内容正文:
例题1、阅读情景语段:
情景1:近年来,受“拉尼娜”(专指赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常变冷)和“厄尔尼诺”(全球范围内,海洋和热带大气相互作用引起的异常增温)现象影响,出现较多极端天气情况。今年6月的西安,8月中下旬至9月上旬的川渝地区等均出现持续的超高温天气。9月7日傍晚时分眉山东坡区在经历了长时间的高温干旱后,一次强烈的雷阵雨,让天空电闪雷鸣,顿时狂风暴雨……
情景2:1991年,上海为庆祝中国改革开放和世博会15周年而建设了举世瞩目的东方明珠广播电视塔。是上海的地标建筑之一。2024年9月15日受极端天气影响,一道闪电被东方明珠顶部的避雷设施导通,形成一道自然奇观。
情景 3:全球气候变暖让全世界都认识到环境保护的重要性。究其多方面原因,燃油汽车尾气排放是一个重要原因。近些年,新能源汽车的快速发展也是人类寻求减缓气候恶劣变化的举措之一。
结合以上情景表述,针对其中涉及的物理学知识的表述合理的是( )
A.电量是可以连续变化的
B.尖端放电实际是导体尖端失去电荷引起的
C.广播、电视、导航的电磁波信号的传播对波长无要求
D.水流能、风能、太阳能、地热能、核能均可称作新能源
参考答案:选D
解析:物体带电量只能是元电荷的整数倍,A错误。金属表面越尖锐的位置电荷密度越大,在此区域形成强电场让残留带电粒子剧烈运动,与空气分子碰撞使空气分子电离,强电场让更多与尖端异性带电粒子加速奔向尖端,与尖端电荷中和,并非尖端失去电荷,B错。不同波长的电磁波的性质可以有很大差异。电视广播的电磁波波长为米波,波长介于1-10米。C错误。新能源“新”主要是指最近才开始重视并大规模使用的能源。水流能、风能、太阳能、地热能、核能等均为新能源,尤其核能被称作真正的新能源。故D正确。
例题2、阅读情景语段:
情景:自2020年11年国务院要求深入实施发展新能源汽车国家战略开始,到2024年中国新能源汽车销量达到1150万辆,成为全球最大的新能源汽车市场,在出口贸易中呈现快速增长趋势。新能源汽车的使用能够极大地推动绿色发展,缓解能源短缺,应对全球变暖问题,为构建人类命运共同体提供了有力保障。下图为一同学查阅到的某新能源电车的内部电路结构,请结合以上情景表述,回答下列问题:
图(1)
1. 新能源汽车采用充电续航极大地改善了石油的消耗,每年可以消减约1500万吨的碳排放量,当充电线圈接上图(1)中的正弦交流电后,已知受电线圈中的电流为15A,受电线圈电压为44V,不考虑线圈的自感,忽略电能传输的损耗,问:
(a)变压器铁芯的结构和材料应选用________
A.整块的硅钢铁芯 B.绝缘的硅钢片叠成 C.绝缘的铜片叠成
(b)变压器充电、受电线圈的匝数之比为_________
(c)该同学想利用实验室变压器进行模拟,如图(2)所示,当左侧线圈“0”“8”间接入学生电源“8V”交变电压挡位时,右侧线圈“0”“4”接线柱间输出的电压最可能是_______V(选填“6.0”;“5.5”;“3.5”)
图(2)
图(3)
2. 根据(1)图某新能源汽车的电路可以看出,汽车元件在电路中并联连接,若某电路控制电车的大灯和电动机,将其元件的工作电路简化为图(3)所示,电源电动势E=350V,内阻r=15Ω,闭合开关后,标有“20V,60W”的两个灯泡正常发光,电动机M的内阻为0.5Ω,允许通过的最大电流为17A,分析该电路图并回答以下问题:
(a) 电动机的输出功率为_______W。
