2025版高考物理考點(diǎn)題型歸納總結(jié)（含答案）考點(diǎn)65　實(shí)驗(yàn)十六　利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置

考點(diǎn)65實(shí)驗(yàn)十六利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置強(qiáng)基固本對(duì)點(diǎn)練1．傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，在自動(dòng)控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(電學(xué)量)，例如熱敏傳感器．某熱敏電阻RT阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由該熱敏電阻RT作為傳感器制作的簡(jiǎn)單自動(dòng)報(bào)警器線路圖．問(wèn)：(1)為了使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器響鈴，c應(yīng)接在________(選填“a”或“b”)處．(2)若要使啟動(dòng)報(bào)警的溫度降低些，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向________(選填“左”或“右”)移動(dòng)．(3)如果在調(diào)試報(bào)警器報(bào)警溫度時(shí)，發(fā)現(xiàn)將報(bào)警器放在預(yù)定的報(bào)警溫度的環(huán)境時(shí)，報(bào)警器一直報(bào)警，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，報(bào)警器都一直報(bào)警，可能的原因和解決的辦法是________________________________________________________________________．2．為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場(chǎng)所使用光控開(kāi)關(guān)控制照明系統(tǒng)．光控開(kāi)關(guān)可采用光敏電阻來(lái)控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)，照度越大，照度單位為lx).(1)某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表，根據(jù)表中已知數(shù)據(jù)，在如圖甲的坐標(biāo)系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線．由圖像可求出照度為0.6lx時(shí)的電阻約為_(kāi)_____kΩ.照度/lx0.20.40.60.81.01.2電阻/kΩ5.83.72.32.01.8(2)如圖乙，是街道路燈自動(dòng)控制設(shè)計(jì)電路，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電．為達(dá)到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應(yīng)接在________(填“AB”或“BC”)之間．(3)用多用電表“×10Ω”擋，按正確步驟測(cè)量圖乙中電磁鐵線圈電阻時(shí)，指針示數(shù)如圖丙，則線圈的電阻為_(kāi)_______Ω；已知當(dāng)線圈中的電流大于或等于2mA時(shí)，繼電器的銜鐵將被吸合，圖乙中直流電源的電動(dòng)勢(shì)E＝6V，內(nèi)阻忽略不計(jì)，滑動(dòng)變阻器有兩種規(guī)格可供選擇：R1(0～200Ω，1A)、R2(0～2000Ω，0.1A).要求天色漸暗照度降低至1.0lx時(shí)點(diǎn)亮路燈，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(填“R1”或“R2”).為使天色更暗時(shí)才點(diǎn)亮路燈，應(yīng)適當(dāng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向________(填“左”或“右”)端移動(dòng)．3．[2023·湖南卷]某同學(xué)探究彈簧振子振動(dòng)周期與質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示，輕質(zhì)彈簧上端懸掛在鐵架臺(tái)上，下端掛有鉤碼，鉤碼下表面吸附一個(gè)小磁鐵，其正下方放置智能手機(jī)，手機(jī)中的磁傳感器可以采集磁感應(yīng)強(qiáng)度實(shí)時(shí)變化的數(shù)據(jù)并輸出圖像，實(shí)驗(yàn)步驟如下：(1)測(cè)出鉤碼和小磁鐵的總質(zhì)量m；(2)在彈簧下端掛上該鉤碼和小磁鐵，使彈簧振子在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)手機(jī)的磁傳感器軟件，此時(shí)磁傳感器記錄的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化周期等于彈簧振子振動(dòng)周期；(3)某次采集到的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t變化的圖像如圖(b)所示，從圖