2022北京初三（上）期末物理汇编：粒子和宇宙章节综合

2022北京初三（上）期末物理汇编

粒子和宇宙章节综合

一、多选题

1．（2022·北京朝阳·九年级期末）图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．图甲所示，该实验说明液体扩散快慢程度与温度有关

B．图乙所示，该实验主要说明固体分子间存在相互作用的引力

C．图丙所示，该实验中水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能

D．图丁所示，该设计表明人类可以制造出永动机

2．（2022·北京西城·九年级期末）下列说法中正确的是（　　）

A．常见的物质是由大量的分子、原子构成的

B．原子是由不带电的原子核和带负电的电子构成的

C．铁块很难被压缩，说明分子间存在相互作用的斥力

D．用力可以把冰糖块碾成粉末，这说明冰糖的分子很小

3．（2022·北京大兴·九年级期末）下列说法正确的是（　　）

A．质量相等的物体，如果它们的温度相同，那么它们的内能也相等

B．质量相等的物体吸收相等的热量，比热容大的物体的温度变化比较小

C．质量相等的燃料完全燃烧，热值大的燃料放出的热量较多

D．机械能可以全部转化为内能，内能也可以完全转化为机械能

4．（2022·北京顺义·九年级期末）下列各种发电方式中，利用可再生能源发电的是（　　）

A．风力发电 B．潮汐发电 C．水力发电 D．煤炭发电

二、单选题

5．（2022·北京密云·九年级期末）普通白炽灯正常工作时消耗的电能大约有90%因发热而损失，而新型的LED灯发光时的发热量很少，从而减少了电能的损失，被人们广泛应用于生活之中。将标有“220V15W”的LED灯和“220V15W”的白炽灯分别接入家庭电路中，发现LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度。下列说法中正确的是（　　）

A．通过LED灯的电流大于通过白炽灯的电流

B．LED灯的实际功率大于白炽灯的实际功率

C．相同时间内LED灯消耗的电能大于白炽灯消耗的电能

D．相同时间内LED灯转换成的光能大于白炽灯转换成的光能

6．（2022·北京密云·九年级期末）下列说法中，正确的是（　　）

A．地球周围存在着真实的磁感线

B．太阳能和核能都属于不可再生能源

C．导体的电阻越大，通过导体的电流越大

D．导体的电阻大小与它的材料、长度和横截面积有关

三、填空题

7．（2022·北京东城·九年级期末）请阅读《压缩空气储能》并回答题

压缩空气储能

压缩空气储能技术，是一种新型的蓄能蓄电技术。2021年10月份，我国自主研发的首套最大发电功率，最大储能容量的先进压缩空气储能系统，在贵州毕节成功并网发电。电力专家把这个储能系统比喻成一个“超大号的充电宝”。

压缩空气储能系统包括储能过程和释能过程两个环节。储能过程是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入储能室进行储能。释能过程是当电力系统高峰负荷时，将高压空气释放，带动发电机发电，从而满足电力系统的调峰需要。

压缩空气储能发电与以往风电和光伏发电的方式相比，不受环境影响，发电稳定；压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，也不像燃料储能会燃烧，从而造成环境污染或带来安全隐患，因此压缩空气储能是一种比较比较安全、清洁的储能方式。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）位于贵州毕节的压缩空气储能系统，最大储能容量为___________；

（2）该压缩空气储能系统以最大功率发电1小时，发电量为___________；

（3）压缩空气储能与储气罐储能方式相比，优势是：___________；

（4）文中压缩空气储能系统利用“错峰”的方法达到了对资源进行合理的分配。请你类比该举措，举一个实际生活中相似的应用实例。(  )

8．（2022·北京大兴·九年级期末）阅读《碳中和与能源结构》并回答题。

碳中和与能源结构

碳中和是指企业、团体或个人在一定时间内通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身直接或间接产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳"零排放"。我国政府将采取有力的政策和措施，使二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。

