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情境3　科技前沿类情境
1.（2025·浙江省北斗星盟高三下学期三模物理试题）2025年4月30日，神舟十九号返回舱在东风着陆场稳稳落地，蔡旭哲、宋令东、王浩泽三名航天员平安归来。直播画面中，1 200平方米的主降落伞如一朵巨型红白花朵在空中绽放，与着陆时底部反推发动机点火扬起的烟尘共同构成震撼场景。下列说法正确的是（　　）
A.以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱是静止的
B.研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，不可以把它看成质点
C.伞绳给伞的拉力大于伞给伞绳的拉力
D.烟尘在空中处于平衡状态
2.（2025·湖南衡阳二模）某测试员应用无人机搭载的加速度传感器进行飞行测试。图甲为在测试软件中设定的x、y、z轴的正方向，其中z轴沿竖直方向，无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0时刻起该同学进行变速操作，软件生成了图乙中三个维度的a-t（加速度—时间）图像，可以推断2 s～4 s的时间内无人机（　　）
A.沿x轴方向一直加速
B.沿y轴方向一直加速
C.沿z轴方向加速上升
D.处于失重状态
3.（2025·安徽芜湖二模）激光雷达是集“激光”“全球定位系统”和“惯性导航系统”三种技术于一身的系统，它是无人驾驶和低空经济快速发展的基石。下列关于激光和雷达等的说法错误的是（　　）
A.科学家利用激光技术测量月球与地球间的距离，误差精确到厘米级，这里用到了激光平行度好的特性
B.在双缝干涉实验中，只将入射光由绿光变为红光，两相邻亮条纹的中心间距会变窄
C.激光雷达信号从空气射入折射率为的液体，速度大小变为原来的
D.光纤通信是利用激光在光纤中全反射来实现远距离信号传输的
4.（2025·河北唐山二模）2025年1月20日，在合肥科学岛，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现了千秒亿度高约束模式运行，表明我国在磁约束高温等离子体物理与工程技术研究方面走到了世界前列。下列关于原子核研究的说法正确的是（　　）
A.汤姆孙发现电子后，提出了原子的核式结构模型
B.卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核内存在中子
C.原子核的电荷数就是其核子数
DAlHePn是原子核人工转变的核反应方程
5.〔多选〕（2025·四川资阳二模）我国空间站天和核心舱配备了4台霍尔推进器。如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，经电场加速后以极高速度喷出，在相反的方向上对航天器产生推力。假设核心舱的质量为M，电离后的离子初速度为0，加速电压为U，单台推进器每秒钟喷出的离子数量为n，离子质量为m，电荷量为e，忽略离子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）
A.离子喷出加速电场时的速度为
B.单台霍尔推进器的离子向外喷射形成的等效电流为ne
C.离子在电场中加速的过程中，动能和电势能都增大
D.推进器全部同向开启时，核心舱的加速度为
6.（2025·江苏徐州二模）如图是超导电磁船的简化原理图，MN和CD是与电源相连的两个电极，它们之间的距离为L且处于垂直纸面的匀强磁场区域（由超导线圈产生，其独立电路部分未画出）。通电后，两电极之间的海水受到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动下行驶。已知船的总质量为m，当电极间的电流为I、磁场的磁感应强度大小为B时，船体恰好以速度v匀速航行。设船体受到的阻力恒定，关于超导电磁船，以下说法正确的是（　　）
A.该超导电磁船应用的是电磁感应原理
B.若MN接直流电源的正极，则磁场方向垂直纸面向里时船体前进
C.改变电极正负或磁场方向，可控制船体前进或后退
D.若仅将磁场的磁感应强度增大为2B，则船体的加速度大小为
7.（2025·黑龙江哈尔滨二模）2025年1月7日，中国航天实现开门红，实践25号双机械臂的在轨服务卫星成功发射，标志我国在该领域技术水平居于世界前列。研发过程中，实验室测试机械臂抛投物体，把质量为m的小球从同一高度的A、B两点抛出，均能垂直击中竖直墙壁上的目标点P，轨迹如图。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A.A点抛出的初速度的竖直分量更大
B.B点抛出的运动时间更长
C.两抛体击中P点时速度大小相等
D.A点抛出时机械臂对物体做功更多
8.（2025·江苏省苏州市八校三模）电子双缝干涉实验是十大最美物理实验之一，其原理简化示意图如图所示，通电后灯丝发热释放出的电子（初速度可认为等于零）经加速电压U加速后形成高速电子流，电子束照射间距为d的双缝，在与双缝相距为L的屏幕上形成干涉条纹。已知电子质量为m、电荷量为e，普朗克常量为h，真空中的光速为c，则干涉条纹间距Δx为（　　）
