【备考2022】2021中考物理真题分类汇编-新材料应用-物质结构与尺度（含答案）

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1．（2021•东阳市模拟）2021年5月15日，我国的首个火星探测器天问一号携祝融号火星车成功登陆火星。火星与地球邻近且环境最为相似，是人类走出地月系开展太空探测的首选目标。火星的直径约为地球一半，自转轴倾角、自转方向、周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。火星地表沙丘、砾石遍布。下列推测正确的是（ ）
A．火星上有四季变化
B．火星的一天比地球的一天约长一倍
C．在火星上不能看到太阳东升西落
D．火星表层的成分与地球上土壤成分相似
2．（2021•朝阳区模拟）2021年2月10日，“天问一号”探测器实施火星捕获，我国首次火星探测任务环绕火星成功。火星属于（ ）
A．恒星B．行星C．卫星D．彗星
3．（2021•兴安盟）关于微观粒子，下列说法正确的是（ ）
A．原子是由质子和中子构成
B．同种电荷互相吸引，异种电荷互相排斥
C．只有固体分子之间存在斥力
D．质子、原子核、原子是按照尺度由小到大的顺序排列的
4．（2021•南通）关于粒子与宇宙，下列事实与对应的推论正确的是（ ）
A．汤姆生发现电子——原子是可分的
B．星系离地球远去——宇宙正在收缩
C．固体很难被压缩——分子间没有间隙
D．地球绕太阳运动——太阳是宇宙中心
5．（2021•宿迁）人类从未停止过对粒子与宇宙的探索，下列说法正确的是（ ）
A．原子是由质子和中子构成的
B．哥白尼提出了“地心说”
C．与丝绸摩擦过的玻璃棒带的是负电
D．墙内开花墙外香，说明分子在不停地运动
6．（2021•衢州）人类对天体的认识是不断深入、不断完善的。如图所示天体系统关系图正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（2021•无锡）关于“粒子和宇宙”的认识，下列说法中错误的是（ ）
A．太阳是宇宙的中心
B．带电体能吸引轻小物体
C．常见的物质是由大量分子组成的
D．电子的发现说明原子是可分的
8．（2021•陕西）下列微粒的尺度最大的是（ ）
A．电子B．质子C．原子核D．原子
9．（2021•南京）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
10．（2021•宁波）1909年起，英国科学家卢瑟福和他的助手用一束带正电荷的高速α粒子流轰击一片很薄的金箔，并根据如图所示的实验现象和已有知识，在1911年提出了原子的有核模型。要解释本实验现象产生的原因，下列知识中不需要用到的是（ ）
A．同种电荷相互排斥
B．电荷的定向移动形成电流
C．力是改变物体运动状态的原因
D．一个α粒子的质量比一个电子的质量大得多
11．（2021•资阳）高温超导磁悬浮列车底部安装有超导体，其运行轨道则是永磁体，列车可以不与轨道接触、最大化减小阻力，实现高速运行。2021年1月13日，由我国自主研发的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车在四川成都下线（如图），“自悬浮、自稳定、自导向”是它最大的特点。关于高温超导磁悬浮列车所涉及的物理知识，下列说法错误的是（ ）
A．超导材料用于磁悬浮列车，可减少能量损耗
B．列车悬浮是通过列车底部与轨道上的磁极间相互作用来实现的
C．磁悬浮列车是利用电流的磁效应来工作的，与发电机工作原理相同
D．磁悬浮列车车体与轨道相分离，使得车体与轨道之间摩擦力几乎为零
12．（2021•陕西）“天问一号”火星探测器和火星车都使用了一种新型材料——纳米气凝胶，能在“极热”和“极寒”两种严酷环境下，保证工作平台正常工作，不受环境温度影响．同时这种材料具有超轻特性，它的质量大约只有同体积水的质量的，极大地减小了火星车的负担，让它运动更灵活（ρ水＝1.0×103kg/m3）。下列说法正确的是（ ）
A．纳米气凝胶具有耐高温的性能
B．纳米气凝胶的质量小所以具有超轻特性
C．纳米气凝胶具有良好的导热性
