科技發展類-2025年高考物理熱點含答案

飄支科技發展類

選擇題:每小題4分，共16分

1.（2024江蘇南京一模）汽車主動降噪系統的原理是通過揚聲器發出聲波將車外噪聲反向抵消，從而減

少車內噪聲。下列說法正確的是（）

A.抵消信號的振幅應為噪聲信號的2倍B.抵消信號與噪聲信號的波長相同

C.汽車降噪是因為噪聲信號發生了偏振D.汽車降噪是因為噪聲信號發生了多普勒效應

答案B

解析汽車降噪過程應用的是聲波的疊加原理，抵消聲波振幅和頻率應與環境噪聲的振幅和頻率相同。由

于機械波波速由介質決定，由公式期=/可知抵消信號與噪聲信號的波長相同，故4、。、。錯誤,B正確。

2.（多選）（2024廣東廣州一模）如圖甲所示是航母電磁阻攔技術的原理簡圖，飛機著艦時通過絕緣阻攔

索鉤住水平導軌上的金屬棒而并關閉動力系統，在勻強磁場中減速滑行。若忽略導軌電阻、摩擦和

空氣阻力,就所受安培力F隨位移力的變化如圖乙所示,則在飛機滑行過程（）

Ma/絕緣阻攔索

X

X

X

Pb

A.飛機的加速度與位移成正比B.飛機的加速度與速度成正比

C.通過ab的電荷量與位移成正比D.回路產生的焦耳熱與位移成正比

答案BC

解析飛機著艦時受安培力，由牛頓第二定律可得F=ma,由圖乙得?=一旦c+冗，可得a=--—x+

XQmx0

—,故飛機的加速度與位移不成正比，故A錯誤；由牛頓第二定律尸=3遼=館&而I=2=BLv,可得a

R2r20,_斤-TT--ZAC

=...-,可知飛機的加速度與速度成正比，故_8正確；通過ab的電荷量q=/△力===———=

mRKK

等，設ab棒長度為"則△①=則有q=旦鳥，可知通過質的電荷量與位移成正比，故。正確；回

RR

路產生的焦耳熱等于安培力做的功，得。=%=丹=一旦"+用；E,故回路產生的焦耳熱與位移不成正

比，故。錯誤。

3.（2024山東濰坊一模）制造半導體元件，需要精確測定硅片上涂有的二氧化硅（SiOj薄膜的厚度，把

左側二氧化硅薄膜腐蝕成如圖所示的劈尖,用波長4=630nm的激光從上方照射劈尖,觀察到在腐蝕

區域內有8條暗紋,且二氧化硅的棱AW處是亮紋,二氧化硅的折射率為1.5,則二氧化硅薄膜的厚度

為（）

>7"

