2024版新教材高中物理第五章傳感器核心素養(yǎng)檢測卷教科版選擇性必修第二冊

第五章核心素養(yǎng)檢測卷考試時間：75分鐘，滿分：100分一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．關(guān)于傳感器的作用，下列說法正確的是()A．通常的傳感器可以干脆用來進行自動限制B．傳感器可以將感受到的一些信息轉(zhuǎn)換為電學量C．傳感器可以將全部感受到的信息都轉(zhuǎn)換為電學量D．以上說法均不正確2．有的樓道照明燈具有這樣的功能：天黑到確定程度時，出現(xiàn)聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒有反應(yīng)．在這種樓道照明燈的限制電路中，可能接入的傳感器是()A．溫度傳感器和光傳感器B．光傳感器和聲音傳感器C．聲音傳感器和熱傳感器D．熱傳感器和力傳感器3．傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機在室內(nèi)溫度達到設(shè)定的溫度后，會自動停止工作，空調(diào)機內(nèi)運用的傳感器是()A．生物傳感器B．紅外傳感器C．溫度傳感器D．壓力傳感器4．電動自行車是一種應(yīng)用廣泛的交通工具，其速度限制是通過轉(zhuǎn)動右把手實現(xiàn)的，這種轉(zhuǎn)動把手稱為“霍爾轉(zhuǎn)把”，屬于傳感器非接觸限制．轉(zhuǎn)把內(nèi)部有永久磁鐵和霍爾器件等，截面如圖甲開啟電源時，在霍爾器件的上、下面之間加確定的電壓，形成電流，如圖乙．隨著轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動，其內(nèi)部的永久磁鐵也跟著轉(zhuǎn)動，霍爾器件能輸出限制車速的電壓，已知電壓與車速關(guān)系如圖丙．以下關(guān)于“霍爾轉(zhuǎn)把”敘述正確的是()A．為提高限制的靈敏度，永久磁鐵的上、下端分別為N、S極B．按圖甲順時針轉(zhuǎn)動電動車的右把手，車速將變快C．圖乙中從霍爾器件的左、右側(cè)面輸出限制車速的霍爾電壓D．若霍爾器件的上、下面之間所加電壓正負極性對調(diào)，將影響車速限制5.溫度傳感器廣泛應(yīng)用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變更的特性來工作的．圖甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電動勢E＝9.0V，內(nèi)電阻不計，G為靈敏電流表，其內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變更關(guān)系如圖乙所示．閉合開關(guān)S，當R的溫度等于20℃時，電流表示數(shù)I1＝2mA；當電流表的示數(shù)I2＝3.6mA時，熱敏電阻的溫度是()A．60℃B．80℃C．100℃D．120℃6.酒精測試儀利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器，其電阻r的倒數(shù)與酒精氣體的濃度C成正比．如圖所示的電路接在恒壓電源上，R和R0為定值電阻，則電壓表的示數(shù)U與酒精氣體濃度C的對應(yīng)關(guān)系為()A．U越大，表示C越大，但是C與U不成正比B．U越大，表示C越大，而且C與U成正比C．U越大，表示C越小，但是C與U不成反比D．U越大，表示C越小，而且C與U成反比7.一種新型保險柜安裝有聲紋鎖，只有主子說出事先設(shè)定的暗語才能打開，別人即使說出暗語也打不開鎖．這種聲紋鎖辨別主子聲音的依據(jù)是()A．音調(diào)B．音色C．響度D．聲速二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)8．如圖所示是自動調(diào)溫式電熨斗，下列說法正確的是()A.常溫時上下觸點是斷開的B．雙金屬片溫度上升時，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲C．原來溫度限制在80℃斷開電源，現(xiàn)要求60℃斷開電源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些D．