2025高考物理冲刺训练《科技发展类》含答案

选择题:每小题4分，共16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

2.1多选）（2024广东广州一模）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而并关闭动力系统，在匀强磁场中减速滑行。若忽略导轨电阻、摩擦和

空气阻力,而所受安培力尸随位移c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.通过她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

3.（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（S£OJ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4=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A〃N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.1680nmB.1890runC.2520nmD.3780nm

4.；多选）（2024广东广州一模）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Q、b、c、d、e、/上为正六边形的中心。己知

通电长直导线周围的磁感应强度B的大小与电流/、距离「的关系式为B（式中k为常量）。设

T

0、6间距为七，当六根导线通有等大同向电流儿时,a处导线对6处导线的安培力大小为P,则（）

A.Q处导线在。点产生的磁感应强度大小为学

B.六根导线在。点产生的磁感应强度大小为半

C.。处导线所受安培力方向沿Q。指向。点

D.。处导线对d处导线的安培力大小为斗

5.（8分）近年来，对具有负折射率（nV。）人工材料的光学性质及应用的研究备受关注。如图甲所示，光

从真空射入负折射率材料时,入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折

射光线和入射光线位于界面法线同侧-如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材

料制作的宜角三棱镜4、3,顶角为仇4、石两棱镜斜面相互平行放置，两斜面间的距离为d。一束包

含有两种频率光的激光，从A楂镜上的P点垂直入射，它们在棱镜中的折射率分别为小=-=

一系4，在8棱镜下方有一平行于下表面的光屏，尸点为P点在光屏.上.的投影。

•J

⑴为使两种频率的光都能从棱镜A斜面射出，求0的取值范围；

⑵若。=30°,求两种频率的光通过两棱镜后，打在光屏上的点距P点的距离。

6.（10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

高为九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3已知助推模型（含线圈、电刷）的质量为重力加

速度为9；线圈的半径为匝数为〃，总也阻为凡其所在处的磁感应强度大小均为不计空气阻

力、导轨电阻、线圈中电流产生磁场和线圈自感的影响。求：

助推模型导朝1招射状磁场//

线圈定刷

甲乙

⑴助推模型在轨道上的最大速度。加

⑵助推模型离开轨道时电容器所带的电荷量q；

⑶助推模型在轨道上的最大加速度0mo

7.[12分）如图甲所示，我国目前采用托卡马克磁约束装置作为核反应“容器”，某实验室简化的模拟磁

约束磁场如图乙所示，半径为R的足够长水平圆柱形区域内分布水平向右的匀强磁场I,并已知磁感

应强度为8;圆柱形磁场区域I外侧分布有厚度为力的环形磁场II,其磁感应强度大小处处相同，方

向与6（磁场【）垂直，其左视图与纵截面图分别如图丙、图丁所示。某时刻速度为。=竺生的宛原

m

子核（己知质原子核质量为m,电荷量为q）从水平磁场I最低点竖直向下射入磁场II,笊原子核恰不

能飞出磁场区域,忽略粒子重力和空气阻力，不考虑相对论效应。

磁场I

甲乙

岂成一之之逾则

丙丁

⑴求环形磁场n的磁感应强度大小；

⑵求该笊原子核从出发后到回到水平磁场I最低点需要的时间。

8.（14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，在空间直角坐标系内

的长方体OABC—O148G区域,O71=OO\=Li=0.6m,OC=L2=0.8m,粒子源在〃轴上

区域内沿1轴正方向连续均匀辐射出带正电粒子。已知粒子的比荷&=1.0xl（）5C7kg,初速度大

m

小为q）=8xlOJni/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。

⑴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85边射出电场，求电场强度的大

小四;

⑵仅在长方体区域内加沿y轴正方向的匀强磁场，所有的粒子都经过场面射出磁场，求磁感应

强度大小用的范围；

⑶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6=弓T,电场强度£=

萼X10"V/m,求从446目面射出的粒子数占粒子源射出粒子总数的百分比。

选择题:每小题4分，共16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，才氐消声波振幅和频率应与环境噪声的振幅和频率相同。由

