第六章《傳感器》 達(dá)標(biāo)檢測—人教版高二物理選修3-2

1、人教版選修3-2 第六章 達(dá)標(biāo)檢測(滿分:100分;時(shí)間:60分鐘)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第15題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第68題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1.用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程,實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的過程。下列屬于這類傳感器的是()A.紅外報(bào)警裝置B.走廊照明燈的聲控開關(guān)C.自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器2.某儀器內(nèi)部電路如圖所示,其中M是一個(gè)質(zhì)量較大的金屬塊,左右兩端分別與金屬絲制作的彈簧相連,并套在光滑水平細(xì)桿上,a、b、

2、c三塊金屬片間隙很小(b固定在金屬塊上),當(dāng)金屬塊處于平衡狀態(tài)時(shí),兩根彈簧均處于原長狀態(tài)。若將該儀器固定在一輛汽車上,下列說法中正確的是()A.當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí),甲燈亮B.當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí),乙燈亮C.當(dāng)汽車剎車時(shí),乙燈亮D.當(dāng)汽車剎車時(shí),甲、乙兩燈均不亮3.電吉他之所以能以其獨(dú)特的魅力吸引較多的音樂愛好者,是因?yàn)樗拿恳桓傧蚁旅娑及惭b了一種叫做“拾音器”的裝置,能將琴弦的振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),電信號(hào)經(jīng)擴(kuò)音器放大,再經(jīng)過揚(yáng)聲器就能產(chǎn)生優(yōu)美的樂音。圖示是“拾音器”的結(jié)構(gòu)示意圖,多匝繞制的線圈置于永久磁鐵與鋼質(zhì)的琴弦之間并固定在琴弦上,當(dāng)琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。關(guān)于感應(yīng)電流,以下說法正確的

3、是()A.琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小和方向都不變B.琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小變化,方向不變C.琴弦振動(dòng)時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小和方向都會(huì)發(fā)生變化D.琴弦振動(dòng)時(shí),細(xì)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變,方向變化4.如圖所示是一種水位自動(dòng)報(bào)警器的原理示意圖,當(dāng)杯中水的水位到達(dá)金屬塊B時(shí),出現(xiàn)的情況是 ()A.L1燈亮B.L2燈亮C.L1、L2兩燈同時(shí)亮D.L1、L2兩燈都不亮5.氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測,它的電導(dǎo)G(電阻的倒數(shù))與一氧化碳濃度c的關(guān)系如圖甲所示。如果將氧化錫傳感器接到如圖乙所示的電路中,不同的一氧化碳濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻,這樣,顯示儀表

4、(電壓表)的示數(shù)就與一氧化碳濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系,觀察儀表示數(shù)就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo)。下面表示電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖象正確的是()6.如圖甲所示的電路中電源電動(dòng)勢E=8 V,電阻R與一個(gè)電流傳感器相連,傳感器可以將電路中的電流隨時(shí)間變化的曲線顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上,先將S接2給電容器C充電,再將S接1,結(jié)果在計(jì)算機(jī)屏幕上得到如圖乙所示的曲線,B為圖線上的一點(diǎn),將該曲線描繪在坐標(biāo)紙上(坐標(biāo)紙上的小方格圖中未畫出),電流坐標(biāo)軸每小格表示0.1 mA,時(shí)間坐標(biāo)軸每小格表示0.1 s,曲線與AOD所圍成的面積約為80個(gè)小方格,則下列說法正確的是()A.充電電流由a極板穿過電容器

5、內(nèi)部流向b極板B.B點(diǎn)的坐標(biāo)乘積表示電容器放電過程中流過電流傳感器的電荷量C.電容器充電完畢時(shí),所帶電荷量約為8×10-4 CD.電容器的電容約為10-4 F7.小強(qiáng)在用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高,無法自動(dòng)控制。經(jīng)檢查,恒溫箱的控制器沒有故障。參照示意圖,下列對(duì)故障判斷錯(cuò)誤的是()A.只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B.只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障C.熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障D.可能是加熱器出現(xiàn)故障8.如圖所示是一個(gè)電容式傳感器,在金屬線a的外面涂一層絕緣的電介質(zhì)后放在導(dǎo)電液體中構(gòu)成一個(gè)電容器,a與導(dǎo)電液體就是該電容器的兩極。今使該電容器充電后與電源斷開,并將a與

