高考總復習優(yōu)化設計二輪用書物理(新高考)科技發(fā)展類(一)

科技發(fā)展類(一)1.(2023江蘇南京模擬)量子雷達是隱身戰(zhàn)機的克星,可以捕捉到普通雷達無法探測到的目標。有一類量子雷達,仍發(fā)射經(jīng)典態(tài)的電磁波,但在接收機處使用量子增強檢測技術以提升雷達系統(tǒng)的性能。下列說法正確的是()A.量子就是α粒子B.隱身戰(zhàn)機不向外輻射紅外線C.電磁波在真空中的傳播速度與其頻率無關D.量子雷達是利用目標物體發(fā)射的電磁波工作的2.(2023北京房山二模)2023年3月,中國科學技術大學超導量子計算實驗室成功實現(xiàn)了三維封裝量子原型機,其主要構(gòu)成材料之一為金屬超導體。超導體指的是低于某一溫度后電阻為零的導體,且當超導體置于外磁場中時,隨著溫度的降低,超導體表面能夠產(chǎn)生一個無損耗的超導電流,這一電流產(chǎn)生的磁場,讓磁感線被排斥到超導體之外。有人做過這樣一個實驗:將一錫塊和一個磁性很強的小永久磁鐵疊放在一起,放入一個淺平的塑料容器中。往塑料容器中倒入液態(tài)氮,降低溫度,使錫塊出現(xiàn)超導性。這時可以看到,小磁鐵竟然離開錫塊表面,飄然升起,與錫塊保持一定距離后,便懸空不動了。根據(jù)以上材料可知()A.超導體處在恒定的磁場中時溫度降低,它的表面也不會產(chǎn)生感應電流B.超導體中的超導電流會產(chǎn)生焦耳熱C.將超導體置于磁場中,處于超導狀態(tài)時內(nèi)部磁感應強度為零D.將懸空在超導體上面的磁鐵翻轉(zhuǎn)180°,超導體和磁鐵間的作用力將變成引力3.(2023河南鄭州模擬)航天器離子發(fā)動機原理如圖所示,首先電子槍發(fā)射出的高速電子將中性推進劑離子化(即電離出正離子),正離子被正、負極柵板間的電場加速后從噴口噴出,從而使航天器獲得推進或姿態(tài)調(diào)整的反沖力。已知單個正離子的質(zhì)量為m,電荷量為q,正、負極柵板間加速電壓為U,從噴口噴出的正離子所形成的電流為I。忽略離子間的相互作用力,忽略離子噴射對航天器質(zhì)量的影響。該發(fā)動機產(chǎn)生的平均推力F的大小為()A.I2mUq B.C.ImU2q D.24.(2023湖南永州二模)電子顯微鏡是冷凍電鏡中的關鍵部分,在電子顯微鏡中電子槍發(fā)射電子束,通過電場構(gòu)成的電子透鏡使其會聚或發(fā)散。電子透鏡的電場分布如圖所示,虛線為等勢線。一電子僅在靜電力作用下運動,運動軌跡如圖中實線所示,a、b、c、d是軌跡上的四個點,下列說法正確的是()A.b處的電場強度與c處的電場強度相同B.電子從a到d運動時,加速度不斷增大C.電子在a處受到的靜電力方向與a處虛線相切D.電子從a到b運動時,電勢能逐漸減小5.(2023四川成都模擬)如圖所示,新風系統(tǒng)除塵由機械除塵和靜電除塵兩部分構(gòu)成,其中靜電除塵是通過電離空氣后使空氣中的粉塵微粒帶電,從而被電極吸附的空氣凈化技術。圖中虛線為一帶電粉塵(不計重力)在靜電除塵管道內(nèi)的運動軌跡,實線為電場線(未標方向),下列判定正確的是()A.帶電粉塵帶正電B.帶電粉塵在除塵管道內(nèi)做勻變速曲線運動C.帶電粉塵在a點的加速度小于在b點的加速度D.帶電粉塵在a點的電勢能大于在b點的電勢能6.(多選)(2023湖南長沙模擬)霍爾推進器可以用以空間站的軌道維持,其示意圖如圖所示,在很窄的圓環(huán)空間內(nèi)有沿半徑向外的磁場1,其磁感應強度大小可近似認為處處相等;垂直圓環(huán)平面同時加有勻強磁場2和勻強電場(圖中沒畫出),磁場1與磁場2的磁感應強度大小相等。