1机械波波速由介质决定，由公式可知抵消信用与喋声信节的波长相同，故4、C、。错误出正确。

2.：多选）（2024广东广州一模）如图中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向并关闭动力系统，在匀强磁场中减速滑行。若忽略导轨电阻、摩擦和

空气阻力，油所受安培力歹随位移c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.通过质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=由图乙得尸=一旦N+耳，可得。=一一与一6+

XQTYIXQ

—,故飞机的加速度与位移不成正比，故4错误；由牛顿第二定律尸=8〃=ma,而I=与=BLu,可得a

mK

—2,2_•△力

=兽,可知飞机的加速度与速度成正比，故8正确；通迂ab的电荷量q===37；—=

?nRRR

瞿，设ab棒长度为L,0'）A（D=BLx,则有q二等卷，可知通过就的电荷量与位移成正比，故C正确；回

路产生的焦耳热等于安培力做的功，得Q=K=尸c=一旦d+用⑨故回路产生的焦耳热与位移不成正

比,故。错误。

3.[2024山东潍坊•模）制造半导体元件，需要精确测定硅片上涂有的二氧化硅（S£OJ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4=630nm的激光从上方照射劈尖,•观察到M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.1680nmB.1890nmC.2520nmD.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4=二，观察到在腐蚀区域

n

内有8条暗纹，则二氧化硅的楂处的亮纹是第9条，设二氧化硅薄膜的厚度为&则有2d=8儿联立解

得d=1680nm,故选4。

4.（多选）（2024广东广州一模）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Q、b、c、d、c、/上,O为正六边形的中心。己知

通电长直导线周围的磁感应强度8的大小与电流/、距离,的关系式为6=旦（式中k为常量）。设

T

a、b间距为L,当六根导线通有等大同向电流时,Q处导线对b处导线的安培力大小为尸，则（）

A.a处导线在。点产生的磁感应强度大小为学

B.六根导线在。点产生的磁感应强度大小为学

C.。处导线所受安培力方向沿aO指向。点

D.a处导线对d处导线的安培力大小为春

答案ACD

解析根据几何关系可知,a、O间距为L,则Q处导线在。点产生的磁感应强度大小为学，故力正

骑。根据右手螺旋定则结合对称性可知,Q、d两处导线在。点产生的磁感应强度大小相等，方向相反;b、e

两处导线在。点产生的磁感应强度大小相等，方向相反;c、/两处导线在。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、/两处导线对。处导线的安培力合力方向沿QO指向。点;c、e两处

导线对a处导线的安培力合力方向沿aO指向。点;d处导线对a处导线的安培力方向沿0。指向O点；故

Q处导线所受安培力方向沿指向O点，故C正确。根据几何关系可知,Q、d间距为2L,财a处导线在d

点产生的磁感应强度大小为旦山=第=4•。如可知。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，则0处导线对d处导线的安培力大小为f,故。正确c

5.[8分）近年来，对具有负折射率标V0）人工材料的光学性质及应用的研究备受关注。如图甲所示，光

从真空射入负折射率材料时,入射角和折射角的大小关系处然遵从折射定律，但折射角取负值，即折

射光线和入射光线位于界面法线同侧。如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材

料制作的直角三棱镜A、8顶角为仇力、B两棱镜斜面相互平行放置，两斜面间的距离为d。一束包

含有两种频率光的激光，从同棱镜上的尸点垂直入射，它们在棱镜中的折射率分别为物=-四,如=

-葺，I,在B棱镜下方有一平行于下表面的光屏,P点为f点在光屏上的投影。

O

乙

⑴为使两种频率的光都能从棱镜a斜面射出，求。的取值范围；

⑵若0=30°,求两种频率的光通过两棱镜后，打在光屏上的点距p点的距离。

答案（1）0°V。＜45。

⑵二d毋d

24

解析（1）分析可知两光线的入射角等于棱镜的顶角仇若两光爱能从棱镜力斜面射出超应小于两光线最小

的临界角，由

C1

s,nC=W

得C=45°

所以6的取值范围为0°V6V45°o

12）两束光传播的光路图如图所示

由折射定律可知

sin（一仇）

si"二如

sin（一仇）

由几何关系可知

=—^r-sin（。+仇）

COS/•M

d

sin(6+%)

