，如果发生核泄漏，会对生态及民众造成伤害。
我国已经跻身核电强国之列，自主研发了拥有完全自主知识产权和出口权的三代核电技术“华龙一号”和“国和一号”，核电运营管理水平位居世界前列。至2019年6月底，我国大陆在运核电机组47台，装机容量4 873万千瓦，位居全球第三，在建核电机组11台，位居全球第一。
我们已经知道，原子是由原子核和核外电子构成的，而原子核是由质子和中子组成的。有的原子核的质子和中子个数比较少，像氦(读hài)原子核，其结构面示意图如图所示，它有两个质子和两个中子，像这样的原子核我们称之为轻核；而有的原子核是由比较多的质子和中子组成的，像某种钍(读tǔ)核，它有90个质子和142个中子，我们把这样的原子核叫作重核。重核在其他粒子的轰击下分裂成中等质量原子核的核反应，叫作重核裂变。科学家用中子轰击铀核(铀核是重核)，发生了重核裂变。裂变不但可以释放出能量，同时还发射出几个中子，这些中子又会去轰击其他的核，继续发生裂变，从而产生巨大的能量。可以测算1 kg铀全部裂变时放出的能量就相当于2 800吨标准煤完全燃烧时放出的能量。
为了控制反应堆中裂变的速度，人们用容易吸收中子的某种材料做成足够长的控制棒插入反应中心，控制棒插入深一些，吸收的中子就多一些，而去轰击核的中子就会少ー些，发生裂变的铀核就会减少，产生的能量就会减少。裂变产生的核能转变为内能，加热水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮转动，从而带动发电机发电，最终转变为电能。
在高铁成为“中国创造”代表的同时，中国核电依靠其领先国际的技术和安全水准，也成为与高铁并驾齐驱的一张“中国创造”的新名片。
(1)核能发电的优点: 。(写出一条即可)
(2)从核能到电能，其中经历的能量转化过程:
。
(3)若想使反应堆中裂变产生的能量增加，可以进行的操作: 。
(4)如图所示是重核裂变过程的截面示意图(中子用表示，质子用表示)，其中合理的是 (选填字母)。
A B
C D
五、综合题(18题10分)
18.[含评分细则](2022山东枣庄中考改编)太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进千家万户。如图所示，某家庭太阳能热水器被阳光照射时，平均每小时吸收7.0×106 J的太阳能，若热水器吸收8 h的太阳能，可以使质量为100 kg的水温度升高50 ℃。已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q=3.5×107 J/m3。
(1)太阳能是一种 (选填“常规能源”或“新能源”)。
(2)求水吸收的热量。
(3)求该太阳能热水器的效率。
(4)若这些水吸收的热量由天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要多少m3的天然气
答案全解全析
1.C 煤、石油、天然气不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误；生活中所使用的电能是从自然界中的一次能源转化而来的，因此电能属于二次能源，故B错误；水力发电是将水的机械能转化为电能，故C正确；太阳内部发生的是热核反应，太阳释放的巨大能量是由核聚变产生的，故D错误。
2.A 分子是由原子组成的，原子是由原子核和核外电子构成的，所以在水分子、氢原子和电子中，尺度最小的是电子，故A正确；原子的核式结构模型认为原子是由原子核和核外电子构成的，故B不正确；铅块相互紧压后会粘在一起，说明分子间有相互作用的引力，故C不正确；“地心说”认为地球是宇宙的中心，故D不正确。
3.C 原子核由质子和中子组成， A错误；核能使用过程中产生的核废料具有很强的放射性，会对人类产生危害，B错误；现有核电站利用核裂变释放的能量来发电，C正确；对于氢弹爆炸时发生的聚变反应，人类目前还不能控制，D错误。
4.A 银行卡的芯片是由磁性材料制成的，因为纳米陶瓷具有完全无磁性的特点，所以银行卡不能用纳米陶瓷来制作，故选A。