已知電子電荷量為e,質(zhì)量為m。若電子恰好可以在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動,則以下說法正確的是()A.電場方向垂直環(huán)平面向外B.電子運動周期為2C.垂直環(huán)平面的磁感強度大小為mvD.電場強度大小為m7.(多選)(2023福建廈門模擬)電磁減震器是利用電磁感應原理的一種新型智能化汽車獨立懸架系統(tǒng)。某同學也設計了一個電磁阻尼減震器,其簡化原理圖如圖所示。該減震器由絕緣滑動桿及固定在桿上的多個相互緊靠且絕緣的相同矩形線圈組成,滑動桿及線圈的總質(zhì)量m=1.0kg。每個矩形線圈abcd的匝數(shù)n=100,阻值R=1.0Ω,ab邊長L=20cm,bc邊長d=10cm,該減震器在光滑水平面上以初速度v0=5.0m/s向右進入磁感應強度大小B=0.1T、方向豎直向下的勻強磁場中,磁場范圍足夠大,不考慮線圈個數(shù)變化對減震器總質(zhì)量的影響。則下列說法正確的是()A.剛進入磁場時減震器的加速度大小為0.2m/s2B.第二個線圈恰好完全進入磁場時,減震器的速度大小為4.2m/sC.滑動桿上至少需安裝12個線圈才能使減震器完全停下來D.第1個線圈和讓該減震器停下來的最后1個線圈產(chǎn)生的熱量比為96∶18.加速器在核物理和粒子物理研究中發(fā)揮著巨大的作用,回旋加速器是其中的一種。某回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,D1和D2是兩個中空的、半徑為R的半圓形金屬盒,兩盒之間窄縫的寬度為d,它們之間有一定的電勢差U。兩個金屬盒處于與盒面垂直的勻強磁場中,磁感應強度大小為B。D1盒的中央A處的粒子源可以產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,粒子每次經(jīng)過窄縫都會被電場加速,之后進入磁場做勻速圓周運動,經(jīng)過若干次加速后,粒子從金屬盒D1邊緣離開,忽略粒子的初速度、粒子的重力、粒子間的相互作用及相對論效應。(1)求粒子離開加速器時獲得的最大動能Ekm;(2)在分析帶電粒子的運動軌跡時,用Δd表示任意兩條相鄰軌跡間距,甲同學認為Δd不變,乙同學認為Δd逐漸變大,丙同學認為Δd逐漸減小,請通過計算分析哪位同學的判斷是合理的;(3)若該回旋加速器金屬盒的半徑R=1m,窄縫的寬度d=0.1cm,求粒子從A點開始運動到離開加速器的過程中,其在磁場中運動時間與在電場中運動時間的比值。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

科技發(fā)展類(一)1.C量子是現(xiàn)代物理的重要概念,即一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,并把最小單位稱為量子,A錯誤;任何物體都會向外發(fā)射紅外線,B錯誤;任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于光速c,C正確;依據(jù)題意,量子雷達仍發(fā)射經(jīng)典態(tài)的電磁波,不是目標物體發(fā)射的電磁波,D錯誤。