目前大多数的电能来源于燃烧化石能源而获得，煤炭是火力发电的主要燃料，在燃烧化石能源的过程中必定会有碳排放，因此不能简单地认为使用电力汽车就可以减少碳排放。在我国碳排放总量中，煤炭排放的占比超过了60%，而煤电的碳排放约占煤炭总排放的一半，因此在电力工业中实现能源转型，是电力脱碳，实现碳中和的重要途径。优化和升级能源结构，要减少以煤炭为主的化石能源，提高新能源、可再生能源和其他能源的合理利用。目前比较成熟的是风力发电和光伏发电，据不完全统计，2020年我国风电、光伏发电量占全国发电总量的9.67%，火力发电量占全国总发电量的70%。

风力发电和光伏发电无需化石能源又环保，为何不能像火力发电一样被广泛应用呢？第一个原因是风力发电和光伏发电有非连续的特点，具有不稳定性，比如太阳能受光照时间制约，风能受风力和风向制约。第二个原因是储电困难。电网只能容纳约15%的非稳定型发电的电能，风能和太阳能发出来的电，电网是无法全部容纳的。

电能的存储有物理和化学两种方式。物理的方式主要是通过势能等与电之间的相互转化，比如抽水蓄能，利用电力系统负荷低谷时的剩余电量用水泵把水抽到高处，把电能转化为水的势能，当系统发电量不足时，再让水流下来推动发电机发电。化学储能主要是依靠电池，把电力系统剩余电量存储到电池中。但以上储能方式还无法解决大规模储能问题。今后我们的风力发电和光伏发电会越来越多，发电量的波动性也会更强，对电网的时时调度要求会更高，风力发电和光伏发电的存储和运输是目前急需解决的技术问题。

（1）风力发电和光伏发电目前还不能广泛应用的原因是①___________②___________。

（2）请你列举两条在日常生活中有利于实现碳中和的具体做法或建议。

①___________。

②___________。

9．（2022·北京·九年级期末）两个相同的烧杯中分别装有质量相等、温度不同的水，将等量的红墨水同时滴入两杯水中，过一会儿观察到的现象如图所示，则甲杯水温度较______（选填“高”或“低”）。

四、综合题

10．（2022·北京石景山·九年级期末）                         冬奥场馆的“中国智慧”

2022年冬奥会在中国举办，冬奥场馆建设凸显绿色、科技、自主创新等特色，是最新科技成果应用的重要场景。

在低碳能源应用方面，张北柔直工程采用了我国原创的、领先世界的柔性直流电网新技术，满足冬奥场馆的用电需求，预计冬奥期间可减少标煤燃烧12.8万吨，减排二氧化碳32万吨。所谓“柔性直流”，就是灵活可控直流的意思，该输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。通过这项技术，将张北地区的风能、太阳能等转化的绿电安全高效地输送至北京市，不仅可以把时断时续、不稳定的风电、光伏等清洁能源转换成稳定的电能，还能进行清洁能源的储存、调配，是破解新能源大规模开发利用世界级难题的“中国方案”。

在新能源材料方面，我国自主开发出的碲化镉发电玻璃，不仅具有建筑材料的特性而且能够发电，有弱光性能好、抗衰减等特点，是适用于光伏建筑一体化的新型绿色环保建筑材料，“发电玻璃”之所以能发电是因为在玻璃表面，涂抹了一层碲化镉，具有了光电转化的功能，与常见的太阳能电池板不同，生产同样一块发电玻璃所消耗的时间很短，成本更低，转化效率更高，碲化镉发电玻璃分别应用于国家速滑馆和张家口冬奥会场馆光伏建筑一体化项目，以及赤城奥运走廊项目，践行了绿色办奥的宗旨。