A. B.
C. D.
9.新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（U0）低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　）
情境3　科技前沿类情境
1.A　以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱相对于他们的位置没有发生改变，故神舟十九号返回舱是静止的，A正确；研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，返回舱的大小和形状对其运动轨迹的影响可以忽略不计，此时可以将返回舱看成质点，B错误；伞绳给伞的拉力与伞给伞绳的拉力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，方向相反，C错误；烟尘在空中受到重力以及空气阻力等作用，其运动状态不断变化，不是处于平衡状态，D错误。
2.C　由图可知，0～2 s无人机有沿x轴负方向的加速度，所以2 s末有沿x轴负方向的速度，2～4 s的时间内沿x轴的加速度为正，则首先沿向x负方向速度会减小，故A错误；无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0～2 s无人机有沿y轴负方向的加速度，首先沿y轴正方向速度减小，2～4 s的时间内沿y轴的加速度为负，速度将继续减小或反向增大，故B错误；2～4 s的时间内沿z轴的加速度向上为正，因为加速度方向为正，无人机加速上升，处于超重状态，故C正确，D错误。
3.B　激光测距误差在厘米级，主要用到了激光平行度好的特性，故A正确；在双缝干涉实验中，只将入射光由绿光变为红光，由于红光的波长比绿光的波长长，由相邻亮条纹或暗条纹的间距公式Δx＝λ可知，两相邻亮条纹的中心间距变宽，故B错误；根据v＝可知，激光雷达信号从空气射向折射率为的液体，速度大小变为原来的，故C正确；光纤通信是利用激光在光纤中全反射来实现远距离信号传输的，故D正确。
4.D　卢瑟福提出了原子核式结构模型，故A错误；查德威克在做α粒子轰击物的实验中发现了中子，故B错误；原子核的电荷数就是核内的质子数，核子数等于中子数和质子数之和，故C错误；HePn是原子核人工转变的核反应方程，D正确。
5.ABD　电场对离子加速有eU＝mv2，解得离子喷出加速电场时的速度v＝，故A正确；单台霍尔推进器的离子向外喷射形成的等效电流为I＝＝＝ne，故B正确；离子在电场中加速的过程中，电场对离子做正功，离子动能增加，电势能减小，故C错误；推进器全部同向开启时，设单个推进器给核心舱的作用力大小为F，对离子，根据动量定理有m0v＝F't，其中m0＝nmt，对核心舱，有4F＝Ma，又F＝F'，联立以上，解得核心舱的加速度为a＝，故D正确。
6.C　该超导电磁船应用了磁场对电流的作用力，故A错误；两电极之间的海水受到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动下向前驶动，因此，海水受到的安培力指向船尾方向，根据左手定则，磁场方向垂直纸面向外，故B错误；改变电极正负或磁场的方向，安培力方向改变，可以控制船体前进或后退，故C正确；磁感应强度大小为B时，船体匀速运动，即安培力大小与阻力大小相等，即f＝BIL，将磁感应强度大小增大为2B时，安培力变为2BIL，船体所受合外力大小F合＝2BIL－f＝BIL，则加速度大小为，D错误。
7.D　两次抛体运动均垂直击中P点，说明末速度竖直分量为零，由逆向思维可把P到A、B看作平抛运动，根据h＝gt2，vy＝gt，由于高度相同，可知两抛体运动时间t相同，竖直初速度vy相同，故A、B错误；根据x＝vxt，因为vy相同，A点水平位移更大，可知其水平初速度vx更大，故两抛体击中P点时速度大小不相等，故C错误；根据两抛体抛出时初速度v＝，由于A的水平速度更大，可知A点抛出时的物体初速度更大，机械臂做功更多，故D正确。
8.A　电子被加速有eU＝mv2，光子的动量p＝mv＝，根据德布罗意波长公式λ＝，根据相邻两条亮条纹间距表达式Δx＝λ，联立可得Δx＝，故选A。
