科技發(fā)展類(三)1.(2024山東煙臺(tái)、德州一模)有些元素的原子核有可能從很靠近它的核外電子中“俘獲”一個(gè)電子形成一個(gè)新原子核,從離原子核最近的K層電子中俘獲電子,叫“K俘獲”?，F(xiàn)有一個(gè)鈹原子核(47Be)發(fā)生了“K俘獲”,生成一個(gè)新的原子核

ZAX,并放出一個(gè)不帶電的、質(zhì)量接近于零的中微子(υe),核反應(yīng)方程為

47Be+-10e

ZAX+υA.新原子核

ZB.新原子核

ZC.新原子核

ZD.新原子核

Z2.用手掌托著智能手機(jī),打開(kāi)加速度傳感器,手掌從靜止起先快速上下運(yùn)動(dòng),得到如圖所示的豎直方向上加速度隨時(shí)間變更的圖像,該圖像以豎直向上為正方向。由此可推斷出()A.手機(jī)可能離開(kāi)過(guò)手掌B.手機(jī)在t1時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C.手機(jī)在t2時(shí)刻變更運(yùn)動(dòng)方向D.手機(jī)在t1~t3時(shí)間內(nèi),受到的支持力先減小再增大3.(2024湖南衡陽(yáng)一模)人體的細(xì)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(xué)上稱為膜電位),現(xiàn)探討某小塊勻稱的細(xì)胞膜,厚度為d,膜內(nèi)的電場(chǎng)可看作勻強(qiáng)電場(chǎng),簡(jiǎn)化模型如圖乙所示,初速度可視為零的一價(jià)正鈉離子僅在靜電力的作用下,從圖中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是()A.A點(diǎn)電勢(shì)等于B點(diǎn)電勢(shì)B.鈉離子的電勢(shì)能增大C.若膜電位不變,鈉離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的速度變更D.若膜電位增加,鈉離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的速度增大4.(2024廣東汕頭三模)如圖所示為高鐵的供電流程圖,牽引變電所(視為志向變壓器,原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2)將220kV或110kV高壓降至27.5kV,再通過(guò)接觸網(wǎng)上的電線與車頂上的受電器使機(jī)車獲得25kV工作電壓,則()A.若電網(wǎng)的電壓為220kV,則n1∶n2=1∶8B.若電網(wǎng)的電壓為110kV,則n1∶n2=22∶5C.若高鐵機(jī)車運(yùn)行功率增大,機(jī)車工作電壓將會(huì)高于25kVD.高鐵機(jī)車運(yùn)行功率增大,牽引變電所至機(jī)車間的熱損耗功率也會(huì)隨之增大5.智能手機(jī)帶有光線傳感功能,可以自動(dòng)調(diào)整亮度,光線傳感器的工作原理是光電效應(yīng)。下面關(guān)于光電效應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比B.在探討光電效應(yīng)飽和電流時(shí),由I=neSv可知,光電管所加電壓越大,電子獲得的速度v越大,飽和電流越大C.入射光頻率為ν時(shí),剛好發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,將入射光頻率變?yōu)?ν時(shí),此時(shí)間電流的遏止電壓為2D.用一束單色光分別照耀A、B兩種金屬,若照耀A得到光電子的最大初動(dòng)能比照耀B得到光電子的最大初動(dòng)能大,則金屬A的截止頻率比金屬B的截止頻率高6.(多選)(2024山東萊州預(yù)料)質(zhì)譜儀的工作原理如圖所示,大量粒子飄入加速電場(chǎng),其初速度幾乎為0,經(jīng)過(guò)加速后,通過(guò)寬為L(zhǎng)的狹縫MN沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,最終打到照相底片上。在一次測(cè)試中,大量的某種粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后剛進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)的速度大小均為v,打在底片上的位置到M點(diǎn)的最小距離為a,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,不考慮粒子的重力及它們之間的相互作用。則()A.粒子的比荷為2B.加速電場(chǎng)的電壓為BC.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為πD.大量粒子所經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域最窄處的寬度為a7.(2024山東濟(jì)南二模)某物理小組通過(guò)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(shí)的長(zhǎng)度,S是橫截面積,Y鉤碼個(gè)數(shù)123456拉力F/N0.490.981.471.962.452.94伸長(zhǎng)量x/cm1.001.983.024.005.607.95(1)小李同學(xué)通過(guò)視察試驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)覺(jué)前四次試驗(yàn)中拉力每增加ΔF=0.49N,橡皮繩伸長(zhǎng)量的變更量Δx幾乎不變,為減小試驗(yàn)誤差,小李同學(xué)利用“測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”時(shí)用過(guò)的“逐差法”來(lái)計(jì)算Δx的平均值,并得出彈性系數(shù)的表達(dá)式為k=。(用前四次試驗(yàn)橡皮繩的伸長(zhǎng)量x1、x2、x3、x4以及ΔF表示)

(2)小趙同學(xué)利用圖像法處理數(shù)據(jù),請(qǐng)依據(jù)表格中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙的坐標(biāo)系中標(biāo)出后3組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)并畫出F-x圖像。(3)測(cè)得試驗(yàn)所用橡皮繩未受力時(shí)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=21.00cm,直徑為D=4.000mm。橡皮繩在伸長(zhǎng)量較小時(shí),橫截面積變更很小,近似滿意胡克定律。依據(jù)乙圖所繪圖像計(jì)算橡皮繩在近似滿意胡克定律時(shí)的楊氏模量為Pa。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)

