2022届高三物理二轮复习练习：热点三　科技发展类含解析

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热点三　科技发展类
1.(2021 福建莆田高三月考)智能手机带有光线传感功能,可以自动调整亮度,光线传感器的工作原理
是光电效应。下面关于光电效应的说法正确的(
　　
)
　　
　　　　　　　　　　　　　　
A.发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B.在研究光电效应饱和电流时,由I=nesv 可知,光电管所加电压越大,电子获得的速度 v越大,饱和电流
越大
C.入射光频率为 ν时,刚好发生光电效应现象,将入射光频率变为 3ν时,此时光电流的遏止电压为
D.用一束单色光分别照射 A、B两种金属,若照射 A得到光电子的最大初动能比照射 B得到光电子的
最大初动能大,则金属 A的截止频率比金属 B的截止频率高
2.(2021 辽宁锦州高三一模)嫦娥四号采用同位素温差发电与热电综合利用技术结合的方式供能,也就
是用航天器两面太阳翼收集的太阳能和月球车上的同位素热源两种能源供给探测器。图甲中探测
器两侧张开的是光伏发电板,光伏发电板在外太空将光能转化为电能。
某同学利用图乙所示电路,探究某光伏电池的路端电压 U与电流 I的关系,图中定值电阻 R0=5 Ω,设相
同光照强度下光伏电池的电动势不变,电压表、电流表均可视为理想电表。
丁
(1)实验一:用一定强度的光照射该电池,闭合开关 S,调节滑动变阻器的阻值。通过测量得到该电池的
U-I曲线 a(如图丁)。由此可知,该电源内阻
　　　　　
(选填“是”或“不是”)定值,某时刻电压表
示数如图丙所示,读数为
　　　　　
V,由图象可知,此时电源内阻为
　　　　　
Ω(计算结果保留两
位有效数字)。Ä
(2)实验二:在实验一中当滑动变阻器接入电路的电阻为某值时,路端电压为 2.5 V,减小实验一光照的
强度,重复实验,测得 U-I曲线 b(如图丁),则在实验二中滑动变阻器接入电路的电阻仍为该值时,滑动
变阻器消耗的电功率为
　　　　　
W(计算结果保留两位有效数字)。Ä
3.(2021 北京顺义区高三二模)利用超导体可以实现磁悬浮,如图甲是超导磁悬浮的示意图。在水平桌
面上有一个周长为 L的超导圆环,将一块永磁铁沿圆环中心轴线从圆环的正上方缓慢向下移动,由于
超导圆环与永磁铁之间有排斥力。结果永磁铁能够悬浮在超导圆环的正上方 h1高处。
(1)从上向下看,试判断超导圆环中的电流方向;
(2)若此时超导圆环中的电流为 I1。圆环所处位置的磁感应强度为 B1、磁场方向与水平方向的夹角
为θ,求超导圆环所受的安培力 F的大小;
(3)在接下来的几周时间内,发现永磁铁在缓慢下移。经过较长时间 t0后,永磁铁的平衡位置变为离桌
面h2高处。有一种观点认为超导体也有很微小的电阻率,只是现在一般仪器无法直接测得,超导圆环
内电流的变化造成了永磁铁下移,若已知永磁铁在 h2高处时,圆环所处位置的磁感应强度大小为 B2,磁
场方向与水平方向的夹角为 θ2,永磁铁的质量为 m,重力加速度为 g。
①
永磁铁的平衡位置变为离桌面 h2高处时,求超导圆环内的电流 I2;
②
若超导圆环中的电流的二次方随时间变化的图象如图乙所示,且超导圆环的横截面积为S,求该超
导圆环的电阻率 ρ。
4.(2021 天津高三模拟)我国的东方超环(EAST)是研究可控核聚变反应的超大型科学实验装置。装置
中的中性化室将加速到很高能量的离子束变成中性粒子束,注入到发生聚变反应的等离子体中,将等
离子体加热到发生聚变反应所需点火温度。没有被中性化的高能带电离子对实验装置有很大的破
坏作用,因此需要利用“剩余离子偏转系统”将所有带电离子从粒子束剥离出来。剩余离子偏转系
统的原理如图所示,让混合粒子束经过偏转电场,未被中性化的带电离子发生偏转被极板吞噬,中性粒
子继续沿原有方向运动被注入到等离子体中。若粒子束中的带电离子主要由动能为 Ek、Ek、Ek的
三种正离子组成。所有离子的电荷量均为 q,质量均为 m,两极板间电压为 U,间距为d。
　　　　　
甲
　　　　　　　　　　　　
乙
(1)若离子的动能 Ek由电场加速获得,其初动能为零,求加速电压 U0。
(2)要使三种带电离子都被极板吞噬,求:
①
离子在电场中运动的最长时间;
②
偏转极板的最短长度。
(3)剩余离子偏转系统还可以利用磁偏转进行带电离子的剥离。如图乙所示,粒子束宽度为 d,吞噬板
MN 长度为 2d。要使三种能量的离子都能打到吞噬板上,求磁感应强度大小的取值范围。
5.(2021 北京西城区高三一模)利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器,广泛应用于测量和自动控制
等领域。
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