2025版高考物理二轮复习 情境3 技前沿类情境

情境3技前沿类情境高考专题辅导与测试·物理

情境类型考情统计光电效应科技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电磁科技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；2022·全国乙卷T21，带电粒

子探测装置；2022·福建卷T8，霍尔推进器其他科技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；2022·辽

宁卷T2，核天体物理研究；2022·河北卷T2，“羲和”和

“望舒”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】

（2024·吉林高考8题）X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料

表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光

照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则（

）A.

该金属的逸出功增大B.X光的光子能量不变C.

逸出的光电子最大初动能增大D.

单位时间逸出的光电子数增多答案：BD解析：金属的逸出功是金属本身的特性，与照射光的强度无关，A错误；

根据ε＝hν可知，X光的光子能量与其强度无关，B正确；根据爱因斯坦光

电效应方程Ek＝hν－W0，结合A、B项分析可知，逸出的光电子最大初动能

与照射光的强度无关，C错误；若增加此X光的强度，则单位时间入射到金

属表面的光子数增多，单位时间逸出的光电子数增多，D正确。【例2】

（2024·新课标卷17题）三位科学家由于在发现和合成量子点方

面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖，不同尺寸的量子点会发出不

同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是

（

）A.

蓝光光子的能量大于红光光子的能量B.

蓝光光子的动量小于红光光子的动量C.

在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度D.

蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率解析：

答案：A【例3】

（2024·广东高考4题）电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电

磁感应发电实现能量回收，结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机一起

上下振动，每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小均为

B。磁场中，边长为L的正方形线圈竖直固定在减震装置上。某时刻磁场分

布与线圈位置如图乙所示，永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于

图乙中的线圈。下列说法正确的是（

）A.

穿过线圈的磁通量为BL2B.

永磁铁相对线圈上升越高，线圈中感应电动势越大C.

永磁铁相对线圈上升越快，线圈中感应电动势越小D.

永磁铁相对线圈下降时，线圈中感应电流的方向为顺时针方向答案：D解析：根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0，故A错误；根据法拉第电

磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快，磁通量变化越快，线圈中感应

电动势越大，故B、C错误；永磁铁相对线圈下降时，根据楞次定律可知线

圈中感应电流的方向为顺时针方向，故D正确。

1.

（2024·安徽智学大联考）利用风洞实验室可以模拟运动员比赛时所受

风阻情况，帮助运动员提高成绩。为了更加直观地研究风洞里的流场环

境，可以借助烟尘辅助观察，如图甲所示，在某次实验中获得烟尘颗粒

做曲线运动的轨迹，如图乙所示，则由该轨迹可推断出（

）A.

烟尘颗粒可能做匀变速曲线运动B.

烟尘颗粒做的不可能是匀变速曲线运动C.

P、Q两点处的速度方向可能相反D.

P、Q两点处的速度方向可能垂直12345678910√解析：

做曲线运动的物体，其所受合力总是指向轨迹凹侧，由

图乙可知，烟尘颗粒所受外力的合力发生了变化，不可能做匀变速

曲线运动，故A错误，B正确；曲线运动速度方向沿轨迹切线方向，

故C、D错误。12345678910

A.X粒子是来自原子的内层电子B.

起搏器所处环境的湿度、温度可以改变氚的半衰期D.

这种核能电池的寿命大约是35年√12345678910

123456789103.

（2024·湖北五市州联考）我国国家航天局发布了首颗太阳探测卫星

“羲和号”的探日成果，实现了国际首次在轨获取太阳Ha谱线精细结

构。Ha是氢原子巴耳末系中频率最小的谱线，其对应的能级跃迁过程为

（

）A.

从n＝∞跃迁到n＝2B.

从n＝5跃迁到n＝2C.

从n＝4跃迁到n＝2D.

从n＝3跃迁到n＝2√解析：

由E＝hν，可知ν最小的谱线对应的能级差最小，即－1.51

eV

－（－3.40

eV）＝1.89

eV，故选D。123456789104.

（2024·福建福州模拟）如图所示为某手机防窥膜的原理简化图，在透

明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度相

等、方向与屏幕垂直。从手机屏幕上相邻两吸光屏障中点O发出的光线

经透明介质由吸光屏障边缘射入空气，在空气中的出射角θ称为可视角

度，可视角度越小防窥效果越好，则下列做法中能提高防窥效果的是

（

）A.

仅增大手机屏幕亮度B.

