第十六章粒子和宇宙测评(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(每小题4分,共40分)1.宇宙中有数以10亿计的星系,银河系是无数个星系中的一个,银河系异常巨大,表示银河系的长度单位最方便的是( )A.千米 B.兆米 C.米 D.光年2.下列对能量转化分析错误的是( )A.水电站主要将机械能转化为电能B.核电站主要将核能转化为电能C.太阳能热水器主要将太阳能转化为内能D.热机主要将机械能转化为电能3.下列有关能源和环境保护的说法错误的是( )A.太阳能、风能、核能都是可再生资源B.压缩天然气,简称CNG,是一种清洁燃料,使用这种燃料的汽车,尾气污染较小C.垃圾分类有助于减少环境污染D.纯电动汽车的推广有利于保护环境4.研究能源利用,实现可持续发展已成为21世纪世界各国共同的任务。能源按不同的分类方式可进行不同分类。下列四组能源中,能归入如图所示阴影部分的一组是( )A.煤炭、地热能、沼气B.太阳能、风能、海洋能C.水能、木柴、天然气D.石油、海洋能、核能5.一百多年来,科学家们一直在微观世界领域不懈地探索着。下列微粒按空间尺度从大到小排列的顺序是( )A.分子 夸克 质子 电子B.分子原子核质子夸克C.原子核电子质子分子D.分子原子电子原子核6.下列事实中,不是近代原子—分子论确立的内容的是( )A.多数物质可由其他物质通过化学反应合成,这些物质称为化合物B.一些物质不能由其他物质通过化学反应合成,称为元素7C.原子是元素不可再分的单元,各种元素的原子相同D.以上都不是7.右图为Be的结构示意图,下列是某同学对此结构示意图的几种叙述,正确的是( )A.Be原子是由4个原子核和4个电子组成的B.Be的原子核中有5个质子和4个中子C.Be的原子核内有4个质子,核外有4个电子D.任何原子的原子核中质子数和电子数都是不相等的8.关于粒子和宇宙的说法正确的是( )A.汤姆孙发现电子说明原子是可分的B.扫地时尘土飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动C.大到天体、小到微观粒子都在不停地运动,其中太阳是宇宙的中心D.把10毫升酒精和10毫升水混合在一起,体积等于20毫升9.关于能源的利用和节能,下列说法正确的是( )A.根据能量守恒定律,能源的利用率应该是100%B.由于能量不会消失,也不会创生,总是守恒的,所以节约能源意义不大C.节约能源只要提高节能意识就行,与科技进步无关D.在能源的利用中,总会有一部分能源未被利用而损失掉10.节约能源是每个公民应尽的义务,日常生活中我们经常会遇见以下行为:①用电器不使用时,及时切断电源,减少待机时间;②利用淘米水浇花;③使用一次性筷子;④用太阳能热水器代替燃气热水器;⑤随意丢弃废旧塑料袋;⑥使用空调时将门窗关好。上述行为中属于节约资源的是( )A.②③④⑤ B.①②④⑥C.①②⑤⑥D.①②③④二、填空题(每空2分,共30分)11.能源危机是全球性问题,开发和利用太阳能是解决能源危机的有效途径之一。太阳能实际上是无限的,灼热的太阳内部原子之间的热碰撞使 (选填“裂变”或“聚变”)反应激烈地进行,从而辐射出巨大的光和热。 12.在探索物质结构的历程中 首先发现了电子, 建立了原子核结构的行星模型。 13.原子核在裂变或聚变时释放出巨大的能量,这种能量称为 能。这种能可以用来制造武器也可被和平利用。请举例: 。 714.我国在“人造太阳”项目中已取得重大突破。右图是实验室内的场景。“人造太阳”利用氢核 (选填“裂”或“聚”)变来获得巨大能量,利用“人造太阳”发电可缓解电力紧张;太阳能路灯是将 能转化为 能,太阳能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。 15.