2019高中物理第六章傳感器綜合測評三含解析新人教版選修.docx

綜合測評(三)命題報告知識點(diǎn)簡單中等較難傳感器及其工作原理1、2、59、10傳感器的應(yīng)用3、4、6、78、1115、16實(shí)驗(yàn)：傳感器的應(yīng)用12、13、14時間：60分鐘滿分：100分一、選擇題(本大題共10小題，每小題5分，共50分在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的只有一個選項(xiàng)符合題目要求，有的有多個選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得5分選不全的得3分，有選錯或不答的不得分)1(多選)(2014如皋高二檢測)下列說法正確的是()A熱敏電阻是把熱量這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)為電阻這個電學(xué)量B金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差C電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器D霍爾元件是能夠把磁學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感元件【解析】熱敏電阻是把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量，A錯誤，B、C、D正確【答案】BCD2(多選)當(dāng)前傳感器被廣泛應(yīng)用于各種電器、電子產(chǎn)品之中，下述關(guān)于常用的幾種家用電子器件所采用傳感器說法中，正確的是()A電視機(jī)對無線遙控信號的接收主要是采用了光電傳感器B電子體溫計(jì)主要是采用了溫度傳感器C電腦所用的光電鼠標(biāo)主要是采用聲波傳感器D電子秤主要是采用了力電傳感器【解析】電視機(jī)對無線遙控信號的接收采用了紅外線傳感器，電腦所用的光電鼠標(biāo)主要采用了光傳感器，所以A、C項(xiàng)錯誤【答案】BD32007年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說法中錯誤的是()A熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中B光敏電阻是一種光電傳感器C電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中D電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用【解析】本題考查了基本物理知識熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中，A說法正確；光敏電阻是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，B說法正確；電阻絲中通過電流時會產(chǎn)生熱效應(yīng)，可應(yīng)用于電熱設(shè)備中，C說法正確；電阻對直流和交流均起到阻礙的作用，D說法錯誤【答案】D4某儀器內(nèi)部電路如圖1所示，其中M是一個質(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、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，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，下列說法正確的是()圖1A當(dāng)汽車加速前進(jìn)時，甲燈亮B當(dāng)汽車加速前進(jìn)時，乙燈亮C當(dāng)汽車剎車時，乙燈亮D當(dāng)汽車剎車時，甲、乙兩燈均不亮【解析】汽車勻速時，a、b、c金屬片不接觸，所以甲、乙燈都不亮；當(dāng)加速前進(jìn)時，M受合外力向右，故b向后運(yùn)動與a接觸，乙燈亮；同理當(dāng)剎車時，b向前運(yùn)動與c接觸，甲燈亮，故選B.【答案】B5(多選)有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖2所示電路中的A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是()圖2A置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻B置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻C用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻D用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻【解析】一般定值電阻的阻值不會隨光照強(qiáng)度或溫度的變化而變化太大；對于熱敏電阻來說，熱敏電阻的阻值會隨溫度的升高而逐漸變小，它對溫度的反應(yīng)是十分靈敏的；對于光敏電阻來說，它的阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化，當(dāng)光照強(qiáng)度增強(qiáng)時光敏電阻的電阻值會隨之而減小本題是采用用黑紙包裹和放入熱水中兩個條件來改變電阻周圍的環(huán)境的不管放入熱水中還是用黑紙包裹，一般電阻的阻值都不會發(fā)生太大變化；若電阻是光敏電阻，則當(dāng)用黑紙包裹電阻時歐姆表的示數(shù)會有明顯的改變；而當(dāng)電阻是熱敏電阻時，當(dāng)把電阻放在熱水中時，電阻值會發(fā)生明顯的變化所以本題答案是A、C.【答案】AC6(多選)如圖3是電飯鍋的結(jié)構(gòu)圖，如果感溫磁體的“居里溫度”為103 時，下列說法中正確的是()圖3A常溫下感溫磁體具有較強(qiáng)的磁性B當(dāng)溫度超過103 時，感溫磁體的磁性較強(qiáng)C飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會超過103 ，這時開關(guān)按鈕會跳起D常壓下只要鍋內(nèi)有水，鍋內(nèi)的溫度就不可能達(dá)到103 ，開關(guān)按鈕就不會自動跳起【解析】感溫磁體在常溫下磁性較強(qiáng)，當(dāng)溫度超過“居里溫度”時會突然失去磁性，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤；只要鍋底的溫度超過103 ，感溫磁體就失去磁性，開關(guān)按鈕會跳起，但常壓下燒水，不會超過103 .