2023屆高考二輪總復(fù)習(xí)試題物理（適用于老高考舊教材）科技發(fā)展類（三）Word版含解析

科技發(fā)展類(三)1.(多選)(2022河南開封三模)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中用α粒子(24He)轟擊靜止的鋁(1327Al)原子核時(shí),產(chǎn)生了P、Q兩個(gè)粒子,如圖所示,已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,各粒子的速度方向均與磁場(chǎng)方向垂直,粒子P的運(yùn)動(dòng)軌跡在圖中未畫出,粒子Q做勻速直線運(yùn)動(dòng),α粒子的質(zhì)量為m1,鋁原子核的質(zhì)量為m2,P粒子的質(zhì)量為m3,Q粒子的質(zhì)量為m4,光在真空中的速度為cA.Q粒子可能是質(zhì)子B.P粒子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)C.P粒子的電荷量大于鋁原子核的電荷量D.核反應(yīng)過程中釋放出的能量為(m1+m2-m3-m4)c22.(2022湖南衡陽一模)人體的細(xì)胞膜模型圖如圖甲所示,由磷脂雙分子層組成,雙分子層之間存在電壓(醫(yī)學(xué)上稱為膜電位),現(xiàn)研究某小塊均勻的細(xì)胞膜,厚度為d,膜內(nèi)的電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng),簡(jiǎn)化模型如圖乙所示,初速度可視為零的一價(jià)正鈉離子僅在靜電力的作用下,從圖中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),下列說法正確的是()A.A點(diǎn)電勢(shì)等于B點(diǎn)電勢(shì)B.鈉離子的電勢(shì)能增大C.若膜電位不變,鈉離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的速度變化D.若膜電位增加,鈉離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的速度增大3.隨著科技的發(fā)展,夜視技術(shù)越來越成熟。一切物體都可以產(chǎn)生紅外線,即使在漆黑的夜里“紅外監(jiān)控”“紅外攝影”也能將目標(biāo)觀察得清清楚楚。為了使圖像清晰,通常在紅外攝像頭的鏡頭表面鍍一層膜,下列說法正確的是()A.鍍膜的目的是盡可能讓入射的紅外線反射B.鍍膜的目的是盡可能讓入射的所有光均能透射C.鍍膜的厚度應(yīng)該是紅外線在薄膜中波長(zhǎng)的四分之一D.鍍膜的厚度應(yīng)該是紅外線在薄膜中波長(zhǎng)的二分之一4.(2022山東濟(jì)南二模)某物理小組通過查閱資料得知,彈性材料的彈性系數(shù)k=YSL,其中L是彈性材料未受力時(shí)的長(zhǎng)度,S是橫截面積,Y是由材料決定的一個(gè)常數(shù),材料力學(xué)上稱之為楊氏模量,在國(guó)際單位制中單位為Pa。該物理小組通過如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量橡皮繩的楊氏模量,同學(xué)們將橡皮繩上端固定,刻度尺貼近橡皮繩豎直放置。在橡皮繩下端逐一增掛鉤碼(質(zhì)量均為50g),每增掛一只鉤碼均記下對(duì)應(yīng)的橡皮繩伸長(zhǎng)量,同時(shí)根據(jù)平衡條件計(jì)算出橡皮繩的拉力,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下鉤碼個(gè)數(shù)123456拉力F/N0.490.981.471.962.452.94伸長(zhǎng)量x/cm1.001.983.024.005.607.95(1)小李同學(xué)通過觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)前四次實(shí)驗(yàn)中拉力每增加ΔF=0.49N,橡皮繩伸長(zhǎng)量的變化量Δx幾乎不變,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,小李同學(xué)利用“測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”時(shí)用過的“逐差法”來計(jì)算Δx的平均值,并得出彈性系數(shù)的表達(dá)式為k=。(用前四次實(shí)驗(yàn)橡皮繩的伸長(zhǎng)量x1、x2、x3、x4以及ΔF表示)(2)小趙同學(xué)利用圖像法處理數(shù)據(jù),請(qǐng)根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙的坐標(biāo)系中標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫出F-x圖像。(3)測(cè)得實(shí)驗(yàn)所用橡皮繩未受力時(shí)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=21.00cm,直徑為D=4.000mm。橡皮繩在伸長(zhǎng)量較小時(shí),橫截面積變化很小,近似滿足胡克定律。根據(jù)乙圖所繪圖像計(jì)算橡皮繩在近似滿足胡克定律時(shí)的楊氏模量為Pa。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)5.我國(guó)的東方超環(huán)(EAST)是研究可控核聚變反應(yīng)的超大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。