蕉蝕區j

4^-^rsib,

「硅片

A.1680nmB.1890nmC.2520nmD.3780nm

答案A

解析根據題意，由于二氧化硅的折射率為1.5,則激光在二氧化硅中的波長為九=員，觀察到在腐蝕區域

n

內有8條暗紋，則二氧化硅的棱處的亮紋是第9條，設二氧化硅薄膜的厚度為d,則有2d=8汨聯立解

得d=1680nm,故選

4.（多選）（2024廣東廣州一模）如圖所示是特高壓輸電線路上使用的六分裂阻尼間隔棒簡化圖。間隔棒

將六根相同平行長直導線分別固定在正六邊形的頂點a、b、c、d、e、/上,O為正六邊形的中心。已知

通電長直導線周圍的磁感應強度B的大小與電流/、距離r的關系式為口=狐（式中k為常量）。設

r

a、b間距為L,當六根導線通有等大同向電流4時,a處導線對b處導線的安培力大小為尸，則（）

A.a處導線在O點產生的磁感應強度大小為學

B.六根導線在。點產生的磁感應強度大小為半

C.a處導線所受安培力方向沿aO指向。點

D.a處導線對d處導線的安培力大小為與

答案ACD

解析根據幾何關系可知,a、O間距為"則a處導線在。點產生的磁感應強度大小為Ba。=學，故人正

確。根據右手螺旋定則結合對稱性可知,a、d兩處導線在O點產生的磁感應強度大小相等，方向相反;b、e

兩處導線在。點產生的磁感應強度大小相等，方向相反;c、/兩處導線在O點產生的磁感應強度大小相等,

方向相反；則六根導線在O點產生的磁感應強度大小為0,故B錯誤。根據方向相同的兩根直線電流之間

的安培力為吸引力，結合對稱性可知,6、/兩處導線對a處導線的安培力合力方向沿aO指向。點;c、e兩處

導線對a處導線的安培力合力方向沿a。指向。點;d處導線對a處導線的安培力方向沿aO指向O點；故

a處導線所受安培力方向沿aO指向。點，故。正確。根據幾何關系可知,a、d間距為2L,則a處導線在d

點產生的磁感應強度大小為6"=粵=［旦加可知a處導線在d點產生的磁感應強度大小等于a處導線

在b點產生的磁感應強度大小的一半，則a處導線對d處導線的安培力大小為-y,故。正確。

5.（8分）近年來,對具有負折射率（n<0）人工材料的光學性質及應用的研究備受關注。如圖甲所示,光

從真空射入負折射率材料時,入射角和折射角的大小關系仍然遵從折射定律，但折射角取負值，即折

射光線和入射光線位于界面法線同側。如圖乙所示,在真空中對稱放置兩個完全相同的負折射率材

料制作的直角三棱鏡A、頂角為仇A、B兩棱鏡斜面相互平行放置,兩斜面間的距離為d。一束包

含有兩種頻率光的激光，從/棱鏡上的P點垂直入射，它們在棱鏡中的折射率分別為處=-2,如=

-1-V3,在B棱鏡下方有一平行于下表面的光屏,P點為P點在光屏上的投影。

（1）為使兩種頻率的光都能從棱鏡A斜面射此求。的取值范圍；

（2）若。=30°,求兩種頻率的光通過兩棱鏡后，打在光屏上的點距尸點的距離。

答案（1）0°<6*<45°

⑵望&^

解析（1）分析可知兩光線的入射角等于棱鏡的頂角0,若兩光線能從棱鏡人斜面射出田應小于兩光線最小

的臨界角，由

sinC=-^―

I詞

得。=45°

所以。的取值范圍為0°V夕V45°o

（2）兩束光傳播的光路圖如圖所示

由折射定律可知

sin（一%）

sind=電

sin（-0）

--------x—2—電

sin。

由幾何關系可知

Xi=-^-r-sin（夕+%）

cos%

”2=&sini)

1+2+

解得〃=^d,x2=^do

6.（10分）（2024福建莆田二模）福建艦成功實現電磁彈射試驗后，某興趣小組設計了一個模擬電磁彈射

系統，如圖甲所示，系統左側接有直流電源、單刀雙擲開關S和電容為。的電容器，右側是離水平地面

高為九的水平光滑平行金屬導軌，導軌上放置一絕緣的助推模型，其外層固定一組金屬線圈，線圈兩

端通過電刷與導軌連接形成回路,線圈處于導軌間的輻射狀磁場中，側視圖如圖乙所示。首先將開關

S接至1,使電容器完全充電;然后將S接至2,模型從靜止開始加速,達到最大速度后脫離導軌落在水

平地面上，落地點離導軌右端點的水平距離為以已知助推模型（含線圈、電刷）的質量為小,重力加

速度為g;線圈的半徑為r,匝數為小總電阻為R,其所在處的磁感應強度大小均為Bo不計空氣阻

力、導軌電阻、線圈中電流產生磁場和線圈自感的影響。求：

（1）助推模型在軌道上的最大速度Vm；

（2）助推模型離開軌道時電容器所帶的電荷量Q；

（3）助推模型在軌道上的最大加速度%。

答案⑴，

（2）2rcnCBrxyl

/p\x/g?47r2九262-24/g

⑼記V詬—mR—V2JT

解析（1）助推模型達到最大速度后脫離導軌，做平拋運動，則

九二］或2

解得在軌道上的最大速度為v=3.

m2h

（2）助推模型離開軌道時電容器兩端的電勢差為

U=nBLv=nB-27rr-x=27tnBrx

mlh-2h

離開軌道時電容器所帶的電荷量為

q=CU=2TmeBrx.