6、靜電計(jì)的導(dǎo)體球相連,插入導(dǎo)電液體中的電極b與靜電計(jì)外殼相連,則當(dāng)導(dǎo)電液體深度h變大時(shí)()A.引起兩極間正對(duì)面積變大B.電容器的電容變小C.靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度變小D.以上說法都不正確二、非選擇題(本題共4小題,共52分。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)字和單位)9.(8分)某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性?，F(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(jì)、開關(guān)和導(dǎo)線等。甲乙(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(qǐng)?jiān)趫D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

7、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)此繪得圖乙所示的R-t關(guān)系圖線,請(qǐng)根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R-t關(guān)系式:R=+t()(保留三位有效數(shù)字)。  10.(10分) 一熱敏電阻在溫度為80 時(shí)阻值很大,當(dāng)溫度達(dá)到100 時(shí)阻值就很小,今用一電阻絲給水加熱,并配以熱敏電阻以保持水溫在80 到100 ?？蓪㈦娮杞z與熱敏電阻并聯(lián),一并放入水中,如圖所示,圖中R1為熱敏電阻,R2為電阻絲。請(qǐng)簡述其工作原理。11.(

8、16分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種測定風(fēng)力的裝置,其原理如圖所示,迎風(fēng)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)k=1 300 N/m,自然長度L0=0.5 m,均勻金屬桿用電阻率較大的合金制成,迎風(fēng)板面積S=0.5 m2,工作時(shí)總是正對(duì)著風(fēng)吹來的方向。電路中左端導(dǎo)線與金屬桿M端相連,右端導(dǎo)線接在N點(diǎn)并可隨迎風(fēng)板在金屬桿上滑動(dòng),且與金屬桿接觸良好。限流電阻的阻值R=1 ,電源的電動(dòng)勢E=12 V,內(nèi)阻r=0.5 。合上開關(guān),沒有風(fēng)時(shí),彈簧長度為原長度,電壓表的示數(shù)U1=3.0 V;如果某時(shí)刻由于風(fēng)吹使迎風(fēng)板向左壓縮彈簧,電壓表示數(shù)為U2=2.0 V,求:(1)金屬桿單

9、位長度的電阻;(2)此時(shí)作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力大小。12.(18分)如圖所示為檢測某傳感器的電路圖,傳感器上標(biāo)有“3 V0.9 W”的字樣(傳感器可看做一個(gè)純電阻),滑動(dòng)變阻器R0上標(biāo)有“10 1 A”的字樣,電流表的量程為00.6 A,電壓表的量程為03 V。(1)根據(jù)傳感器上的標(biāo)注,計(jì)算該傳感器的電阻和額定電流。(2)根據(jù)技術(shù)資料可知,如果傳感器的電阻變化超過1 ,則該傳感器就失去了作用。實(shí)際檢測時(shí),將一個(gè)電壓恒定的電源加在圖中a、b之間,閉合開關(guān)S,通過調(diào)節(jié)R0來改變電路中的電流和R0兩端的電壓。檢測記錄如下:電壓表示數(shù)U/V電流表示數(shù)I/A第一次1.480.16第二次0.910.22若不

10、計(jì)檢測電路的變化對(duì)傳感器電阻的影響。通過計(jì)算分析,你認(rèn)為這個(gè)傳感器是否仍可使用?此時(shí)a、b間所加的電壓是多少?答案一、選擇題1.A紅外報(bào)警裝置是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),A正確;聲控開關(guān)主要是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),B錯(cuò)誤;自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置主要是將力信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),C錯(cuò)誤;電飯煲中的溫控器主要是將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),D錯(cuò)誤。2.B當(dāng)汽車向右加速時(shí),M相對(duì)汽車向左移動(dòng),b與a接觸,乙燈亮;當(dāng)汽車剎車時(shí),M相對(duì)汽車向右移動(dòng),b與c接觸,甲燈亮,故B正確。3.C由題意及圖可知,電吉他是利用振動(dòng)的鋼質(zhì)琴弦使線圈切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流,再將該電流放大并與擴(kuò)音器相連從而經(jīng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音,屬于法拉

