68讲 电学专有讲义（师生版） 2023年初中物理自主招生讲义68讲

第1 页/ 共25 页 初中物理自主招生讲义68 1．原子的核式模型 【知识点的认识】 核式原子结构是1911 年由卢瑟福提出的一种原子结构模型．核式原子结构认为：原子的质 量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动．原 子核带正电，电子带负电．在卢瑟福提出其核实原子结构之前，汤姆逊提出了一个被称 “ ” 为枣糕式的电子模型，该模型认为，原子的带正电部分是一个原子那么大的、具有弹性 的冻胶状的球，正电荷均匀地分布着，在这球内或球上，有负电子嵌着．这些电子能在它 们的平衡位置上作简谐运动．观察到的原子所发出的光谱的各种频率认为就相当于这些振 动的频率． 【命题方向】 原子的核式模型的提出是那位科学家，以及正电荷的集中在哪里是中考的命题方向，一般 以填空或选择题的方式出现． 例1 ：依据卢瑟福的原子行星模型理论，在原子中绕核高速旋转的是（ ） ．核子 B ．电子 ．质子 D．中子 分析：根据α 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子行星模型理论，他认为原子的全部正电荷 和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电的电子在原子核外绕核做圆周运动，据此回答 问题． 解：卢瑟福的原子行星模型理论中正电荷集中在原子核，带负电的电子在原子中绕核高速 旋转．故选B． 点评：本题考查了原子结构的知识，考查是基础知识，记住卢瑟福的原子行星模型理论即 可答题，是一道基础题． 例2：自从汤姆逊发现了电子，人们开始研究原子内部结构．科学家提出了许多原子结构 第1 页/ 共25 页 的模型，在20 世纪上半叶，最为大家接受的原子结构是图中的（ ） ． B． ． D． 西红柿 西瓜 面包 太阳系 分析：原子内部的结构类似于太阳系的结构． 解：原子是由位于中心的原子核和绕原子核高速运动的外围电子构成．故选D． 点评：本题考查了原子的核式结构． 【解题方法点拨】物理学史，只有理解着记住． 一．原子的核式模型（共1 小题） 1 ．关于原子核和核能，下列叙述正确的是（ ） ．原子核由中子和电子组成 B．中子带正电、电子带负电 ．核力做功有可能释放出核能 D．用质子轰击铀核发生裂变 2．流体压强与流速的关系 【知识点的认识】 液体和气体都具有流动性，统称为流体．如：空气、水等．流体流动时的压强称作流体压 强．空气和水流动时有快有慢，流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较 大． 【命题方向】 联系生活实际用流体压强与流速的关系解释现象是命题方向，一般出现选择题、填空题或 简答题． 例：如图是家用煤气灶灶头的示意图使用时打开煤气阀门，拧动点火装置，煤气和空气在 进口处混合流向燃烧头被点燃，而煤气不会从进口处向空气中泄漏，其原因是（ ） ．进口处煤气流速小，压强大于大气压强 B．进口处煤气流速小，压强小于大气压强 ．进口处煤气流速大，压强小于大气压强 第1 页/ 共25 页 D．进口处煤气流速大，压强大于大气压强 分析：流体的压强跟流速有关，流速越大，压强越小．比较煤气进口处的内外气体的流速 是解决本题的关键． 解：因为流速越快，流体的压强越小，所以进口处煤气流速大，压强小于大气压，煤气和 空气在大气压的作用下流向燃烧头，而煤气不会向空气中泄露．故选． 点评：掌握流体的流速和压强的关系，并能运用压强和流速的关系解释生活中有关流体压 强的问题． 【解题方法点拨】 理解、记住流体压强与流速的关系． 二．流体压强与流速的关系（共1 小题） 2．2013 年6 月5 日是第42 个世界环境日，为了保护环境，低碳出行，一位学生表示学校 “ ” 离家不远，今后谢绝家长开轿车接送。下列关于轿车的说法正确的是（ ） ．轿车使用的汽油是可再生能源 B．轿车行驶时，只要不鸣喇叭，就不会产生噪声 ．轿车上的收音机接收的信号是依靠电磁波传过来的 D．轿车上凸下平近似流线型的设计，使它行驶时，顶部受到气流的压强比底部大 3．能源及其分类 【知识点的认识】 凡是能为人类提供能量的物质资源都叫做能源． 【解题方法点拨】 （1）能源是一种物质，是可以提供某种形式的能量的一种物质，能源与能量是两个不同的 物理量，能源是能为人类的提供能量蝗物质资源，以能源的利用过程实质上就是能量的转 化和转移过程，能量则是物体做功本领的一个量度． （2）生活中常见的能源有：煤炭、石油、天燃气、汽油、柴油、热力、电力等． 【命题方向】 能源的定义在中考中单独命题很少，能源的分类较为常见． 例：下列关于能源的说法中正确的是（ ） ．煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是可再生能源 B．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用 ．如果大量利用太阳能，可使太阳能在短期内消耗殆尽 D．