2019年高中物理 第六章 傳感器單元測評 新人教版選修3-2一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分)1關于干簧管，下列說法正確的是()A干簧管接入電路中相當于電阻的作用B干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的C干簧管接入電路中相當于開關的作用D干簧管是作為電控元件以實現(xiàn)自動控制的答案：C2(多選題)為了保護電腦元件不受損害，在電腦內部有很多傳感器，其中最重要的就是溫度傳感器，常用的溫度傳感器有兩種，一種是用金屬做的熱電阻，另一種是用半導體做的熱敏電阻關于這兩種溫度傳感器的特點說法正確的是()A金屬做的熱電阻隨著溫度的升高電阻變大B金屬做的熱電阻隨著溫度的升高電阻變小C用半導體做的熱敏電阻隨著溫度的升高電阻變大D用半導體做的熱敏電阻隨著溫度的升高電阻變小解析：金屬的電阻率隨著溫度的升高而變大，半導體在溫度升高時電阻會變小答案：AD3街旁的路燈、江海里的航標都要求在夜晚亮、白天熄，利用半導體的電學特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制，這是利用半導體的() A壓敏性B光敏性C熱敏性 D三種特性都利用答案：B4(多選題) 有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是 ()A置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻解析：熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，定值電阻和光敏電阻不隨溫度變化；光敏電阻的阻值隨光照變化而變化，定值電阻和熱敏電阻不隨之變化答案：AC5. 傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖是由電容器作為傳感器來測定壓力變化的電路，當待測壓力作用于膜片電極上時，下列說法中正確的是 ()若F向下壓膜片電極，電路中有從a到b的電流若F向下壓膜片電極，電路中有從b到a的電流若F向下壓膜片電極，電路中不會有電流產生若電流表有示數(shù)，說明壓力F發(fā)生變化若電流表有示數(shù)，說明壓力F不會發(fā)生變化A BC D解析：當下壓時，因為C，d減小，C增大，在U不變時，因為C，Q增大，從b向a有電流流過，正確；當F變化時，電容器兩板的間距變化，電容變化，電容器上的帶電量發(fā)生變化，電路中有電流，正確，故選A.答案：A6. 如圖所示，R1為定值電阻，R2為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，當溫度降低時，電阻變大，L為小燈泡，當溫度降低時 ()AR1兩端的電壓增大B電流表的示數(shù)增大C小燈泡的亮度變強D小燈泡的亮度變弱解析： R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構成閉合電路，當溫度降低時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L兩端電壓增大，燈泡亮度變強，R1兩端電壓減小，故C正確，其余各項均錯答案：C7. 為監(jiān)測某化工廠的污水排放量，技術人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口在垂直于上下底面方向加磁感應強度大小為B的勻強磁場，在前后兩個內側面分別固定有金屬板作為電極污水充滿管口從左向右流經該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時間內排出的污水體積)，下列說法中正確的是()A若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B若污水中負離子較多，則前表面比后表面電勢高C污水中離子濃度越高電壓表的示數(shù)將越大D污水流量Q與U成正比，與a、b無關解析：由左手定則可以判斷出正離子較多時，正離子受到的洛倫茲力使其向后表面偏轉聚集而導致后表面電勢升高，同理負離子較多時，負離子向前表面偏轉聚集而導致前表面電勢低，故A項、B項錯誤；設前、后表面間的最高電壓為U，則qvB，所以UvBb，由此可知U與離子濃度無關，故C項錯；因Qvbc，而UvBb，所以Q，D項正確答案：D8小強在用恒溫箱進行實驗時，發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高，無法自動控制經檢查，恒溫箱的控制器沒有故障參照右圖，下列對故障判斷正確的是()A只