廣西專版新教材高中物理第5章傳感器過關(guān)檢測B卷新人教版選擇性必修第二冊

PAGEPAGE1第五章過關(guān)檢測(B卷)(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個選項(xiàng)中,第1~7小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求,第8~10小題有多個選項(xiàng)符合題目要求,全部選對的得4分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分)1.有一電學(xué)元件,溫度上升時電阻大幅度減小,則這種元件可能是()A.金屬導(dǎo)體 B.絕緣體C.半導(dǎo)體 D.超導(dǎo)體答案:C解析:金屬導(dǎo)體溫度上升時電阻增大;絕緣體溫度上升時電阻保持不變;對于超導(dǎo)體,在其臨界溫度以下,溫度上升電阻仍為零,高于臨界溫度,溫度上升電阻往往增大;某些半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度上升時,會有更多的電子獲得能量成為自由電子,于是導(dǎo)電性有明顯增加,電阻大幅度減小。2.下圖為小型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖,其中L為含鐵芯的線圈,P為可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動的鐵片,K為彈簧,S為一對觸頭,A、B、C、D為四個接線柱。電磁繼電器與傳感器協(xié)作,可完成自動限制的要求。其工作方式是()A.A與B接信號電壓,C與D可跟被控電路串聯(lián)B.A與B接信號電壓,C與D可跟被控電路并聯(lián)C.C與D接信號電壓,A與B可跟被控電路串聯(lián)D.C與D接信號電壓,A與B可跟被控電路并聯(lián)答案:A解析:由題圖可知A、B是繼電器線圈的接線柱,所以A、B應(yīng)接信號電壓,線圈中電流大小隨信號電壓變更,從而使鐵片被繼電器吸引或者被彈簧拉起,從而使C、D接通或斷開,進(jìn)而起到限制作用,所以選項(xiàng)A正確。3.下圖為電容式傳感器部分構(gòu)件的示意圖。當(dāng)動片(實(shí)線圖)和定片(虛線圖)之間正對扇形區(qū)的圓心角的角度θ發(fā)生變更時,電容C便發(fā)生變更。圖中能正確反映C和θ間的函數(shù)關(guān)系的是()答案:D解析:當(dāng)角度θ發(fā)生變更時,極板正對面積發(fā)生變更,S=πr2θ2π=r22θ,又C=εrS4π4.傳感器是一種采集信息的重要器件,右圖是一種測定壓力的電容式傳感器,當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片的電極上時,以下說法正確的是()①若F向上壓膜片電極,電路中有從a到b的電流。②若F向上壓膜片電極,電路中有從b到a的電流。③若F向上壓膜片電極,電路中不會出現(xiàn)電流。④若電流表有示數(shù),則說明壓力F發(fā)生變更。⑤若電流表有示數(shù),則說明壓力F不發(fā)生變更。A.②④ B.①④C.③⑤ D.①⑤答案:A解析:當(dāng)F向上壓膜片電極時,電容器兩板間距離變小,電容增大,因電容器兩板間電壓不變,由Q=CU可知,電容器被充電,電路中有從b到a的電流,①③錯誤,②正確。只要電流表有示數(shù),就說明電路中有電流,而電流正是由于電容器的電容發(fā)生變更所引起的,故可知壓力F發(fā)生變更,④正確,⑤錯誤。5.有些半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的阻值隨所受壓力的增大而減小,有位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用此種電阻應(yīng)變片推斷升降機(jī)運(yùn)動狀態(tài)的裝置,其工作原理如圖所示。將電阻應(yīng)變片固定在升降機(jī)底板上,其上放置一個物塊,在升降機(jī)運(yùn)動過程的某一段時間內(nèi),發(fā)覺電流表的示數(shù)I不變,且I大于升降機(jī)靜止時電流表的示數(shù)I0。在這段時間內(nèi)()A.升降機(jī)可能勻減速下降B.升降機(jī)肯定勻減速下降C.升降機(jī)可能勻加速下降D.升降機(jī)肯定勻加速下降答案:C解析:設(shè)升降機(jī)勻加速下降,則重力mg大于壓力FN,即壓力FN變小,電阻應(yīng)變片阻值變大,R總增大,由I總=ER總,知I總變小,知U外=E-I總r變大,電流表讀數(shù)變大;升降機(jī)也可能勻減速上升,故選項(xiàng)A、B、D錯誤6.下圖為用電源、電磁繼電器、滑動變阻器、綠燈泡、小電鈴、負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻、開關(guān)、導(dǎo)線等組成的一個高溫報(bào)警器電路圖,要求正常狀況綠燈亮,有險(xiǎn)情時電鈴報(bào)警,則圖中的甲、乙、丙分別是()A.