物理滬科版選修3-2作業(yè)第4章傳感器與現(xiàn)代社會(huì)測(cè)評(píng)A

第4章測(cè)評(píng)A(基礎(chǔ)過(guò)關(guān)卷)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1~5題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有錯(cuò)選的得0分)1.下面元件不屬于溫度傳感器應(yīng)用的是()A.電熨斗 B.電飯鍋 C.測(cè)溫儀 D.鼠標(biāo)器解析:鼠標(biāo)器應(yīng)用了光傳感器,電熨斗、電飯鍋、測(cè)溫儀都應(yīng)用了溫度傳感器。答案:D2.如圖所示是電容式話(huà)筒的示意圖,它是利用電容制作的傳感器,話(huà)筒的振動(dòng)膜前面鍍有薄薄的金屬層,膜后距膜幾十微米處有一金屬板,振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極,在兩極間加一電壓U,人對(duì)著話(huà)筒說(shuō)話(huà)時(shí),振動(dòng)膜前后振動(dòng),使電容發(fā)生變化,導(dǎo)致話(huà)筒所在的電路中的其他量發(fā)生變化,使聲音信號(hào)被話(huà)筒轉(zhuǎn)化為電信號(hào),其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的()A.距離變化 B.正對(duì)面積變化C.介質(zhì)變化 D.電壓變化解析:電容式話(huà)筒中振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器相當(dāng)于一個(gè)平行板電容器。當(dāng)人對(duì)著話(huà)筒說(shuō)話(huà)時(shí),振動(dòng)膜前后振動(dòng),使兩極板間的距離發(fā)生變化,從而導(dǎo)致電容器的電容發(fā)生變化。答案:A3.街道旁的路燈、江海里的航標(biāo)燈都要求夜晚亮、白天熄,利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制,這是利用半導(dǎo)體的()A.壓敏性 B.光敏性C.熱敏性 D.三特性都利用了解析:利用光照的不同改變半導(dǎo)體元件的電阻率,實(shí)現(xiàn)光控制。答案:B4.如圖所示,R1為定值電阻,R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻,L為小燈泡,當(dāng)溫度降低時(shí)()A.R1兩端的電壓增大B.電流表的示數(shù)增大C.小燈泡的亮度變強(qiáng) D.小燈泡的亮度變?nèi)踅馕?R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián),與電源構(gòu)成閉合電路,當(dāng)熱敏電阻溫度降低時(shí),電阻R2增大,外電路電阻增大,電流表讀數(shù)減小,燈L電壓增大,燈泡亮度變強(qiáng),R1兩端電壓減小,故C正確,其余各項(xiàng)均錯(cuò)。答案:C5.駕駛員酒后駕車(chē)已成為安全行駛的重大隱患,為此全國(guó)上下掀起了一場(chǎng)嚴(yán)查酒后駕駛的安全檢查行動(dòng)。交通警察在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中,要使用一種酒精測(cè)試儀檢測(cè)駕駛員是否屬于酒后駕駛,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,其中酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化,不同酒精濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻,這樣顯示儀器上就與濃度有對(duì)應(yīng)關(guān)系,如果酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比,那么電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是()A.U越大,表示c越大,c與U成正比B.U越大,表示c越大,但c與U不成正比C.U越大,表示c越小,c與U成正比D.U越大,表示c越小,但c與U不成正比解析:設(shè)酒精氣體傳感器的電阻為Rc,則有E=I(r+R0+R+Rc),電壓表示數(shù)U=IR0,可得:U=Er+R0+R+Rc·R0,又1Rc=kc,故有U=ER0kck(r+R0+答案:B6.