由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些9．某位移傳感器的工作原理如圖甲所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬桿P，通過志向電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體的位移x.設(shè)定電源電動勢為E，內(nèi)阻不計，滑動變阻器的長度為L，物體經(jīng)過O點時P恰好位于滑動變阻器的中點，此時電壓表示數(shù)顯示為0，若電壓表的示數(shù)UPQ隨時間t的變更關(guān)系如圖乙(余弦圖像)所示，則下列說法正確的是()A.在t1時刻M恰好運動到O位置B．物體M以O(shè)點為中心做往復運動C．在t1到t2時間段內(nèi)，M的速度先增大后減小D．在t2時刻物體M在最右端且速度為010．圖甲虛線框內(nèi)所示是電子秤測量部分的原理圖，壓力傳感器的電阻R隨壓力F的變更如圖乙所示．開關(guān)閉合后，壓力傳感器兩端的電壓恒為6.0V．電流表的量程為0～0.6A，電流表的內(nèi)阻、踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽視不計．則()A．電子秤最大稱量值為1500NB．壓力傳感器的電阻最小為0C．空載時，電流表的讀數(shù)為20mAD．稱重為900N，電阻R為120Ω三、非選擇題(本題共5小題，共54分)11．(6分)如圖甲所示為一熱敏電阻的R-t圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡潔恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為200Ω.當線圈中的電流大于或等于20mA時，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電電池的電動勢E＝8V，內(nèi)阻可以不計．圖中的“電源”是恒溫箱加熱電源．(1)圖甲說明熱敏電阻的阻值隨著溫度的上升而________(選填“增大”“減小”或“不變”).(2)應(yīng)當把恒溫箱內(nèi)加熱器接________(選填“AB”或“CD”)端．(3)假如要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100℃，滑動變阻器R1接入電路的電阻值為________Ω.12．(10分)圖甲所示是大型機械廠里用來稱重的電子吊秤，其中實現(xiàn)稱重的關(guān)鍵元件是拉力傳感器．其工作原理是：掛鉤上掛上重物，傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變更，再經(jīng)過相應(yīng)的測量電路把這一電阻變更轉(zhuǎn)換為電信號(電壓或電流)，從而完成將物體重量轉(zhuǎn)換為電信號的過程．(1)拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變更的主要緣由是()A．長度變更B．橫截面積變更C．電阻率變更(2)小明找到一根拉力敏感電阻絲RL，其重力忽視不計，阻值隨拉力變更的圖像如圖乙所示，再按圖丙所示電路制作了一個簡易“吊秤”．電路中電源電動勢E約為15V，內(nèi)阻約為2Ω；電流表量程為0～10mA，內(nèi)阻約為5Ω；R是電阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B兩接線柱上，通過光滑絕緣小滑環(huán)可將重物吊起，接通電路完成下列操作．a(chǎn)．滑環(huán)下不吊重物時，調(diào)整電阻箱，當電流表為某一合適示數(shù)I時，讀出電阻箱的阻值R1；b．滑環(huán)下吊上待測重物，測出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；c．調(diào)整電阻箱，使______________________________，讀出此時電阻箱的阻值R2；若某次試驗，測得θ＝60°，R1、R2分別為1150Ω和1130Ω，結(jié)合圖乙信息，可得待測重物的重力G＝________N；(3)針對小明的設(shè)計方案，為了提高測量重量的精度，你認為下列措施可行的是()A．