小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻、綠燈泡B.半導(dǎo)體熱敏電阻、小電鈴、綠燈泡C.綠燈泡、小電鈴、半導(dǎo)體熱敏電阻D.半導(dǎo)體熱敏電阻、綠燈泡、小電鈴答案:B解析:甲的回路應(yīng)為限制電路,甲是半導(dǎo)體熱敏電阻;溫度上升時,電阻變小,電流變大,繼電器工作,觸頭被吸下,乙被接通應(yīng)報(bào)警,即乙是小電鈴;平常時,丙導(dǎo)通,丙應(yīng)是綠燈泡,即選項(xiàng)B正確。7.如圖所示,用兩種不同的金屬絲組成的一個回路,觸點(diǎn)1插在熱水中,觸點(diǎn)2插在冷水中,電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),這就是溫差發(fā)電現(xiàn)象。下列有關(guān)溫差發(fā)電現(xiàn)象的說法不正確的是()A.該試驗(yàn)符合能量守恒定律B.該試驗(yàn)中有部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電路的電能C.該試驗(yàn)中熱水的溫度降低,冷水的溫度上升D.該試驗(yàn)中熱水的溫度降低,冷水的溫度不變更答案:D解析:該試驗(yàn)遵循能量守恒定律,最終將達(dá)到熱平衡,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能,熱水溫度降低,冷水溫度上升。8.一些學(xué)校為了保證教室照明條件,采納智能照明系統(tǒng),在自然光不足時接通電源啟動日光燈。而在自然光足夠時,自動關(guān)閉日光燈。其原理圖如圖所示,R為一光敏電阻,L為一帶鐵芯的螺線管,在螺線管上方有一用細(xì)彈簧系著的輕質(zhì)銜鐵,一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉(zhuǎn)動,另一端用一絕緣棒連接一動觸頭。有關(guān)這個智能照明系統(tǒng)的工作原理描述正確的是()A.光照越強(qiáng),光敏電阻阻值越大,銜鐵被吸引下來B.在光線不足時,光敏電阻阻值變大,電流減小,銜鐵被彈簧拉上去,日光燈接通C.上面兩接線柱和日光燈電路連接D.下面兩接線柱和日光燈電路連接答案:BC解析:由光敏電阻的特性可知,光照越強(qiáng),電阻越小,電流越大,所以選項(xiàng)A錯誤,B正確。上面兩接線柱應(yīng)接日光燈電路,所以選項(xiàng)C正確,D錯誤。9.下圖為用熱敏電阻RT和電磁鐵L等組成的一個簡潔的恒溫限制電路,其中熱敏電阻的阻值會隨溫度的上升而減小。電源甲與電磁鐵、熱敏電阻等組成限制電路,電源乙與恒溫箱加熱器(圖中未畫出)相連接。則()A.當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值時,銜鐵P將會被吸下B.當(dāng)溫度上升到某一數(shù)值時,銜鐵P將會被吸下C.工作時,應(yīng)當(dāng)把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端D.工作時,應(yīng)當(dāng)把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端答案:BD解析:溫度上升時,熱敏電阻阻值減小,電流增大,電磁鐵磁性增加,將銜鐵P吸下,選項(xiàng)B正確。溫度低時,要求加熱器工作,所以加熱器應(yīng)接在A、B端,選項(xiàng)D正確。10.某同學(xué)在試驗(yàn)室里熟識各種儀器的運(yùn)用。他將一條形磁鐵放在水平轉(zhuǎn)盤上,如圖甲所示,磁鐵可隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動,另將一磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器固定在轉(zhuǎn)盤旁邊。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(及磁鐵)轉(zhuǎn)動時,引起磁感應(yīng)強(qiáng)度測量值周期性地變更,該變更的周期與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動周期一樣。經(jīng)過操作,該同學(xué)在計(jì)算機(jī)上得到了如圖乙所示的圖像。甲乙該同學(xué)揣測磁感應(yīng)強(qiáng)度傳感器內(nèi)有一線圈,當(dāng)測得磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時就是穿過線圈的磁通量最大時,依據(jù)這種揣測()A.