水能和风能可以从自然界里得到，是可再生能源 第1 页/ 共25 页 分析：煤、石油、天燃气是短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源． 水能和风能可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源． 太阳能还要50 亿年才会燃尽自己的核燃料． 解：、煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是不可再生能源； B、天然气是一种清洁的能源，但它的存储量是有限的，不能无尽的开发利用； 、大量使用太阳能对太阳的寿命是没有任何影响的； D、水能和风能可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源．故选D． 点评：此题考查了可再生能源和不可再生能源的区别，以及太阳能的使用．【知识点的认 识】 能源有不同的分类方式： （1）从产生方式角度划分 一次能源：是指可以从自然界直接获取的能源．例：煤炭、石油、天然气、水能、风能、 太阳能、地热能、潮汐能、生物质能、核能． 二次能源：是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源．例： 电能、乙醇汽油、氢能、沼气． （2）从是否可再生角度划分 可再生能源：可以从自然界中源源不断地得到的能源．例：水能、风能、太阳能、生物质 能、潮汐能． 不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充的能源．例：化石能源（煤炭、石油、 天然气）、核能． （3）从利用状况划分 常规能源：人类利用多年的，使用技术已经成熟的能源．例：化石能源、水能、电能． 新能源：人类新近才开始利用的能源．例：潮汐能、地热能、太阳能、核能、风能． 【解题方法点拨】 能源的分类是按照不同角度划分的，同一种能源可能归属不同的能源类别，可以按下表进 行归类． 一次能源 二次能源 不可再生能源 可再生能源 常规能源 化石能源 生物质能 电能 新能源 核能 风能、太阳能 沼气、氢能 第1 页/ 共25 页 【命题方向】 能源的分类是中考能源类问题的热点，分值虽不大，但随着能源问题的日益突出，命题的 趋势会有所增加． 第一类常考题： 下面所列的各种能源中，属于可再生能源的是（ ） ．煤炭 B ．太阳能 ．核能 D．石油 分析：从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能会 越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水 能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能 源． 解：核能、煤炭、天然气都属于不可再生能源，只有太阳能是可再生能源． 故选B． 点评：此题主要考查对可再生能源和不可再生能源特点的理解，属于基础知识． 第二类常考题： 能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一．能源家族中：①煤炭、②核能、③石 油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦地热能等，属于不可再生的是 ①②③④ ； 不是直接或间接来自于太阳的是 ②⑦ ．（填序号） 分析：从能源是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源．化石能源、核能会 越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源；而风能、水 能、太阳能、生物质能，可以在自然界里源源不断的得到补充，所以它们属于可再生能 源．这些能源中有一些是直接或间接的来自太阳，而有一些不是来自太阳．来源于太阳能 的有：由千万年以前的植物、动物尸体所变成的煤、石油、天然气等物质所含的能量也间 接来自太阳能；生物能、水能、风能等也是太阳能的作用． 解：在上述能源中，煤炭、核能、石油、天然气属于不可再生能源，而水能、风能、地热 能是可再生能源；同时煤炭、石油、天燃气、水能、风能等是直接或间接的来自太阳，而 对于核能和地热能不是来自太阳． 故答为：①②③④；②⑦． 点评：此题考查的是对可再生能源和非可再生能源的判断，是一道基础题． 地球上的能源有三个来源：第一是来源于太阳能．由千万年以前的植物、动物尸体所变成 的煤、石油、天然气等物质所含的能量也间接来自太阳能；生物能、水能、风能等也是太 第1 页/ 共25 页 阳能的作用．第二是来自地球内部的能源，如地热能，地热能来源于地球自己．第三是太 阳、月亮等星球对地球的万有引力所带来的能量，如潮汐能． 三．能源及其分类（共7 小题） 3 ．生活处处有物理，留心观察皆学问，对以下现象解释错误的是（ ） ．高压锅是利用水的沸点随气压增大而升高的特点制成的 B．小汽车驾驶室前边的挡风玻璃不采用竖直安装的主要原因是为了排除像的干扰 ．风能、水能、太阳能可以在自然界里源源不断地得到，它们是可再生能源 D．远视眼看不清近处的景物，是因为景物的像落在视膜的前方 4．