2024年高考物理二轮复习热点情境训练-科技发展类(一)

科技发展类（一）

1.（2023江苏南京模拟）量子雷达是隐身战机的克星，可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类

最子雷达,仍发射经典态的电磁波,但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下

列说法正确的是（）

A.量子就是a粒子

B.隐身战机不向外辐射红外线

C.电磁波在真空中的传播速度与其频率无关

D.量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的

2.（2023北京房山二模）2023年3月,中国科学技术大学超导量子计算实验室成功实现了三维封装量

子原型机，其主要构成材料之一为金属超导体。超导体指的是低于某一温度后电阻为零的导体，且当

超导体置于外磁场中时，随着温度的降低，超导体表面能够产与一个无损耗的超导电流,这一电流产生

的磁场，让磁感线被排斥到超导体之外。有人做过这样一个实验:将一锡块和一个磁性很强的小永久

磁铁叠放在一起，放入一个浅平的塑料容器中。往塑料容器中倒入液态氮，降低温度，使锡块出现超导

性。这时可以看到，小磁铁竟然离开锡块表面，飘然升起，与锡块保持一定距离后，便悬空不动了。根

据以上材料可知（）

A.超导体处在恒定的磁场中时温度降低，它的表面也不会产生感应电流

B.超导体中的超导电流会产生焦耳热

C.将超导体置于磁场中，处于超导状态时内部磁感应强度为零

D.将悬空在超导体上面的磁铁翻转180°,超导体和磁铁间的作用力将变成引力

3.（2023河南郑州模拟）航天器离子发动机原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂

离子化（即电离出正离子），正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出,从而使航天器获得推

进或姿态调整的反冲力。已知单个正离子的质量为也电荷量为孙正、负极栅板间加速电压为U,从

喷口喷出的正离子所形成的电流为忽略离子间的相互作用力，忽略离子喷射对航天器质量的影

响。该发动机产生的平均推力厂的大小为（）

中总电子检

R①

能找0板

4.（2023湖南永州二模）电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分,在电子显微镜中电子枪发射电子束，通

过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线。一电子仅

在静电力作用下运动，运动轨迹如图中实线所示,。、b、c、d是轨迹上的四个点，下列说法正确的足

（）

A为处的电场强度与。处的电场强度相同

B.电子从。到d运动时，加速度不断增大

C.电子在a处受到的静电力方向与a处虚线相切

D.电子从。到b运动时，电势能逐渐减小

5.（2023四川成都模拟）如图所示，新风系统除尘由机械除尘和静电除尘两部分构成其中静电除尘是

通过电离空气后使空气中的粉尘微粒带电，从而被电极吸附的空气净化技术。图中虚线为一带电粉

尘（不计重力）在静电除尘管道内的运动轨迹,实线为电场线（未标方向），下列判定正确的是（）

A.带甩粉尘带正电

B.带电粉尘在除尘管道内做匀变速曲线运动

C.带电粉尘在a点的加速度小于在b点的加速度

D.带电粉尘在。点的电势能大于在〃点的电势能

6.（多选）（2023沏南长沙模拟）霍尔推进器可以用以空间站的轨道维持，其示意图如图所示，在很窄的圆

环空间内有沿半径向外的磁场I,其磁感应强度大小可近似认为处处相等;垂直圆环平面同时加有匀

强磁场2和匀强电场（图中没画出），磁场1与磁场2的磁感应强度大小相等。已知电子电荷量为e,质

量为机。若电子恰好可以在圆环内沿顺时针方向做半径为R、速率为u的匀速圆周运动，则以下说法

正确的是（）

A.电场方向垂直环平面向外

B.电子运动周期为半

C.垂直环平面的磁感强度大小为干

D.电场强度大小为邛

7.（多选）（2023福建厦门模拟）电磁减震器是利用电磁感应原理的一种新型智能化汽车独立悬架系

统。某同学也设计了一个电磁阻尼减震器，其简化原理图如图所示。该减震器由绝缘滑动杆及固定

在杆上的多个相互紧靠且绝缘的相同矩形线圈组成，滑动杆及线圈的总质量m=\.Okg。每个矩形线

圈的匝数〃=100,阻值R=\A）。“力边长L=20cm,儿边长4=10cm,该减震器在光滑水平面上以

初速度vo=5.0m/s向右进入磁感应强度大小8=0.1T、方向竖直向下的匀强磁场中，磁场范围足够

大，不考虑线圈个数变化对减震器总质量的影响。则下列说法正确的是（）

A.刚进入磁场时减震器的加速度大小为0.2m/s2

B.第二个线圈恰好完全进入磁场时,减震器的速度大小为4.2nVs

C.滑动杆上至少需安装12个线圈才能使减震器完全停下来

D.第I个线圈和让该减震器停下来的最后I个线圈产生的热量比为96：1

8.加速器在核物理和粒了•物理研究中发挥着巨大的作用,回旋加速器是其中的一种。某回旋加速器

的结构示意图如图所示,Di和D2是两个中空的、半径为R的半圆形金属盒，两盒之间窄缝的宽度为

比它们之间有一定的电势差”两个金属盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为屏D.

