高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)16 利用傳感器設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置高效演練（含解析）-人教版高三物理試題

利用傳感器設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置1．在街旁的路燈，江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，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．三種特性都利用答案B2．(多選)如圖電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)，在觸摸屏幕時(shí)，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)特殊電容(耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會(huì)流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置．由以上信息可知，下列說法中正確的是()A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指B．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指和屏的接觸面積的大小影響電容的大小ABD[電容式觸摸屏在原理上把人的手指當(dāng)作一個(gè)電容器元件的一個(gè)極板，把導(dǎo)體層當(dāng)作另一極板，故選項(xiàng)A正確；手指和屏的接觸面積大小會(huì)影響到電容大小，接觸面積越大，即兩極板的正對(duì)面積越大，電容越大，故選項(xiàng)B、D正確，C錯(cuò)誤．]3．某種角速度計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖所示．當(dāng)整個(gè)裝置繞軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，元件A相對(duì)于轉(zhuǎn)軸發(fā)生位移并通過滑動(dòng)變阻器輸出電壓，電壓傳感器(傳感器內(nèi)阻無限大)接收相應(yīng)的電壓信號(hào)．已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為l，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)．滑動(dòng)變阻器總長也為l，電阻分布均勻，裝置靜止時(shí)滑片P在變阻器的最左端B端，當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則()A．電路中電流隨角速度的增大而增大B．電路中電流隨角速度的增大而減小C．彈簧的伸長量為x＝eq\f(mωl,k－mω2)D．輸出電壓U與ω的函數(shù)式為U＝eq\f(Emω2,k－mω2)D[系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，無論角速度增大還是減小，BC的總電阻不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中的電流保持不變，故A、B錯(cuò)誤；設(shè)系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，彈簧伸長的長度為x，則對(duì)元件A，根據(jù)牛頓第二定律得kx＝mω2(l＋x)，又輸出電壓U＝eq\f(RBP,RBC)E＝eq\f(x,l)E，聯(lián)立兩式得x＝eq\f(mω2l,k－mω2)，U＝eq\f(Emω2,k－mω2)，故C錯(cuò)誤，D正確．]4．利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反應(yīng)快，而且精確度高．(1)如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個(gè)電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(填“大”或“小”)．(2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度．如果刻度盤正中的溫度為20℃(如圖甲所示)，則25℃的刻度應(yīng)在20℃的刻度的________(填“左”或“右”)側(cè)．(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測(cè)大棚內(nèi)溫度變化，請(qǐng)用圖乙中的器材(可增加元器件)設(shè)計(jì)一個(gè)電路．(請(qǐng)?jiān)趫D乙中作圖)解析(1)因?yàn)樨?fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時(shí)，電阻增大，故電路中電流變?。?2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25℃的刻度應(yīng)對(duì)應(yīng)較大電流，故在20℃的刻度的右側(cè)．(3)如圖所示．答案(1)小(2)右(3)見解析圖5．利用傳感器可以探測(cè)、感受外界的信號(hào)、物理?xiàng)l件等．圖甲所示為某同學(xué)用傳感器做實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡的U-I關(guān)系圖線．(1)實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電流傳感器、電壓傳感器、滑動(dòng)變阻器A(阻值范圍0～10Ω)、滑動(dòng)變阻器B(阻值范圍0～100Ω)、電動(dòng)勢(shì)為6V的電源(不計(jì)內(nèi)阻)、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線若干．該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器選用的是________(填“A”或“B”)；請(qǐng)?jiān)趫D乙的方框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖．(2)如果將該小燈泡接入丙圖所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為0.3A，電源電動(dòng)勢(shì)為3V．則此時(shí)