在智慧场馆方面，国家体育馆启用了地磁导航、电子围栏，实现场馆室内高精度导航，其中，地磁导航是一种无源自主导航技术，由于地球上任意一点，都有唯一的磁场大小和方向与之对应，并且与该点的三维地理坐标相匹配，通过不同地域的地球磁场数据确定位置，使它具有“向导”功能，地磁导航不像卫星导航那样需要依赖外界设备传输电磁信号，具有较强的抗干扰和生存能力，借助这一服务系统，观众可自主导航找到座位；而管理人员也可实时获取场馆内人员位置信息。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）碲化镉发电玻璃实现了______能向______能的转换；

（2）根据文中信息，判断下列说法中不正确是(          )

A．地磁导航需要依赖外界设备通过电磁波传递信号

B．柔性直流电网新技术可以把时断时续、不稳定的能源转换成稳定的电能

C．碲化镉发电玻璃与太阳能电池板相比，具有成本更低、转化效率更高等优势

D．地磁导航的定位原理是由于地球上任意一点都有唯一的磁场大小和方向与之对应

（3）“绿色冬奥，我们在行动”，请写出身边节能减排的生活实例______。

11．（2022·北京平谷·九年级期末）阅读下列短文，回答问题。

磁制冷

在古代，人们采用的是天然冰块来制冷保鲜。随着人类社会的不断发展，制冷手段也在不断进步，这同时也反映了人类在发展的过程中对高品质生活的追求。

19-20世纪，伴随着冰箱走入千家万户，人类的制冷材料和技术取得很大发展。出现了我们所熟知的氟利昂制冷。作为冰箱最常用的制冷剂--“氟利昂-12”对我们生存的环境带来了很大的破坏，是引起臭氧层空洞及臭氧层变薄的原因之一。

为了保护环境，科学家们一直在研究开发无害的新型制冷剂或其它制冷技术。20世纪二十年代末，科学家发现了磁性物质在磁场作用下温度升高的现象，称为磁热效应。磁制冷的基本原理就是借助磁性材料的磁热效应。当磁性材料等温磁化时，向外界放出热量；当磁性材料绝热退磁时，温度降低，并从外界吸取热量。对磁性材料反复进行等温磁化和绝热退磁就可以获得低温，实现磁制冷（如图所示）。2002年世界上第一台能在室温下工作的磁冰箱被研制出来，之后汽车磁制冷空调也被研究出来。在中国科技馆“挑战与未来”展厅，就有关于磁制冷有两个展品：磁热效应演示器和磁冰箱模型。

　　与传统的气体制冷技术相比，磁制冷不会产生环境污染，是一种绿色制冷技术。目前，该技术已广泛应用于低温及超低温领域，室温磁制冷技术还有待于继续研究攻关。低温磁制冷装置具有小型化和高效率等独特优点，所以其在生产、生活、科技等众多领域都有很广阔的发展前景。

请根据上述材料，回答下列问题：

（1）磁制冷的基本原理就是借助_______。

（2）在科技馆中磁热效应演示的展品中，当转动手轮使磁制冷材料进入磁场时，外界温度升高，离开磁场时，外界温度降低。请你根据观察到的现象提一个可探究的科学问题_______。

（3）与传统的气体制冷技术相比，磁制冷技术的优势是_______。

12．（2022·北京丰台·九年级期末）阅读《核聚变与中国的“人造太阳”》回答问题。

核聚变与中国的“人造太阳”

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，标志着我国受控核聚变研究工作又上升到一个新的水平。

人们对核聚变的研究源于对太阳能源的认识。太阳每秒辐射出的能量约为3.8×1026J。是什么使太阳有如此丰富的能量？科学家们通过研究发现，太阳中心区处于高温、高压和高密度状态。在此条件下，原子的所有电子几乎都摆脱了原子核的束缚，这些失去电子的原子核相互之间的距离很小，易于结合成质量较大的原子核，同时释放出能量。因此，太阳的能源是核聚变释放出来的。