目前利用太阳能的方式有三种:一是光热转换,比如把水等物质加热,生活中常见的这种转换设备是 ;二是光化转换;三是光电转换,即把太阳能直接转换为 能,实际应用有 电池。 16.太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能,从而实现碳的零排放。(1)太阳能属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。 (2)小强猜想太阳能电池发电量可能与太阳光照强度、接收太阳光照的面积及接收太阳光照的时间有关,究竟有什么关系呢?为此他进行了如下探究:探究设计:用太阳能电池给手机电池充电。所需器材:相同型号的太阳能电池4个,相同型号的手机电池4块(电池电量已耗完),硬纸板1张,手表1块。实验步骤:a.用太阳能电池在阳光充足、光照强的地方给手机电池充满电,用时5h。b.在与a同一光照强度的地方用另一个太阳能电池给另一块手机电池充电3h,未能充满。c.在与a同一光照强度的地方用硬纸板盖住第三个太阳能电池接收面的一半,再给第三块手机电池充电5h,未能充满。d.用第四个太阳能电池在背阴处给第四块手机电池充电5h,未能充满。根据小强的探究,请回答:①比较步骤 可以得出光照强度及接收光照时间相同时,太阳能电池发电量随接收光照面积增大而增大。 ②比较步骤a和d,可以得出 。 三、综合应用题(每小题15分,共30分)17.(1)直驱型风力发电机是将风的 能转化成电能的装置。它是利用风力带动风车叶片旋转,使发电机的转子(永磁体)在定子线圈中运动,从而在定子线圈中产生 。 (2)风能作为一种清洁的 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,其蕴藏量巨大,比地球上可开发利用的水能大10倍。我国仅陆地上一天的风能就有大约1.8×1016J,这相当于多少吨热值为3×107J/kg的煤完全燃烧所放出的热量? 718.人们经常可以看到,在沼泽地、污水沟或粪池里,有气泡冒出来,如果我们划着火柴,可把它点燃,这就是自然界天然产生的沼气,沼气是各种有机物质在隔绝空气、适宜的温度和湿度条件下,经过微生物的发酵作用产生的一种可燃性气体。沼气的主要成分是甲烷,约占所产生的各种气体的60%~80%。因而,甲烷细菌是制造沼气的主力部队。甲烷是一种理想的气体燃料,它无色无味,与适量空气混合后即可燃烧。能源科学家告诉我们1m3沼气完全燃烧,能产生相当于0.7kg无烟煤燃烧所提供的热量。阅读后,请你结合有关知识回答下列问题。(1)分析沼气属于哪种能源;(2)若无烟煤热值约为3.4×107J/kg,则沼气的热值约为多少?参考答案第十六章测评71.D2.D 热机是利用内能来做功的机器,它主要是将内能转化为机械能,故选项D错误,其他选项都正确。3.A 太阳能、风能可以在自然界源源不断地得到,属于可再生能源,而核能所需要的核燃料短时间内是不可再生的,属于不可再生能源,故A错误;压缩天然气是一种清洁燃料,使用这种燃料的汽车,尾气污染相对较小,故B正确;垃圾分类后,有一部分垃圾可回收再利用,有一部分有害物质可得到妥善处理,有助于减少环境污染,故C正确;纯电动汽车对环境的影响较小,具有不产生废气等优点,它的推广有利于保护环境,故D正确。4.B 题图中阴影部分说明这种能源同属于三种形式的能量,只是划分的标准不同,A中煤炭、C中木柴、天然气,D中石油均不属于新能源,只有B中太阳能、风能、海洋能满足图中三种能源的划分方式。5.B 分子是组成物质的一种微粒,分子又是由原子组成,原子是由位于中心的原子核和不停绕核运动的电子组成的,原子核是由质子和中子组成的,而质子和中子又由夸克组成。则这些微粒的空间尺度大小顺序排列中,只有B正确。6.C A、B两项内容与原子—分子论内容相符,C项叙述中后一句是错误的,原子是元素不可再分的单元,各种元素的原子是不同的。