2.C超導體指的是低于某一溫度后電阻為零的導體,且當超導體置于外磁場中時,隨著溫度的降低,超導體表面能夠產(chǎn)生一個無損耗的超導電流,A錯誤;因為超導體的電阻為零,則超導電流不會產(chǎn)生焦耳熱,B錯誤;超導體放入磁場中,超導體內(nèi)部產(chǎn)生的磁感應強度為零,具有完全的抗磁性,C正確;由材料可知,超導體在外界磁場作用下,磁鐵和超導體之間相互排斥,則將懸空在超導體上面的磁鐵翻轉(zhuǎn)180°,超導體產(chǎn)生的感應電流方向也會相反,以使感應電流在超導體中產(chǎn)生的磁場與磁鐵在超導體中產(chǎn)生的磁場的合磁場為零,超導體和磁鐵間的作用力仍為斥力,D錯誤。3.A以正離子為研究對象,由動能定理得qU=12mv2,Δt時間內(nèi)通過的總電荷量為Q=IΔt,噴出的正離子總質(zhì)量為m0=Qqm=IΔtqm。由動量定理可知正離子所受的平均沖量FΔt=m0v,聯(lián)立以上式子可得F=I2mUq,4.D根據(jù)電場線與等勢線垂直,且電場線上該點的切線方向為該點的電場強度方向,由圖可知b處電場線的切線方向斜向左上方,c處電場線的切線方向斜向左下方,所以b、c兩處的電場強度不相同,A錯誤;等勢線的疏密也可以反映電場的強弱,由a到d等勢線先變疏后變密,所以電場強度先減小后增大,則電子的加速度先減小后增大,B錯誤;a處電場線與虛線垂直,所以電子受到的靜電力方向與虛線垂直,C錯誤;電子從a到b運動時,電勢逐漸升高,根據(jù)Ep=qφ可知,電子的電勢能逐漸減小,D正確。5.C由圖可知粉塵靠近正電極,遠離中間帶負電粒子,故粉塵帶負電,A錯誤;粉塵所處電場不是勻強電場,a點電場線更稀疏,則在a點受力更小,粉塵在a點的加速度小于在b點的加速度,加速度變化,不是勻變速運動,B錯誤,C正確;粉塵從a點到b點,更加靠近中間帶負電的粒子,靜電力做負功,電勢能增加,則粉塵在a點的電勢能小于在b點的電勢能,D錯誤。6.BCD電子在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向,則磁場1對電子產(chǎn)生的洛倫茲力方向垂直環(huán)平面向里,電場對電子產(chǎn)生的靜電力向外,所以電場方向垂直環(huán)平面向里,A錯誤;電子恰好可以在圓環(huán)內(nèi)沿順時針方向做半徑為R、速率為v的勻速圓周運動,由圓周運動可知T=2πRv,B正確;垂直環(huán)平面的磁場提供向心力,則B2ev=mv2R,則B2=mveR,C正確;磁場1對電子產(chǎn)生的洛倫茲力等于電場對電子的靜電力,即B1ev=eE,而B1=B2=mveR7.BD減震器受到的安培力為F安=nBIL=nB·nBLv0R·L=n2B2L2v0R,剛進入磁場減速瞬間減震器的加速度為a=F安m=n2B2L2v0mR=20m/s2,A錯誤;設向右為正方向,對減震器進行分析,由動量定理可得-F安t=-n2B2L2vR·t=-n2B2L2R·d=mv1-mv0,解得v1=v0-n2B2L2dmR=4.6m/s,每一個線圈進入磁場的過程中,減震器速度減小量Δ8.答案(1)q(2)見解析(3)1.6×103解析(1)當帶電粒子運動半徑為半圓金屬盒的半徑R時,粒子的速度達到最大值vm,由牛頓第二定律得qBvm=mv粒子離開加速器時獲得的最大動能Ekm=1解得Ekm=q2(2)第N次加速后,由動能定理得NqU=1根據(jù)牛頓第二定律得qBvN=mv可解得第N次加速后rN=1可推得第(N-1)次加速后rN-1=1相鄰軌跡間距Δd=2(rN-rN-1)=(N由此可知相鄰軌跡間距逐漸減小,丙同學的判斷是合理的。(3)粒子在電