3/3情境3科技前沿類情境1.（2024·安徽智學(xué)大聯(lián)考）利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室可以模擬運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)所受風(fēng)阻情況，幫助運(yùn)動(dòng)員提高成績(jī)。為了更加直觀地研究風(fēng)洞里的流場(chǎng)環(huán)境，可以借助煙塵輔助觀察，如圖甲所示，在某次實(shí)驗(yàn)中獲得煙塵顆粒做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡，如圖乙所示，則由該軌跡可推斷出（）A.煙塵顆粒可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.煙塵顆粒做的不可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.P、Q兩點(diǎn)處的速度方向可能相反D.P、Q兩點(diǎn)處的速度方向可能垂直2.（2024·浙江金華三模）2024年4月5日全國(guó)首批“港澳藥械通”進(jìn)口心臟起搏器在穗通關(guān)，這批心臟起搏器使用“氚電池”供電，氚電池能將氚核衰變產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)化為電能，氚核方程為

13H23He＋X＋ΔE，已知氚核發(fā)生衰變的半衰期為12.5年，當(dāng)電池中氚的含量低于初始值的25％時(shí)便無(wú)法正常工作A.X粒子是來(lái)自原子的內(nèi)層電子B.起搏器所處環(huán)境的濕度、溫度可以改變氚的半衰期C.13H的比結(jié)合能比

D.這種核能電池的壽命大約是35年3.（2024·湖北五市州聯(lián)考）我國(guó)國(guó)家航天局發(fā)布了首顆太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星“羲和號(hào)”的探日成果，實(shí)現(xiàn)了國(guó)際首次在軌獲取太陽(yáng)Ha譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)。Ha是氫原子巴耳末系中頻率最小的譜線，其對(duì)應(yīng)的能級(jí)躍遷過(guò)程為（）A.從n＝∞躍遷到n＝2 B.從n＝5躍遷到n＝2C.從n＝4躍遷到n＝2 D.從n＝3躍遷到n＝24.（2024·福建福州模擬）如圖所示為某手機(jī)防窺膜的原理簡(jiǎn)化圖，在透明介質(zhì)中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度與防窺膜厚度相等、方向與屏幕垂直。從手機(jī)屏幕上相鄰兩吸光屏障中點(diǎn)O發(fā)出的光線經(jīng)透明介質(zhì)由吸光屏障邊緣射入空氣，在空氣中的出射角θ稱為可視角度，可視角度越小防窺效果越好，則下列做法中能提高防窺效果的是（）A.僅增大手機(jī)屏幕亮度B.僅減小相鄰兩吸光屏障間距C.僅減小防窺膜的厚度D.僅增大透明介質(zhì)的折射率5.（2024·河北保定模擬）光刻機(jī)是生產(chǎn)芯片的核心設(shè)備，浸沒(méi)式光刻技術(shù)是在鏡頭與光刻膠之間填充液體介質(zhì)，利用光在液體介質(zhì)中的波長(zhǎng)會(huì)改變這一特性來(lái)提高分辨率。如圖所示，若鏡頭與光刻膠之間填充的液體介質(zhì)的折射率為1.5，則下列說(shuō)法正確的是（）A.光在液體介質(zhì)中的波長(zhǎng)變?yōu)樵谡婵眨諝猓┲械?B.光在液體介質(zhì)中的頻率變?yōu)樵谡婵眨諝猓┲械?C.光在液體介質(zhì)中的傳播速度與在真空（空氣）中的相同D.光在液體介質(zhì)中的傳播速度變?yōu)樵谡婵眨諝猓┲械?.5倍6.（多選）近日，北京科技大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)成功通過(guò)二元功能高分子摻雜策略，顯著提升了兩端全鈣鈦礦串聯(lián)太陽(yáng)能電池的功率轉(zhuǎn)換效率。如圖所示，某種材料制成的太陽(yáng)能電池的主體部分由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合而成。當(dāng)太陽(yáng)光照射到該材料上時(shí)，材料吸收光子發(fā)生光電效應(yīng)，自由電子向N型一側(cè)移動(dòng)，從而在兩端形成電勢(shì)差。已知該材料需要吸收能量為E的光子才能發(fā)生光電效應(yīng)，普朗克常量為h，光速為c，則（）A.通過(guò)負(fù)載的電流方向?yàn)閺纳现料翨.該材料發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長(zhǎng)為hcC.太陽(yáng)光的強(qiáng)度越強(qiáng)，則通過(guò)負(fù)載的電流越大D.改用紫外線照射該材料，則不能發(fā)生光電效應(yīng)7.潛水鐘是一種水下作業(yè)工具。將潛水鐘的大鐵罩倒扣在水面后使之下沉，如圖是潛水鐘緩慢下沉的示意圖，不計(jì)下沉過(guò)程中水溫的變化，關(guān)于潛水鐘內(nèi)封閉的理想氣體，說(shuō)法正確的是（）A.單位體積內(nèi)分子數(shù)保持不變B.氣體分子間斥力變大C.氣體分子速率分布規(guī)律不變D.該過(guò)程氣體對(duì)外界做功8.（多選）（2024·四川內(nèi)江模擬）航母上的艦載機(jī)返回甲板時(shí)有多種減速方式。