9.B　对A选项，当开关S断开时，整个电路均断开，则不能给电池充电，A错误；对B选项，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时L产生自感电动势阻碍电流减小，L相当于电源且给动力电池充电，电流方向与输出电源给动力电池充电电流的方向相同，此时电压U与L中产生的自感电动势共同加在充电电池两端，且二极管正向导通，从而实现给高压充电，B正确；对C选项，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时L也断开，此时只有回收系统的电压U加在充电电池两端，所以不能实现给高压充电，C错误；对D选项，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时电压U断开，只有L产生的自感电动势加在充电电池两端，二极管无法正向导通，不能实现给高压充电，D错误。
3 / 3情境3　科技前沿类情境
情境类型 考情统计 分析预测
光电效应 科技　　 2025·江苏卷T12，光电倍增管；2024·黑吉辽卷T8，X射线光电子能谱议；2023·浙江6月卷T15，新型光电效应量子材料 考情分析：近几年的高考物理卷中，以现代科技创新为情境的试题越来越受到重视。主要考查天体运动规律、力学、电学的综合应用。这类考题立意高、选材活，对考生的素质和能力，尤其是阅读理解能力、分析推理能力、理论联系实际的能力均提出了较高的要求。 高考预测：命题人常以近一年发生的重要科技事件为命题情境，这类试题在考查知识的同时还可以激发同学们的爱国热情和民族自豪感，培养同学们的创新能力
电磁科技 2025·云南卷T14，磁屏蔽技术；2025·河南卷T9，手机拍照光学防抖技术；2025·河南卷T13，流式细胞仪；2025·福建卷T4，静电分析器；2025·广东卷T6，同步加速器；2025·河北卷T15，电磁助推装置；2025·北京卷T18，北京谱仪；2024·广东卷T4，电磁俘能器；2024·江西卷T7，石墨烯；2024·黑吉辽卷T15，现代粒子加速器；2023·广东卷T9，电子墨水；2023·湖北卷T5，近场通信（NFC）；2023·北京卷T18，电磁撬
其他科技 2025·浙江1月卷T9，新能源汽车能量回收系统；2025·甘肃卷T7，离子注入机；2025·云南卷T1，碳14核电池原型机“烛龙一号”；2025·广东卷T10，无人机飞控系统；2025·广东卷T15，研究颗粒碰撞荷电特性的装置；2025·陕晋宁青卷T5，场发射透射电镜；2024·广东卷T2，强流重离子加速器；2024·湖北卷T2，硼中子俘获疗法；2024·新课标卷T17，量子点
【例1】　（2025·江苏高考12题）江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为W0，普朗克常量为h。
（1）求该金属的截止频率ν0；
（2）若频率为ν的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能Ek。
尝试解答
【例2】　（2025·广东高考6题）某同步加速器简化模型如图所示，其中仅直通道PQ内有加速电场，三段圆弧内均有可调的匀强偏转磁场B。带电量为－q、质量为m的离子以初速度v0从P处进入加速电场后，沿顺时针方向在加速器内循环加速。已知加速电压为U，磁场区域中离子的偏转半径均为R。忽略离子重力和相对论效应，下列说法正确的是（　　）
A.偏转磁场的方向垂直纸面向里
B.第1次加速后，离子的动能增加了2qU
C.第k次加速后，离子的速度大小变为
D.第k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小应为
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
【例3】　（2025·甘肃高考7题）离子注入机是研究材料辐照效应的重要设备，其工作原理如图1所示。从离子源S释放的正离子（初速度视为零）经电压为U1的电场加速后，沿OO'方向射入电压为U2的电场（OO'为平行于两极板的中轴线）。极板长度为l、间距为d，U2-t关系如图2所示。长度为a的样品垂直放置在距U2极板L处，样品中心位于O'点。假设单个离子在通过U2区域的极短时间内，电压U2可视为不变，当U2＝±Um时。离子恰好从两极板的边缘射出。不计重力及离子之间的相互作用。下列说法正确的是（　　）
A.U2的最大值Um＝U1
B.当U2＝±Um且L＝时，离子恰好能打到样品边缘
C.若其他条件不变，要增大样品的辐照范围，需增大U1
D.在t1和t2时刻射入U2的离子，有可能分别打在A和B点
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
情境3　科技前沿类情境
真题体现
【例1】　（1）　（2）hν－W0
解析：（1）根据光电效应方程Ek＝hν0－W0
当Ek＝0时，可得截止频率ν0＝。