將毫安表換成內(nèi)阻更小的電流表B．將毫安表換成量程更大的電流表C．將電阻箱換成精度更高的電阻箱D．適當增大A、B接線柱之間的距離13．(10分)化學試驗常用到恒溫箱．如圖(a)所示為簡潔恒溫箱溫控電路圖，它由熱敏電阻RT和繼電器組成．如圖(b)所示為熱敏電阻的R-t圖像．設(shè)繼電器線圈中電流大于或等于20mA時，繼電器銜鐵吸合．若繼電器線圈電阻為150Ω，為繼電器線圈供電的電源E＝6V(內(nèi)阻可以不計)時，要使恒溫箱內(nèi)溫度保持120℃，可變電阻R1的值應(yīng)調(diào)整為多少．14.(12分)加速度計是測定物體加速度的儀器，現(xiàn)代科技中，它已成為導彈、飛機、潛艇制導系統(tǒng)的信息源，如圖所示為應(yīng)變式加速度計，當系統(tǒng)加速時，加速度計中的敏感元件也處于加速狀態(tài)，敏感元件由兩根相同的彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測系統(tǒng)固定在一起，敏感元件下端滑動臂可在滑動變阻器上無摩擦水平滑動，當系統(tǒng)加速時敏感元件發(fā)生位移，并轉(zhuǎn)換成電信號輸出．已知敏感元件的質(zhì)量為m，每根彈簧的勁度系數(shù)為k，電源的電動勢為E且內(nèi)阻不計，滑動變阻器的總阻值為R，且總電阻有效長度為L.靜態(tài)時，兩彈簧恰好為原長，滑動變阻器的滑動觸頭位于正中間，并且此時加速度計的輸出電壓為零．(1)假定待測系統(tǒng)的加速度大小為a，方向向左，求敏感元件發(fā)生的位移大小和方向？(2)求用輸出信號的電壓U來表示待測系統(tǒng)加速度a大小關(guān)系的表達式？15.(16分)某些非電磁量的測量是可以通過一些相應(yīng)的裝置轉(zhuǎn)化為電磁量來測量的．一平行板電容器的兩個極板豎直放置在光滑的水平平臺上，極板的面積為S，極板間的距離為d，電容器的電容公式為C＝eq\f(S,d)E(E是常數(shù)但未知).極板1固定不動，與四周絕緣，極板2接地，且可在水平平臺上滑動，并始終與極板1保持平行．極板2的側(cè)邊與勁度系數(shù)為k，自然長度為L的兩個完全相同的彈簧相連．兩彈簧的另一端固定，彈簧L與電容器垂直，如圖甲所示．如圖乙所示是這一裝置的應(yīng)用示意圖，先將電容器充電至電壓U后，即與電源斷開，再在極板2的右側(cè)的整個表面上施以勻整向左的待測壓強p，使兩極板之間的距離發(fā)生微小的變更．測得此時電容器的電壓變更量為ΔU.設(shè)作用在電容器極板2上的靜電力不致于引起彈簧可測量到的形變，試求待測壓強p.第五章核心素養(yǎng)檢測卷1．答案：B解析：傳感器不能干脆用來進行自動限制．傳感器主要是用來接收信息，并將接收到的信息轉(zhuǎn)換成便于測量的電學量或轉(zhuǎn)換為電路的通斷，但并不是將其感受到的全部信息都轉(zhuǎn)換為電學量．故選B.2．答案：B解析：樓道照明燈工作原理：天黑時，出現(xiàn)聲音它就開啟；而在白天，即使有聲音它也沒有反應(yīng)．則可知，應(yīng)接入光傳感器和聲音傳感器．故B正確，A、C、D錯誤．故選B.3．答案：C解析：空調(diào)機依據(jù)溫度調(diào)整工作狀態(tài)，所以內(nèi)部運用了溫度傳感器，故C正確，A、B、D錯誤．故選C.4．答案：B解析：由于在霍爾器件的上、下面之間加確定的電壓，形成電流，當永久磁鐵的上、下端分別為N、S極時，磁場方向與電子的移動方向平行，則電子不受洛倫茲力作用，霍爾器件不能輸出限制車速的霍爾電壓，故A錯誤；當按圖甲順時針轉(zhuǎn)動電動車的右把手，霍爾器件四周的磁場增加，則霍爾器件輸出限制車速的霍爾電壓增大，因此車速將變快，故B正確；依據(jù)題意，結(jié)合圖乙的示意圖，永久磁鐵的N、S極可能在左、右側(cè)面或在前、后表面，因此從霍爾器件輸出限制車速的霍爾電壓不愿定在霍爾器件的左、右側(cè)面，也可能在前、后面，故C錯誤；當霍爾器件的上、下面之間所加電壓正負極性對調(diào)，從霍爾器件輸出限制車速的霍爾電壓正負號相反，由圖丙可知，不會影響車速限制，故D錯誤．故選B.5．