1、科技发展类(二)1.(2022广东江门一模)如图所示是电子枪部分的原理图,阴极发射的电子在强电场的作用下从阴极飞向阳极,虚线是其中一个电子的运动路线,实线是电场线,A、B、C是电场中的三个点,下列说法正确的是()A.C点的电势比A点低B.A点的电场强度比B点的电场强度大C.电子从A运动到B的过程电势能增大D.从A到B电子的加速度不断增大2.(多选)(2022广东深圳一模)如图所示,在模拟风洞管中的光滑斜面上,一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用,沿斜面加速向上运动,则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中()A.物块的速度先增大后减小B.物块加速度一直减小到零C.弹簧弹性势能先增大后减小D.物块
2、和弹簧组成的系统机械能一直增大3.如图甲所示,这是某学校科技活动小组设计的光电烟雾探测器,当有烟雾进入探测器时,来自光源S的光会被烟雾散射进入光电管C,如图乙所示。烟雾浓度越大,进入光电管C中的光就越强,光射到光电管中的钠表面时会产生光电流,当光电流大于10-8 A时,便会触发报警系统报警。已知钠的截止频率为6.01014 Hz,光速c=3.0108 m/s,元电荷e=1.610-19 C。下列说法正确的是()A.要使探测器正常工作,光源S发出的光的波长不能小于5.010-7 mB.探测器正常工作时,提高光源发出光的频率,就能让报警器在烟雾浓度较低时报警C.光电管C中能发生光电效应是因为光发生
3、了全反射D.当报警器报警时,钠表面每秒释放的光电子数最少是6.2510104.(多选)(2022山东济宁一模)如图所示为磁流体发电机的示意图。等离子体高速射入磁场中,由于磁场对等离子体产生力的作用,A、B两板间就会产生电压。若平行板A、B的正对面积为S,板间距离为d,A、B间的磁感应强度为B,等离子体的流速为v,等效电阻率为,与极板相连的定值电阻为R,下列说法正确的是()A.该发电机A板为负极,B板为正极B.外电阻两端的电压大小为BdvC.稳定时电流表的示数为BdvR+dSD.仅增大定值电阻的阻值,该发电机的输出功率一定增大5.(2021山东泰安三模)微棱镜增亮膜能有效提升LCD(液晶显示屏)
4、亮度。如图甲所示为其工作原理示意图,从面光源发出的光线通过棱镜膜后,部分会定向出射到LCD上,部分会经过全反射返回到光源进行再利用。如图乙所示,等腰直角ABC为一微棱镜的横截面,A=90,AB=AC=4a,紧贴BC边上的P点放一点光源,BP=14BC。已知微棱镜材料的折射率n=2。只研究从P点发出照射到AB边上的光线。(1)某一光线从AB边出射时,方向恰好垂直于BC边,求该光线在微棱镜内的入射角的正弦值;(2)某一部分光线可以依次在AB、AC两界面均发生全反射,再返回到BC边,求该部分光线在AB边上的照射区域长度。6.(2022浙江名校协作体试题)我国目前采用托卡马克(如图甲所示)磁约束装置作
5、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,并已知磁感应强度为B;圆柱形磁场区域外侧分布有厚度为L的环形磁场,其磁感应强度大小处处相同,方向与B(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v=BqRm的氘原子核(已知氘原子核质量为m,电荷量为q)从水平磁场最低点竖直向下射入磁场,氘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。(1)求环形磁场的磁感应强度大小;(2)求该氘原子核从出发后到回到水平磁场最低点需要的时间。答案：1.B解析 沿电场线电势逐渐降低,可知C点的电势比A点高,A
6、错误;电场线越密集则电场强度越大,可知A点的电场强度比B点的电场强度大,B正确;电子从A运动到B的过程,电场力做正功,则电势能减小,C错误;从A到B电子所受的电场力逐渐减小,则电子的加速度不断减小,D错误。2.AD解析 接触弹簧之前,物块受的合力F=F风-mgsin ,接触弹簧后,开始时弹力F弹小于合力F,物块仍加速向上运动,随着弹力增加,加速度减小,当加速度减小到零时速度最大,以后当弹力F弹大于合力F时,加速度反向,物块做减速运动直到停止,此时加速度反向最大,则此过程中,物块的速度先增大后减小,加速度先减小后增大,弹簧的弹性势能一直变大,因风力做正功,则物块和弹簧组成的系统机械能一直增大。综
7、上所述,A、D正确,B、C错误。3.D解析 根据=c=5.010-7 m,可知要使探测器正常工作,光源S发出的光的波长不能大于5.010-7 m,A错误;探测器正常工作时,要想使报警器在烟雾浓度较低时报警,应提高光源发光的强度,B错误;光电管C中能发生光电效应是因为光发生了散射,进入C,且入射光的频率超过了截止频率,C错误;当报警器报警时,根据n=Ite=10-81.610-19=6.251010,可知每秒内电路通过的电荷数为6.251010,因此钠表面每秒释放的光电子数最少是6.251010,D正确。4.AC解析 根据左手定则,正离子所受洛伦兹力向下,打在B板上,负离子所受洛伦兹力向上,打在
8、A板上,所以该发电机A板为负极,B板为正极,A正确;根据平衡条件得qEd=qvB,解得发电机电动势E=Bdv,根据电阻定律得发电机内阻r=dS,外电阻两端的电压U=RR+rE=RR+dSE,B错误;根据闭合电路欧姆定律,稳定时电流表的示数I=ER+r=BdvR+dS,C正确;当外电路的电阻等于电源内阻时,电源的输出功率最大,由于外电路电阻的阻值R和电源内阻r的大小关系不确定,所以仅增加定值电阻的阻值,发电机的输出功率不一定增大,D错误。5.答案 (1)24(2)233a解析 (1)由题意知,出射角r=45由折射定律得n=sinrsini解得sin i=sinrn=24。(2)根据sin C=1
9、n解得临界角为C=30当光线刚好在AB边上M点发生全反射时,光路如图1所示图1在AB边刚好全反射时,入射角=30,由几何关系知,反射到AC边的入射角=60C,能够发生全反射,过P点作AB的垂线交AB于Q点,由几何关系知PQ=aQM=atan 30=33a当光线刚好在AC边上发生全反射时,光路如图2所示图2在AC边刚好全反射时,在AC边的入射角=30,由几何关系知,在AB边的入射角=60C,能够发生全反射,反射点为N,在PNQ中,由几何关系知QN=atan 60=3a综上所述,在AB边上的照射区域长度MN=3a-33a=233a。6.答案 (1)BRL(2)2mBq+4mLBqR解析 (1)根据题意,粒子恰好不能由磁场飞出,则满足R2=L根据牛顿第二定律可得qvB2=mv2R2解得B2=BRL。(2)粒子在磁场区域时qvB=mv2R1,v=BqRm解得R1=R所以粒子在磁场区域轨迹如图所示所以粒子在磁场区域运动总时间t1=2Rv=2mBq粒子在磁场中做四次半个圆周运动,总时间t2=2L2v=4mLBqR