（2）根据光电效应方程，光电子的最大初动能为Ekm＝hν－W0。
【例2】　A　离子在沿顺时针方向在加速器内循环加速，在磁场区域中做匀速圆周运动，由左手定则可知偏转磁场的方向垂直纸面向里，A正确；第1次加速过程，由动能定理有qU＝ΔEk，则第1次加速后，离子的动能增加了qU，B错误；设第k次加速后离子的速度大小为v，则对k次加速过程，由动能定理有kqU＝mv2－m，解得v＝，C错误；第k次加速后，离子在磁场中做匀速圆周运动，设第k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小为B，则离子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力有qvB＝m，结合C项分析可得B＝，D错误。
【例3】　B　离子在加速电场中被加速时，有U1q＝m，在偏转电场中做类平抛运动，则l＝v0t，＝×t2，解得Um＝U1，故选项A错误；当U2＝±Um时，离子从板的边缘射出，恰能打到样品边缘时，则＝，解得L＝，选项B正确；根据y＝×t2＝，若其他条件不变，要增加样品的辐照范围，则需减小U1，选项C错误；由图2可知t1时刻所加的向上电场电压小于t2时刻所加的向下的电场的电压，则t1时刻射入的离子打到A点时的竖直位移小于打到B点时的竖直位移，则选项D错误。
2 / 2(共31张PPT)
情境3　科技前沿类情境
情境类型 考情统计
光电效应 科技　　 2025·江苏卷T12，光电倍增管；2024·黑吉辽卷T8，X射
线光电子能谱议；2023·浙江6月卷T15，新型光电效应量
子材料
情境类型 考情统计
电磁科技 2025·云南卷T14，磁屏蔽技术；2025·河南卷T9，手机拍
照光学防抖技术；2025·河南卷T13，流式细胞仪；
2025·福建卷T4，静电分析器；2025·广东卷T6，同步加速
器；2025·河北卷T15，电磁助推装置；2025·北京卷T18，
北京谱仪；2024·广东卷T4，电磁俘能器；2024·江西卷
T7，石墨烯；2024·黑吉辽卷T15，现代粒子加速器；
2023·广东卷T9，电子墨水；2023·湖北卷T5，近场通信
（NFC）；2023·北京卷T18，电磁撬
情境类型 考情统计
其他科技 2025·浙江1月卷T9，新能源汽车能量回收系统；2025·甘
肃卷T7，离子注入机；2025·云南卷T1，碳14核电池原型
机“烛龙一号”；2025·广东卷T10，无人机飞控系统；
2025·广东卷T15，研究颗粒碰撞荷电特性的装置；
2025·陕晋宁青卷T5，场发射透射电镜；2024·广东卷T2，
强流重离子加速器；2024·湖北卷T2，硼中子俘获疗法；
2024·新课标卷T17，量子点
　　
分析预测
考情分析：近几年的高考物理卷中，以现代科技创新为情境的试题越来
越受到重视。主要考查天体运动规律、力学、电学的综合应用。这类考
题立意高、选材活，对考生的素质和能力，尤其是阅读理解能力、分析
推理能力、理论联系实际的能力均提出了较高的要求。
高考预测：命题人常以近一年发生的重要科技事件为命题情境，这类试
题在考查知识的同时还可以激发同学们的爱国热情和民族自豪感，培养
同学们的创新能力
【例1】　（2025·江苏高考12题）江门中微子实验室使用我国自主研发的
光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的
逸出功为W0，普朗克常量为h。
（1）求该金属的截止频率ν0；
答案： 　
解析： 根据光电效应方程Ek＝hν0－W0
当Ek＝0时，可得截止频率ν0＝。
（2）若频率为ν的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动
能Ek。
答案： hν－W0
解析： 根据光电效应方程，光电子的最大初动能为Ekm＝hν－W0。
【例2】　（2025·广东高考6题）某同步加速器简化模型如图所示，其中仅
直通道PQ内有加速电场，三段圆弧内均有可调的匀强偏转磁场B。带电量
为－q、质量为m的离子以初速度v0从P处进入加速电场后，沿顺时针方向
在加速器内循环加速。已知加速电压为U，磁场区域中离子的偏转半径均
为R。忽略离子重力和相对论效应，下列说法正确的是（　A　）
A
A. 偏转磁场的方向垂直纸面向里
B. 第1次加速后，离子的动能增加了2qU
解析：离子在沿顺时针方向在加速器内循环加速，在磁场区域中做匀速圆
周运动，由左手定则可知偏转磁场的方向垂直纸面向里，A正确；第1次加
速过程，由动能定理有qU＝ΔEk，则第1次加速后，离子的动能增加了