所以水開后開關(guān)按鈕不會自動跳起，要想自動跳起，只有水被燒干后，C項(xiàng)、D項(xiàng)正確【答案】ACD7(2014上饒四校聯(lián)考)如圖4是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說法不正確的是()圖4A雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬B常溫下，上下觸點(diǎn)接觸；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離C需要較高溫度熨燙時，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移D雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷【解析】由電路可知：溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離，因此雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)應(yīng)大于下層金屬，A錯、B對；需要較高溫度熨燙時，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，雙金屬片雖發(fā)生彎曲也不使觸點(diǎn)分離，應(yīng)使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移，C對；利用雙金屬片熱脹冷縮是控制電路的通斷，D對【答案】A8在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率隨溫度t的變化關(guān)系如圖5所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能對此，以下判斷正確的是()圖5通電后，其電功率先增大，后減小通電后，其電功率先減小，后增大當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1不變當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1和t2之間的某一值不變ABCD【解析】當(dāng)電熱滅蚊器溫度由0升到t1的過程中，電阻器的電阻率隨溫度升高而減小，其電阻R隨之減小，由于加在滅蚊器上的電壓U保持不變，由P知滅蚊器的熱功率P逐漸增大，當(dāng)tt1時，PP1達(dá)到最大當(dāng)溫度由t1升高到t2的過程中，增大，R增大，P減??；而溫度越高，其與外界環(huán)境溫度的差別也就越大，高于環(huán)境溫度的電熱滅蚊器的散熱功率P也就越大；因此在這之間的某一溫度t3會有PP3P，電熱功率等于散熱功率，即達(dá)到保溫當(dāng)tt3，PP，使溫度自動升高到t3；當(dāng)tt3，PP，使溫度自動降為t3，實(shí)現(xiàn)自動調(diào)溫，正確選項(xiàng)為D.【答案】D圖69傳感器是一種采集信息的重要器件如圖6所示為測定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器可動電極兩端固定，當(dāng)待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容現(xiàn)已知該電容式傳感器充電完畢且電荷量不變，將它與靜電計(jì)相連，如圖所示當(dāng)待測壓力增大時()A電容器的電容將增大，靜電計(jì)指針偏角將增大B電容器的電容將增大，靜電計(jì)指針偏角將減小C電容器的電容將減小，靜電計(jì)指針偏角將減小D電容器的電容將不變，靜電計(jì)指針偏角不變【解析】本題考查電容器、傳感器等有關(guān)知識當(dāng)壓力增大時，平行板間距d減小，根據(jù)C可知，電容器的電容增大，電容器所帶電荷量Q不變，根據(jù)C可知，電壓減小，則靜電計(jì)指針偏角減小，B正確【答案】B10(多選)振弦型頻率傳感器的結(jié)構(gòu)如圖7所示，它由鋼弦和永磁鐵兩部分組成，鋼弦上端用固定夾塊夾緊，下端的夾塊與一膜片相連接，當(dāng)弦上的張力越大時，弦的振動頻率越大這種裝置可以從線圈輸出電壓的頻率確定膜片處壓力的變化下列說法正確的是()圖7A當(dāng)軟鐵塊與磁鐵靠近時，a端電勢高B當(dāng)軟鐵塊與磁鐵靠近時，b端電勢高C膜上的壓力較小時，線圈中感應(yīng)電動勢的頻率高D膜上的壓力較大時，線圈中感應(yīng)電動勢的頻率高【解析】當(dāng)鐵塊靠近磁鐵時，鐵塊被磁化，線圈中的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，感生電流的磁場方向應(yīng)與原磁場變化方向相反，因此b端電勢比a端電勢高，選項(xiàng)B正確；膜上壓力越小時，鋼弦上的張力越大，振動頻率越高，線圈中感應(yīng)電動勢的頻率越高，所以選項(xiàng)C正確【答案】BC二、填空題(本題共3小題，共20分，把答案填在題中的橫線上)11(6分)廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器中的溫度傳感器，是利用熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性工作的在圖8甲中，電源的電動勢E9.0 V，內(nèi)電阻可忽略；G為內(nèi)阻不計(jì)的靈敏電流表；R0為保護(hù)電阻；R為熱敏電阻，其電阻值與溫度變化關(guān)系如圖8乙的Rt圖象所示則熱敏電阻R與攝氏溫度t的關(guān)系為R_；閉合開關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于40 時，電流表示數(shù)I12.25 mA，則當(dāng)電流表的示數(shù)I23.6 mA時，熱敏電阻R的溫度是_.