2025年高考二轮复习物理热点3　科技发展类3

热点三科技发展类选择题:每小题8分,共32分1.(2024江苏南京一模)汽车主动降噪系统的原理是通过扬声器发出声波将车外噪声反向抵消,从而减少车内噪声。下列说法正确的是()A.抵消信号的振幅应为噪声信号的2倍B.抵消信号与噪声信号的波长相同C.汽车降噪是因为噪声信号发生了偏振D.汽车降噪是因为噪声信号发生了多普勒效应答案B解析汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理,抵消声波振幅和频率应与环境噪声的振幅和频率相同。由于机械波波速由介质决定,由公式v=λf可知抵消信号与噪声信号的波长相同,故A、C、D错误,B正确。2.(多选)(2024广东一模)如图甲所示是航母电磁阻拦技术的原理简图,飞机着舰时通过绝缘阻拦索钩住水平导轨上的金属棒ab并关闭动力系统,在匀强磁场中减速滑行。若忽略导轨电阻、摩擦和空气阻力,ab所受安培力F随位移x的变化如图乙所示,则在飞机滑行过程()A.飞机的加速度与位移成正比B.飞机的加速度与速度成正比C.通过ab的电荷量与位移成正比D.回路产生的焦耳热与位移成正比答案BC解析飞机着舰时受安培力,由牛顿第二定律可得F=ma,由图乙得F=F0x0x+F0,可得a=F0mx0x+F0m,故飞机的加速度与位移不成正比,故A错误;由牛顿第二定律F=BIL=ma,而I=ER=BLv,可得a=B2L2vmR,可知飞机的加速度与速度成正比,故B正确;通过ab的电荷量q=IΔt=ERΔt=ΔΦΔt·ΔtR=ΔΦR,设ab棒长度为L,则ΔΦ=BL·x,则有q=BLx3.(2024山东潍坊一模)制造半导体元件,需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度,把左侧二氧化硅薄膜腐蚀成如图所示的劈尖,用波长λ=630nm的激光从上方照射劈尖,观察到在腐蚀区域内有8条暗纹,且二氧化硅的棱MN处是亮纹,二氧化硅的折射率为1.5,则二氧化硅薄膜的厚度为()A.1680nm B.1890nmC.2520nm D.3780nm答案A解析根据题意,由于二氧化硅的折射率为1.5,则激光在二氧化硅中的波长为λ1=λn,观察到在腐蚀区域内有8条暗纹,则二氧化硅的棱MN处的亮纹是第9条,设二氧化硅薄膜的厚度为d,则有2d=8λ1,联立解得d=1680nm,故选A4.(多选)如图所示是特高压输电线路上使用的六分裂阻尼间隔棒简化图。间隔棒将六根相同平行长直导线分别固定在正六边形的顶点a、b、c、d、e、f上,O为正六边形的中心。已知通电长直导线周围的磁感应强度B的大小与电流I、距离r的关系式为B=kIr(式中k为常量)。设a、b间距为L,当六根导线通有等大同向电流I0时,a处导线对b处导线的安培力大小为F,则(A.a处导线在O点产生的磁感应强度大小为kB.六根导线在O点产生的磁感应强度大小为6C.a处导线所受安培力方向沿aO指向O点D.a处导线对d处导线的安培力大小为F答案ACD解析根据几何关系可知,a、O间距为L,则a处导线在O点产生的磁感应强度大小为BaO=kI0L,故A正确。根据右手螺旋定则结合对称性可知,a、d两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等,方向相反;b、e两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等,方向相反;c、f两处导线在O点产生的磁感应强度大小相等,方向相反;则六根导线在O点产生的磁感应强度大小为0,故B错误。根据方向相同的两根直线电流之间的安培力为吸引力,结合对称性可知,b、f两处导线对a处导线的安培力合力方向沿aO指向O点;c、e两处导线对a处导线的安培力合力方向沿aO指向O点;d处导线对a处导线的安培力方向沿aO指向O点;故a处导线所受安培力方向沿aO指向O点,故C正确。根据几何关系可知,a、d间距为2L,则a处导线在d点产生的磁感应强度大小为Bad=kI02L=12Bab,可知a处导线在d点产生的磁感应强度大小等于a处导线在b点产生的磁感应强度大小的一半,5.(12分)(2024福建莆田二模)福建舰成功实现电磁弹射试验后,某兴趣小组设计了一个模拟电磁弹射系统,如图甲所示,系统左侧接有直流电源、单刀双掷开关S和电容为C的电容器,右侧是离水平地面高为h的水平光滑平行金属导轨,导轨上放置一绝缘的助推模型,其外层固定一组金属线圈,线圈两端通过电刷与导轨连接形成回路,线圈处于导轨间的辐射状磁场中,侧视图如图乙所示。首先将开关S接至1,使电容器完全充电;然后将S接至2,模型从静止开始加速,达到最大速度后脱离导轨落在水平地面上,落地点离导轨右端点的水平距离为x。已知助推模型(含线圈、电刷)的质量为m,重力加速度为g;线圈的半径为r,匝数为n,总电阻为R,其所在处的磁感应强度大小均为B。不计空气阻力、导轨电阻、线圈中电流产生磁场和线圈自感的影响。求:(1)助推模型在轨道上的最大速度vm;(2)助推模型离开轨道时电容器所带的电荷量q;(3)助推模型在轨道上的最大加速度am。答案(1)xg(2)2πnCBrxg(3)x解析(1)助推模型达到最大速度后脱离导轨,做平抛运动,则h=12gtx=vmt解得在轨道上的最大速度为vm=xg2(2)助推模型离开轨道时电容器两端的电势差为U=nBLvm=nB·2πr·xg2h=2π离开轨道时电容器所带的电荷量为q=CU=2πnCBrxg2(3)助推模型刚在轨道上运动时,加速度最大,设助推模型刚在轨道上运动时,电容器两端的电势差为U0,根据动量定理有nIBLΔt=mvm其中L=2πrΔq=IΔt=C(U0U)解得U0=mx2πnCBrg2根据牛顿第二定律有nI0BL=mam电流为I0=U联立解得在轨道上的最大加速度为am=xRC6.(16分)(2024山西一模)在芯片制造过程中,离子注入是一道重要的工序。为了准确地注入离子,需要在一个有限空间中用电磁场对离子的运动轨迹进行调控。如图所示,在空间直角坐标系Oxyz内的长方体OABCO1A1B1C1区域,OA=OO1=L1=0.6m,OC=L2=0.8m,粒子源在y轴上OO1区域内沿x轴正方向连续均匀辐射出带正电粒子。已知粒子的比荷qm=1.0×105C/kg,初速度大小为v0=8×104m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。(1)仅在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场,所有的粒子从BB1边射出电场,求电场强度的大小E0;(2)仅在长方体区域内加沿y轴正方向的匀强磁场,所有的粒子都经过A1ABB1面射出磁场,求磁感应强度大小B0的范围;(3)在长方体区域内加沿z轴正方向的匀强电场、匀强磁场,已知磁感应强度B=43T,电场强度E=192π2×104V/m,求从A1答案(1)1.2×105V/m(2)2425T≤B0≤8(3)50%解析(1)所有的粒子都从BB1边射出,设粒子在电场中运动的时间为t,则有L2=v0tL1=12·联立解得E0=1.2×105V/m。(2)所有的粒子都经过A1ABB1面射出磁场,临界状态为分别从AA1、BB1边射出。当粒子从AA1边射出时,则有r1=12L1,qv0B1=m解得B1=83当粒子从BB1边射出时(r2L1)2+L22=r22,解得B2=2425则磁感应强度大小B0的范围为242