qU，B错误；设第k次加速后离子的速度大小为v，则对k次加速过程，由动
能定理有kqU＝mv2－m，解得v＝，C错误；第k次加速
后，离子在磁场中做匀速圆周运动，设第k次加速后，偏转磁场的磁感应强
度大小为B，则离子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力有qvB＝m，结合C
项分析可得B＝，D错误。
【例3】　（2025·甘肃高考7题）离子注入机是研究材
料辐照效应的重要设备，其工作原理如图1所示。从离
子源S释放的正离子（初速度视为零）经电压为U1的电
场加速后，沿OO'方向射入电压为U2的电场（OO'为平
行于两极板的中轴线）。极板长度为l、间距为d，U2-t关系如图2所示。长度为a的样品垂直放置在距U2极板L处，样品中心位于O'点。假设单个离子在通过U2区域的极短时间内，电压U2可视为不变，当U2＝±Um时。离子恰好从两极板的边缘射出。不计重力及离子之间的相互作用。下列说法正确的是（　B　）
B
C. 若其他条件不变，要增大样品的辐照范围，需增大U1
D. 在t1和t2时刻射入U2的离子，有可能分别打在A和B点
解析：离子在加速电场中被加速时，有U1q＝m，在偏转电场中做类平
抛运动，则l＝v0t，＝×t2，解得Um＝U1，故选项A错误；当U2＝
±Um时，离子从板的边缘射出，恰能打到样品边缘时，则＝，解得L
＝，选项B正确；根据y＝×t2＝，若其他条件不变，要增加
样品的辐照范围，则需减小U1，选项C错误；由图2可知t1时刻所加的向上
电场电压小于t2时刻所加的向下的电场的电压，则t1时刻射入的离子打到A
点时的竖直位移小于打到B点时的竖直位移，则选项D错误。
热点情境专项练
1. （2025·浙江省北斗星盟高三下学期三模物理试题）2025年4月30日，神
舟十九号返回舱在东风着陆场稳稳落地，蔡旭哲、宋令东、王浩泽三名航
天员平安归来。直播画面中，1 200平方米的主降落伞如一朵巨型红白花朵
在空中绽放，与着陆时底部反推发动机点火扬起的烟尘共同构成震撼场
景。下列说法正确的是（　　）
A. 以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返
回舱是静止的
B. 研究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，不可以把
它看成质点
C. 伞绳给伞的拉力大于伞给伞绳的拉力
D. 烟尘在空中处于平衡状态
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解析： 　以蔡旭哲、宋令东、王浩泽为参考系，神舟十九号返回舱相对
于他们的位置没有发生改变，故神舟十九号返回舱是静止的，A正确；研
究神舟十九号返回舱在空中运动轨迹时，返回舱的大小和形状对其运动轨
迹的影响可以忽略不计，此时可以将返回舱看成质点，B错误；伞绳给伞
的拉力与伞给伞绳的拉力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可
知，二者大小相等，方向相反，C错误；烟尘在空中受到重力以及空气阻
力等作用，其运动状态不断变化，不是处于平衡状态，D错误。
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2. （2025·湖南衡阳二模）某测试员应用无人机搭载的加速度传感器进行
飞行测试。图甲为在测试软件中设定的x、y、z轴的正方向，其中z轴沿竖
直方向，无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0时刻起该同学进行变速操
作，软件生成了图乙中三个维度的a-t（加速度—时间）图像，可以推断2
s～4 s的时间内无人机（　　）
A. 沿x轴方向一直加速
B. 沿y轴方向一直加速
C. 沿z轴方向加速上升
D. 处于失重状态
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解析： 　由图可知，0～2 s无人机有沿x轴负方向的加速度，所以2 s末有
沿x轴负方向的速度，2～4 s的时间内沿x轴的加速度为正，则首先沿向x负
方向速度会减小，故A错误；无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0～2 s
无人机有沿y轴负方向的加速度，首先沿y轴正方向速度减小，2～4 s的时
间内沿y轴的加速度为负，速度将继续减小或反向增大，故B错误；2～4 s