裝置中的中性化室將加速到很高能量的離子束變成中性粒子束,注入到發(fā)生聚變反應(yīng)的等離子體中,將等離子體加熱到發(fā)生聚變反應(yīng)所需點(diǎn)火溫度。沒有被中性化的高能帶電離子對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置有很大的破壞作用,因此需要利用“剩余離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)”將所有帶電離子從粒子束中剝離出來。剩余離子電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的原理如圖甲所示,讓混合粒子束經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),未被中性化的帶電離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)而被極板吞噬,中性粒子繼續(xù)沿原有方向運(yùn)動(dòng)被注入到等離子體中。若粒子束中的帶電離子主要由動(dòng)能為Ek、12Ek、13Ek的三種正離子組成。所有離子的電荷量均為q,質(zhì)量均為m,兩極板間電壓為U,間距為(1)若離子的動(dòng)能Ek由電場(chǎng)加速獲得,其初動(dòng)能為零,求加速電壓U0。(2)要使三種帶電離子都被極板吞噬,求:①離子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間;②偏轉(zhuǎn)極板的最短長(zhǎng)度。(3)剩余離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)還可以利用磁偏轉(zhuǎn)進(jìn)行帶電離子的剝離。如圖乙所示,粒子束寬度為d,吞噬板MN長(zhǎng)度為2d。要使三種能量的離子都能打到吞噬板上,求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍。答案：1.CD解析由于Q粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),所以Q粒子不帶電,是中子,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于Q粒子不帶電,則P粒子一定帶正電,由左手定則可知,P粒子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒可知,P粒子的電荷量大于鋁原子核的電荷量,選項(xiàng)C正確;由愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE=Δmc2,可知核反應(yīng)過程中釋放出的能量ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2,選項(xiàng)D正確。2.D解析初速度可視為零的一價(jià)正鈉離子僅在靜電力的作用下,從圖中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則電場(chǎng)線從A到B,沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,所以A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì),A錯(cuò)誤;鈉離子運(yùn)動(dòng)中靜電力做正功,所以鈉離子的電勢(shì)能減小,B錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理可知qU=12mv2,若膜電位不變時(shí),即電壓U不變時(shí),鈉離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的速度不變;電壓U增加時(shí),速度增大,C錯(cuò)誤,D3.C解析鍍膜的目的是盡可能讓紅外線能夠透射,而讓紅外線之外的光反射,從而使紅外線圖像更加清晰,A、B錯(cuò)誤;當(dāng)紅外線在薄膜前、后表面的反射光恰好干涉減弱時(shí),反射光最弱,透射光最強(qiáng),根據(jù)干涉相消的規(guī)律可知,此時(shí)紅外線在薄膜前、后表面反射光的光程差應(yīng)為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,而為了盡可能增加光的透射程度,鍍膜的厚度應(yīng)該取最薄的值,即值為紅外線在薄膜中波長(zhǎng)的四分之一,C正確,D錯(cuò)誤。4.答案(1)4(2)見解析(3)8×105解析(1)橡皮繩伸長(zhǎng)量的變化量Δx的平均值為Δx=x4-x2+x3(2)F-x圖像如圖所示。(3)由F-x圖像可知,伸長(zhǎng)量為1.00cm時(shí),橡皮繩的彈性系數(shù)為k=0.491×10-2N/m=49N/m,根據(jù)k=YSL5.答案(1)E(2)2md2(3)1qd2解析(1)根據(jù)動(dòng)能定理U0q=Ek-0解得U0=Ek(2)所有打在極板上的離子中,運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的離子偏轉(zhuǎn)距離為dd=12at2,a=則最長(zhǎng)時(shí)間t=2要使所有離子都能被極板吞噬,上極板左邊緣進(jìn)入的全能量離子要恰好打到下極板的右邊緣。此過程離子水平飛行的距離即為極板最短長(zhǎng)度,根據(jù)L=vt,Ek=12mv可得L=2dEk(3)由分析