在t=0.1s時刻,線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變更B.在t=0.15s時刻,線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變更C.在t=0.1s時刻,線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小達(dá)到了最大值D.在t=0.15s時刻,線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小達(dá)到了最大值答案:AC解析:傳感器內(nèi)線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度如題圖乙所示,在圖乙中斜率既能反映線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向變更,又能反映感應(yīng)電流的大小變更。t=0.1s時刻,斜率最大,線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小達(dá)到了最大值,并且產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向發(fā)生了變更,所以選項(xiàng)A、C正確。同理可知t=0.15s時刻線圈內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向變更及大小變更狀況,選項(xiàng)B、D錯誤。二、填空題(共2小題,共18分)11.(9分)太陽能是一種清潔、“綠色”能源。在我國舉辦的世博會上,大量利用了太陽能電池。太陽能電池在有光照時,可以將光能轉(zhuǎn)化為電能,在沒有光照時,可以視為一個電學(xué)器件。某試驗(yàn)小組依據(jù)測繪小燈泡伏安特性曲線的試驗(yàn)方法,探究一個太陽能電池在沒有光照時(沒有儲存電能)的I-U特性。所用的器材包括:太陽能電池,電源E,電流表A,電壓表V,滑動變阻器R,開關(guān)S及導(dǎo)線若干。(1)為了達(dá)到上述目的,請將圖甲連成一個完整的試驗(yàn)電路圖。(2)該試驗(yàn)小組依據(jù)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),描點(diǎn)繪出了如圖乙的I-U圖像。由圖可知,當(dāng)電壓小于2.00V時,太陽能電池的電阻(選填“很大”或“很小”);當(dāng)電壓為2.80V時,太陽能電池的電阻約為Ω。

答案:(1)連線如圖(2)很大1.0×103(966或1037也對)解析:(1)探究I-U特性時須要多組數(shù)據(jù),故滑動變阻器應(yīng)采納分壓接法。連線見答案。(2)依據(jù)R=UI,結(jié)合I-U圖可知U<2.00V時R很大;U=2.80V時R=2.802.8×10-3Ω12.(9分)圖甲是某同學(xué)探究熱敏電阻阻值隨溫度的變更規(guī)律時設(shè)計(jì)的電路圖。(1)依據(jù)電路圖,在圖乙的實(shí)物上連線。甲乙(2)通過試驗(yàn),他得到了該熱敏電阻的伏安特性曲線如圖丙所示,由圖可知,熱敏電阻的阻值隨溫度的上升而。

丙丁(3)他將這個熱敏電阻接入如圖丁所示的電路中,已知電源電壓為9V,內(nèi)阻不計(jì),R1=30Ω,內(nèi)阻不計(jì)的毫安表讀數(shù)為500mA,則R2的阻值為。

答案:(1)連接實(shí)物圖如圖所示(2)減小(3)25Ω解析:(2)由熱敏電阻的伏安特性曲線可知,隨電流、電壓的增大(即功率增大,溫度上升),圖線上點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率也增大,因此電阻阻值減小。(3)電源內(nèi)阻不計(jì),則通過R1的電流I1=ER1=930A=300mA,通過R2和R的電流I2=IA-I1=500mA-300mA=200mA,由R的伏安特性曲線可以讀出,當(dāng)I2=200mA時,R兩端的電壓U=4V,則R2兩端的電壓U2=E-U=5V,所以R2=三、論述計(jì)算題(共4小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最終答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13.(8分)在開展探討性學(xué)習(xí)的過程中,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個利用線圈測量轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的裝置(如圖所示)。在輪子的邊緣貼上一小磁鐵,將小線圈靠近輪邊放置,接上數(shù)據(jù)采集器和電腦(DIS試驗(yàn)器材)。已知小線圈的面積為S,匝數(shù)為N,回路的總電阻為R,小磁鐵旁邊的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值為B。