电动自行车使用可重复充电的蓄电池提供动力。试分析电动自行车所消耗的能源属于 ①一次能源；②二次能源；③可再生能源；④不可再生能源；⑤常规能源；⑥新能 源。（ ） ．②③⑤ B．①③⑥ ．②④⑥ D．①④⑤ 5 ．下列各组能源中，均为不可再生能源的是（ ） ．煤、石油、天然气 B．太阳能、地热能、风能 ．电能、汽油、风能 D．核能、水能、生物能 （多选）6 ．下列能源中，属于可再生能源的是（ ） ．石油 B．风能 ．煤炭 D．太阳能 7．2014 年5 月21 日，中国与俄罗斯签署了总额高达4000 亿美元的天然气贸易合同，俄罗 斯向中方提供30 年的天然气供应。天然气是 “ ” “ ” （选填可或不可）再生能源。 目前城市公共汽车用天然气取代汽油做燃料是因为使用天然气相对减少了二氧化碳气体 的排放，可以有效缓解 效应。通常采用 方法使天然气在常温下液化。 8．我们今天使用的煤、石油、天然气，它们属于 “ ” “ 能源。（填可再生或不可再 ” 生） 9．2011 年3 月11 日13 时46 分，日本本州岛附近海域发生里氏90 级强震并引发海啸，地 震、海啸、台风、火山喷发等都会产生 “ ” “ ” （填超声波或次声波）．地震造成福 岛第一核电站反应堆冷却系统破坏，日本当局不断采取向反应堆空中、地面注水的方法 进行冷却，以免造成更大的核事故，这种冷却方法主要是利用了水的 大的特性， 核能是 “ ” “ ” 能源（填可再生或不可再生）。 4．核能、核裂变和核聚变 【知识点的认识】 第1 页/ 共25 页 （1）原子核是由质子和中子靠强大的核力紧密结合在一起的，一旦原子核分裂或聚合，就 能释放出巨大的能量，这就是核能。 （2）获得核能的两种途径：核裂变和核聚变。 （3）核能优点：①只需要消耗很少的燃料就可以产生大量的电能；②核电站可以大大减 少燃料的运输量。 （4）核能缺点：一旦发生核泄漏事件，会产生放射性污染。 （5）核能的和平利用方式：核电站。非和平利用方式：原子弹。 【解题方法点拨】 这是属于识记性内容，对以上知识点识记即可。 【命题方向】 近年中考核能这一知识点的命题几率很小，重点放在获得核能两种途径上，也可能是以核 能为例，与其他形式能源的对比出现计算题。 典例：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。下列说法错误的是（ ） ．目前核电站都是通过聚变反应来利用核能 B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的 ．原子核分裂或聚合时释放出核能 D．核能是一种不可再生的能源 分析：（1）核能发电是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。核电站的核心设备是核 反应堆，核反应堆是通过可控裂变（链式反应）释放能量的。 （2）原子核结构发生变化时会释放出大量能量，这种能量称核能；核能的主要途径为核裂 变和核聚变。 （3）可再生能源指可以在自然界里源源不断地得到的能源，如水能、风、太阳能等；不可 再生能源只会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天然气 等。 解：、核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的。错误，符合题意。 B、核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备。正确，不合题意。 、核能是指重核裂变或轻核发生聚变时释放出的能量。正确，不合题意。 D、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源； 正确，不合题意。故选。 点评：本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握。 【知识点的认识】 第1 页/ 共25 页 （1）将质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能，这种反 应叫做聚变，也称为热核反应． （2）自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变． 【解题方法点拨】 （1）核裂变与核聚变的比较： 比较 裂变 聚变 定义 较大原子核分裂为较小原子核 的过程 质量很小的原子核结合成较大 原子核的过程 发生条件 中子轰击较大原子核 超高温 释放核能大小 巨大 更加巨大 应用或实例 原子弹、核电站 氢弹、太阳内部爆炸 （2）核能是原子核发生变化时释放的能量，不是原子核本身具有的内能． 【命题方向】 本知识点是了解性内容，了解对聚变的定义和应用实例，注意和裂变进行对比识记． 第一类常考题： 人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为下列关于原子 弹和核电站的说法中正确的是（ ） ．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变 B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变 ．