寒假物理每日一題

現(xiàn)有一個(gè)粗細(xì)均勻的金屬圓環(huán)，它是由一段銅絲(銅絲的阻值不計(jì))和一段同種材料制成的電阻絲連接而成的，如圖甲所示。為了研究它的導(dǎo)電性，小明把它接入到如圖乙所示的電路中。實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明先將觸點(diǎn)M與固定的金屬圓環(huán)上某一點(diǎn)連接，再移動滑動變阻器R1的滑片P至最右端后，閉合開關(guān)S,將觸點(diǎn)N從M開始沿逆時(shí)針方向滑動一周。設(shè)滑過的弧MN的長為X,電流表示數(shù)I與X之間的關(guān)系如圖丙所示。已知電源電壓恒為4.5V,粗細(xì)均勻、同種材料制成的電阻絲阻值與其長度成正比。由甲0I。少孔鉤50附訕由甲0I。少孔鉤50附訕由圖丙可知，當(dāng)X=0cm或X=50cm時(shí)，電路中的電流相同，請結(jié)合圖乙分析:TOC\o"1-5"\h\z此時(shí)金屬圓環(huán)接入電路中的電阻為 Q,金屬圓環(huán)的周長是： cm?；瑒幼冏杵鱎1的最大阻值為 Q。根據(jù)圖丙中的一段特殊圖象進(jìn)行分析，圖甲所示的圓環(huán)中銅絲的長度是 cm。根據(jù)上一小題的分析，你認(rèn)為圖乙中圓環(huán)的形狀與下圖中的 最接近。在觸點(diǎn)N滑動的過程中，觸點(diǎn)M、N之間的電阻等效于一個(gè)變化的電阻，記為Rmn。根據(jù)圖丙數(shù)據(jù)，請分析M、N之間的Rmn的最大值為 Q。閱讀下列短文，回答問題。貨車重力的檢測裝置高速公路進(jìn)出口處設(shè)有測量貨車重力的檢測裝置。小明同學(xué)利用學(xué)過的物理知識設(shè)計(jì)了一套測量貨車重力的模擬裝置，其工作原理如圖甲所示，裝置中用到的壓力傳感器R的阻值隨壓桿壓力F變化的關(guān)系如圖乙所示。圖甲中，OAB是以O(shè)為支點(diǎn)的水平杠桿，平板上的物體所受重力大小可以通過電流表讀數(shù)顯示，將電流表表盤的刻度改成相應(yīng)的重力大小，就可以直接從電流表表盤上讀出重力值。已知定值電阻R0的阻值為10Q平板、壓桿和杠桿的質(zhì)量均忽略不計(jì)。（1） 如果定義壓力傳感器阻值隨壓力增大而變小的，稱為負(fù)壓力系數(shù)電阻：壓力傳感器阻值隨壓力增大而變大的，稱為正壓力系數(shù)電阻。則壓力傳感器R是 （選填“正”或“負(fù)”）壓力系數(shù)電阻。當(dāng)電池組電壓U0=12V時(shí)，在不放物體時(shí)，電流表的讀數(shù)是A,放上物體后，電流表的讀數(shù)將 （選填“增大”、“減小”或“不變”）。（2） 電池組使用一段時(shí)間后電壓會下降，如果對裝置不做任何調(diào)整，利用電流表讀出的重力值將 （選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。如果需要調(diào)整該裝置，以維持此裝置的原有測量精確度，一種方法是：我們可以將平板與杠桿的觸點(diǎn)A向 （選填“左”或“右”）水平調(diào)節(jié)一些，或者將 （填另一種調(diào)整方法）。入夏以來，我國部分地區(qū)發(fā)生洪澇災(zāi)害，實(shí)踐小組為了減輕巡堤人員的工作量，設(shè)計(jì)了水位自動監(jiān)測裝置。其原理如圖所示，電源電壓恒定，R0是壓敏電阻，所受壓力每增加10N，電阻減小5Q.R是長lm、電阻100Q的電阻絲，其連入電路的電阻與長度成正比。電流表量程為0?0.6A,其示數(shù)反應(yīng)水位變化。R0下方固定一個(gè)輕質(zhì)絕緣“丄”形硬桿。輕質(zhì)金屬滑桿PQ可以在金屬棒EF上自由滑動，PQ下方通過輕質(zhì)絕緣桿與重100N、高4m的圓柱體M固定在一起。當(dāng)水位上升時(shí)，PQ隨圓柱體M向上移動且保持水平。（整個(gè)裝置接觸良好且無摩擦，PQ和EF的電阻不計(jì)，p河疽1.0X103kg/m3,g取10Nkg）（1） 閉合開關(guān)，當(dāng)PQ恰好位于R最下端時(shí)，為警戒水位。電流表示數(shù)為0.06A.此時(shí)M漂浮，有土體積浸在水中，M所受的浮力為 N；4（2）當(dāng)水位上升，PQ向上移動過程中，R連入電路中的電阻 （選填“變大”、“不變”或“變小”）。pq上升到R的最上端，剛好與“丄”形桿接觸，且對桿無壓力時(shí)，為三級預(yù)警。（3） 當(dāng)水位繼續(xù)上升。PQ開始通過“丄”桿對Rq產(chǎn)生壓力；當(dāng)達(dá)到二級預(yù)警時(shí)，電流表示數(shù)為0.15A；水位再上升0.4m,達(dá)到一級預(yù)警時(shí)，電流表示數(shù)為0.20A.電源電壓為V。（4）在保證電路安全的情況下，此裝置能測量的最高水位高于警戒水彳 m。（5） 若將水位對警戒線上升的高度標(biāo)記在電流表對應(yīng)的刻度線上，即把電流表改裝成水（選填“均勻”或“不均勻”）。