2h

（3）助推模型剛在軌道上運動時，加速度最大，設助推模型剛在軌道上運動時，電容器兩端的電勢差為Uo,

根據動量定理有

nlBLlSt—mvm

其中乙=

\q=IM=C(UQ—U)

解得

TT__mx+2兀n_Bnr,

°-^nCBr2h

根據牛頓第二定律有

nIQBL=mam

電流為7Q=圣

it

聯立解得在軌道上的最大加速度為

_//g,4兀2-262T2//g

27T一溫—V近

7.（12分）如圖甲所示，我國目前采用托卡馬克磁約束裝置作為核反應“容器”，某實驗室簡化的模擬磁

約束磁場如圖乙所示,半徑為H的足夠長水平圓柱形區域內分布水平向右的勻強磁場I,并已知磁感

應強度為8；圓柱形磁場區域I外側分布有厚度為L的環形磁場II,其磁感應強度大小處處相同，方

向與例磁場I）垂直，其左視圖與縱截面圖分別如圖丙、圖丁所示。某時刻速度為”=也的笊原

m

子核（已知氣原子核質量為加，電荷量為q）從水平磁場I最低點豎直向下射入磁場II,笈原子核恰不

能飛出磁場區域,忽略粒子重力和空氣阻力，不考慮相對論效應。

婁堂爻爻煲城

丙丁

（1）求環形磁場II的磁感應強度大小；

（2）求該笊原子核從出發后到回到水平磁場I最低點需要的時間。

答案（1）畢

/9\27um.47umL

（JBqBqR

解析（1）根據題意，粒子恰好不能由磁場II飛出，則滿足

R2=L

根據牛頓第二定律可得

五2

解得瑪=翠。

（2）粒子在磁場I區域時

mv2BqR

qvDB=——=----

Ttim

解得品=欠

所以粒子在磁場I區域軌跡如圖所示

所以粒子在磁場I區域運動總時間

,2nR2nm

ii=---v---=-BB-q

粒子在磁場II中做四次半個圓周運動，總時間

,2nLx24nmL

心二---------

VBqR

所以〃=力1+±2=駕包,4-7711/

BqR

8.（14分）（2024山西一模）在芯片制造過程中，離子注入是一道重要的工序。為了準確地注入離子，需要

在一個有限空間中用電磁場對離子的運動軌跡進行調控。如圖所示，在空間直角坐標系O-g/z內

的長方體OA8C—Op4iBQi區域,04=001=%=0.6m,OC=L2=0.8小,粒子源在沙軸上OQ

區域內沿必軸正方向連續均勻輻射出帶正電粒子。已知粒子的比荷&=1.0X105C/kg,初速度大

m

小為2=8x104m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6,不計粒子的重力和粒子間的相互作用。

（1）僅在長方體區域內加沿z軸正方向的勻強電場，所有的粒子從邊射出電場，求電場強度的大

小瓦；

（2）僅在長方體區域內加沿沙軸正方向的勻強磁場,所有的粒子都經過A/BBi面射出磁場,求磁感應

強度大小島的范圍；

（3）在長方體區域內加沿z軸正方向的勻強電場、勻強磁場，已知磁感應強度口T,電場強度后=

當X104V/m,求從面射出的粒子數占粒子源射出粒子總數的百分比。

兀2

答案（1）1.2X105V/m

⑵IIT

（3）50%

解析（1）所有的粒子都從B5邊射出，設粒子在電場中運動的時間為力則有

L2=vot

2m

聯立解得So=1.2X105V/mo

⑵所有的粒子都經過A.ABB,面射出磁場，臨界狀態為分別從AA、邊射出。

當粒子從441邊射出叱則有r1=-^-Ll,qvgBi=m—

2n

解得回=今T

O

當粒子從BBi邊射出時

2

(r2-Lj+L1=ri,QVQB2=m—

,2

解得瑪=!1T

則磁感應強度大小島的范圍為碧TO

（3）設粒子在磁場中偏轉的半徑為T,周期為T,粒子從發出到經過A1ABB1面射出的運動時間為則有

心=苧~6

2m

解得ti=jX10-5§

根據洛倫茲力提供向心力有qvoB=m—

r

可得丁=0.6m

由T=2

Bq

粒子在力i時間內偏轉的示意圖如圖所示

設偏轉角度為8,則有6——專

-LO

mi右N心一（r—rcos。）

則有瓦二一乙一

代入數據解得g=50%o

7Vo

???