試驗(yàn)發(fā)覺,輪子轉(zhuǎn)過θ弧度時,小線圈處的磁感應(yīng)強(qiáng)度由最大值變?yōu)榱?。他說:“只要測得此過程感應(yīng)電流的平均值I,就可以求得轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的大小。”請你運(yùn)用所學(xué)的學(xué)問推證該同學(xué)的推斷是否正確,假如正確,請推導(dǎo)出轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的表達(dá)式;假如不正確,請說明理由。答案:設(shè)轉(zhuǎn)輪的角速度、轉(zhuǎn)速分別為ω和n。輪子轉(zhuǎn)過θ角度所需時間為Δt,穿過線圈的磁通量的變更量為ΔΦ,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的平均值為E。依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=N由閉合電路歐姆定律,感應(yīng)電流的平均值I=E又Δt=θω,n=ω2π,解得由解得的結(jié)果看,該同學(xué)的推斷是正確的。14.(12分)有一種測量壓力的電子秤,其原理圖如圖所示。E是內(nèi)阻不計(jì)、電動勢為6V的電源;R0是一個阻值為300Ω的限流電阻;G是由志向電流表改裝成的指針式測力顯示器;R是一個壓力傳感器,其阻值可隨壓力大小變更而變更,其關(guān)系如下表所示;C是一個用來愛護(hù)顯示器的電容器。秤臺的重力忽視不計(jì)。壓力F/N050100150200250300…電阻R/Ω300280260240220200180…(1)利用表中的數(shù)據(jù)寫出電阻R隨壓力F變更的函數(shù)式。(2)若電容器的耐壓值為5V,該電子秤的最大稱量值為多少?(3)假如把電流表中電流的刻度變換成壓力刻度,則該測力顯示器的刻度是否勻稱?答案:(1)R=(300-0.4F)Ω(2)600N(3)不勻稱解析:(1)由表中數(shù)據(jù)可知k=ΔRΔF=所以電阻R隨壓力F變更的函數(shù)表達(dá)式為R=(300-0.4F)Ω。(2)R上受到的壓力越大,R的阻值越小,電容器兩端電壓越大,但不能超過5V,所以5V6V=R0R0+R,解得R的最小值R=60Ω,又因?yàn)镽=(300-0(3)電流表中的電流I=ER0+R=E600-0.15.(12分)小明依據(jù)所學(xué)的電學(xué)學(xué)問,想設(shè)計(jì)一個汽車超載自動報(bào)警電路。他查閱了相關(guān)資料了解到電阻應(yīng)變片是阻值隨壓力變更而變更的元件,并了解到電阻應(yīng)變片在生活中的一種應(yīng)用——力傳感器。力傳感器受到的壓力越大,輸出的電壓就越大,用它可以稱量汽車的重力。某力傳感器輸出電壓與壓力的關(guān)系如下表所示。壓力/(105N)01.22.43.64.86.0輸出電壓/V012345小明利用該力傳感器和電阻箱R'(最大電阻999.9Ω)及部分其他器材設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路,閉合開關(guān)S,當(dāng)線圈中電流大于或等于20mA時,電磁繼電器的銜鐵被吸合。已知繼電器線圈的電阻為25Ω,繼電器電路的電源電壓由傳感器的輸出電壓U供應(yīng)。(假設(shè)U不受繼電器電路影響)(1)依據(jù)表格中數(shù)據(jù),請?jiān)趫D乙給定的坐標(biāo)系中描繪出力傳感器的輸出電壓隨壓力變更的圖像。(2)當(dāng)壓力增大到肯定程度時,電鈴報(bào)警,說明汽車超載,則圖甲中電鈴應(yīng)接在(選填“A、B”或“C、D”)兩端。

(3)小明希望壓力大于或等于2.4×105N時,啟動報(bào)警系統(tǒng),則電阻箱R'的電阻應(yīng)調(diào)整到多大?(4)要使該裝置報(bào)警,汽車的最小重力為多少?答案:(1)如圖所示(2)C、D(3)75Ω(4)6×104N解析:(1)橫坐標(biāo)表示壓力,縱坐標(biāo)表示輸出電壓,對應(yīng)表中數(shù)據(jù),繪制圖像。(2)當(dāng)壓力增大到肯定程度時,力傳感器輸出電壓達(dá)到肯定數(shù)值,線圈中電流大于或等于20mA時,電磁繼電器的銜鐵被吸合,C、D間的電路就會被接通,因此電鈴應(yīng)接在C、D之間。(3)由表格可知,當(dāng)壓力為2.4×105N時,輸出電壓U=2V,使電磁繼電器銜鐵閉合的最小電流I=20mA=0.02A,所以此時電路的總電阻R總=UI=又因?yàn)槔^電器線圈的電阻R線=25Ω所以電阻箱接入電路的阻值R'=R總-R線=100Ω-25Ω=75Ω。(4)使電磁繼電器銜鐵閉合的最小電流I=20mA=0.02A電磁繼電器線圈的電阻R線=25ΩU小=IR