祥得为=＞咨&加="咨&

24

6.110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。的电容器，右侧是离水平地面

高为九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

瑞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必已知助推模型（含线圈、电刷）的质量为zn,重力加

速度为g;线圈的半径为丁，匝数为九,总电阻为凡其所在处的磁感应强度大小均为8。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：

⑴助推模型在轨道上的最大速度

⑵助推模型离开轨道时电容器所带的电荷量5

：3）助推模型在轨道上的最大加速度3

率案（1）%/袅

V乙1V

V2)2TznCBrx.

X/g|4兀2九2一2r2虫

，记V2A一嬴一

解析（1）助推模型达到最大速度后脱离导抗，做平抛运动，则

h=9g产

X=vmt

解得在轨道上的最大速度为幼

（2）助推模型离开就道时电容篙两端的电势差为

U=nBLvtn=nB2iirXyI旦=27mBrxJ旦

VZtiv

离开就道时电容器所带的也荷量为

q—CU=27inCBrxd导。

V乙1I

（3）助推模型刚在凯道上运动时，加速度最大，设助推模型刚在就道上运动时，电容器两端的电势差为仇,

根据动量定理有

nIBLi\t=mv,n

其中L=2m•M

Xq=N=C(Uo-U)

解得

用血

根据牛顿第二定律有

nI(iBL—ma,„

也流为h=与

我立解得在凯道上的最大加速度为

_G/g,47r272262r2/Ig

/一怒V而—mR—V2?r°

7.；12分）如图甲所示，我国目前采用托卡马克磁约束装置作为核反应“容器”，某实验室简化的模拟磁

约束磁场如图乙所示，半径为R的足够长水平圆柱形区域内分布水平向右的匀强磁场I,并已知磁感

应强度为8圆柱形磁场区域1外侧分布有厚度为乙的环形磁场II,其磁感应强度大小处处相同，方

向与石（磁场I）垂直，其左视图与纵截面图分别如图丙、图丁所示。某时刻速度为。=独生的质原

m

子核（已知笊原子核质量为町电荷量为q）从水平磁场I最低点竖直向下射入磁场II,笊原子核恰不

能飞出磁场区域,忽略粒子重力和空气阻力，不考虑相对论效应。

L：::热场U

~RB

磁场I

娄嗫JL。煲蜘

丙T

；1）求环形磁场II的磁感应强度大小;

[2）求该笈原子核从出发后到回到水平磁场I最低点需要的时间。

答案（1）誓

,nx27tm.47imL

）BqBqR

解析（1）根据题意，粒子恰好不能由磁场II飞出，则满足

R2=L

根据牛顿第二定律可得

1

n_nw

q-~R7

解■得&=毕。

(2)粒子在磁场I区域时

mv2BqR

quin3=,v=-----

Kim

解得B=R

所以粒子在磁场I区域轨迹如图所示

所以粒子在磁场I区域运动总时间

t_2KR_2兀rn

vBq

拉子在磁场II中做四次半个圆周运动，总时间

27rLx24nmL

i=

2vBqR

,2717n.47VmL

所以〃=a+£尸西+E。

8.（14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。一项后内

的长方体OABC-O|48G区域=。。|=〃=0.6m,OC=L2=0.8m,粒子源在v轴上OO1

区域内沿。轴正方向连续均匀辐射出带正电粒子。已知粒子的比荷&=L0xl05C7kg,初速度大

m

小为Oo=8xl0im/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6,不计粒子的重力和粒子间的相互作用。

⑴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35边射出电场，求电场强度的大

小瓦;

⑵仅在长方体区域内加沿g轴正方向的匀强磁场，所有的粒子都经过4月65面射出磁场，求磁感应

强度大小岛的范围；

；3）在长方体区域内加沿2轴正方向的匀强电场、匀强磁场，已知磁感应强度8T,电场强度后=