原子弹对聚变的链式反应不加控制 D．核电站控制裂变的链式反应速度 分析：原子弹及核电站都是利用了原子核的裂变释放能量，只不过原子弹对于裂变的速度 不加控制，而核电站是控制裂变的速度让能量得以缓慢释放． 解：原子弹及核电站都是利用了重核的裂变，但原子弹是让核能瞬间释放，不加以控制， 而核电站通过吸收中子而控制反应速度，从而使能量缓慢释放． 、核电站也是利用的核裂变，故错误； B、原子弹是利用的核裂变，在反应过程中不加控制让能量瞬间释放，故B 错误； 、原子弹应用的是核裂变不是核聚变，故错误； D、核电站通过对中子的控制来控制裂变的链式发应速度，故D 正确．故选D． 点评：本题考查原子弹及核电站的性质，应记住原子弹和核电站均利用了原子核的聚变， 第1 页/ 共25 页 只有氢弹是利用了核聚变． 第二类常考题： 在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 聚变 ，释放出巨大的核能；核电站利用的是核 反应堆内的铀核发生 裂变 “ ” “ ” 时所释放的核能来发电的．（填聚变或裂变） 分析：核裂变是较重的原子核裂变成较轻的原子核的一种核反应，核聚变是较轻的原子核 结合成较重的原子核的一种核反应．太阳内部为核聚变，而核电站应用了重核的裂变． 解：太阳能内部是由于较轻的氢原子核在高温下发生聚变而释放出核能；而核电站利用的 是铀核裂变时释放核能发电的； 故答为：聚变，裂变． 点评：本题考查了太阳内能进行的核反应及核电站的核反应的类型．核裂变 【知识点的认识】 （1）用中子轰击较大的原子核，使其变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能 量，这种反应叫做裂变． （2）原子核裂变时释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他原子 核，导致一系列原子核持续裂变，释放出大量核能，这就是链式应．如图所示． 【解题方法点拨】 了解核裂变的定义和链式反应过程． 【命题方向】 本知识点是了解性内容，注意对比裂变和聚变，了解链式反应过程，这是本知识点的命题 热点． 第1 页/ 共25 页 常考题：原子弹和核电都是利用链式反应，两者的本质区别是：原子弹爆炸时发生的链式 反应是 不加控制的 ，核反应堆中发生的链式反应是 可以控制的 ． 分析：如果原子核的链式反应在可控制的核反应堆中进行，就可和平利用核能发电，若不 加控制，就会发生原子弹爆炸． 解：原子弹是核裂变不加控制，在极短的时间内释放出巨大的能量的武器，而用人工控制 链式反应的速度和平利用核能，是核电站的原理． 故本题答为：不加控制的；可以控制的． 点评：本题考查了原子弹的原理和核电站的原理的区别：是否人工控制链式反应的速度． 四．核能、核裂变和核聚变（共6 小题） 10．日本福岛核电站发生核泄漏危机引起世界对安全利用核能的关注。下列关于核能的说 法正确的是（ ） ．只有裂变才能释放出核能 B．裂变和聚变都能释放出核能 ．核能和电能都是二次能源 D．核能和风能都是可再生能源 11．《不扩散核武器条约》缔约国第八次审议大会在纽约联合国总部召开，消除核武器与 和平利用核能成为参会国讨论的焦点。关于原子弹与核电站的叙述正确的是（ ） ．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率 B．原子弹对聚变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率 ．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制裂变的链式反应速率 D．原子弹对裂变的链式反应不加控制，核电站控制聚变的链式反应速率 12 ．关于核能下列说法正确的是（ ） ．物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能 B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变 ．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的 D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变 13．将火柴搭成图所示的结构，点燃第一根火柴后，发生的现象与 相似。 第1 页/ 共25 页 14．人工释放原子能的方法是：一是重核发生 ；二是轻核发生 。 15．北京时间3 月11 日13 时46 分，日本东北地区宫城县北部发生里氏90 级强震并爆发海 啸，导致日本福岛核电站发生5 级核泄漏事故。原子弹和核电站都是利用链式反应释放 核能，两者的本质区别是：原子弹爆炸时发生的链式反应是 ，核反应堆中发生的 链式反应是 。 5．太阳能 【知识点的认识】 （1）太阳能是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射 能量． （2）优点：十分巨大、供应时间长、分布广