D．纳米气凝胶密度约为1.5g/cm3
13．（2021•梧州）能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列关于能源、信息和材料的说法正确的是（ ）
A．超导材料可用于电热水器的发热元件
B．利用半导体材料可以制作发光二极管
C．垃圾分类后重新利用不利于节约能源
D．微信视频聊天是利用超声波传递信息的
14．（2021•哈尔滨）下列对物质的认识，说法不正确的是（ ）
A．原子是由原子核和核外电子组成的
B．磁体周围磁场是真实存在的
C．核燃料是不可再生能源
D．白炽灯的灯丝都是用超导体制成的
15．（2021•丹东）下列说法正确的是（ ）
A．分子间的引力和斥力一定不能同时存在
B．利用半导体材料可以制作二极管和三极管
C．三峡水电站发电利用的水能是不可再生能源
D．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能
16．（2021•铁岭）如图是小明自制的能量转化学具，当接通电路后甲风扇转动，其产生的风带动乙风扇转动，与乙风扇连接的LED发光。下列说法正确的是（ ）
A．甲风扇转动的原理是电磁感应
B．乙风扇转动的原理与电动机相同
C．LED主要是半导体材料制成的
D．电池为LED直接提供电能，使LED发光
17．（2021•兰州）新材料广泛应用于社会的各个领域，关于新材料的应用，下列说法中错误的是（ ）
A．超导材料用于制作电饭锅的发热体，可提高发热效率
B．硅光电池能够把太阳能直接转化为电能，且完全不会造成污染
C．使用记忆合金弹簧制作的淋浴恒温阀门，实现了智能调节水温
D．纳米陶瓷具有一定的韧性，可以制造发动机缸体
18．（2021•湖州）2020年10月15日，《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料，向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在（ ）
A．电热毯B．电动汽车动力系统
C．电热水壶D．充电暖手宝
二．多选题（共1小题）
（多选）19．（2021•柳州）2021年5月15日，我国“天问一号”探测器成功登陆火星，火星上首次留下中国人的印迹，下列关于人类对宇宙的认识，正确的是（ ）
A．火星是太阳系中的行星
B．火星是太阳系的中心
C．太阳是银河系中普通的一员
D．太阳是宇宙中唯一发光的天体
三．填空题（共10小题）
20．（2021•兰州）阅读短文，回答问题。
α粒子散射实验
为了探测原子结构，20世纪初，人们发展了一种实验方法：用一些已知的粒子，如电子、α粒子等轰击很薄的金属箔，它们与金属原子会产生相互作用而发生偏转。通过观察这些粒子穿过箔片时的偏转情况，可以获得原子内部的信息，这种实验叫散射实验。
α粒子是一种带2个单位正电荷的粒子，质量约为电子质量的7300倍。1909～1911年，英国科学家卢瑟福等人无数次地用高速α粒子流轰击金箔，发现多数α粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，绝少数α粒子发生了较大角度的偏转。实验表明α粒子与金属原子会产生相互作用而发生偏转，原子中带正电的物质只占很小的体积，但密度很大，几乎集中了原子的全部质量。后来，人们称它为原子核。
（1）原子的中心有一个体积很小，但密度很大的 ；
（2）当α粒子轰击金箔时，图中四条运动轨迹不可能出现的是 （填字母）。
21．（2021•安顺）如图所示，原子的核式结构模型揭示原子并不是微观世界中的最小粒子，它是由原子核和绕核运动的 组成。
22．（2021•贵港）科学家在探索物质结构的历程中， 发现了电子；卢瑟福提出了原子 结构模型。
23．（2021•广东）固态、液态和 是物质常见的三种状态。如图是某种物质三种状态的微观模型，其中图乙表示物质的 态。该物质由图甲状态变为图乙状态时，发生的物态变化为 。
24．（2021•滨州）某些物质在很低的温度时，电阻就变成了0，这就是超导现象。如果把超导现象应用于
实际，电烤箱的电阻丝 （选填“能”或“不能”）采用超导材料。2021年5月14日，苏州、武汉两地遭遇龙卷风袭击，如图所示，由于龙卷风核心处气流流速大，压强 ，把地面的物体抛到空中，造成了多人遇难，数百人受伤。