8.我國(guó)的東方超環(huán)(EAST)是探討可控核聚變反應(yīng)的超大型科學(xué)試驗(yàn)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(yīng)的等離子體中,將等離子體加熱到發(fā)生聚變反應(yīng)所需點(diǎn)火溫度。沒(méi)有被中性化的高能帶電離子對(duì)試驗(yàn)裝置有很大的破壞作用,因此須要利用“剩余離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)”將全部帶電離子從粒子束中剝離出來(lái)。剩余離子電偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的原理如圖甲所示,讓混合粒子束經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),未被中性化的帶電離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)而被極板吞噬,中性粒子接著沿原有方向運(yùn)動(dòng)被注入到等離子體中。若粒子束中的帶電離子主要由動(dòng)能為Ek、12Ek、13Ek的三種正離子組成。全部離子的電荷量均為q,質(zhì)量均為m,兩極板間電壓為U,間距為(1)若離子的動(dòng)能Ek由電場(chǎng)加速獲得,其初動(dòng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間;②偏轉(zhuǎn)極板的最短長(zhǎng)度。(3)剩余離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)還可以利用磁偏轉(zhuǎn)進(jìn)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(zhǎng)度為2d。要使三種能量的離子都能打到吞噬板上,求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍。答案：1.C解析依據(jù)電荷數(shù)守恒得,Z=3,則新原子核X帶正電,A錯(cuò)誤;依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒得,A=7,新原子核與鈹核相比,電荷數(shù)少一個(gè)而核子數(shù)相同,所以質(zhì)子數(shù)少一個(gè),中子數(shù)多一個(gè),B、D錯(cuò)誤,C正確。2.A解析由圖可知,手機(jī)的加速度某一段時(shí)間內(nèi)等于重力加速度,則手機(jī)與手掌沒(méi)有力的作用,手機(jī)可能離開(kāi)過(guò)手掌,故A正確;a-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示速度變更量,可知手機(jī)在t1時(shí)刻速度為正,還沒(méi)有到最高點(diǎn),故B錯(cuò)誤;a-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示速度變更量,可知手機(jī)在t2時(shí)刻前后速度均為正,運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有發(fā)生變更,故C錯(cuò)誤;由圖可知,t1~t2時(shí)間加速度向上不斷減小,依據(jù)牛頓其次定律得FN-mg=ma,解得FN=ma+mg,可知t1~t2時(shí)間內(nèi)支持力不斷減小,t2~t3時(shí)間內(nèi)加速度向下不斷增大,依據(jù)牛頓其次定律得mg-FN'=ma',解得FN'=mg-ma',可知支持力還是不斷減小,故D錯(cuò)誤。3.D解析初速度可視為零的一價(jià)正鈉離子僅在靜電力的作用下,從圖中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),則電場(chǎng)線從A到B,沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,所以A點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì),A錯(cuò)誤;鈉離子運(yùn)動(dòng)中靜電力做正功,所以鈉離子的電勢(shì)能減小,B錯(cuò)誤;由動(dòng)能定理可知qU=12mv2,若膜電位不變時(shí),即電壓U不變時(shí),鈉離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的速度不變;電壓U4.D解析若電網(wǎng)的電壓為220kV,則n1∶n2=220kV∶27.5kV=8∶1,若電網(wǎng)的電壓為110kV,則n1∶n2=110kV∶27.5kV=4∶1,故A、B錯(cuò)誤;若高鐵機(jī)車運(yùn)行功率增大,則牽引變電所副線圈輸入功率增大,而副線圈電壓不變,所以牽引變電所至機(jī)車間的電流增大,熱損耗功率也會(huì)隨之增大,導(dǎo)線電阻分壓增大,機(jī)車工作電壓將會(huì)低于25kV,故C錯(cuò)誤,D正確。5.C解析發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成線性關(guān)系,A錯(cuò)誤;在探討光電效應(yīng)飽和電流時(shí),光電管所加電壓與飽和電流無(wú)關(guān),飽和電流與光照強(qiáng)度有關(guān),光照強(qiáng)度越大,飽和電流越大,B錯(cuò)誤;入射光頻率為ν時(shí),剛好發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,由光電效應(yīng)規(guī)律可知W0=hν,將入射光頻率變?yōu)?ν時(shí),由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可得Ek=3hν-W0,解得Ek=2hν,由動(dòng)能定理可得Ek=eUc,解得此時(shí)間電流的遏止電壓為Uc=2hνe,C正確;依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W6.ACD解析粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r=a+L2,依據(jù)牛頓其次定律可得qvB=mv2r,解得qm=2vB(a+L),故A正確;粒子在電場(chǎng)中加速,依據(jù)動(dòng)能定理可得qU=12mv2,聯(lián)立解得U=B(a+L7.答案(1)4(2)見(jiàn)解析(3)8×105解析(1)橡皮繩伸長(zhǎng)量的變更量Δx的平均值為Δx=x4-x2+(2)F-x圖像如圖所示。(3)由F-x圖像可知,伸長(zhǎng)量為1.00cm時(shí),橡皮繩的彈性系數(shù)為k=0.491×10-2N/m=49N/m,依據(jù)k=YS8.答案(1)Ekq(2)2md2Uq(3)1qd2解析(1)依據(jù)動(dòng)能定理U0q=Ek-0解得U0=Ek(2)全部打在極板上的離子中,運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的離子偏轉(zhuǎn)距離為dd=12at2,a=則最長(zhǎng)時(shí)間t=2要使全部離子都能被極板吞噬,上極板左邊緣進(jìn)入的全能量離子要恰好打到下極板的右邊緣。此過(guò)程離子水平飛行的距離即為極板