2013年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升 第十章 實(shí)驗(yàn)十一

1、2013年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升：第十章 實(shí)驗(yàn)十一1(2011·江蘇高考)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 2009 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干電池解析：傳感器是指能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，并把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量的元件。發(fā)光二極管是電學(xué)元件，是電能轉(zhuǎn)換成光能的元件，不是傳感器，A錯(cuò)誤；干電池是一種電源，不是傳感器，D錯(cuò)誤；熱敏電阻受熱時(shí)，其電阻會(huì)發(fā)

2、生變化，能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量，是傳感器，B正確；霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個(gè)電學(xué)量，是傳感器，C正確。答案：BC2.如圖實(shí)1111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及報(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變小圖實(shí)1111CI變小，U變小 DI變小，U變大解析：出現(xiàn)火情時(shí)，環(huán)境溫度升高，使得熱敏電阻R3的電阻減小，R2與R3并聯(lián)，總電阻將變小，這部分獲得的電壓減小，即R2兩端電壓減小，所以R2電流減小，即安培表

3、讀數(shù)減小，外電路的總電阻減小，所以外電壓即報(bào)警器兩端的電壓減小，所以C正確。答案：C3如圖實(shí)1112甲所示為某工廠(chǎng)成品包裝車(chē)間的光傳感記錄器，光敏電阻R1能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當(dāng)工件擋住A發(fā)出的光，光傳感器B就輸出一個(gè)電信號(hào)，并經(jīng)信號(hào)處理器處理后在屏幕顯示出電信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系，如圖乙所示。若傳送帶保持勻加速運(yùn)動(dòng)，每個(gè)工件均相對(duì)傳送帶靜止，且相鄰工件間距依次為5、10、15、20、(單位：cm)。則以下說(shuō)法正確的是(不計(jì)工件擋住光的時(shí)間)()圖實(shí)1112A工件加速度為0.1 m/s2B工件加速度為0.2 m/s2C當(dāng)無(wú)光照射R1時(shí)，光傳感器就輸出一次高電壓D當(dāng)無(wú)光照射R1時(shí)，光傳感器就輸

4、出一次低電壓解析：a m/s20.2 m/s2。有光照射R1時(shí)，R1的阻值變小，R2兩端電壓變大，光傳感器就輸出一次高電壓。無(wú)光照射R1時(shí)，R1的阻值變大，R2兩端電壓變小，光傳感器就輸出一次低電壓。答案：BD4(2012·長(zhǎng)春模擬)溫度傳感器廣泛應(yīng)用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來(lái)工作的。如圖實(shí)1113甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電動(dòng)勢(shì)E9.0 V，內(nèi)電阻不計(jì)；G為靈敏電流表，其內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20 時(shí)，電流表示數(shù)I12 mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I23.6 mA時(shí)，熱敏電

5、阻的溫度是()圖實(shí)1113A60 B80 C100 D120 解析：由圖乙可知，當(dāng)R的溫度等于20 時(shí)，熱敏電阻R14 k，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得I1E/(R1Rg)，解得Rg0.5 k；當(dāng)電流表示數(shù)I23.6 mA時(shí)，由I2E/(R2Rg)解得此時(shí)熱敏電阻R22 k，由圖乙可知熱敏電阻的溫度為120，正確選項(xiàng)是D。答案：D5.如圖實(shí)1114所示，一熱敏電阻RT放在控溫容器M內(nèi)； 為毫安表，量程6 mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動(dòng)勢(shì)約為3 V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9 ，S為開(kāi)關(guān)。已知RT在95 時(shí)的阻值為150 ，在20 時(shí)的阻值約為550 ?，F(xiàn)要求在降溫過(guò)程中測(cè)