25．（2021•大连）2021年5月15日，中国“天问一号”着陆巡视器成功着陆火星，其搭载的“祝融号”火星车开始执行探测任务。火星车的四块太阳能电池板由 （选填“半导体”或“超导”）材料制成，所获取的太阳能是太阳内部发生核 变释放出的。
26．（2021•营口）煤炭是 （选填“可再生”或“不可再生”）能源，煤炭的大量使用会造成环境污染，为了减少环境污染，我国已经建成了多座利用原子核 （选填“裂变”或“聚变”）释放能量来发电的核电站；消毒柜是利用 （选填“红外线”或“紫外线”）来消毒杀菌的；现在广泛使用的LED节能灯主要是利用 （选填“超导”或“半导体”）材料制成的。
27．（2021•贵港）贵港很多“村村通”的道路两旁都安装有如图所示的太阳能LED照明路灯。它主要由
太阳能电池板、LED灯头等部件构成。LED是一种发光二极管，是由 材料制成（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”），通过电流能够发光，可以把电能直接转化成 能。
28．（2021•绥化）导体的电阻除了与导体的长度、横截面积和温度有关外，还与 有关。科学家发现，某些物质在很低的温度时电阻就变成了0，这就是超导现象，超导现象最直接的应用之一是制造 （选填“电热丝”或“输电线”）。
29．（2021•十堰）LED灯具有节能、环保等特点，它的主要材料是 （选填“超导体”或“半导体”），一个额定电压为220V，额定功率为11W的LED灯，该灯的额定电流是 A。小红查资料知道10W的LED灯的亮度与60W的白炽灯相同，她新买了10W的LED台灯替换自己房间60W的白炽灯台灯，若小红房间的台灯每天正常发光4小时，使用LED灯后一个月（按30天计算）可以节约用电 kW•h。
参考答案与试题解析
一．选择题（共18小题）
1．【解答】解：地球上的四季变化是由于地球自转和公转造成的，火星的自转轴倾角与地球相近，也绕太阳公转，推测火星上也有季节变化成立。故A正确；
B、火星自转周期与地球相近，故火星上一天与地球上一天相近。故B错误；
C、火星自西向东自转，太阳东升西落。故C错误；
D、火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，CO2为主的大气十分稀薄，密度仅为地球大气密度的1%，火星两极皆有干冰组成的板冠，会周期性的消长，与地球上土壤成分不同。故D错误。
故选：A。
2．【解答】解：火星不能发光，围绕太阳这颗恒星运行，所以火星是行星。
故选：B。
3．【解答】解：A、D.物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子是由原子核与核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。所以A错误，D正确。
B.电荷间的相互作用规律为：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。故B错误。
C.固体分子之间不但存在斥力，还存在引力。故C错误。
故选：D。
4．【解答】解：A、汤姆生发现了电子，从而说明了原子是可以再分的。故A正确；
B、谱线“红移”现象说明星系正在远离我们，宇宙正在膨胀。故B错误；
C、固体很难被压缩，说明分子之间存在斥力。故C错误；
D、地球等行星绕太阳转动，太阳是太阳系的中心，不是宇宙的中心。故D错误。
故选：A。
5．【解答】解：A、原子由原子核和核外电子构成的，故A错误；
B、哥白尼提出了“日心说”，而非“地心说”，故B错误；
C、丝绸与橡玻璃摩擦时，丝绸失去电子，玻璃棒得到电子，所以玻璃棒带正电，故C错误；
D、在墙外能闻到花香，说明说明分子在不停地运动。
故选：D。
6．【解答】解：根据所学知识可知，天体系统由小到大依次为地月系＜太阳系＜银河系＜总星系，故C正确，ABD错误。
故选：C。
7．【解答】解：A、太阳是太阳系的中心，不是宇宙的中心，故A错误；
B、带电体具有吸引轻小物体的性质；故B正确；
C、常见物质是由大量分子组成的，故C正确；