答案：D解析：由題圖乙可知，當R的溫度等于20℃時，熱敏電阻的阻值R1＝4kΩ，由I1＝eq\f(E,R1＋Rg)可得Rg＝0.5kΩ當電流I2＝3.6mA時，由I2＝eq\f(E,R2＋Rg)可得R2＝2kΩ結(jié)合題圖乙知此時熱敏電阻的溫度為120℃，故D正確，ABC錯誤．6．答案：A解析：設(shè)酒精氣體傳感器電阻為r.由圖知，酒精氣體傳感器和定值電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測R0兩端的電壓．依據(jù)酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，得eq\f(1,r)＝kC(k是比例系數(shù))①依據(jù)歐姆定律得eq\f(U,R0)＝eq\f(E,R0＋R＋r)＝eq\f(E,R0＋R＋\f(1,kC))②由①②整理得eq\f(1,C)＝eq\f(kER0,U)－k(R0＋R)由數(shù)學學問知，U越大，C越大，但C與U不成正比．故選A.7．答案：B解析：因為每個人的發(fā)聲音色不同，而聲紋鎖是依據(jù)音色來進行推斷的，只能依據(jù)設(shè)定的音色打開，所以主子說出事先設(shè)定的暗語就能打開，故B正確．8．答案：BD解析：常溫時，通電電熱絲能發(fā)熱，所以上、下觸點是接觸的，A錯誤；雙金屬片上下金屬片的膨脹系數(shù)不同，溫度上升時，上層形變大，雙金屬片向下發(fā)生彎曲，使電路斷開，B正確；原來溫度，上升到80℃時斷開電源，現(xiàn)在要求60℃時斷開電源，彈性銅片與觸點接觸面積要減小，即使調(diào)溫旋鈕上調(diào)一些，C錯誤；由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，溫度要調(diào)高一點，由C的分析可知，使調(diào)溫旋鈕下移一些，D正確．9．答案：ABD解析：在t1時刻，電壓為0，且正在增加，故物體M在平衡位置，此時速度最大，物體具有正方向的最大速度，此后速度減小；當在t2時刻電壓最大時，速度減小為零；此后反向加速，t3時刻又回到平衡位置，如此往復，所以物體M以O(shè)點為中心做往復運動．故選ABD.10．答案：CD解析：由圖像可得到R＝300－0.2F(Ω)，當電阻R＝0時，壓力Fmax＝1500N，但壓力傳感器的電阻為零時，電源短路，則壓力傳感器的電阻最小值不能為零，則壓力最大值不能為1500N，故A、B錯誤；空載時，F(xiàn)＝0，依據(jù)圖像知此時R＝300Ω，I＝eq\f(U,R)＝eq\f(6.0V,300Ω)＝20mA，故C正確；當F＝900N，由R＝300－0.2F(Ω)，可得R＝120Ω，故D正確．11．答案：(1)減小(2)AB(3)150解析：(1)由題圖甲可知熱敏電阻的阻值隨著溫度的上升而減??；(2)當溫度較低的時候，熱敏電阻的阻值較大，電路中的電流較小，此時繼電器的銜鐵與AB部分連接，此時是須要加熱的，恒溫箱內(nèi)的加熱器要工作，所以應(yīng)當把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在AB端；(3)當溫度達到100℃時，加熱電路就要斷開，此時繼電器的銜鐵要被吸合，即限制電路的電流要達到20mA＝0.02A，由題圖甲可知，此時R＝50Ω，依據(jù)閉合電路歐姆定律可得：I＝eq\f(E,R＋R1＋R0)，解得：R1＝150Ω.12．答案：(1)AB(2)電流表示數(shù)仍為I400(3)CD解析：(1)電阻絲受拉力時，長度增加、橫截面積減小，但電阻率不會發(fā)生變更．故選A、B；(2)依據(jù)等效替代法測電阻，調(diào)整電阻箱，應(yīng)使電流表的示數(shù)仍為I；由其阻值隨拉力變更的圖像可得k＝eq\f(ΔR,ΔF)＝eq\f(1020－1000,4000)Ω/N＝0.05Ω/N，由平衡條件得2ΔFcosθ＝G，由等效替代法測電阻知，電阻箱阻值變更確定值為拉力敏感電阻絲阻值變更確定值，正負相反，得ΔR＝R1－R2，聯(lián)立得G＝eq\f(2（R1－R2）cosθ,k)，解得待測重物的重力G＝eq\f(2×（1150－1130）×0.5,0.05)N＝400N；(3)為了提高測量重量的精度，可以將電阻箱換成精度更高的電阻箱，適當增大A、B接線柱之間的距離