情境3　科技前沿类情境-高考物理二轮复习（含答案）

第第页情境3科技前沿类情境-高考物理二轮复习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】1．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。【例2】2．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2qUC．第k次加速后，离子的速度大小变为mD．第k次加速后，偏转磁场的磁感应强度大小应为m【例3】3．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＝d2lB．当U2＝±Um且L＝（aC．若其他条件不变，要增大样品的辐照范围，需增大U1D．在t1和t2时刻射入U2的离子，有可能分别打在A和B点

答案解析部分1．【答案】（1）根据光电效应方程Ek＝hν0－W0当Ek＝0时，可得截止频率ν0＝W（2）解：根据光电效应方程，光电子的最大初动能为Ekm＝hν－W0【解析】【分析】(1)截止频率是金属发生光电效应的最小频率，此时光电子最大初动能为0，由光电效应方程直接推导。

(2)入射光频率为ν时，根据爱因斯坦光电效应方程，光电子最大初动能等于光子能量减去逸出功。2．【答案】A【解析】【解答】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；

B：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；

C：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＝12mv2－12mv02，解得v＝m2v02+2kqUm3．【答案】B【解析】【解答】A：离子在加速电场中被加速时，有U1q＝12mv02，在偏转电场中做类