2019年高考物理总复习 10-3传感器训练试题 新人教版.doc
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2019年高考物理总复习 10-3传感器训练试题 新人教版 1．(多选)(2011江苏)美国科学家Willard S. Boyle与George E. Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获xx年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( ) A．发光二极管 B．热敏电阻 C．霍尔元件 D．干电池 答案 BC 2．(多选)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时( ) A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小 C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大 解析 当照射光强度增大时，R3阻值减小，外电路总电阻随R3的减小而减小，R1两端电压因干路电流增大而增大，电压表的示数增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，A项正确，D项错误；由路端电压减小，R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小，故B项正确；结合干路电流增大知流过小灯泡的电流必增大，则小灯泡的功率增大，故C项正确． 答案 ABC 3．(单选)如图(a)所示，光敏电阻R2上加上如图(b)所示的光照，那么R2两端的电压变化是下列图中的( ) 解析 光敏电阻阻值随光照的增强而减小，根据题图乙，知R2两端的电压随之同频率地先减小后增大，但不会是零，所以选B项． 答案 B 4．(单选)如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R3为用半导体热敏材料制成的传感器，值班室的显示器为电路中的电流表，a、b之间接报警器．当传感器R3所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( ) A．I变大，U变大 B．I变大，U变小 C．I变小，U变小 D．I变小，U变大 解析 当传感器R3所在处出现火情时，温度升高，R3阻值变小，电路的总电阻变小，电路的总电流变大．r两端的电压变大，所以路端电压(即报警器两端的电压U)变小；又R1两端的电压变大，R2与R3的并联电压变小，所以流过R2的电流(即显示器的电流I)变小． 答案 C 5．(多选)为了保护电脑元件不受损害，在电脑内部有很多传感器，其中最重要的就是温度传感器，常用的温度传感器有两种，一种是用金属做的热电阻，另一种是用半导体做的热敏电阻．关于这两种温度传感器的特点说法正确的是( ) A．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大 B．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小 C．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大 D．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小 解析 金属的电阻率随着温度的升高而变大，半导体在温度升高时电阻会变小，故选A、D项． 答案 AD 6．(单选)关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是( ) A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件 B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量 C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量 D．非电学量→转换电路→敏感元件→转换元件→电学量 解析 传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，因此选项A、B、D错误，选项C正确． 答案 C 7．为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表： 照度/lx 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻/kΩ 75 40 28 23 20 18 (1)根据表中数据，请在图甲所示的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点． (2)如图乙所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响) 提供的器材如下： 光敏电阻Rp(符号，阻值见上表)； 直流电源E(电动势3 V，内阻不计)； 定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)； 开关S及导线若干． 解析 (2)电源电动势为3 V，当光敏电阻为20 kΩ时，分得电压U＝2 V，而U＝E，则R1＝10 kΩ. 答案 (1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示． 光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小． (2) 8.如图所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧)的劲度系数k.电源的电动势为E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为L，重力加速度为g.○V 为理想电压表．当木板上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中a点，此时电压表示数为零．在木板上放置质量为m的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移．由电压表的示数U及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数k. (1)写出m、U与k之间所满足的关系式． (2)已知E＝1.50 V，L＝12.0 cm，g＝9.80 m/s2.测量结果如下表： m(kg) 1.00 1.50 3.00 4.50 6.00 7.50 U(V) 0.108 0.154 0.290 0.446 0.608 0.740 ①在下图中给出的坐标纸上利用表中数据描出m－U直线． ②m－U直线的斜率为________ kg/V； ③弹簧的劲度系数k＝________ N/m(结果均保留三位有效数字)． 解析 (1)设放置质量m的物体时弹簧压缩量为x，则有mg＝kx，又U＝E 解得m＝U. (2)①用描点法作图，作出的图象如图所示． ②选取(0,0)、(0.90,9)两点，则斜率为 ＝ kg/V＝10.0 kg/V. ③因m＝U，故＝， k＝＝10.0 N/m＝1.23103 N/m. 答案 (1)m＝U (2)①见解析图 ②10.0 ③1.23103 9.青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭、黑天打开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA. (1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图． 光敏电阻R1，符号 灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号 保护电阻R2，符号 电磁开关，符号 蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干． (2)回答下列问题： ①如果励磁线圈的电阻为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为______ V，保护电阻R2的阻值范围是______ Ω. ②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明． 答： ________________________________________________________________________. ③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子． 答： ________________________________________________________________________. 解析 (1)见答案图． (2)①U磁m＝ImR磁＝10010－3200 V＝20 V. 由题知，欲使电路起到自动控制作用，励磁线圈中电流I应满足50 mA
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