的时间内沿z轴的加速度向上为正，因为加速度方向为正，无人机加速上
升，处于超重状态，故C正确，D错误。
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3. （2025·安徽芜湖二模）激光雷达是集“激光”“全球定位系统”和
“惯性导航系统”三种技术于一身的系统，它是无人驾驶和低空经济快速
发展的基石。下列关于激光和雷达等的说法错误的是（　　）
A. 科学家利用激光技术测量月球与地球间的距离，误差精确到厘米级，
这里用到了激光平行度好的特性
B. 在双缝干涉实验中，只将入射光由绿光变为红光，两相邻亮条纹的中心
间距会变窄
D. 光纤通信是利用激光在光纤中全反射来实现远距离信号传输的
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解析： 激光测距误差在厘米级，主要用到了激光平行度好的特性，故A
正确；在双缝干涉实验中，只将入射光由绿光变为红光，由于红光的波长
比绿光的波长长，由相邻亮条纹或暗条纹的间距公式Δx＝λ可知，两相邻
亮条纹的中心间距变宽，故B错误；根据v＝可知，激光雷达信号从空气
射向折射率为的液体，速度大小变为原来的，故C正确；光纤通信是利
用激光在光纤中全反射来实现远距离信号传输的，故D正确。
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4. （2025·河北唐山二模）2025年1月20日，在合肥科学岛，有“人造太
阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现了千秒亿度高约束模式运
行，表明我国在磁约束高温等离子体物理与工程技术研究方面走到了世界
前列。下列关于原子核研究的说法正确的是（　　）
A. 汤姆孙发现电子后，提出了原子的核式结构模型
B. 卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核内存在中子
C. 原子核的电荷数就是其核子数
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解析： 　卢瑟福提出了原子核式结构模型，故A错误；查德威克在做α粒
子轰击物的实验中发现了中子，故B错误；原子核的电荷数就是核内的质
子数，核子数等于中子数和质子数之和，故C错误；HePn
是原子核人工转变的核反应方程，D正确。
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5. 〔多选〕（2025·四川资阳二模）我国空间站天和核心舱配备了4台霍尔
推进器。如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，经电场加速后以
极高速度喷出，在相反的方向上对航天器产生推力。假设核心舱的质量为
M，电离后的离子初速度为0，加速电压为U，单台推进器每秒钟喷出的离
子数量为n，离子质量为m，电荷量为e，忽略离子间的相互作用力，下列
说法正确的是（　　）
B. 单台霍尔推进器的离子向外喷射形成的等效电流为ne
C. 离子在电场中加速的过程中，动能和电势能都增大
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解析： 　电场对离子加速有eU＝mv2，解得离子喷出加速电场时的速
度v＝，故A正确；单台霍尔推进器的离子向外喷射形成的等效电流为
I＝＝＝ne，故B正确；离子在电场中加速的过程中，电场对离子做正
功，离子动能增加，电势能减小，故C错误；推进器全部同向开启时，设
单个推进器给核心舱的作用力大小为F，对离子，根据动量定理有m0v＝
F't，其中m0＝nmt，对核心舱，有4F＝Ma，又F＝F'，联立以上，解得核
心舱的加速度为a＝，故D正确。
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6. （2025·江苏徐州二模）如图是超导电磁船的
简化原理图，MN和CD是与电源相连的两个电
极，它们之间的距离为L且处于垂直纸面的匀强
磁场区域（由超导线圈产生，其独立电路部分未
画出）。通电后，两电极之间的海水受到安培力
的作用，船体就在海水的反作用力推动下行驶。已知船的总质量为m，当电极间的电流为I、磁场的磁感应强度大小为B时，船体恰好以速度v匀速航行。设船体受到的阻力恒定，关于超导电磁船，以下说法正确的是（　　）
A. 该超导电磁船应用的是电磁感应原理
B. 若MN接直流电源的正极，则磁场方向垂直纸面向里时船体前进