11、第電磁感應(yīng)現(xiàn)象。因琴弦在振動(dòng)時(shí)速度的大小和方向均變化,故感應(yīng)電流大小和方向都發(fā)生變化,選項(xiàng)C正確。4.B由電路結(jié)構(gòu)可以看出,當(dāng)杯中水的水位到達(dá)B時(shí),左側(cè)電路被接通,這時(shí)螺線管就產(chǎn)生磁場,相當(dāng)于一個(gè)磁體,對(duì)與彈簧相連的銜鐵產(chǎn)生吸引作用,使之向下移動(dòng),這樣L2電路被接通,故B正確。5.C設(shè)傳感器的電阻為R1,電源的電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻為r,由氧化錫傳感器電導(dǎo)與一氧化碳濃度關(guān)系圖象得,1R1=kc,k是比例系數(shù),k>0,又根據(jù)歐姆定律得,電壓表示數(shù)U0=R0R0+R+r+R1E=R0R0+R+r+1kcE,由數(shù)學(xué)知識(shí)分析,當(dāng)c增大時(shí),U0增大,c與U0是非線性關(guān)系,變化率越來越小,則U0-c圖線是

12、曲線,而且是增函數(shù),故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。6.CD充電電流由電源正極流向a極板,而不是由a極板穿過電容器內(nèi)部流向b極板,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因Q=It,所以I-t圖線與時(shí)間軸所圍成的面積表示電容器放出的電荷量,也為充電的總電荷量,Q=0.1×10-3×0.1×80 C=8×10-4 C,B點(diǎn)的坐標(biāo)乘積小于電容器放出的電荷量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;C=QU=8×10-48 F=10-4 F,選項(xiàng)D正確。7.ABD由恒溫箱原理圖可知,若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障,都會(huì)向控制器傳遞錯(cuò)誤信息,導(dǎo)致控制器發(fā)出錯(cuò)誤指令,故C正確,A、B錯(cuò)誤。若加

13、熱器出現(xiàn)故障,則不能加熱,而題中加熱器一直加熱才會(huì)使溫度持續(xù)升高,故D錯(cuò)誤。8.AC當(dāng)導(dǎo)電液體深度h變大時(shí),相當(dāng)于電容器的兩極板的正對(duì)面積變大,由C=rS4kd知,電容C變大,而電容器充電后與電源斷開,所以電容器所帶電荷量Q不變,由U=QC知,電容器兩極間的電壓將變小,靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度將變小,故選項(xiàng)A、C正確。二、非選擇題9.答案(1)如解析圖所示(2)記錄電壓表示數(shù)和溫度計(jì)讀數(shù)(3)1000.400解析(1)連線如圖所示。(2)每次加熱水后都需要重新讀出溫度計(jì)讀數(shù)和電壓表的示數(shù),故閉合開關(guān),應(yīng)記錄電壓表示數(shù)、溫度計(jì)讀數(shù)。(3)根據(jù)R-t關(guān)系圖線可以看出,R與t之間是線性關(guān)系。設(shè)R=a+bt

14、(),由圖線可求得b=128-10470-10 /=0.400 /。當(dāng)t=0時(shí),a=100 ,故R=100+0.400t()。10.答案見解析解析開始水溫較低時(shí),R1阻值較大,電阻絲R2對(duì)水進(jìn)行加熱,當(dāng)水溫達(dá)到100 時(shí),R1阻值變得很小,R2被短路,將停止加熱;當(dāng)溫度降低到80 時(shí),R1阻值又變得很大,R2加熱,這樣就可達(dá)到保溫的效果。11.答案(1)1 (2)260 N解析設(shè)無風(fēng)時(shí)金屬桿接入電路的電阻為R1,風(fēng)吹時(shí)接入電路的電阻為R2,由題意得(1)無風(fēng)時(shí)U1=ER+r+R1R1得R1=U1R+rU1E-U1=3×1+0.5×312-3 =0.5 設(shè)金屬桿單位長度的電阻為R',則R'=0.50.5 =1 。(2)有風(fēng)時(shí)U2=ER2+R+r R2得R2=U2R+U2rE-U2=2×1+2×0.512-2 =0.3 此時(shí),彈簧長度L=0.31 m=0.3 m壓縮量x=L0-L=0.5 m-0.3 m=0.2 m則此時(shí)風(fēng)力大小F=kx=1 300×0.2 N=260 N。12.答案見解析解析(1)傳