如圖所示，為一種電磁減速方式的簡(jiǎn)要模型，固定在水平面上足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌CE、DF，間距為L(zhǎng)，左端接有阻值為R的定值電阻，且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、垂直導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中?，F(xiàn)有一艦載機(jī)等效為質(zhì)量為m、電阻為r垂直于導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒ab。導(dǎo)體棒ab以初動(dòng)量p0水平向右運(yùn)動(dòng)，最后停下來(lái)，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)。則此過(guò)程中（）A.導(dǎo)體棒ab做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至停止運(yùn)動(dòng)B.航母甲板的最短長(zhǎng)度為pC.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為pD.通過(guò)導(dǎo)體棒ab橫截面的電荷量為p9.（2024·江西景德鎮(zhèn)模擬）2024年5月3日，嫦娥六號(hào)順利發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)朝“繞月—探月—登月”的宏偉計(jì)劃又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。假設(shè)在不久的將來(lái)，中國(guó)載人飛船在月球表面成功著陸。航天員身著出艙航天服，首先從太空艙進(jìn)入到氣閘艙，再關(guān)閉太空艙艙門，然后將氣閘艙中的氣體緩慢抽出，最后打開(kāi)氣閘艙門，航天員再?gòu)臍忾l艙出艙活動(dòng)。已知?dú)忾l艙的容積為2.0m3，艙中氣體的初始?jí)簭?qiáng)為0.8×105Pa。為了給航天員一個(gè)適應(yīng)過(guò)程，先將氣閘艙的壓強(qiáng)降至0.5×105Pa，航天員的體積不計(jì)。假設(shè)氣閘艙的溫度保持不變，在此過(guò)程中，求：（1）抽出的氣體在0.8×105Pa壓強(qiáng)下的體積；（2）氣閘艙內(nèi)存留氣體的質(zhì)量與原氣閘艙內(nèi)氣體質(zhì)量之比。10.（2024·安徽六安模擬）在中柬“金龍-2024”聯(lián)合演習(xí)中，中國(guó)制造智能無(wú)人化裝備亮相演兵場(chǎng)，如圖為演習(xí)所使用的機(jī)器狗，可靈活穿越各種地形進(jìn)行探測(cè)，現(xiàn)對(duì)其運(yùn)動(dòng)情況作一定的研究。已知機(jī)器狗在加速階段加速度大小為2m/s2，最大速度為8m/s，減速階段加速度大小為4m/s2。t＝0時(shí)刻，機(jī)器狗由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在其前方20m處有一目標(biāo)以4m/s的速度同向開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)。求：（1）若機(jī)器狗勻加速運(yùn)動(dòng)到最大速度后維持勻速運(yùn)動(dòng)，需多長(zhǎng)時(shí)間追上前方目標(biāo)；（2）若機(jī)器狗能追上目標(biāo)且最終停止運(yùn)動(dòng)，則由開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終停止過(guò)程中機(jī)器狗的最小位移為多少。（目標(biāo)對(duì)機(jī)器狗的運(yùn)動(dòng)無(wú)阻礙）

情境3科技前沿類情境1.B做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其所受合力總是指向軌跡凹側(cè)，由圖乙可知，煙塵顆粒所受外力的合力發(fā)生了變化，不可能做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確；曲線運(yùn)動(dòng)速度方向沿軌跡切線方向，故C、D錯(cuò)誤。2.C根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X粒子為電子，即氚核發(fā)生β衰變，其中電子由原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子而來(lái)，故A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān)，故B錯(cuò)誤；氚核發(fā)生β衰變的過(guò)程中釋放能量，根據(jù)質(zhì)能方程可知，總質(zhì)量減小，產(chǎn)生的新核的比結(jié)合能比氚核大，故C正確；電池中氚的含量等于初始值的25％時(shí)，即剩余的氚核為原來(lái)的四分之一，根據(jù)m＝122m0，可知經(jīng)過(guò)了兩個(gè)半衰期，即t＝2T＝2×12.5年＝25年，故3.D由E＝hν，可知ν最小的譜線對(duì)應(yīng)的能級(jí)差最小，即－1.51eV－（－3.40eV）＝1.89eV，故選D。4.B增大手機(jī)屏幕亮度，不能減小可視角度，不能提高防窺效果，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)屏障的高度與防窺膜厚度均為x，相鄰屏障的間距為L(zhǎng)；如圖所示根據(jù)折射定律，有sinθsini＝n，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得sini＝L2L22＋x2，聯(lián)立整理得1+4x2L2·sinθ＝n，可知當(dāng)減小相鄰兩吸光屏障間距L時(shí)，因?yàn)檎凵渎什蛔?