中可以算出彈簧振子振動(dòng)周期T＝________(用“t0”表示)；(4)改變鉤碼質(zhì)量，重復(fù)上述步驟；(5)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示，分析數(shù)據(jù)可知，彈簧振子振動(dòng)周期的平方與質(zhì)量的關(guān)系是________(填“線性的”或“非線性的”)；m/kg10T/sT/sT2/s20.0152.430.2430.0590.0253.140.3140.0990.0353.720.3720.1380.0454.220.4220.1780.0554.660.4660.217(6)設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合物理量的單位關(guān)系，彈簧振子振動(dòng)周期的表達(dá)式可能是________(填正確答案標(biāo)號(hào))；A．2πeq\r(\f(m,k))B．2πeq\r(\f(k,m))C．2πeq\r(mk)D．2πkeq\r(m)(7)除偶然誤差外，寫(xiě)出一條本實(shí)驗(yàn)中可能產(chǎn)生誤差的原因：______________________．培優(yōu)提能模擬練4.高速路入口都安裝有稱(chēng)量汽車(chē)重量的地磅．如圖甲所示是某工廠生產(chǎn)的小型地磅結(jié)構(gòu)圖和電路圖，其中R是壓敏電阻，質(zhì)量m0＝500kg的秤臺(tái)平放在壓敏電阻上，被稱(chēng)汽車(chē)停放在秤臺(tái)上．已知電路中電源電動(dòng)勢(shì)為26V、內(nèi)電阻r＝10Ω，電流表量程為0.3A、內(nèi)阻RA＝10Ω，滑動(dòng)變阻器R′的總電阻為500Ω.如圖乙是壓敏電阻的阻值R隨壓力F變化曲線．某設(shè)計(jì)人員對(duì)電流表上刻度重新賦值，使之能夠從表盤(pán)上直接讀出秤臺(tái)上汽車(chē)的質(zhì)量，他先后進(jìn)行了以下操作．g＝10m/s2.(1)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，撤去秤臺(tái)上的汽車(chē)，把萬(wàn)用表的旋鈕旋到歐姆“×10擋”，通過(guò)正確調(diào)零后，用紅、黑表筆接在壓敏電阻兩端，萬(wàn)用表的表針指到如圖丙所示，則壓敏電阻R此時(shí)的電阻值為_(kāi)_______Ω.(2)閉合開(kāi)關(guān)S，設(shè)計(jì)人員通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電流表讀數(shù)為0.10A，并在此處標(biāo)注為0kg，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器R′接入電路的電阻值為_(kāi)_______Ω；2500kg處應(yīng)標(biāo)注在________A處．(3)設(shè)計(jì)人員按上述操作逐個(gè)刻度賦值后，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用，發(fā)現(xiàn)電池的電動(dòng)勢(shì)略有減小、內(nèi)電阻有所增大．他重新調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使秤臺(tái)空載時(shí)電流表讀數(shù)仍為0.10A，然后再去測(cè)量汽車(chē)的重量．您認(rèn)為現(xiàn)在的測(cè)量相比汽車(chē)真實(shí)重量______(填“偏大”“偏小”或“不變”)5．力傳感器是高中物理實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的一種傳感器，它通過(guò)敏感元件把待測(cè)力這一物理量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)來(lái)進(jìn)行測(cè)量．(1)如圖(a)所示，R1、R2、R3、R4為四個(gè)完全相同的應(yīng)變片，彈性梁在外力的作用下產(chǎn)生形變時(shí)，應(yīng)變片隨之被拉伸或壓縮，拉伸時(shí)電阻值變大，壓縮時(shí)電阻值變小．現(xiàn)將R2、R3兩個(gè)應(yīng)變片粘貼在彈性梁的上表面，R1、R4兩個(gè)應(yīng)變片粘貼在彈性梁的下表面．當(dāng)彈性梁右端受力向下彎曲時(shí)，R2、R3的電阻值________，R1、R4的電阻值________(均選填“變大”“變小”或“不變”).采用如圖(b)所示的測(cè)量電路，已知電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)．每片應(yīng)變片的初始電阻為R0.當(dāng)彈性梁右端受到外力作用，四個(gè)應(yīng)變片的電阻變化量的絕對(duì)值均為Δx，則A、B兩端的電壓UAB＝________________．(2)如圖(c)所示為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器的電阻值R隨壓力F變化的圖線．讀圖可知，壓力為1N時(shí)該圖像的斜率為_(kāi)_______________kΩ/N，壓力為5N時(shí)該圖像的斜率為_(kāi)_________kΩ/N.要使傳感器對(duì)力的變化測(cè)量較為靈敏，應(yīng)選擇在區(qū)間____________附近(選填“1N”或“5N”).