C. 改变电极正负或磁场方向，可控制船体前进或后退
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解析： 　该超导电磁船应用了磁场对电流的作用力，故A错误；两电极之
间的海水受到安培力的作用，船体就在海水的反作用力推动下向前驶动，
因此，海水受到的安培力指向船尾方向，根据左手定则，磁场方向垂直纸
面向外，故B错误；改变电极正负或磁场的方向，安培力方向改变，可以
控制船体前进或后退，故C正确；磁感应强度大小为B时，船体匀速运动，
即安培力大小与阻力大小相等，即f＝BIL，将磁感应强度大小增大为2B
时，安培力变为2BIL，船体所受合外力大小F合＝2BIL－f＝BIL，则加速度
大小为，D错误。
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7. （2025·黑龙江哈尔滨二模）2025年1月7日，中国航天实现开门红，实
践25号双机械臂的在轨服务卫星成功发射，标志我国在该领域技术水平居
于世界前列。研发过程中，实验室测试机械臂抛投物体，把质量为m的小
球从同一高度的A、B两点抛出，均能垂直击中竖直墙壁上的目标点P，轨
迹如图。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A. A点抛出的初速度的竖直分量更大
B. B点抛出的运动时间更长
C. 两抛体击中P点时速度大小相等
D. A点抛出时机械臂对物体做功更多
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解析： 　两次抛体运动均垂直击中P点，说明末速度竖直分量为零，由逆
向思维可把P到A、B看作平抛运动，根据h＝gt2，vy＝gt，由于高度相同，
可知两抛体运动时间t相同，竖直初速度vy相同，故A、B错误；根据x＝
vxt，因为vy相同，A点水平位移更大，可知其水平初速度vx更大，故两抛体
击中P点时速度大小不相等，故C错误；根据两抛体抛出时初速度v＝
，由于A的水平速度更大，可知A点抛出时的物体初速度更大，
机械臂做功更多，故D正确。
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8. （2025·江苏省苏州市八校三模）电子双缝干涉实验是十大最美物理实
验之一，其原理简化示意图如图所示，通电后灯丝发热释放出的电子（初
速度可认为等于零）经加速电压U加速后形成高速电子流，电子束照射间
距为d的双缝，在与双缝相距为L的屏幕上形成干涉条纹。已知电子质量为
m、电荷量为e，普朗克常量为h，真空中的光速为c，则干涉条纹间距Δx为
（　　）
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解析： 　电子被加速有eU＝mv2，光子的动量p＝mv＝，根据德
布罗意波长公式λ＝，根据相邻两条亮条纹间距表达式Δx＝λ，联立可得
Δx＝，故选A。
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9. 新能源汽车日趋普及，其能量回收系统可将制动时的动能回收再利用，
当制动过程中回收系统的输出电压（U）比动力电池所需充电电压（U0）
低时，不能直接充入其中。在下列电路中，通过不断打开和闭合开关S，
实现由低压向高压充电，其中正确的是（　　）
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解析： 　对A选项，当开关S断开时，整个电路均断开，则不能给电池充
电，A错误；对B选项，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时
L产生自感电动势阻碍电流减小，L相当于电源且给动力电池充电，电流方
向与输出电源给动力电池充电电流的方向相同，此时电压U与L中产生的自
感电动势共同加在充电电池两端，且二极管正向导通，从而实现给高压充
电，B正确；对C选项，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S断开时
L也断开，此时只有回收系统的电压U加在充电电池两端，所以不能实现给
高压充电，C错误；对D选项，当S闭合稳定时，线圈L中有电流通过，当S
断开时电压U断开，只有L产生的自感电动势加在充电电池两端，二极管无
法正向导通，不能实现给高压充电，D错误。
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