盒的中央A处的粒子源可以产生质量为小、电荷量为+q的粒子，粒子每次经过窄缝都会被旦场加速,

之后进入磁场做匀速圆周运动，经过若干次加速后，粒子从金属盒Di边缘离开,忽略粒子的初速度、

粒子的重力、粒子间的相互作用及相对论效应。

（1）求粒子离开加速器时获得的最大动能Ekm；

科技发展类（一）

1.C量子是现代物理的重要概念，即一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物

理量是量子化的，并把最小单位称为量子,A错误;任何物体都会向外发射红外线,B错误任何频

率的电磁波在真空中的传播速度都等于光速c,C正确;依据题意，量子雷达仍发射经典态的电磁

波，不是目标物体发射的电磁波,D错误。

2.C超导体指的是低于某一温度后电阻为零的导体，且当超导体置于外磁场中时,随着温度的降

低,超导体表面能够产生一个无损耗的超导电流,A错误;因为超导体的电阻为零，则超导电流不会

产生焦耳热,B错误;超导体放入磁场中，超导体内部产生的肱感应强度为零,具有完全的抗磁性,C

正确;由材料可知，超导体在外界磁场作用下，磁铁和超导体之间相互排斥，则将悬空在超导体上面

的磁铁翻转180°,超导体产生的感应电流方向也会相反，以使感应电流在超导体中产生的磁场

与磁铁在超导体中产生的磁场的合磁场为零，超导体和磁铁间的作用力仍为斥力,D错误。

3.A以正离子为研究对象，由动能定理得以时间内通过的总电荷量为Q=/A.喷出的

正离子总质量为.小堞%由动量定理可知正离子所受的平均冲量次小，,联寸以上式孑

可得F=fJ呼，根据牛顿第三定律可知，发动机产生的平均推力F=I胃,A正确。

4.D根据电场线与等势线垂直，且电场线上该点的切线方向为该点的电场强度方向，由图可知b

处电场线的切线方向斜向左上方,c处电场线的切线方向斜向左下方，所以公。两处的电场强度

不相同,A错误;等势线的疏密也可以反映电场的强弱，由。到d等势线先变疏后变密，所以电场强

度先减小后增大，则电子的加速度先减小后增大,B错误;〃处电场线与虚线垂直，所以电子受到的

静电力方向与虚线垂直,C错误;电子从。到人运动时，电势逐渐升高,根据反二”可知，电子的电

势能逐渐减小,D正确。

5.C由图可知粉尘靠近正电极,远离中间带负电粒子，故粉尘带负电,A错误;粉尘所处电场不是

匀强电场，。点电场线更稀疏，则在。点受力更小，粉尘在。点的加速度小于在8点的加速度，加速

度变化，不是匀变速运动.B错误,C正确;粉尘从。点到b点,更加靠近中间带负电的粒子,静电力

做负功，电势能增加，则粉尘在。点的电势能小于在〃点的电势能,D错误。

6.BCD电子在圆环内沿顺时针方向，则磁场1对电子产生的洛伦兹力方向垂直环平面向里，电

场对电子产生的静电力向外，所以电场方向垂直环平面向里,A错误;电子恰好可以在圆环内沿顺

时针方向做半径为R、速率为v的匀速圆周运动，由圆周运动可知7=等.B正确;垂直环平面的

磁场提供向心力，则826二〃3,则B产翳,C正确;磁场1对电子产生的洛伦兹力等于电场对电子

的静电力，即Biev=eE,而8]=82=翳，解得七上哈.D正确。

7.BD减震器受到的安培力为尸安r8〃二〃8•”抖2=驾包，刚进入磁场减速瞬间减震器的加

Kh

速度为。二餐=吗?=20m/s\A错误;设向右为正方向，对减震器进行分析，由动量定理可得-

F：-"也加%,解得也="''；d=4.6m/s,每一个线圈进入磁场的过程中，减

又RKTilK

震器速度减小量Av=0.4m/s,第二个线圈恰好完全进入磁场时,减震器的速度大小为4.2m/s,B正

确;线圈的个数为N啜=12.5,则需要13个线圈,C错误;最后一个线圈刚进入磁场时v,3=0.2m/s,

因此产生的热量比H:T-=96,D正确。

2mv132

8.答案⑴贮察

(2)见解析

(3)1.6xl()3

解析(1)当带电粒子运动半径为半圆金属盒的半径R时，粒子的速度达到最大值垢,由牛顿第二

定律得

v2

qBvm=m-A^-

粒子离开加速器时获得的最大动能

2

Ekm=^mvm

(2)第N次加速后,由动能定理得

2

Nc/U=^mvN

根据牛顿第二定律得

qBvN=nv^-

可解得第N次加速后

可推得第(N-1)次加速后

1l2(N-l)mU

加产石［—q-

相邻轨迹间距

AJ=2(r,v-rA'-i)=(VA/—dN-1)*

D

由此可知相邻轨迹间距逐渐减小，丙同学的判断是合理的。

(3)粒子在电场中被加速〃次.由动能定