考點(diǎn)65實(shí)驗(yàn)十六利用傳感器制作簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制裝置1．答案：(1)a(2)右(3)在預(yù)定的報(bào)警溫度的環(huán)境時(shí)該熱敏電阻RT和滑動(dòng)變阻器的總電阻之和過(guò)小，可以換一個(gè)總阻值大一點(diǎn)的滑動(dòng)變阻器解析：(1)由題圖甲可知，熱敏電阻RT在溫度升高時(shí)阻值變小，電路中電流變大，電磁鐵磁性增強(qiáng)，把右側(cè)銜鐵吸引過(guò)來(lái)，與a接觸，故c應(yīng)接在a處．(2)若要使啟動(dòng)報(bào)警的溫度降低些，熱敏電阻的阻值增大，滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)．(3)在預(yù)定的報(bào)警溫度的環(huán)境時(shí)該熱敏電阻RT和滑動(dòng)變阻器的總電阻之和過(guò)小，電流過(guò)大，可以換一個(gè)總阻值大一點(diǎn)的滑動(dòng)變阻器．2．答案：(1)2.7kΩ(2.6～2.8kΩ均可)(2)AB(3)140R2左解析：(1)從圖像上可以看出當(dāng)照度為0.6lx時(shí)的電阻約為2.7kΩ(2.6～2.8kΩ均可).(2)當(dāng)天亮?xí)r，光敏電阻的阻值變小，所以回路中電流增大，則銜鐵被吸下來(lái)，此次觸片和下方接觸，此時(shí)燈泡應(yīng)該熄滅，說(shuō)明燈泡接在了AB上．(3)根據(jù)歐姆表的讀數(shù)規(guī)則，所以電阻值為R＝14×10Ω＝140Ω，回路中的電流為2mA時(shí)回路中需要的電阻Rx＝eq\f(E,I)＝eq\f(6,0.002)Ω＝3000Ω，所以選擇滑動(dòng)變阻器R2比較合理．若要求天色漸暗照度降低至1.0lx時(shí)點(diǎn)亮路燈，則天色更暗時(shí)光敏電阻更大，要先保證回路中的電流2mA不變，則應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，即向左滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器．3．答案：(3)eq\f(t0,10)(5)線性的(6)A(7)受空氣阻力的影響解析：(3)從圖中可以算出彈簧振子振動(dòng)周期T＝eq\f(t0,10)(5)分析數(shù)據(jù)可知，彈簧振子振動(dòng)周期的平方與質(zhì)量的比值接近于常量3.95，則彈簧振子振動(dòng)周期的平方與質(zhì)量的關(guān)系是線性的；(6)因2πeq\r(\f(m,k))的單位為eq\r(\f(kg,N/m))＝eq\r(\f(kg·m,kg·m/s2))＝s因?yàn)閟(秒)為周期的單位，則其它各項(xiàng)單位都不是周期的單位，故選A.(7)除偶然誤差外，鉤碼振動(dòng)過(guò)程中受空氣阻力的影響可能會(huì)使本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差．4．答案：(1)160(2)800.13(3)偏大解析：(1)歐姆擋選擇“×10擋”，則阻值為16×10Ω＝160Ω.(2)當(dāng)僅有臺(tái)秤時(shí)，壓敏電阻的阻值為160Ω，根據(jù)閉合歐姆定律得E＝I(R＋R′＋RA＋r)，2500kg的物體在臺(tái)秤上時(shí)，壓力為(2500＋500)×10N＝3×104N，壓敏電阻的阻值為100Ω，根據(jù)閉合電路歐姆定律得E＝I1(R1＋R′＋RA＋r)，解得R′＝80Ω，I1＝0.13A.(3)重新調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R，使m＝0時(shí)，I＝0.10A，由閉合電路歐姆定律得E′＝I(R′＋RA＋r)，可得R′＋RA＋r＝eq\f(E′,I)，因電流不變，E′減小，則R′＋RA＋r減小，當(dāng)秤上面有汽車(chē)時(shí)，由閉合電路歐姆定律得E′＝I′(R＋R′＋RA＋r)，可得I′＝eq\f(E′,（R′＋RA＋r）＋R)＝eq\f(I′（R′＋RA＋r）,（R′＋RA＋r）＋R)＝eq\f(I′,1＋\f(R,R′＋RA＋r))，因?yàn)?R′＋RA＋r)減小，所以I′減小，則R的阻值偏大，結(jié)合圖乙可知汽車(chē)的質(zhì)量偏大．5．答案：(1)變大變小eq\f(Δx,R0)E(2)241.751N解析：(1)當(dāng)彈性梁右端受力向下彎曲時(shí)，R2、R3拉伸，電阻變大，R1、R4壓縮