6、量在9520 之間的多個(gè)溫度下RT的阻值。(1)在圖中畫(huà)出連線(xiàn)，完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖。圖實(shí)1114(2)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：依照實(shí)驗(yàn)原理電路圖連線(xiàn)。調(diào)節(jié)控溫容器M內(nèi)的溫度，使得RT的溫度為95。將電阻箱調(diào)到適當(dāng)?shù)某踔?，以保證儀器安全。閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，記錄電流表的示數(shù)I0，并記錄_。將RT的溫度降為T(mén)1(20 <T1<95 )；調(diào)節(jié)電阻箱，使得電流表的讀數(shù)_，記錄_。溫度為T(mén)1時(shí)熱敏電阻的電阻值RT1_。逐步降低T1的數(shù)值，直到20 為止；在每一溫度下重復(fù)步驟。解析：本題綜合考查電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)，涉及實(shí)驗(yàn)原理的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)步驟的安排到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理。(1)由實(shí)驗(yàn)器材知，不可

7、能用伏安法測(cè)量電阻值，題中有電阻箱和毫安表，又電源的內(nèi)阻不計(jì)，則可用調(diào)節(jié)電阻箱阻值，保持每次電路中電流相同的方法測(cè)電阻。(2)根據(jù)兩次電流表的示數(shù)不變，可以列出等式I0，I0，聯(lián)立兩式解得RxR0R1150。答案：(1)實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖所示(2)電阻箱的讀數(shù)R0仍為I0電阻箱的讀數(shù)R1R0R1150 6(2012·金華模擬)某物理興趣小組的同學(xué)想用如圖實(shí)1115甲所示的電路探究一種熱敏電阻的溫度特性。(1)請(qǐng)按電路原理圖將圖乙中所缺的導(dǎo)線(xiàn)補(bǔ)接完整。為了保證實(shí)驗(yàn)的安全，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)置于_端。(選填“a”或“b”)圖實(shí)1115(2)正確連接電路后，在保溫容器中注

8、入適量冷水。接通電源，調(diào)節(jié)R記下電壓表和電流表的示數(shù)，計(jì)算出該溫度下的電阻值，將它與此時(shí)的水溫一起記入表中。改變水的溫度，測(cè)量出不同溫度下的電阻值。該組同學(xué)的測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示，請(qǐng)你在圖實(shí)1116的坐標(biāo)紙中畫(huà)出該熱敏電阻的Rt關(guān)系圖。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論曲線(xiàn)(圖中已畫(huà)出)可以看出二者有一定的差異。除了讀數(shù)等偶然誤差外，你認(rèn)為還可能是由什么原因造成的？溫度/30405060708090100阻值/k7.85.33.42.21.51.10.90.7圖實(shí)1116(3)已知電阻的散熱功率可表示為P散k(tt0)，其中k是比例系數(shù)，t是電阻的溫度，t0是周?chē)h(huán)境溫度，現(xiàn)將本實(shí)驗(yàn)所用的熱敏電阻接到一個(gè)恒流電

9、源中，使流過(guò)它的電流恒為40 mA，t020，k0.16 W/，由理論曲線(xiàn)可知：該電阻的溫度大約穩(wěn)定在_；此時(shí)電阻的發(fā)熱功率為_(kāi)W。解析：(1)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)置于阻值最小處，即a端；(2)該熱敏電阻的Rt關(guān)系圖由數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線(xiàn)畫(huà)出，如圖所示；實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論曲線(xiàn)存在差異，原因有：電流表的分壓造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值大；隨著溫度的升高，熱敏電阻的阻值變小，電流表的分壓作用更加明顯，相對(duì)誤差更大；(3)通電熱敏電阻消耗的電功率PI2R0.042R0.0016 R，而熱敏電阻的散熱功率P散k(tt0)0.16(t20)，根據(jù)兩者相等，則R100(t20) ，在(2)的Rt圖像中作出如圖所示的圖線(xiàn)，根據(jù)其與理論曲線(xiàn)的交點(diǎn)即可求得：該電阻的溫度大約穩(wěn)定在50(在4852之間皆可)；由圖可知此時(shí)電阻R3 k，其發(fā)熱功率PI2R0