D、电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子还可以再分，故D正确。
故选：A。
8．【解答】解：原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成，可见在这些微粒中，原子的尺度最大，故A、B、C错误，D正确。
故选：D。
9．【解答】解：
A、原子核和电子构成原子，原子构成分子，尺度最小的是电子，故A正确；
B、卢瑟福建立了原子核式结构模型，该模型认为：原子是由原子核和核外电子组成，故B错误；
C、两个表面光滑的铅块相互紧压后会粘在一起，说明分子间有引力，故C错误；
D、“地心说”认为地球是宇宙的中心，哥白尼提出了“日心说”推翻了束缚人类思想很长时间的“地心说”，认为太阳是宇宙的中心，故D错误。
故选：A。
10．【解答】解：A、由于α粒子带正电，少数α粒子发生了较大角度的偏转，α粒子与原子核相互排斥，说明原子核带正电，同种电荷发生相互排斥，在α粒子散射实验中有涉及，故A不符合题意；
B、电荷的定向移动形成电流，在α粒子散射实验中没有涉及，故B符合题意；
C、由于α粒子和原子核都带正电，同种电荷之间存在排斥力，故α粒子的运动状态改变，在α粒子散射实验中有涉及，故C不符合题意；
D、极少数α粒子会反弹回去，说明原子核质量大，α粒子是氦原子的原子核，故原子核的质量比电子的质量大得多，在α粒子散射实验中有涉及，故D不符合题意。
故选：B。
11．【解答】解：A、超导材料电阻为零，不会将电能转化为内能，因此可以减少能量损耗，故A正确；
B、悬浮是通过列车底部与永磁体相互排斥的作用来实现的，故B正确；
C、磁悬浮列车利用电流的磁效应工作，但是发电机不是，故C错误；
D、使物体与接触面分离，可以明显降低摩擦力，故D正确；
故选：C。
12．【解答】解：A、纳米气凝胶能在“极热”和“极寒”两种严酷环境下，具有耐高温的性能，故A正确；
B.、纳米气凝胶是因为气凝胶的分子结构导致其具有超轻特性，不是因为质量小所以具有超轻特性，故B不正确；
C、纳米气凝胶导热性非常低，故C不正确；
D、纳米气凝胶质量大约只有同体积水的质量的，纳米气凝胶密度：ρ＝＝≈0.015g/cm3。故D不正确。
故选：A。
13．【解答】解：A、超导材料电阻为零，电流流过导体时，导体不发热，电饭锅是利用电流的热效应工作的，超导体不能用来制作电饭锅的发热体，故A错误；
B、发光二极管是由半导体材料制作的，故B正确；
C、圾分类后重新利用有利于节约能源，故C错误；
D、微信视频聊天是利用电磁波传递信息的，故D错误。
故选：B。
14．【解答】解：A、原子是由原子核和核外电子组成的，故A正确；
B、磁体周围存在的特殊物质叫磁场，磁场看不见，摸不着，但是真实存在，故B正确；
C、核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它属于不可再生能源，故C正确；
D、超导体的电阻为0，白炽灯的灯丝有电阻，所以白炽灯的灯丝不是用超导体制成的，故D错误。
故选：D。
15．【解答】解：
A、分子间的引力和斥力是同时存在的，故A错误；
B、导电能力介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体，半导体是制作二极管、三极管的材料，故B正确；
C、水能可以从自然界源源不断的得到补充，是可再生能源，故C错误；
D、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，而不是裂变，故D错误。
故选：B。
16．【解答】解：A、甲风扇转动原理是通电线圈在磁场中受力转动，故A错误；
B、乙风扇相当于发电机，原理是电磁感应，故B错误；
C、LED主要的材料是半导体材料，故C正确；
D、乙风扇通过电磁感应原理直接为LED提供电能，不是电池，故D错误。
故选：C。
17．【解答】解：A、超导材料没有电阻，由焦耳定律可知，超导材料通电时不会产生热量，所以不能用于制作电饭锅的发热体，故A错误；
B、硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，不会污染环境，故B正确；