7.C A中应改为原子是由原子核和电子组成,1个原子中只有1个原子核;B中应说Be的原子核中有4个质子和5个中子,D中应改为任何原子的原子核中质子数和核外电子数都是相等的。8.A 扫地时的灰尘不是分子,因为分子的体积非常小,不借助仪器人眼是看不到的;太阳只是太阳系中的一颗恒星,不是宇宙的中心;把10毫升酒精和10毫升水混合在一起,体积小于20毫升,因为分子间有空隙。9.D 能源的使用在任何情况下都不可能达到理想状态,做到没有任何损失。虽遵循能量守恒定律,但它指的是损失部分和被利用部分总和与原来能量总量相等,所以选项A错。根据能量转化的规律,能量转化时,在遵循能量转化和守恒定律的同时,能量的转化和转移还具有方向性。在利用能源的过程中总会有一部分能量转化成热散失在周围环境中,这些能量虽然还在自然界中,但却无法转化为其他形式的能,因而很难或无法再利用。所以,能量经转化后,可利用的能,只可能减少,不可能增加,因此节能的意义重大;同时,只有节能意识是不够的,必须利用科技进步提高能源利用率,不断开发新能源,以满足人类社会可持续发展的需要。所以选项B、C错。10.B ①节约电能,②节水,③浪费木柴,④利用取之不尽的太阳能节约了燃气,⑤废旧塑料袋也是一种资源,⑥关好门窗,节省电能。11.解析:太阳内部发生的是剧烈的核聚变反应。答案:聚变712.解析:英国科学家汤姆孙通过实验研究发现了电子,卢瑟福利用α粒子散射实验建立了原子核结构的行星模型。答案:汤姆孙 卢瑟福13.解析:核能是原子核内部发生变化时释放出来的能量,有核裂变和核聚变两种方式。对裂变的链式反应若加以控制,使其缓慢平稳地释放出核能的装置就是核反应堆;对裂变的链式反应若不加控制,在极短时间内能放出巨大的核能,像原子弹爆炸。目前核电站的反应堆中发生的是可控制的核裂变。答案:核 制造原子弹或建核电站14.解析:“人造太阳”是利用氢原子核发生聚变时,释放出的核能;太阳能路灯是将太阳能转化为电能,太阳能是可再生能源。答案:聚 太阳 电 可再生15.答案:热水器 电 太阳能16.解析:太阳是靠核聚变源源不断地释放能量的,太阳能是可再生能源;由题意知,猜想中影响太阳能电池发电量的因素有三个,所以在实验探究的过程中要采用控制变量法,在实验步骤中,a与c是在光照强度和光照时间相同,接收面积不同的情况下进行的,是研究发电量与接收面积大小的关系,根据实验记录结果,可得出光照强度及接收光照时间相同时,太阳能电池发电量随接收光照面积增大而增大;a与d是在光照面积和光照时间相同时,光照强度不同,光照充足时,充满电池所用的时间少,所以得出接收光照面积及接收光照时间相同时,太阳能电池发电量随光照强度的减弱而减小(增强而增大)的结论。答案:(1)可再生 (2)①c和a(a和c) ②接收光照面积及接收光照时间相同时,太阳能电池发电量随光照强度的减弱而减小(增强而增大)17.解析:风力发电机是靠风的机械能推动发电机转动,产生电能,是将机械能转化为电能,其原理是利用了电磁感应;风能是可再生能源,一天的风能相当于煤完全燃烧放出的热量,则有Q放=mq=1.8×1016J,则m=Q放q=6×108kg=6×105t。答案:(1)机械(或“动”) 电流 (2)可再生 6×105t18.解析:这是一类给定材料信息进行探究作答型题,不仅要仔细阅读材料,还要结合有关知识进行分析作答。沼气可以从自然界中直接获取,应属于一次能源,这种能源现在并没有大面积使用,其发展前景可观,可视为新能源;其热值可以通过和无烟煤提供相当热量的关系求出,同时要注意单位的使用。(1)沼气属于一次能源或新能源。(2)1m3沼气完全燃烧时放出的热量Q相当于0.7kg无烟煤燃烧提供的热量。则Q=mq=0.7kg×3.4×107J/kg=2.38×107J,即1m3沼气完全燃烧时放出2.38×107J的热量,则沼气的热值为2.38×107J/m3。7答案:(1)一次能源 (2)2.38×107J/m37
