2019年高考物理總復(fù)習(xí) 10-3傳感器訓(xùn)練試題 新人教版1(多選)(2011江蘇)美國(guó)科學(xué)家Willard S. Boyle與George E. Smith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲xx年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器下列器件可作為傳感器的有()A發(fā)光二極管B熱敏電阻C霍爾元件 D干電池答案BC2(多選)如圖所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)()A電壓表的示數(shù)增大BR2中電流減小C小燈泡的功率增大D電路的路端電壓增大解析當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時(shí)，R3阻值減小，外電路總電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，電壓表的示數(shù)增大，同時(shí)內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；由路端電壓減小，R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項(xiàng)正確；結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大，故C項(xiàng)正確答案ABC3(單選)如圖(a)所示，光敏電阻R2上加上如圖(b)所示的光照，那么R2兩端的電壓變化是下列圖中的()解析光敏電阻阻值隨光照的增強(qiáng)而減小，根據(jù)題圖乙，知R2兩端的電壓隨之同頻率地先減小后增大，但不會(huì)是零，所以選B項(xiàng)答案B4(單選)如圖所示是一火警報(bào)警器的部分電路示意圖，其中R3為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，值班室的顯示器為電路中的電流表，a、b之間接報(bào)警器當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是()AI變大，U變大 BI變大，U變小CI變小，U變小 DI變小，U變大解析當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時(shí)，溫度升高，R3阻值變小，電路的總電阻變小，電路的總電流變大r兩端的電壓變大，所以路端電壓(即報(bào)警器兩端的電壓U)變??；又R1兩端的電壓變大，R2與R3的并聯(lián)電壓變小，所以流過R2的電流(即顯示器的電流I)變小答案C5(多選)為了保護(hù)電腦元件不受損害，在電腦內(nèi)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(dǎo)體做的熱敏電阻關(guān)于這兩種溫度傳感器的特點(diǎn)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(dǎo)體做的熱敏電阻隨著溫度的升高電阻變大D用半導(dǎo)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(dǎo)體在溫度升高時(shí)電阻會(huì)變小，故選A、D項(xiàng)答案AD6(單選)關(guān)于傳感器工作的一般流程，下列說法中正確的是()A非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量轉(zhuǎn)換元件B電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換元件非電學(xué)量C非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換電路電學(xué)量D非電學(xué)量轉(zhuǎn)換電路敏感元件轉(zhuǎn)換元件電學(xué)量解析傳感器工作的一般流程為：非電學(xué)量被敏感元件感知，然后通過轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過轉(zhuǎn)換電路將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于傳輸或測(cè)量的電學(xué)量，因此選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確答案C7為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度/lx0.20.40.60.81.01.2電阻/k754028232018(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D甲所示的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點(diǎn)(2)如圖乙所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)請(qǐng)利用下列器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0 lx時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)提供的器材如下：光敏電阻Rp(符號(hào)，阻值見上表)；直流電源E(電動(dòng)勢(shì)3 V，內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干解析(2)電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，當(dāng)光敏電阻為20 k時(shí)，分得電壓U2 V，而UE，則R110 k.答案(1)光敏電阻的阻值隨光照變化的曲線如圖所示光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小(2)8.如圖所示裝置可以用來測(cè)量硬彈簧(即勁度系數(shù)較大的彈簧)的勁度系數(shù)k.電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；滑動(dòng)變阻器全長(zhǎng)為L(zhǎng)，重力加速度為g.V 為理想電壓表當(dāng)木板上沒有放重物時(shí)，滑動(dòng)變阻器的觸頭位于圖中a點(diǎn)，此時(shí)電壓表示數(shù)為零在木板上放置質(zhì)量為m的重物，滑動(dòng)變阻器的觸頭隨木板一起下移由電壓表的示數(shù)U及其他給定條件，可計(jì)算出彈簧的勁度系數(shù)k.