5.D 新能源是指刚开始开发、利用或正在积极研究并有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、生物质能和核能等，燃煤不属于新能源，故选D。
6.A 核聚变过程中产生的能量是核能。故A符合题意，B、C、D不符合题意。
7.A 根据题意知，所有的星系都在远离我们，离我们越远的星系，退行越快，综合可得，A符合题意。
8.C 核潜艇中的核反应堆是利用核裂变来产生能量的，故A不正确；094型核潜艇排水量为9 000 t，则它排开水的重力为G排水=m排水g=9×106 kg×10 N/kg=9×107 N，因此它浸没在水中时受到的浮力为9×107 N，故B不正确；核潜艇的动力主要是将核能最终转化为机械能，故C正确；核潜艇浸没在水中后，加速下潜的过程中重力大于其所受到的浮力，故D不正确。
9.BCD 太阳不是宇宙的中心，A不正确。
10.BCD 天然气属于常规能源，不属于新能源，故A不符合题意；核电站利用可控的核裂变释放的能量来发电，故B符合题意；氢燃料发动机工作时将化学能转化为机械能，故C符合题意；新能源的开发可以有效缓解能源危机，故D符合题意。
11.答案 电子 核式
解析 汤姆孙发现阴极射线由高速的带负电的粒子组成，这种粒子是电子；卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构。
12.答案 裂变 超导
解析 核电站中的核反应堆是通过可控的核裂变释放的能量来发电的。超导材料的电阻几乎为零，几乎不产生电热，所以输送电能方面，若能采用超导材料，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。
13.答案 越快 膨胀
解析 从题图可以看出，在处女座星系、大熊座星系、牧夫座星系、长蛇座星系中，离我们距离越远的星系的运动速度越快。宇宙大爆炸理论是指宇宙诞生于大爆炸，并且爆炸引起了宇宙膨胀，而这种膨胀还在继续。
14.答案 原子核 负 裂变
解析 原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，电子带负电。用中子轰击铀235原子核，可使其发生核裂变。
15.答案 (1)恒星 (2)核聚变 (3)耐高温、防辐射等
解析 (1)太阳是一颗恒星；(2)太阳的巨大能量是内部核聚变产生的；(3)因为“羲和号”运行在太阳较近的同步轨道上，因此在设计时要考虑到耐高温、防辐射等方面。
16.答案 (1)乙 (2)环形山 (3)小
解析 (1)由图1可知，甲是水星，乙是火星，丙是土星，丁是海王星。(2)“乌托邦平原”是一望无际的乱石荒原，则其形成原因与月球上的环形山一样，本质都是陨石坑。(3)观察图像可知，在质量相同的情况下，物体在地球上受到的重力要大于其在火星上受到的重力。
17.答案 (1)能量巨大(合理即可) (2)核能→内能→机械能→电能 (3)让控制棒插入反应中心浅一些 (4)D
解析 (1)1 kg铀全部裂变时放出的能量就相当于2 800 吨标准煤完全燃烧时放出的能量，因此核能发电有能量巨大的优点。(2)核能发电的能量转化过程是由核能转化为内能，加热水产生蒸汽，由蒸汽的内能转化为汽轮机的机械能，汽轮机带动发电机发电，此时机械能转化为电能，即核能→内能→机械能→电能。(3)要使反应堆中裂变产生的能量增加，可将控制棒插入反应中心浅一些。(4)当中子轰击铀核时，使铀核裂变成两个中等质量的原子核和几个中子，中子再去轰击其他铀核，继续发生裂变，从而产生巨大的能量，故选D。
18.解析 (1)太阳能是新能源。 (2分)
(2)水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×50 ℃=2.1×107 J。 (2分)
(3)太阳能热水器在8 h内吸收的热量
Q吸总=8×7.0×106 J=5.6×107 J， (1分)
所以，太阳能热水器的效率
η==37.5%。 (2分)
(4)若这些热量由天然气提供，则
Q放=Q吸=2.1×107 J， (1分)
则所需天然气的体积
V气==0.6 m3。 (2分)
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