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B只可能是溫度設定裝置出現(xiàn)故障C熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現(xiàn)故障D可能是加熱器出現(xiàn)故障解析：由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設定出現(xiàn)故障都會向控制器傳遞錯誤信息，導致控制器發(fā)出錯誤指令，故C項正確，A項、B項錯誤若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器一直加熱才會使溫度持續(xù)升高，故D項錯誤答案：C9對于常見的可燃氣體濃度的檢測，現(xiàn)在一般用催化燃燒檢測器它的原理如下：傳感器的核心為一惠斯通電橋，其中一橋臂上有催化劑，當與可燃氣體接觸時，可燃氣體在有催化劑的電橋上燃燒，該橋臂的電阻發(fā)生明顯變化，其余橋臂的電阻不變化，從而引起整個電路的輸出發(fā)生變化，而該變化與可燃氣體的濃度成比例，從而實現(xiàn)對可燃氣體的檢測由此可推斷有催化劑的橋臂上的電阻材料為()A銅 B合金C半導體 D絕緣體解析：可燃氣體燃燒后電阻發(fā)生變化的原因，是由于溫度升高造成的，所以此電阻應屬于熱敏電阻，而能夠隨溫度變化其電阻有較明顯變化的材料只可能是選項中的半導體材料，故選C.答案：C10(多選題)利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的輸送情況如圖中甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當工件擋住A發(fā)出的光時，光傳感器就輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信號與時間的關系，如圖中乙所示若傳送帶始終勻速運動，每兩個工件間的距離為0.2 m，則下述說法正確的是()甲乙A傳送帶運動的速度是0.1 m/sB傳送帶運動的速度是0.2 m/sC該傳送帶每小時輸送3 600個工件D該傳送帶每小時輸送7 200個工件解析：有工件通過時，擋住A射向光傳感器B的光，B的電阻增大，輸出一個高電壓，故知兩相鄰工件通過時間t1 s，傳送帶的速度v m/s0.2 m/s.每小時傳送工件3 600個答案：BC11電容式傳感器是用來將各種非電信號轉變?yōu)殡娦盘柕难b置，由于電容器的電容C取決于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質這幾個因素，當某一物理量發(fā)生變化時就能引起上述某個因素的變化，從而又可推出另一物理量的值，如圖所示是四種電容式傳感器的示意圖，關于這四種傳感器的作用，下列說法不正確的是()甲乙丙丁A甲圖的傳感器可以用來測量角度B乙圖的傳感器可以用來測量液面的高度C丙圖的傳感器可以用來測量壓力D丁圖的傳感器可以用來測量速度解析：甲圖角度變化能導致極板正對面積變化；乙圖高度變化能導致極板正對面積變化；丙圖F變化能導致極板間距變化；丁圖物體位置變化導致電介質變化所以，甲、乙、丙、丁分別是測角度、高度、壓力、位移的物理量答案：D12. 如圖所示是某種汽車上的一種自動測定油箱內油面高度的裝置R是滑動變阻器，它的金屬滑片是杠桿的一端，從油量表(由電流表改裝而成)指針所指的刻度，就可以知道油箱內油面的高度，當滑動變阻器的金屬滑片向下移動時()A電路中的電流減小，油箱油面降低B電路中的電流減小，油箱油面升高C電路中的電流增大，油箱油面降低D電路中的電流增大，油箱油面升高解析：當油箱油面升高時，由于杠桿作用使金屬滑片向下移動，而使回路總電阻減小，電流增大，故D項正確答案：D第卷(非選擇題，共52分)二、實驗題(本題有2小題，共14分請按題目要求作答)13(6分)影響物質材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小某課題研究組在研究某種導電材料的用電器件Z的導電規(guī)律時，利用如圖甲所示的分壓電路測得其電壓與電流的關系如下表所示：U/V0.400.600.801.001.201.501.60I/A0.200.450.801.251.802.813.20甲乙 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷用電器件Z可能屬于上述哪類材料？_.(2)把用電器件Z接入圖乙所示的電路中，閉合開關，電流表的讀數(shù)為1.8 A，電池的電動勢為3 V，內阻不計，電阻R的電功率為_解析：(1)由表格中數(shù)據(jù)可得，電阻隨電壓的增大而減小，而電壓越大，用電器件溫度越高，所以材料為半導體(2)查表I1.8 A時，Z的電壓為1.2 V，則URE2UZ3 V1.2 V1.8 V，PRIUR3.24 W.