内容正文:
章末提升创新应用(十二)
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一轮· 物理
新教材新情境 培养迁移能力
新思维新突破 强化思维过程
教材展示
新教材人教版选择性必修第二册第93页——传感器的种类
传感器的种类很多,作为一门知识密集型技术,它与许多学科有关:有的利用物质的物理特性或物理效应制作而成,如力传感器、磁传感器、声传感器等物理传感器;有的利用电化学反应原理,把无机或有机化学物质的成分、浓度等转换为电信号,如离子传感器、气体传感器等化学传感器;有的利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质,如酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等生物传感器。
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在林林总总的传感器世界中,大多数传感器是以物理原理为基础制作的。这类传感器种类最多,应用领域也最广泛。例如,一部普通的智能手机中就安装有十几种传感器(如图),能感受声音、图像、压力、磁场、加速度等各种信息。
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试题链接1 基于智能手机与传感器的例子,在学习了如何用智能手机做物理实验及传感器后,同学们要进一步掌握有关传感器,比如压力传感器、温度传感器、光传感器、加速度传感器、电容传感器的工作原理,提升科学探究等物理核心素养。
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很多智能手机都有加速度传感器,用手托着手机,迅速向下运动,然后停止,手机记录的加速度a随时间t变化的图像如图所示,则( )
A.t1时刻手机速度最大
B.t2时刻手机在最低点
C.t3时刻手受的压力最大
D.t4时刻手受的压力最小
C
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解析:图像的面积表示速度变化,所以t2时刻手机速度最大,A错误;手机停止时,位置最低,所以t4时刻手机在最低点,B错误;根据牛顿第二定律,手机加速度向上并且加速度最大时,手给手机的作用力最大,即手受到的压力最大,由图可知,t3时刻手受的压力最大,C正确;根据牛顿第二定律,手机加速度向下并且加速度最大时,手给手机的作用力最小,即手受到的压力最小,由图可知,t1时刻手受的压力最小,D错误。
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高考链接2 (2021·山东卷)某乒乓球爱好者,利用手机研究乒乓球与球台碰撞过程中能量损失的情况。实验步骤如下:
①固定好手机,打开录音功能;
②从一定高度由静止释放乒乓球;
③手机记录下乒乓球与台面碰撞的声音,其随时间(单位:s)的变化图像如图所示。
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根据实验数据,回答下列问题。
(1)利用碰撞时间间隔,计算出第3次碰撞后乒乓球的弹起高度为________ m(保留2位有效数字,当地重力加速度g=9.80 m/s2)。
(2)设碰撞后弹起瞬间与该次碰撞前瞬时速度大小的比值为k,则每次碰撞损失的动能为碰撞前动能的________倍(用k表示),第3次碰撞过程中k=________(保留2位有效数字)。
(3)由于存在空气阻力,第(1)问中计算的弹起高度_______(选填“高于”或“低于”)实际弹起高度。
0.20
1-k2
0.95
高于
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2.常见图例
3.处理技巧:首先分析通过副线圈的电流,由电流比关系可知原线圈的电流;其次根据欧姆定律可得与原线圈串联的负载两端的电压;最后列出原线圈两端电压的表达式,根据电压比关系求出副线圈两端电压。
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BD
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思维过程科学化、可视化、规范化
审情境⇒
物理建模 原线圈——等效电路⇒U=I1R+U1
副线圈——等效电路⇒U2=2I2R
审设问⇒
问题逻辑 电源电压在“原线圈电路”的分配⇒U=UL1+U1
副线圈电压U2在“副线圈电路”的分配⇒U2=UL2+UR
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写答案⇒规范生成
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