（選填“均勻”或“不均勻”）。閱讀下列短文，回答問題。熱敏電阻溫度計(jì)熱敏電阻是用半導(dǎo)體材料制成的電阻，其阻值隨溫度的變化而變化，如圖甲所示為某型號熱敏電阻的實(shí)物圖，阻值隨溫度升高而變小的，稱為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻：阻值隨溫度升高而變大的，稱為正溫度系數(shù)熱敏電阻，利用熱敏電阻的特性做成的溫度計(jì)，叫做熱敏電阻溫度計(jì)。如圖乙所示為熱敏電阻R1的阻值隨溫度t變化的圖象（為方便計(jì)算，已將圖線作了近似處理）。圖丙是用R1做測溫探頭的某熱敏電阻溫度計(jì)的電路圖，其中電源電壓可在0.60V?1.20V之間調(diào)節(jié)，R2為定值電阻，阻值為100Q.該電路工作原理是：當(dāng)保持通過R1的電流不變時(shí)，R1兩端的電壓隨電阻均勻變化（即隨溫度均勻變化），故只需將電壓表V］表盤的刻度改成相應(yīng)的溫度刻度，就可以直接從V］表盤上讀出溫度值。測量時(shí)，將R1放入待測溫度處，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電源電壓，使V2表的示數(shù)保持0.20V不變（即電路中的電流保持2mA不變），再從V］表盤上讀出待測溫度to電煩520280-SOt^C電煩520280-SOt^CTOC\o"1-5"\h\z甲 乙 丙（1）熱敏電阻R1是 （選填“正”或“負(fù)”）溫度系數(shù)熱敏電阻。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將R1放入冰水混合物中時(shí)，R1的阻值是 do（2）測溫時(shí)，保持R2兩端電壓為0.20V，R1兩端的電壓隨溫度升高而 （選填“變大”“變小”或“不變”）。（3）某次測溫時(shí)，V1表盤上顯示的溫度是20°C，此時(shí)電源電壓為 Vo（4）該熱敏電阻溫度計(jì)測量溫度的范圍為 Co