如下圖所示是一種延時(shí)開(kāi)關(guān),當(dāng)S1閉合時(shí),電磁鐵F將銜鐵D吸下,C線(xiàn)路接通。當(dāng)S1斷開(kāi)時(shí),由于電磁感應(yīng)作用,D將延遲一段時(shí)間才被釋放。則()A.由于A線(xiàn)圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B.由于B線(xiàn)圈的電磁感應(yīng)作用,才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C.如果斷開(kāi)B線(xiàn)圈的開(kāi)關(guān)S2,無(wú)延時(shí)作用D.如果斷開(kāi)B線(xiàn)圈的開(kāi)關(guān)S2,延時(shí)將變長(zhǎng)解析:線(xiàn)圈A斷電時(shí),鐵心中的磁通量發(fā)生變化,線(xiàn)圈B若是閉合的,將產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)起到了延遲的作用。答案:BC7.壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減小。一同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,如圖甲所示,將壓敏電阻平放在升降機(jī)內(nèi),受壓面朝上,在上面放一物體m,升降機(jī)靜止時(shí)電流表示數(shù)為I0。某過(guò)程中電流表的示數(shù)如圖乙所示,則在此過(guò)程中()A.物體處于失重狀態(tài)B.物體處于超重狀態(tài)C.升降機(jī)一定向上做勻加速運(yùn)動(dòng)D.升降機(jī)可能向下做勻減速運(yùn)動(dòng)解析:因?yàn)閴好綦娮璧淖柚禃?huì)隨所受壓力的增大而減小,由乙圖知,電流大于靜止時(shí)的電流且穩(wěn)定,故壓力增大,物體處于超重狀態(tài),選項(xiàng)B、D正確。答案:BD8.某一電學(xué)黑箱內(nèi)可能有電容器、電感線(xiàn)圈、定值電阻等元件,在接線(xiàn)柱間以如圖所示的“Z”字形連接(兩接線(xiàn)柱間只有一個(gè)元件)。為了確定各元件種類(lèi),小華同學(xué)把計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的電流傳感器(相當(dāng)于電流表)與一直流電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)串聯(lián)后,分別將AB、BC、CD接入電路,閉合開(kāi)關(guān),計(jì)算機(jī)顯示的電流隨時(shí)間變化的圖像分別如圖a,b,c所示,則如下判斷中正確的是()A.AB間是電容器 B.BC間是電感線(xiàn)圈C.CD間是電容器 D.CD間是定值電阻解析:接入電容器后,充電電流逐漸減小;接入電感線(xiàn)圈后由于自感,電流逐漸增大;接入定值電阻后,電流保持一定值,故AB間為電容器,BC間為電感線(xiàn)圈,CD間為定值電阻,所以A、B、D均對(duì),C錯(cuò)。答案:ABD二、填空題(本題共2小題,共22分。把答案填在題中的橫線(xiàn)上)9.(14分)如圖(a),質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上,C為位移傳感器,它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移—時(shí)間(xt)圖像和速率—時(shí)間(vt)圖像。整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上,斜面的長(zhǎng)度為l、高度為h。(取重力加速度g=9.8m/s2,結(jié)果可保留一位有效數(shù)字)(a)(1)現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度,A的vt圖線(xiàn)如圖(b)所示。從圖線(xiàn)可得滑塊A下滑時(shí)的加速度a=m/s2,摩擦力對(duì)滑塊A運(yùn)動(dòng)的影響。(填“明顯,不可忽略”或“不明顯,可忽略”)