C、记忆合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以变回到原来的形状，当水温达到一定温度时，它可以立即伸长许多，将阀门关闭，从而调节水温，故C正确；
D、陶瓷比一般金属硬度高，耐磨损，耐高温，可惜太脆，一撞就碎。现在用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的韧性，如果用它制造发动机的缸体，可以提高发动机的性能，故D正确。
故选：A。
18．【解答】解：
ACD、超导体电阻为零欧姆，电流流过超导体时，不会发热，ACD都是利用的电流的热效应工作的，故ACD错误；
B、超导体在通电过程中，电能没有损失，因此可以用超导体制作汽车动力系统的线圈，故B正确。
故选：B。
二．多选题（共1小题）
19．【解答】解：A、与地球一样，火星是太阳系中的一颗行星。故A正确；
B、太阳是太阳系的中心，火星绕太阳公转。故B不正确；
C、太阳是银河系一颗普通的恒星。故C正确；
D、像太阳一样能发光发热的恒星，在宇宙中有无数。故D不正确。
故选：AC。
三．填空题（共10小题）
20．【解答】解：（1）卢瑟福提出了原子的核式结构模型，认为原子的中心有一个很小的原子核；
（2）当α粒子轰击金属箔时，图中四条运动轨迹不可能出现的是C，是因为粒子都带正电荷，与原子核发生排斥作用，轨迹应该是和D相似，向上偏转。
故答案为：（1）原子核；（2）C。
21．【解答】解：近代物理学家卢瑟福提出了原子核式结构模型，他认为原子是由带正电的原子核和核外绕原子核运动的电子组成的。
故答案为：电子。
22．【解答】解：英国科学家汤姆生发现了电子，证实原子是可以再分的；
物理学家卢瑟福通过实验发现了原子中心存在原子核，提出了原子的核式结构模型。
故答案为：汤姆生；核式。
23．【解答】解：固态、液态和气态是物质常见的三种状态。如图是某种物质三种状态的微观模型，其中图乙表示物质的液态。图甲表示物质处于固态，图乙表示物质处于液态，由图甲固态变为图乙液态时，发生的物态变化为熔化。
故答案为：气态、液、熔化。
24．【解答】解：（1）超导体的电阻为零，有电流通过时不会发热，电烤箱是利用电流的热效应工作的，所以电烤箱的电阻丝不能采用超导材料；
（2）龙卷风发生时，龙卷风核心处空气流速很大，压强小，物体在外界大气压的作用下被抛到空中。
故答案为：不能；小。
25．【解答】解：太阳能电池板是用半导体材料制成的；
太阳能电池板所获取的太阳能是太阳内部发生核聚变释放出的巨大的核能。
故答案为：半导体；聚。
26．【解答】解：（1）煤炭消耗完短期内不能在自然界得到补充，是不可再生能源；
（2）核电站是利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的；
（3）紫外线具有杀菌功能，红外线具有热效应；
（4）LED节能灯是利用二极管制成的。
故答案为：不可再生；裂变；紫外线；半导体。
27．【解答】解：（1）二极管的制作材料为半导体；
（2）LED是一种发光二极管，通过电流时不用经过加热灯丝、直接能够发光，即把电能直接转化成光能。
故答案为：半导体；光。
28．【解答】解：（1）导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度和横截面积有关；
（2）超导体的电阻为零，有电流通过时不会发热，而电热丝是利用电流的热效应工作的，所以超导体不适合；若用在输电线上，可以减少由于发热而产生的电能损耗，所以适合做输电线。
故答案为：材料；输电线。
29．【解答】解：（1）目前的电子产品中大量应用了半导体，LED灯也是利用半导体材料制成的。
（2）由公式P＝UI可知，该灯的额定电流为I＝＝＝0.05A。
（3）白炽灯一个月消耗的电能为W白＝P白t＝0.06kW×4h×30＝7.2kW•h；LED灯一个月消耗的电能为WL＝PLt＝0.01kW×4h×30＝1.2kW•h；则相对于使用白炽灯，使用LED灯后一个月可以节省的电能为△W＝W白﹣WL＝7.2kW•h﹣1.2kW•h＝6kW•h。
故答案为：半导体；0.05；6。