，則可視角度減小，能提高防窺效果，故B項(xiàng)正確；當(dāng)減小防窺膜的厚度x時(shí)，因?yàn)檎凵渎什蛔?，則可視角度增大，不能提高防窺效果，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；5.A加上液體時(shí)光刻膠的曝光波長(zhǎng)為λ＝vf，不加液體時(shí)，有c＝λ0f，又n＝cv，聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得在液體中的曝光波長(zhǎng)約為λ＝λ0n＝23λ0，故A正確；頻率由光源決定，光由空氣進(jìn)入該液體中傳播時(shí)，光波頻率不變，故B錯(cuò)誤；光在液體中的傳播速度為v＝cn，解得傳播速度約為真空的26.BCN型半導(dǎo)體是電源的負(fù)極，P型半導(dǎo)體是電源的正極，故電流從P型一側(cè)流出，經(jīng)過(guò)負(fù)載回到N型一側(cè)，故電流從下至上通過(guò)負(fù)載，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因該材料的“逸出功”W＝E，所以發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長(zhǎng)滿足E＝hcλ，故λ＝hcE，選項(xiàng)B正確；太陽(yáng)光強(qiáng)度越大，光電效應(yīng)釋放的電子越多，故向N型一側(cè)移動(dòng)的自由電子越多，兩端電勢(shì)差越大，電路中的電流越大，所以增大太陽(yáng)光的強(qiáng)度，通過(guò)負(fù)載的電流會(huì)變大，選項(xiàng)C正確；太陽(yáng)光中紫外線的頻率最高，太陽(yáng)光能讓該材料發(fā)生光電效應(yīng)，故該材料的截止頻率應(yīng)小于等于紫外線的頻率，所以改用紫外線照射該材料，能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)7.C下潛過(guò)程中，隨著深度的增加，鐘內(nèi)氣體體積減小，則單位體積內(nèi)分子數(shù)增大，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；理想氣體分子間距很大，故不考慮分子間作用力，氣體分子間斥力不變（仍近似為0），故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；不計(jì)下沉過(guò)程中水溫的變化，則溫度不變，故氣體分子速率分布規(guī)律不變，選項(xiàng)C正確；不計(jì)下沉過(guò)程中水溫的變化，氣體體積減小，該過(guò)程外界對(duì)氣體做功，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.CD導(dǎo)體棒獲得向右的初速度后切割磁感線，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒ab受到向左的安培力，向右減速運(yùn)動(dòng)，由F＝BIL＝BBLvR＋rL＝ma，可知，由于導(dǎo)體棒速度減小，則加速度減小，所以導(dǎo)體棒做的是加速度越來(lái)越小的減速運(yùn)動(dòng)直至停止運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；設(shè)初始速度為v，通過(guò)導(dǎo)體棒ab橫截面的電荷量為q，根據(jù)動(dòng)量定理可得－BILΔt＝0－mv，又因?yàn)閜0＝mv，q＝IΔt，解得q＝p0BL，由于q＝IΔt＝ER＋rΔt＝ΔΦR＋r＝BLxR＋r，代入q＝p0BL可得，導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的位移，即航母甲板的最短長(zhǎng)度為x＝p0（R＋r）B2L2，故B錯(cuò)誤，D正確；導(dǎo)體棒減少的動(dòng)能E＝12mv9.（1）0.75m3（2）0.625解析：（1）以氣閘艙內(nèi)原有氣體為研究對(duì)象，體積為V1＝2.0m3、壓強(qiáng)為p1＝0.8×105Pa，降壓后氣體的壓強(qiáng)為p2＝0.5×105Pa，體積為V2，由玻意耳定律可得p1V1＝p2V2V2＝3.2m3設(shè)抽出的氣體在p2＝0.5×105Pa時(shí)的體積為V2－V1，轉(zhuǎn)換到壓強(qiáng)為p1＝0.8×105Pa時(shí)的體積為V3，由玻意耳定律可得p2（V2－V1）＝p1V3解得V3＝0.75m3。（2）以氣閘艙內(nèi)原有氣體為研究對(duì)象，壓強(qiáng)為p2＝0.5×105Pa，體積為V2＝3.2m3，抽氣后氣閘艙內(nèi)存留氣體的體積為V1＝2.0m3，氣閘艙內(nèi)存留氣體的質(zhì)量與原氣閘艙內(nèi)氣體質(zhì)量分別為m1＝ρV1m2＝ρV2則m1m解得m1m2＝010.（1）9s（2）60m解析：（1）機(jī)器狗勻加速階段時(shí)間為t0＝vma1＝82s位移為x0＝12vmt0＝12×8×4m＝16m＜20則此時(shí)未追上，在勻速階段追上，設(shè)機(jī)器狗運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，可得20m＋4m/s×t1＝16m＋8m/s×（t1－4s）解得t1＝9s。（2）若機(jī)器狗在最大速度時(shí)追上目標(biāo)，不滿足條件，題中要求最小位移，在追上目標(biāo)時(shí)已經(jīng)處于減速狀態(tài)，與目標(biāo)有共同速度，如圖所示機(jī)器狗減速到與目標(biāo)有共同