某物理研究小組利用壓力傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)水位報(bào)警裝置，工作原理如圖甲所示。其中柱形“浮力柱”重40N,底面積500cm2，通過輕質(zhì)連桿與壓力傳感器R相連；已知報(bào)警器Ro的阻值恒為10Q，壓力傳感器受到的壓力F與阻值R的變化關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)傳感器承受的壓力為0N時(shí)，閉合開關(guān)S,電壓表的示數(shù)為1V,電壓表的量程是0-3V,求:3020連桿淳力柱F■-100 50 100 150+R/O二出水管理3020連桿淳力柱F■-100 50 100 150+R/O二出水管理F.<N當(dāng)水位高度至少為多少時(shí)，傳感器開始承受到浮桿的壓力？電源電壓是多少？若當(dāng)水位上升到40cm時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警，則此時(shí)電壓表的示數(shù)是多少？在壓力傳感器(包括連桿長度)不變的前提下，若要在水位40cm時(shí)設(shè)置更大的報(bào)警電壓。若僅改進(jìn)電學(xué)元件參數(shù)，則可以 。若僅改進(jìn)“浮力柱”參數(shù)，則可以 。在綜合實(shí)踐活動中，科技小組設(shè)計(jì)了一個(gè)由壓敏電阻控制的報(bào)警電路如圖所示，電源電壓恒為18V,電阻箱最大阻值為999.9Q.報(bào)警器(電阻不計(jì))通過的電流達(dá)到或超過10mA會報(bào)警，超過20mA會損壞，壓敏電阻Rx在壓力不超過800N的前提下，其阻值隨壓力F的變化規(guī)律如表所示。壓力F/N050100150200250300電阻580560540520500480460R4TOC\o"1-5"\h\z為不損壞元件，報(bào)警電路允許消耗的最大功率是 。由表格數(shù)據(jù)可知，壓敏電阻受到的壓力每增加50N,其電阻會減小 Q。在壓敏電阻Rx所受壓力不超過800N的前提下，報(bào)警電路所選滑動變阻器的最大阻值不得小于 ?，F(xiàn)要求壓敏電阻受到的壓力達(dá)到或超過200N時(shí)，電路報(bào)警。按下列步驟調(diào)試此報(bào)警電路：電路接通前，滑動變阻器滑片P置于b端；根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，應(yīng)將電阻箱調(diào)到一定的阻值，這一阻值為 Q。將開關(guān)向 端(填數(shù)字)閉合，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,直至報(bào)警器報(bào)警。保持滑動變阻器的滑片P位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報(bào)警電路即可正常使用。對(4)中已調(diào)試好的報(bào)警電路，現(xiàn)要求壓敏電阻受到的壓力達(dá)到或超過700N時(shí)，電路報(bào)警，若電源電壓可調(diào)，其它條件不變，則將電源電壓調(diào)為 V即可。—u—敏電阻Rxr報(bào)警器一 112 口■■電世箱為了抗擊“新冠肺炎”學(xué)校采取了一系列防控措施，如用消毒燈對餐具進(jìn)行消毒、用過氧乙酸溶液熏蒸對教室內(nèi)的空氣進(jìn)行消毒、用熱成像技術(shù)測量同學(xué)們的體溫等。請回答甲（1）上述防控措施中涉及的物理知識，下列說法錯(cuò)誤的 。消毒燈消毒時(shí)利用的是紫外線熱成像技術(shù)測體溫利用的是紅外線我們能聞到過氧乙酸溶液的氣味，說明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動新冠肺炎病毒的直徑約為150nm，它小于電子的直徑（2） 若教室用過氧乙酸溶液進(jìn)行熏蒸消毒，按照消毒的有關(guān)要求，過氧乙酸在空氣中的濃度必須大于0.1g/m3才能達(dá)到消毒要求。小明為了測出教室中過氧乙酸氣體的濃度，設(shè)計(jì)了“過氧乙酸氣體濃度測試儀”，如圖甲所示是其簡化的工作電路，已知電源的電壓為6V,定值電阻的阻值Ro=10n，圖中過氧乙酸氣體傳感器Rt的阻值隨過氧乙酸氣體濃度的變化關(guān)系如圖乙所示，電壓表示數(shù)的變化對應(yīng)了不同的過氧乙酸氣體濃度。電壓表的量程為0?3V（電壓表的“0”亥帔線在表盤的左端）。當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，被測教室內(nèi)過氧乙酸氣體的濃度值是多少？該檢測儀能測量過氧乙酸氣體的最大濃度值是多少？當(dāng)電路消耗的總功率為0.72W時(shí)，教室內(nèi)過氧乙酸氣體的濃度是否達(dá)到消毒要求？若按照“相鄰兩條濃度的刻度線表示濃度的變化量相同”的規(guī)則將電壓表改為過氧乙酸氣體的濃度表，則改裝后的濃度表的表盤從左向右刻度線將 （選填“越來越密”、“越來越疏”或“疏密相同”）。