人们也一直在努力尝试实现受控核聚变，进而利用核聚变中的能源。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。然而，在地球上要想实现受控核聚变，需要将超高温（1亿摄氏度以上）状态下的核燃料，长时间地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，并设计了名为托卡马克的实验装置，其主要结构类似于一个两端相连的闭合通电螺线管，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。为了更好地约束上亿摄氏度的核燃料，人们利用超导材料制作导体线圈来产生强大的电流和磁场。

目前，关于受控核聚变的研究工作还在继续，相信不久的将来这一领域将有所突破。核聚变能一旦开始大规模地开发利用，就可以向人类提供“取之不尽，用之不竭”的能源，这将帮助人类彻底解决能源危机。

（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）原子是由原子核和_______构成的；

（3）相比核裂变，核聚变具有的优点是：_______；

（4）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。_______

参考答案

1．ABC

【详解】A．将红墨水分别滴到一杯冷水和一杯热水中，发现热水中更快全部变红，表明分子的热运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象越快，所以该实验说明液体扩散快慢程度与温度有关，故A正确；

B．两个铅块表面磨平后压在一起，下面挂钩码都不容易拉开，说明两铅块分子之间有相互吸引的作用力，所以该实验主要说明固体分子间存在相互作用的引力，故B正确；

C．试管内高温高压的水蒸气将塞子推出，水蒸气对塞子做了功，水蒸气内能减小，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，故C正确；

D．任何机械在使用中都会因为摩擦等原因造成一部分能量向其它形式的能转化，效率不可能达到100%，人们不可能设计出永动机，故D错误。

故选ABC。

2．AC

【详解】A．分子动理论基本内容：物质是由大量分子、原子构成的；分子在不停地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力，故A正确；

B．原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成，原子核由带正电的质子和不带电的中子构成，故B错误；

C．铁块为固体，分子之间的作用力表现为斥力，难被压缩，故C正确；

D．把水糖块碾成粉末，只是固体的大颗粒变成小颗粒，并不涉及分子变化，不能说明冰糖分子小，故D错误。

故选AC。

3．BC

【详解】A．内能是组成物体的所有分子的动能和势能之和，质量相等、温度相同的物体，如果它们的分子大小、分子个数、体积不同，它们的内能也不相等，故A错误；

B．质量相等的物体吸收相等的热量，根据可知，比热容大的物体的温度变化比较小，故B正确；

C．质量相等的不同种燃料完全燃烧，根据可知，热值大的燃料放出的热量较多，故C正确；

D．在机械工作过程中，总存在能量损耗，机械能不可能全部转化为内能，内能也不可能完全转化为机械能，即效率不可能达到100%，故D错误。

故选BC。

4．ABC

【详解】ABC．风能、水能、潮汐能都可以源源不断地从自然界获得，是可再生能源，所以水力发电、风力发电、潮汐发电都是利用可再生能源发电的，故ABC符合题意；

D．煤炭发电是通过燃烧煤产生的内能转化为电能的过程，煤是不能从自然界源源不断获得的，也不能重复利用，是不可再生能源，所以火力发电是利用不可再生能源发电的，故D不符合题意。

故选ABC。

5．D

【详解】ABC．LED灯和白炽灯额定功率和额定电压相等，则都接入家庭电路时，均正常发光，则实际功率相等，由P=UI可得，两灯电流相等，由W=Pt可知消耗电能相等，故ABC错误；

D． 由于LED灯的亮度远高于白炽灯的亮度，则可知相同时间内LED灯转换成的光能大于白炽灯转换成的光能，故D正确。

故选D。

6．D

【详解】A．磁感线是为了研究磁场方便而假设的物理模型，实际上是不存在的，故A错误；

B．太阳能可以从自然界里源源不断的得到补充，属于可再生能源；核能消耗后，不能短时期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故B错误；