答案：(1)半導體(2分)(2)3.24 W(4分)14(8分)某實驗小組探究一種熱敏電阻的溫度特性現(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計、開關和導線若干等(1)若用上述器材測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請你在圖甲的實物圖上連線甲乙 (2)實驗的主要步驟：正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調節(jié)并記錄電源輸出的電源值；在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關，_，_，斷開開關；重復第步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)(3)實驗小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖乙的Rt關系圖線，請根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的Rt關系式：R_t()(保留三位有效數(shù)字)解析：(1)連線如圖(2)每次加熱水后都需要重新讀出溫度計和電壓表的示數(shù)故閉合開關，應記錄電壓表電壓值、溫度計數(shù)值(3)根據(jù)Rt圖象可以看出，R與t之間是線性關系設Rabt()，由圖線可求得：b0.400.當t0時，a100 ，故R1000.400 t()答案：(1)見解析圖(2分)(2) 記錄電壓表和溫度計示數(shù)(2分)(3) 100 0.400(4分)三、計算題(本題有3小題，共38分解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15(10分)如圖所示為檢測某傳感器的電路圖傳感器上標有“3 V,0.9 W”的字樣(傳感器可看做一個純電阻)，滑動變阻器R0上標有“10 ，1 A”的字樣，電流表的量程為0.6 A，電壓表的量程為3 V求：(1)傳感器的電阻和額定電流(2)為了確保電路各部分的安全，在a、b之間所加的電源電壓最大值是多少？解析：(1)R傳10 ，(2分)I傳0.3 A(2分)(2)最大電流II傳0.3 A，(1分)電源電壓最大值UmU傳U0，(2分)U傳為傳感器的額定電壓，U0為R0m10 時R0兩端的電壓，即U0I傳·R0m0.3×10 V3 V，(2分)小于電壓表量程，所以UmU傳U03 V3 V6 V(1分)答案：(1)10 0.3 A(2)6 V16. (13分)如圖所示，“神舟”十號飛船發(fā)射升空時，火箭內測試儀平臺上放一個壓力傳感器，傳感器上面壓一質量為M的物體，火箭點火后從地面向上加速升空，當升到某一高度時，加速度為a，壓力傳感器此時顯示出物體對平臺的壓力為點火前壓力的，已知地球的半徑為R，g為地面附近的重力加速度，求此時火箭離地面的高度解析：設此時火箭升空高度為H，此處重力加速度為g，則有FMgMa(4分)由萬有引力定律得(RH)2gR2g(4分)又FMg(2分)解得H.(3分)答案：17(15分)某同學設計了一種測定風力的裝置，其原理如圖所示，迎風板與一輕彈簧的一端N相接，穿在光滑的金屬桿上彈簧是絕緣材料制成的，其勁度系數(shù)k1 300 N/m，自然長度L00.5 m，均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成，迎風板面積S0.5 m2，工作時總是正對著風吹來的方向電路中左端導線與金屬桿M端相連，右端導線接在N點并可隨迎風板在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好限流電阻的阻值R1 ，電源的電動勢E12 V，內阻r0.5 .合上開關，沒有風吹時，彈簧處于原長，電壓表的示數(shù)U13.0 V；如果某時刻由于風吹使迎風板向左壓縮彈簧，電壓表示數(shù)為U22.0 V，求：(1)金屬桿單位長度的電阻；(2)此時作用在迎風板上的風力解析：設無風時金屬桿接入電路的電阻為R1，風吹時接入電路的電阻為R2，由題意得(1)無風時：U1R1(2分)得R1 0.5 (2分)所以金屬單位長度的電阻r /m1 /m.(2分)(2)有風時：U2R2(2分)得R2 0.3 (2分)此時，彈簧長度L m0.3 m(1分)壓縮量xL0L(0.50.3) m0.2 m(2分)由平衡得此時風力Fkx1 300×0.2 N260 N. (2分)答案：(1)1 (2)260 N