(b)(2)此裝置還可用來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過(guò)改變,可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí),加速度與力成正比的關(guān)系;通過(guò)改變,可驗(yàn)證力一定時(shí),加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。

(3)將氣墊導(dǎo)軌換成滑板,滑塊A換成滑塊A',給滑塊A'一沿滑板向上的初速度,A'的xt圖線(xiàn)如圖(c)。圖線(xiàn)不對(duì)稱(chēng)是由于造成的,通過(guò)圖線(xiàn)可求得滑板的傾角θ=(用反三角函數(shù)表示),滑塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。

(c)解析:(1)a=ΔvΔt≈30.5m·s2=6m·s2;由上滑及下滑的vt(2)改變斜面的高度,可改變物體所受的下滑力,即可驗(yàn)證a∝F(m一定時(shí));同理,改變滑塊質(zhì)量M和斜面高度h,使Mh保持不變,可驗(yàn)證a∝1m的關(guān)系因?yàn)镸gsinθ=Mghl=gl(3)由圖像可知s1=0.64m=s2t1=0.4s,t2=0.6s則s1=12g(sinθ+μcosθ)ts2=12g(sinθμcosθ)t聯(lián)立可得θ=arcsin0.6,μ=0.3。答案:(1)6不明顯,可忽略(2)斜面高度h滑塊A的質(zhì)量M及斜面的高度h,且使Mh不變(3)滑動(dòng)摩擦力arcsin0.6(arcsin0.57~arcsin0.64都算對(duì))0.3(0.2~0.4都算對(duì))10.(8分)如圖所示為一實(shí)驗(yàn)小車(chē)?yán)霉饷}沖測(cè)量車(chē)速和行程的裝置示意圖,A為光源,B為光電接收器,A、B均固定在車(chē)身上,C為小車(chē)的車(chē)輪,D為與C同軸相連的齒輪。車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),A發(fā)出的光束通過(guò)旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號(hào),被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào),由電子電路記錄和顯示。若實(shí)驗(yàn)顯示單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)為n,累計(jì)脈沖數(shù)為N,則要測(cè)出小車(chē)的速度和行程還必須測(cè)量的物理量或數(shù)據(jù)是;小車(chē)速度的表達(dá)式為v=;行程的表達(dá)式為s=。

解析:為了表示周期,要查出齒輪的齒數(shù)p,為了表示行駛速度,還要測(cè)量車(chē)輪的半徑R。車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T(mén)=pn,又T=2πω,v=Rω,整理得:v=2πnRp?？偯}沖數(shù)為N,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間為答案:車(chē)輪半徑R和齒輪的齒數(shù)p2三、計(jì)算題(本題共2小題,共30分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)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(xiě)出數(shù)值和單位)11.(14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℃之間,可將電阻絲與熱敏電阻并聯(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(jiǎn)述其工作原理。解析:開(kāi)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℃左右時(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又開(kāi)始加熱。這樣就可達(dá)到保溫的效果。答案:見(jiàn)解析12.(16分)如下圖所示是一種懸球式加速度儀,它可以用來(lái)測(cè)定沿水平軌道運(yùn)動(dòng)的列車(chē)的加速度。m是一個(gè)金屬球,它系在金屬絲的下端,金屬絲的上端懸掛在O點(diǎn),AB是一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的電阻絲,其電阻值為R。金屬絲與電阻絲接觸良好,摩擦不計(jì),電阻絲的中點(diǎn)C焊接一根導(dǎo)線(xiàn)。從O點(diǎn)也引出一根導(dǎo)線(xiàn),兩線(xiàn)之間接入一個(gè)電壓表V(金屬絲和導(dǎo)線(xiàn)電阻不計(jì));圖中虛線(xiàn)OC與AB相垂直,且OC=h,電阻絲AB接在電壓為E的直流穩(wěn)壓電源上,整個(gè)裝置固定在列車(chē)中使AB沿著前進(jìn)的方向,列車(chē)靜止時(shí)金屬絲呈豎直狀態(tài),當(dāng)列車(chē)加速或減速前進(jìn)時(shí),金屬線(xiàn)將偏離豎直方向,從電壓表的讀數(shù)變化可以測(cè)出加速度的大小。(1)當(dāng)列車(chē)向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),試寫(xiě)出加速度a與電壓表讀數(shù)U的對(duì)應(yīng)關(guān)系,以便重新刻制電壓表表面使它成為直讀加速度數(shù)值的加速計(jì)。(2)用此裝置測(cè)得的最大加速度是多少?(3)為什么C點(diǎn)設(shè)置在電阻絲AB的中間?對(duì)電壓表的選擇有什么特殊要求?解析:(1)當(dāng)列車(chē)向右加速時(shí),設(shè)加速度為a,金屬絲左偏角為θ,對(duì)質(zhì)量為m的金屬球受力分析得出tanθ=ag,金屬絲