C．通过导体的电流由导体两端的电压和导体的电阻共同决定，电压一定时， 导体的电阻越大，通过导体的电流越小，故C错误；

D．导体的电阻是导体本身的性质，导体的电阻大小与它的材料、长度和横截面积有关，故D正确。

故选D。

7．               不会漏气     修建水坝储水

【详解】（1）[1]根据原文对压缩空气储能技术的介绍，压缩空气储能系统最大储能容量为。

（2）[2]由题意，最大发电功率，发电1小时所产生的电能为

（3）[3]压缩空气储能不像储气罐储能会漏气，故压缩空气储能与储气罐储能方式相比，是不会漏气。

（4）[4]雨季河水水流量较大，发电用不完，枯水季节，水流量不足，于是人们修建拦河大坝，雨季河水水流量较大时，将水能储存起来，枯水季节可以发电。

8．     风力发电和光伏发电的不稳定性     储电困难     夏天开空调温度不低于26℃     乘坐公共交通工具出行

【详解】（1）[1][2]由材料可知，风力发电和光伏发电目前还不能广泛运用的原因有：

①风力发电和光伏发电有非连续的特点，具有不稳定性。

②储电困难，有大量的电能被浪费。

（2）[3][4]为了实现碳中和，应该在日常生活中减少碳排放，具体做法有：

①夏天开空调温度不低于26℃。

②乘坐公共交通工具出行。

9．高

【详解】相同条件下，温度越高，扩散现象越明显。将等量的红墨水滴到两个杯中，甲烧杯中红墨水快速扩散开来，几乎整个烧杯的水都变红了，甲烧杯中的红墨水扩散的快，因此可以推断，甲烧杯的水温较高。

10．     光     电     A     低碳出行，比如尽量做公共交通，骑自行车出行

【详解】（1）[1][2]“发电玻璃”之所以能发电是因为在玻璃表面，涂抹了一层碲化镉，具有了光电转化的功能，将光能转化为电能。

（2）[3] A．地磁导航不像卫星导航那样需要依赖外界设备传输电磁信号，具有较强的抗干扰和生存能力，故不需要依赖外界设备传输电磁信号，故A错误，符合题意；

B．柔性直流电网新技术不仅可以把时断时续、不稳定的风电、光伏等清洁能源转换成稳定的电能，故B正确，不符合题意；

C．碲化镉发电玻璃与太阳能电池板相比，生产同样一块发电玻璃所消耗的时间很短，成本更低，转化效率更高，故C正确，不符合题意；

D．根据题意可知，地磁导航是一种无源自主导航技术，由于地球上任意一点，都有唯一的磁场大小和方向与之对应，并且与该点的三维地理坐标相匹配，通过不同地域的地球磁场数据确定位置，使它具有“向导”功能，故D正确，不符合题意。

故选A。

（3）[4] “绿色冬奥，我们在行动”，身边节能减排的实例有：低碳出行，尽量坐公共交通，骑自行车出行，用新能源汽车。

11．     磁热效应     见解析     见解析

【详解】（1）[1]根据阅读材料可知，磁制冷就是利用磁性材料所具有的磁热效应来制冷的。

（2）[2]当转动手轮使磁制冷材料进入磁场时，外界温度升高，离开磁场时，外界温度降低，可以提出问题：外界温度的变化与磁制冷材料是否进入磁场有关吗？

（3）[3]磁制冷技术具有绿色环保、磁制冷装置有小型化和高效率的优点。

12．     核聚变     核外电子     效率高，燃料氘和氚储量丰富，更为安全、清洁     超导材料制作的线圈电阻很小

【详解】（1）[1]由材料可知，“人造太阳”的能源是核聚变释放出来的。

（2）[2]由原子的结构可知，原子是有原子核和核外电子构成的。

（3）[3]由材料第三段可知，核聚变具有的优点是：核聚变产能效率高，地球上核聚变燃料氘和氚储量丰富，核聚变更为安全、清洁。

（4）[4]超导材料具有电阻很小的特点，当电压一定时，电阻越小，电流越大，故超导材料制作的导体线圈可以产生强大电流。