2023屆高考二輪總復習試題物理（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)在勻強磁場中用α粒子(24He)轟擊靜止的鋁(1327Al)原子核時,產生了P、Q兩個粒子,如圖所示,已知勻強磁場方向垂直紙面向里,各粒子的速度方向均與磁場方向垂直,粒子P的運動軌跡在圖中未畫出,粒子Q做勻速直線運動,α粒子的質量為m1,鋁原子核的質量為m2,P粒子的質量為m3,Q粒子的質量為m4,光在真空中的速度為cA.Q粒子可能是質子B.P粒子沿順時針方向運動C.P粒子的電荷量大于鋁原子核的電荷量D.核反應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)學上稱為膜電位),現(xiàn)研究某小塊均勻的細胞膜,厚度為d,膜內的電場可看作勻強電場,簡化模型如圖乙所示,初速度可視為零的一價正鈉離子僅在靜電力的作用下,從圖中的A點運動到B點,下列說法正確的是()A.A點電勢等于B點電勢B.鈉離子的電勢能增大C.若膜電位不變,鈉離子進入細胞內的速度變化D.若膜電位增加,鈉離子進入細胞內的速度增大3.隨著科技的發(fā)展,夜視技術越來越成熟。一切物體都可以產生紅外線,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.鍍膜的厚度應該是紅外線在薄膜中波長的四分之一D.鍍膜的厚度應該是紅外線在薄膜中波長的二分之一4.(2022山東濟南二模)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的長度,S是橫截面積,Y是由材料決定的一個常數(shù),材料力學上稱之為楊氏模量,在國際單位制中單位為Pa。該物理小組通過如圖甲所示的實驗裝置測量橡皮繩的楊氏模量,同學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(質量均為50g),每增掛一只鉤碼均記下對應的橡皮繩伸長量,同時根據平衡條件計算出橡皮繩的拉力,實驗數(shù)據如下鉤碼個數(shù)123456拉力F/N0.490.981.471.962.452.94伸長量x/cm1.001.983.024.005.607.95(1)小李同學通過觀察實驗數(shù)據,發(fā)現(xiàn)前四次實驗中拉力每增加ΔF=0.49N,橡皮繩伸長量的變化量Δx幾乎不變,為減小實驗誤差,小李同學利用“測量勻變速直線運動的加速度”時用過的“逐差法”來計算Δx的平均值,并得出彈性系數(shù)的表達式為k=。(用前四次實驗橡皮繩的伸長量x1、x2、x3、x4以及ΔF表示)(2)小趙同學利用圖像法處理數(shù)據,請根據表格中的實驗數(shù)據在圖乙的坐標系中標出后3組數(shù)據對應的坐標點并畫出F-x圖像。(3)測得實驗所用橡皮繩未受力時的長度為L=21.00cm,直徑為D=4.000mm。橡皮繩在伸長量較小時,橫截面積變化很小,近似滿足胡克定律。根據乙圖所繪圖像計算橡皮繩在近似滿足胡克定律時的楊氏模量為Pa。(結果保留一位有效數(shù)字)5.我國的東方超環(huán)(EAST)是研究可控核聚變反應的超大型科學實驗裝置。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)生聚變反應的等離子體中,將等離子體加熱到發(fā)生聚變反應所需點火溫度。沒有被中性化的高能帶電離子對實驗裝置有很大的破壞作用,因此需要利用“剩余離子偏轉系統(tǒng)”將所有帶電離子從粒子束中剝離出來。剩余離子電偏轉系統(tǒng)的原理如圖甲所示,讓混合粒子束經過偏轉電場,未被中性化的帶電離子發(fā)生偏轉而被極板吞噬,中性粒子繼續(xù)沿原有方向運動被注入到等離子體中。若粒子束中的帶電離子主要由動能為Ek、12Ek、13Ek的三種正離子組成。所有離子的電荷量均為q,質量均為m,兩極板間電壓為U,間距為(1)若離子的動能Ek由電場加速獲得,其初動能為零,求加速電壓U0。(2)要使三種帶電離子都被極板吞噬,求:①離子在電場中運動的最長時間;②偏轉極板的最短長度。(3)剩余離子偏轉系統(tǒng)還可以利用磁偏轉進行帶電離子的剝離。如圖乙所示,粒子束寬度為d,吞噬板MN長度為2d。要使三種能量的離子都能打到吞噬板上,求磁感應強度大小的取值范圍。答案：1.CD解析由于Q粒子做勻速直線運動,所以Q粒子不帶電,是中子,選項A錯誤;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粒子沿逆時針方向運動,選項B錯誤;由核反應前后質量數(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C正確;由愛因斯坦的質能方程ΔE=Δmc2,可知核反應過程中釋放出的能量ΔE=(m1+m2-m3-m4)c2,選項D正確。2.D解析初速度可視為零的一價正鈉離子僅在靜電力的作用下,從圖中的A點運動到B點,則電場線從A到B,沿電場線電勢降低,所以A點電勢大于B點電勢,A錯誤;鈉離子運動中靜電力做正功,所以鈉離子的電勢能減小,B錯誤;由動能定理可知qU=12mv2,若膜電位不變時,即電壓U不變時,鈉離子進入細胞內的速度不變;電壓U增加時,速度增大,C錯誤,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錯誤;當紅外線在薄膜前、后表面的反射光恰好干涉減弱時,反射光最弱,透射光最強,根據干涉相消的規(guī)律可知,此時紅外線在薄膜前、后表面反射光的光程差應為半波長的奇數(shù)倍,而為了盡可能增加光的透射程度,鍍膜的厚度應該取最薄的值,即值為紅外線在薄膜中波長的四分之一,C正確,D錯誤。4.答案(1)4(2)見解析(3)8×105解析(1)橡皮繩伸長量的變化量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,伸長量為1.00cm時,橡皮繩的彈性系數(shù)為k=0.491×10-2N/m=49N/m,根據k=YSL5.答案(1)E(2)2md2(3)1qd2解析(1)根據動能定理U0q=Ek-0解得U0=Ek(2)所有打在極板上的離子中,運動時間最長的離子偏轉距離為dd=12at2,a=則最長時間t=2要使所有離子都能被極板吞噬,上極板左邊緣進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度,根據L=vt,Ek=12mv可得L=2dEk(3)由分析