仅减小相邻两吸光屏障间距C.

仅减小防窥膜的厚度D.

仅增大透明介质的折射率√12345678910解析：

增大手机屏幕亮度，不能减

小可视角度，不能提高防窥效果，故A

项错误；设屏障的高度与防窥膜厚度均

为x，相邻屏障的间距为L；如图所示

123456789105.

（2024·河北保定模拟）光刻机是生产芯片的核心设备，浸没式光刻技

术是在镜头与光刻胶之间填充液体介质，利用光在液体介质中的波长会

改变这一特性来提高分辨率。如图所示，若镜头与光刻胶之间填充的液

体介质的折射率为1.5，则下列说法正确的是（

）C.

光在液体介质中的传播速度与在真空（空气）中

的相同D.

光在液体介质中的传播速度变为在真空（空气）

中的1.5倍√12345678910

123456789106.

（多选）近日，北京科技大学科研团队成功通过二元功能高分子掺杂策

略，显著提升了两端全钙钛矿串联太阳能电池的功率转换效率。如图所

示，某种材料制成的太阳能电池的主体部分由P型半导体和N型半导体

结合而成。当太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子发生光电效应，

自由电子向N型一侧移动，从而在两端形成电势差。已知该材料需要吸

收能量为E的光子才能发生光电效应，普朗克常量为h，光速为c，则

（

）A.

通过负载的电流方向为从上至下C.

太阳光的强度越强，则通过负载的电流越大D.

改用紫外线照射该材料，则不能发生光电效应√√12345678910

123456789107.

潜水钟是一种水下作业工具。将潜水钟的大铁罩倒扣在水面后使之下

沉，如图是潜水钟缓慢下沉的示意图，不计下沉过程中水温的变化，关

于潜水钟内封闭的理想气体，说法正确的是（

）A.

单位体积内分子数保持不变B.

气体分子间斥力变大C.

气体分子速率分布规律不变D.

该过程气体对外界做功√12345678910解析：C

下潜过程中，随着深度的增加，钟内气体体积减小，则单位

体积内分子数增大，故选项A错误；理想气体分子间距很大，故不考虑

分子间作用力，气体分子间斥力不变（仍近似为0），故选项B错误；不

计下沉过程中水温的变化，则温度不变，故气体分子速率分布规律不

变，选项C正确；不计下沉过程中水温的变化，气体体积减小，该过程

外界对气体做功，故选项D错误。123456789108.

（多选）（2024·四川内江模拟）航母上的舰载机返回甲板时有多种减

速方式。如图所示，为一种电磁减速方式的简要模型，固定在水平面上

足够长的平行光滑导轨CE、DF，间距为L，左端接有阻值为R的定值电

阻，且处在磁感应强度为B、垂直导轨平面向下的匀强磁场中。现有一

舰载机等效为质量为m、电阻为r垂直于导轨的导体棒ab。导体棒ab以初

动量p0水平向右运动，最后停下来，导轨的电阻不计。则此过程中（

）A.

导体棒ab做匀减速直线运动直至停止运动√√12345678910

123456789109.

（2024·江西景德镇模拟）2024年5月3日，嫦娥六号顺利发射，标志着

我国朝“绕月—探月—登月”的宏伟计划又迈出了坚实的一步。假设在

不久的将来，中国载人飞船在月球表面成功着陆。航天员身着出舱航天

服，首先从太空舱进入到气闸舱，再关闭太空舱舱门，然后将气闸舱中

的气体缓慢抽出，最后打开气闸舱门，航天员再从气闸舱出舱活动。已

知气闸舱的容积为2.0

m3，舱中气体的初始压强为0.8×105

Pa。为了给

航天员一个适应过程，先将气闸舱的压强降至0.5×105

Pa，航天员的体

积不计。假设气闸舱的温度保持不变，在此过程中，求：（1）抽出的气体在0.8×105

Pa压强下的体积；答案：

0.75

m3

12345678910解析：

以气闸舱内原有气体为研究对象，体积为V1＝2.0

m3、压强为p1＝0.8×105

Pa，降压后气体的压强为p2＝0.5×105

Pa，体积为V2，由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2V2＝3.2

m3设抽出的气体在p2＝0.5×105

Pa时的体积为V2－V1，转换到压强

为p1＝0.8×105

Pa时的体积为V3，由玻意耳定律可得p2（V2－V1）

＝p1V3解得V3＝0.75

m3。12345678910（2）气闸舱内存留气体的质量与原气