圖8【解析】根據(jù)圖乙直線的特點(diǎn)求出熱敏電阻R與攝氏溫度t的關(guān)系，設(shè)Rktb，根據(jù)t0時，R4.25 k(此處易誤讀為R4.5 k，要小心)，得b4.25 k，再根據(jù)t120 時，R2 k，得k0.01875，所以得R與t的關(guān)系為R1.875102 t4.25.由圖甲，有EI(RR0)，由圖乙讀出，當(dāng)t40 時，R3.5 k，代入得92.25(3.5R0)，可求出R00.5 k，又有93.6(0.5R)，解得R2 k，查題圖乙得t120 .【答案】1.875102 t4.2512012(6分)如圖9(a)是汽車過橋時對不同類型橋面壓力變化的實(shí)驗(yàn)采用DIS方法對模型進(jìn)行測量，其結(jié)果如圖9(b)中電腦屏幕所示圖9(1)圖(a)中的傳感器為_傳感器；(2)圖(a)中甲、乙、丙分別為三種不同類型的橋面對于凸形橋甲，其相對應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是圖(b)電腦屏幕上的_(填“a”“b”或“c”)；(3)如增大小球在斜槽上的高度，在圖(b)中大致畫出小球能過凸形橋甲時的壓力圖線【解析】(1)該傳感器把力信號轉(zhuǎn)化為電信號，屬于力電傳感器；(2)小球經(jīng)過凸形橋甲的最高點(diǎn)時，壓力小于重力，其相對應(yīng)的圖線應(yīng)是電腦屏幕上的c；(3)增大小球在斜槽上的高度，小球經(jīng)凸形橋甲的最高點(diǎn)時壓力更小，其圖線與c相比較，最低點(diǎn)應(yīng)更低一些【答案】(1)力電(2)c(3)圖略，圖線與c相比較，最低點(diǎn)更低一些13(8分)一臺臭氧發(fā)生器P的電阻為10 k，當(dāng)供電電壓等于24 V時能正常工作，否則不產(chǎn)生臭氧現(xiàn)在用這種臭氧發(fā)生器制成自動消毒裝置，要求它在有光照時能產(chǎn)生臭氧在黑暗時不產(chǎn)生臭氧，擬用一個光敏電阻R1對它進(jìn)行控制，R1的阻值在有光照時為100 、黑暗時為1000 ，允許通過的最大電流為3 mA；電源E的電壓為36 V、內(nèi)阻不計(jì)；另有一個滑動變阻器R2，阻值為0100 ，允許通過的最大電流為0.4 A；一個開關(guān)S和導(dǎo)線若干臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號如圖10所示設(shè)計(jì)一個滿足上述要求電路圖，圖中各元件要標(biāo)上字母代號，其中滑動變阻器兩固定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B.(電路圖畫在方框內(nèi))圖10【解析】臭氧發(fā)生器正常工作時電流I A24104 A2.4 mA.R1允許通過的最大電流為3 mA，所以用R1與P串聯(lián)，由于滑動變阻器值R2遠(yuǎn)小于P的電阻，所以采用滑動變阻器分壓式接法電路如圖所示【答案】見解析三、計(jì)算題(本題共3小題，共30分解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)14(8分)用煤氣燒水時，如果水開了，不及時關(guān)掉煤氣，時間長了，會發(fā)生火災(zāi)，請?jiān)O(shè)計(jì)一報警器，水開時，能及時報警，提醒主人及時關(guān)掉煤氣？【解析】如圖所示，當(dāng)t上升到一定溫度時，Rt變得較小，AB間電壓變得較大，使蜂鳴器D工作報警【答案】見解析圖1115(10分)在航天事業(yè)中要用角速度計(jì)測得航天器的自轉(zhuǎn)角速度，結(jié)構(gòu)如圖11所示，當(dāng)系統(tǒng)繞軸OO轉(zhuǎn)動時元件A在光滑桿上發(fā)生滑動，并輸出電信號，成為航天器的制導(dǎo)信號源，已知A質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，原長為l0，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，滑動變阻器總長為l，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時滑動變阻器觸頭P在中點(diǎn)，與固定接頭Q正對，當(dāng)系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動時，求：(1)彈簧形變量x與的關(guān)系式(2)電壓表示數(shù)U與角速度的關(guān)系式【解析】(1)由圓周運(yùn)動規(guī)律知kxm2Rm2(l0x)即kxm2xm2l0，所以x.(2)由串聯(lián)電路的規(guī)律知UE.【答案】(1)x(2)U16(12分)圖12(甲)為某同學(xué)研究自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖，用電流傳感器顯示各時刻通過線圈L的電流電路中電燈的電阻R16.0 ，定值電阻R2.0 ，AB間電壓U6.0 V開關(guān)S原來閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t11.0103 s時刻斷開開關(guān)S，此時刻前后電流傳感器顯示的電流隨時間變化的圖線如圖12(乙)所示圖12(1)求出線圈L的直流電阻RL；(2)指出圖(甲)中斷開開關(guān)后通過電燈的電流方向；(3)在t21.6103 s時刻線圈L中的感應(yīng)電動勢的大小是多少？【解析】(1)由圖讀出，開始時流過電感線圈L的電流I01.5 A由歐姆定律I0，解得RLR2 .(2)電流方向向左(3)由圖讀出，t21.6103 s時刻線圈L的電流I0.30 A線圈L此時是一個電源，由全電路歐姆定律EI(RLRR1)，得E3.0 V.【答案】(1)2 (2)電流方向向左(3)3.0 V附加題(本題供學(xué)生拓展學(xué)習(xí)，不計(jì)入試卷總分)17如圖13是某同學(xué)在科技制作活動中自制的電子秤原理圖，利用電壓表(內(nèi)阻很大)的示數(shù)來指示物體的質(zhì)量，托盤與電阻可忽略的彈簧相連，托盤與彈簧的質(zhì)量均不計(jì)滑動變阻器的滑動端與彈簧上端連接，當(dāng)托盤中沒有放物體時，電壓表的示數(shù)為零設(shè)變阻器