(b) 若该电车在某次行驶中突发故障一个大灯不亮,检查到灯泡L2所在支路断开,此时电车立即启动保护电路,即开关闭合,问,为防止电路发生损坏,保护电阻的阻值要小于________Ω。
参考答案:
1.(a)选B
解析:如果选用整块铁芯材料,那么在导体内部 会发生电磁感应而产生感应电流,即涡流现象,要损耗能量,因此选用片状导体叠成;硅钢片的电阻率大,可以增大电阻从而减小涡流,提高变压器的效率,因此选B
(b)5:1
解析:根据图像可知,充电线的电压为:,根据变压器原、副线圈电压与匝数的关系:,可得充电线圈与受电线圈的匝数之比为5:1
(c)3.5
解析:由题意得原、副线圈得匝数之比,由得副线圈电压为4V,但由于实验过程存在误差,变压器不是理想变压器,因此可能存在“磁损”或“漏磁”的现象,导致结果偏小,因此选择3.5V
2.(a)192 W
解析:灯泡正常发光,因此支路上的电压为20V,干路上电压为330V,流过电源的电流为,流过两灯泡的电流为,因此流过电动机的电流为,计算得电动机的输出功率为
(b)10 Ω
解析:灯泡L2断路,计算得流过电动机为19A,超过允许的最大电流17A,多余的电流由保护电阻分走,保护电阻最少分走2A电流保证电动机不损坏,由于保护电阻阻值越大,分走电流越少,因此保护电阻的阻值最大为10Ω。
例题3、阅读情景语段,完成1-5题
情景:为了减少汽车造成的环境污染,许多国家对汽车的节能减排提出了新的要求,现在汽车企业,主要通过三个方面进行节能减排技术改进。一是在使用传统动力的基础上进行综合节能技术改进,二是使用混合动力(汽柴油发动机、电动机)技术,三是使用纯电动技术。我国把混合的电动车,氢燃料电池电动车和和电池电动车系统称为新能源汽车,我国新能源汽车产业始于21世纪初,目前,与发达国家处在同一个发展阶段。现有一国产纯电动动力汽车正常运行时,电动机额定电压500V,额定电流10A,电池容量30.08kwh,百公里加速6.5s,百公里耗电10kwh,秋季续航里程为270km,空调智能系统消耗功率0.5kw,用于后轮驱动功率为4.3 kw,其余为电动机内阻发热功率。回答以下问题:
1.说说燃油汽车可能造成哪些环境污染?
2.设加速阶段为匀加速直线运动,该电动车在百公里加速时加速度为多少?(结果保留1位小数)
3.该电动车在秋季运行时,放电率为多少?
4.该电动车正常运行时,电动机内阻约为多少?
5.夜间充电是0.25元/kwh,假设汽油的价格是7.9元/L,燃油车每一升油能跑10千米,则该电动车秋季充满电后至下次续航时,相同的路程下比燃油车节约多少钱?根据数据,你有什么感想?
参考答案:
问题1:燃油车尾气增加了大气中的二氧化碳含量,由此加剧温室效应,使得两极冰雪融化,海平面上升,汽车尾气里边常常含有硫,燃烧时形成二氧化硫等物质,使雨水酸度升高,形成酸雨,腐蚀建筑,酸化土壤。
问题2:100km/h≈27.8m/s,百公里加速时做匀加速运动a≈ 4.3米每二次方秒。
问题3:30.08×10=300.8km,л=≈90
问题4:电动机内部发热功率P内=P总-P外
P内 =500V×10A-0.5kw-4.3 kw=0.2km
又因P内 =r,I=10A,解得内阻r=2Ω
问题5:因该车秋季放电率为90%,充满后到下次续航时能放出27kwh的电量,能跑270km的路程,对应燃油车则需要27升汽油,则270km的路程能节省:27×7.9-27×0.25=206.55元。新能源汽车不仅污染小,还节能经济,将会是可持续发展的必然选择。
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