AJL考我或鼠類

選擇題:每小題4分，共16分

1.（2024江蘇南京一模）汽車主動降噪系統的原理是通過揚聲器發出聲波將車外噪聲反向抵消，從而減

少車內噪聲。下列說法正確的是（）

A.抵消信號的振幅應為噪聲信號的2倍B.抵消信號與噪聲信號的波長相同

C.汽車降噪是因為噪聲信號發生了偏振D.汽車降噪是因為噪聲信號發生了多普勒效應

2.（多選）（2024廣東廣州一模）如圖甲所示是航母電磁阻攔技術的原理簡圖，飛機著艦時通過絕緣阻攔

索鉤住水平導軌上的金屬棒就并關閉動力系統，在勻強磁場中減速滑行。若忽略導軌電阻、摩擦和

空氣阻力,而所受安培力F隨位移力的變化如圖乙所示，則在飛機滑行過程（）

A.飛機的加速度與位移成正比B.飛機的加速度與速度成正比

C.通過ab的電荷量與位移成正比D.回路產生的焦耳熱與位移成正比

3.（2024山東濰坊一模）制造半導體元件，需要精確測定硅片上涂有的二氧化硅（SiOj薄膜的厚度，把

左側二氧化硅薄膜腐蝕成如圖所示的劈尖,用波長4=630nm的激光從上方照射劈尖,觀察到在腐蝕

區域內有8條暗紋,且二氧化硅的棱處是亮紋,二氧化硅的折射率為1.5,則二氧化硅薄膜的厚度

為（）

A.1680nmB.1890nmD.3780nm

4.（多選）（2024廣東廣州一模）如圖所示是特高壓輸電線路上使用的六分裂阻尼間隔棒簡化圖。間隔棒

將六根相同平行長直導線分別固定在正六邊形的頂點a、b、c、d、e、/上,O為正六邊形的中心。已知

通電長直導線周圍的磁感應強度B的大小與電流I、距離r的關系式為8=以（式中％為常量）。設

r

a、b間距為L,當六根導線通有等大同向電流To時，。處導線對b處導線的安培力大小為F,則（）

1

A.a處導線在O點產生的磁感應強度大小為學

B.六根導線在。點產生的磁感應強度大小為半

C.a處導線所受安培力方向沿aO指向。點

D.a處導線對d處導線的安培力大小為。

5.（8分）近年來,對具有負折射率仇＜0）人工材料的光學性質及應用的研究備受關注。如圖甲所示,光

從真空射入負折射率材料時,入射角和折射角的大小關系仍然遵從折射定律，但折射角取負值，即折

射光線和入射光線位于界面法線同側。如圖乙所示,在真空中對稱放置兩個完全相同的負折射率材

料制作的直角三棱鏡人、8,頂角為仇兩棱鏡斜面相互平行放置，兩斜面間的距離為d。一束包

含有兩種頻率光的激光，從A棱鏡上的尸點垂直入射，它們在棱鏡中的折射率分別為為=，n2=

-V3,在口棱鏡下方有一平行于下表面的光屏，尸點為P點在光屏上的投影。

O

（1）為使兩種頻率的光都能從棱鏡人斜面射出，求。的取值范圍；

（2）若。=30°,求兩種頻率的光通過兩棱鏡后，打在光屏上的點距尸點的距離。

6.(10分)(2024福建莆田二模)福建艦成功實現電磁彈射試驗后，某興趣小組設計了一個模擬電磁彈射

系統，如圖甲所示，系統左側接有直流電源、單刀雙擲開關S和電容為。的電容器，右側是離水平地面

高為九的水平光滑平行金屬導軌，導軌上放置一絕緣的助推模型，其外層固定一組金屬線圈，線圈兩

端通過電刷與導軌連接形成回路,線圈處于導軌間的輻射狀磁場中，側視圖如圖乙所示。首先將開關

S接至1,使電容器完全充電;然后將S接至2,模型從靜止開始加速,達到最大速度后脫離導軌落在水

平地面上，落地點離導軌右端點的水平距離為必已知助推模型(含線圈、電刷)的質量為小,重力加

速度為線圈的半徑為r,匝數為外總電阻為R,其所在處的磁感應強度大小均為Bo不計空氣阻

力、導軌電阻、線圈中電流產生磁場和線圈自感的影響。求：

(1)助推模型在軌道上的最大速度與；

(2)助推模型離開軌道時電容器所帶的電荷量q;

(3)助推模型在軌道上的最大加速度5。

7.（12分）如圖甲所示，我國目前采用托卡馬克磁約束裝置作為核反應“容器”，某實驗室簡化的模擬磁

約束磁場如圖乙所示,半徑為R的足夠長水平圓柱形區域內分布水平向右的勻強磁場I,并已知磁感

應強度為8；圓柱形磁場區域I外側分布有厚度為L的環形磁場II,其磁感應強度大小處處相同，方

向與B（磁場I）垂直，其左視圖與縱截面圖分別如圖丙、圖丁所示。某時刻速度為”=