如圖甲是小紅設(shè)計(jì)的電子體溫計(jì)的原理圖，測溫元件Rt為一個(gè)熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化而變化，小紅計(jì)劃先測出此熱敏電阻在不同溫度時(shí)的阻值，她按照圖甲連接了實(shí)驗(yàn)電路，實(shí)驗(yàn)時(shí)，Rt置于溫控箱（圖中虛線區(qū)域）中，電源電壓保持不變，R1為定值電阻,R2為電阻箱（0?9999Q）,S2單刀雙擲開關(guān)，開關(guān)S1和S2閉合前，小紅將電阻箱R2的阻值調(diào)到最大。O2.42.°CR2的阻值調(diào)到最大。O2.42.°C甲 乙（1） 小紅首先調(diào)節(jié)溫控箱的溫度，使Rt溫度為42.0°C，閉合Si，將S2接2,讀出電壓表的示數(shù)為1.5V。為測量此時(shí)Rt的阻值，接下來的操作是：將S2接 （選填“1”或“2”），調(diào)節(jié)電阻箱R2的阻值，使電壓表示數(shù)為 V，讀出此時(shí)R2的阻值即為42.0C時(shí)Rt的阻值。逐漸降低溫控箱的溫度，根據(jù)上述方法測量出Rt在不同溫度時(shí)的阻值，若依據(jù)小紅所測數(shù)據(jù)畫出的Rt阻值隨溫度變化的圖象如圖乙所示。當(dāng)Rt的溫度降至32.0C時(shí)，閉合S1，將S2接2,電壓表示數(shù)為1.2V，則電阻R1的阻值為 Q。（2） 在獲得如圖乙所示的Rt阻值隨溫度變化的關(guān)系后，小紅將S2始終接2,閉合S1后,通過電壓表的示數(shù)大小來顯示溫度高低，如果將Rt用絕緣膜包好后置于37C的水中，閉合S],當(dāng)電壓表示數(shù)穩(wěn)定后，電壓表示數(shù)大約為 V（保留一位小數(shù)）。為鍛煉身體，小明利用物理知識設(shè)計(jì)了一個(gè)電子拉力計(jì)，圖甲是原理圖。硬質(zhì)彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計(jì)，P與R1間的摩擦不計(jì))，定值電阻R0=5n,ab是一根長為5cm的均勻電阻絲，阻值Rab=25H,給電源電壓U=3.0V,電流表的量程為0?0.6A,當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí)，金屬滑片P剛好處于a端。已知該彈簧伸長的長度AL與所受拉力F間的關(guān)系如圖乙所示。該拉力計(jì)能夠測量的最大拉力是 N。小明將電流表的表盤改為拉力計(jì)的表盤，當(dāng)不拉拉環(huán)時(shí)，拉力計(jì)表盤上的零刻度應(yīng)標(biāo)在電流表表盤的 A處。在圖丙所示的電流表盤上標(biāo)出拉力為400N時(shí)對應(yīng)的刻度值。小紅同學(xué)設(shè)計(jì)的拉力計(jì)電路如圖丁所示。請你對比小明和小紅的設(shè)計(jì)。并進(jìn)行評價(jià)： 。

io.閱讀短文，回答問題。2019年1月3日，嫦娥四號探測器（圖甲）搭載著“玉兔二號”月球車“圖乙”成功降落月球南極，全人類首次實(shí)現(xiàn)月球背面軟著陸。探測器著陸后進(jìn)行了月球車和探測器“兩器分離”，分離后在“鵲橋”中繼星支持下順利完成互拍并傳回地球。aS制電路JbI1T I動兔作

驅(qū)玉工S制電路JbI1T I動兔作

驅(qū)玉工團(tuán)甲 EZ 園丙月球車涉及的相關(guān)參數(shù)如表：設(shè)計(jì)質(zhì)量m/kg135獨(dú)立驅(qū)動的車輪個(gè)數(shù)n/個(gè)6長a/m1.5每個(gè)輪子與水平月面的接觸面積s/cm2100寬b/m1月面的行駛速度v/（m?h7）200高c/m1.1耐受溫度范圍-180r?150°C月球車能源為太陽能，能夠耐受月球表面真空、強(qiáng)輻射、極限溫度等極端環(huán)境。由于月夜溫度極低，電子設(shè)備無法正常工作，所以它將進(jìn)入休眠狀態(tài)，休眠期間由同位素溫差發(fā)電保溫，等到月晝來臨，它將自主喚醒，進(jìn)入工作狀態(tài)。（1） 根據(jù)上述信息，請判斷以下說法中正確的 月球車可以使用汽油機(jī)來驅(qū)動月球車在月球上慣性將減小月球車的零件應(yīng)該用熱脹冷縮較明顯的材料制成接近月面時(shí)，探測器需要懸停尋找最佳降落地點(diǎn)，懸停時(shí)它受到的是平衡力（2）月球車以太陽能為能源，這 （選填“常規(guī)”或“新”能源。若太陽光照射到太陽能電池板上的輻射功率為1.5kW.電池產(chǎn)生的電壓為48V,并對車上的電動機(jī)提供5A的電流，則太陽能電池將太陽轉(zhuǎn)化電能的效率 。（3） 探測器接近月面時(shí)，在反推發(fā)動機(jī)和緩沖機(jī)構(gòu)的保護(hù)下安全著陸預(yù)選區(qū)。為使探測器順利軟著陸，從月球表面觀察到發(fā)動機(jī)點(diǎn)火后產(chǎn)生的高壓氣流應(yīng) （選填“上方”、“下方”或“水平方向”噴出。（4） 在地球上重6N的物體在月球上重1N,則“玉兔二號”月球車隊(duì)水平月面的壓強(qiáng)為Pa.假如月球車在行進(jìn)過程中受到的阻力是自重的0.2倍，月球車水平勻速直線前進(jìn)30m,牽引力做的功為 J.（g取10N/kg）（5） 小明對月球車的“喚醒系統(tǒng)”非常感興趣，他利用光敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)“模擬喚醒系統(tǒng)”如圖丙，該系統(tǒng)由“喚醒電路”、“控制電路”等組成，其中電源的電壓為12V,電阻箱的電阻為（0?9999Q