2024版新教材高中物理第十二章電能能量守恒定律綜合提升學(xué)生用書新人教版必修第三冊

第十二章綜合提升知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心素養(yǎng)提升情境1潮汐發(fā)電——科學(xué)思維例1潮汐能是海水周期性漲落運(yùn)動(dòng)中所具有的能量，是一種可再生能源．現(xiàn)建立一個(gè)簡化模型，某發(fā)電站大壩內(nèi)儲(chǔ)水水庫的有效面積為S＝4×106m2，漲潮時(shí)，當(dāng)大壩外側(cè)海平面高度為h＝4m時(shí)(以海水流入前的水庫水面為參考系)，打開大壩下面通道的閘門海水流入，此過程中通道處的水輪機(jī)利用水流的動(dòng)能發(fā)電，直至大壩內(nèi)外水面等高，關(guān)閉閘門．等到完全退潮后，開閘放水，再次發(fā)電，直至大壩內(nèi)外水面再次相同，關(guān)閉閘門，等待下一次漲潮發(fā)電(此時(shí)的水庫水面高度即為漲潮前的水庫水面高度)．由于海洋很大，大壩外的海平面高度在海水流入、流出水庫過程中幾乎不變，潮水一天漲落兩次，海水的勢能有25%轉(zhuǎn)化為電能，則這個(gè)發(fā)電站一天的發(fā)電量約為()A．4.0×1010JB．1.5×1010JC．3.0×1011JD．1.5×1011J情境2新能源汽車——科學(xué)態(tài)度與責(zé)任例2新能源汽車的研發(fā)和使用是近幾年的熱門話題，下面是某品牌新能源汽車介紹中的一段文字：“將近6m的超長車身設(shè)計(jì)，使得整車車頂集成的太陽能芯片面積達(dá)到了6m2左右，極富流線型的整車造型，使整車風(fēng)阻大幅下降，全車采用鋁合金框架并結(jié)合碳纖維車身，整車質(zhì)量僅700kg，這一輕量化設(shè)計(jì)使整車能耗極低，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率達(dá)30kW，性能十足．”(1)某次測試中，在水平地面上汽車所受摩擦力阻力約為車和駕駛員總重的0.08，試估算50kg的工程師駕駛這種汽車在實(shí)驗(yàn)路段上行駛的最高車速．(2)為進(jìn)一步測試這種汽車的性能，在廠區(qū)內(nèi)坡度為θ(sinθ＝0.02)的實(shí)驗(yàn)路段上沿坡道向上行駛，該工程師在上述實(shí)驗(yàn)路段上從靜止開始以1m/s2的加速度沿坡道向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求此過程能維持的最長時(shí)間．情境3測量質(zhì)量的儀器——科學(xué)探究例3[2023·山東濟(jì)寧高一聯(lián)考]半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器是一種常用的傳感器，其阻值會(huì)隨壓力變化而改變．某實(shí)驗(yàn)小組想測量某一薄膜壓力傳感器在不同壓力下的阻值RN，其阻值約幾十千歐．現(xiàn)有以下器材．壓力傳感器；電源：電動(dòng)勢6V電流表A：量程0～250μA，內(nèi)阻約50Ω；電壓表V：量程0～3V，內(nèi)阻約20kΩ；滑動(dòng)變阻器R：阻值范圍0～100Ω；開關(guān)S，導(dǎo)線若干．(1)為了提高測量的準(zhǔn)確性，應(yīng)該選以下________電路圖進(jìn)行測量，使用該電路得到的測量值______(選填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值．(2)通過多次實(shí)驗(yàn)測得其阻值RN隨壓力F變化的關(guān)系圖像如圖甲所示．該小組利用該壓力傳感器設(shè)計(jì)了如圖乙所示的自動(dòng)分揀裝置，可以將質(zhì)量大于0.16kg的物體和小于0.16kg的物體進(jìn)行分揀，圖中RN為壓力傳感器，R′為滑動(dòng)變阻器，電源電動(dòng)勢為6V(內(nèi)阻不計(jì))．分揀時(shí)質(zhì)量不同的物體通過傳送帶運(yùn)送到托盤上，OB為一個(gè)可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，下端有彈簧，當(dāng)控制電路兩端電壓U≥2V時(shí)，杠桿OB水平，物體水平進(jìn)入通道1；當(dāng)控制電路兩端電壓U＜2V時(shí)，控制電路控制杠桿的B端下移，物體下滑進(jìn)入通道2，從而實(shí)現(xiàn)分揀功能．根據(jù)以上原理可知，R′接入電路的阻值為________kΩ(重力加速度大小取10m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，質(zhì)量為0.2kg的物體將進(jìn)入________(選填“通道1”或“通道2”)．第十二章綜合提升核心素養(yǎng)提升[例1]解析：根據(jù)題意可得電能為E電＝Ep×25%＝4×106×4×4×1.0×103×10×2×25%J＝3.2×1011J，故日發(fā)電量約為3.0×1011J，C正確．答案：C[例2]解析：(1)當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)牽引力F＝kmg根據(jù)P＝Fvm可得最大速度vm＝P代入數(shù)據(jù)得vm＝300000.08(2)在斜面上勻加速過程F－mgsinθ－kmg＝ma，P＝Fv，v＝at聯(lián)立解得t＝20s答案：(1)50m/s(2)20s[例3]解析：(1)題中待測電阻是大電阻，且其阻值遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大阻值，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)采用分壓式接法、電流表采用內(nèi)接法，故選A.由歐姆定律可知，電路中因?yàn)殡娏鞅矸謮海瑢?dǎo)致電壓表讀數(shù)大于RN兩端電壓，故RN測量值大于真實(shí)值．(2)質(zhì)量為0.16kg的物體對RN的壓力為FN＝mg＝1.6N，由題圖甲可知，此時(shí)RN＝28.0