(1)寫出m、U與k之間所滿足的關(guān)系式(2)已知E1.50 V，L12.0 cm，g9.80 m/s2.測(cè)量結(jié)果如下表：m(kg)1.001.503.004.506.007.50U(V)0.1080.1540.2900.4460.6080.740在下圖中給出的坐標(biāo)紙上利用表中數(shù)據(jù)描出mU直線mU直線的斜率為_ kg/V；彈簧的勁度系數(shù)k_ N/m(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)解析(1)設(shè)放置質(zhì)量m的物體時(shí)彈簧壓縮量為x，則有mgkx，又UE解得mU.(2)用描點(diǎn)法作圖，作出的圖象如圖所示選取(0,0)、(0.90,9)兩點(diǎn)，則斜率為 kg/V10.0 kg/V.因mU，故，k10.0 N/m1.23103 N/m.答案(1)mU(2)見解析圖10.01.231039.青島奧運(yùn)會(huì)帆船賽場(chǎng)采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化，作為簡(jiǎn)化模型，可以近似認(rèn)為，照射光較強(qiáng)(如白天)時(shí)電阻幾乎為0；照射光較弱(如黑天)時(shí)電阻接近于無窮大利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)在白天關(guān)閉、黑天打開電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示.1、2兩接線柱之間是勵(lì)磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流大于50 mA時(shí)，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點(diǎn)分離，3、4斷開；電流小于50 mA時(shí)，3、4接通勵(lì)磁線圈中允許通過的最大電流為100 mA.(1)利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制路燈的電路，畫出電路原理圖光敏電阻R1，符號(hào)燈泡L，額定功率40 W，額定電壓36 V，符號(hào)保護(hù)電阻R2，符號(hào)電磁開關(guān)，符號(hào)蓄電池E，電壓36 V，內(nèi)阻很??；開關(guān)S，導(dǎo)線若干(2)回答下列問題：如果勵(lì)磁線圈的電阻為200 ，勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為_ V，保護(hù)電阻R2的阻值范圍是_ .在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場(chǎng)合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時(shí)，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油榇?，電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請(qǐng)結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明答：_.任意舉出一個(gè)其他的電磁鐵應(yīng)用的例子答：_.解析(1)見答案圖(2)U磁mImR磁100103200 V20 V.由題知，欲使電路起到自動(dòng)控制作用，勵(lì)磁線圈中電流I應(yīng)滿足50 mA<I100 mA，則由閉合電路歐姆定律，有E(R2R磁)I，即36(R2200)I005 AI0.1 A，則R2的取值范圍為160520 .把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，可保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時(shí)，3、4間接通；不吸合時(shí)，3、4間斷開如電磁起重機(jī)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電鈴等答案(1)電路原理如圖所示(2)20160520把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)磁鐵吸合鐵片時(shí)，3、4之間接通；不吸合時(shí)，3、4之間斷開電磁起重機(jī)10某實(shí)驗(yàn)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(cè)熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開關(guān)和導(dǎo)線等(1)若用上述器材測(cè)量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請(qǐng)你在圖甲的實(shí)物圖上連線(2)實(shí)驗(yàn)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(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電流值；在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關(guān)，_，_，斷開開關(guān)；重復(fù)第步操作若干次，測(cè)得多組數(shù)據(jù)(3)實(shí)驗(yàn)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(guān)系圖線，請(qǐng)根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的Rt關(guān)系式：R_t()(保留3位有效數(shù)字)解析(1)連圖十分容易，但要注意電源的正負(fù)極將電源、熱敏電阻、開關(guān)串聯(lián)起來，電壓表與熱敏電阻并聯(lián)開關(guān)要接在干路上(2)略(3)改變溫度后，熱敏電阻阻值改變，電壓表示數(shù)改變從題中圖線知R與t成線性關(guān)系，且縱截距當(dāng)t0 時(shí)R100 ，斜率為0.395 /，所以R1000.395t()答案(1)實(shí)物連線圖如圖(2)記錄電壓表電壓值記錄溫度計(jì)數(shù)值(3)1000.395