2023高中物理第五章傳感器質(zhì)量評(píng)估新人教版選擇性

第五章質(zhì)量評(píng)估(時(shí)間:75分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的.1.右圖為一測(cè)定液面高低的傳感器原理示意圖,A為固定的導(dǎo)體芯,B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì),C為導(dǎo)電液體,把傳感器接到圖示電路中,已知靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向相同.若發(fā)現(xiàn)指針正向右偏轉(zhuǎn),則導(dǎo)電液體的深度h變化為 ()A.h正在減小B.h正在增大C.h不變D.無法確定解析:指針正向右偏轉(zhuǎn),表明電流正由左方向右方流動(dòng),也進(jìn)一步說明該電容器正在放電.由于電容器始終與電源相連,所以電容器的電壓不變,根據(jù)電容的公式C=QU可知電容器的電容變小,再根據(jù)平行板電容器的電容公式C=εrS4πkd,改變深度h答案:A2.力敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,有位同學(xué)利用力敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,其工作原理如圖甲所示,將力敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上,中間放置一個(gè)絕緣球.在小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過程中,電流表示數(shù)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,下列判斷正確的是 ()甲乙A.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.從t1到t2時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.從t2到t3時(shí)間內(nèi),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析:從題圖乙可以看出,在t1到t2時(shí)間內(nèi),電流表示數(shù)逐漸增大,說明力敏電阻的阻值逐漸減小,力敏電阻受到球的壓力逐漸增大,小車的加速度逐漸增大,故小車做變加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤.在t2到t3時(shí)間內(nèi),電流表示數(shù)不變,說明球?qū)αγ綦娮璧膲毫Σ蛔?故小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案:D3.計(jì)算機(jī)鍵盤是由兩片金屬切片組成的小電容器,該電容器的電容可用公式C=εrSd計(jì)算,式中εr=9×1012F/m,S為兩金屬切片的正對(duì)面積,d表示兩金屬切片的間距.當(dāng)鍵被按下時(shí),此電容器的電容發(fā)生變化,與之相連的電子線路就能檢測(cè)出是哪個(gè)鍵被按下了,從而給出相應(yīng)的信號(hào).設(shè)每對(duì)金屬切片的正對(duì)面積為50mm20.25pF,電子線路恰能檢測(cè)出必要的信號(hào),則鍵至少需要被按下 ()A.0.15mm B.0.25mm C.0.35mm D.0.45mm解析:由題給公式可知,鍵未被按下時(shí)電容C0=εrSd=9×1恰能檢測(cè)出信號(hào)時(shí)的電容C'=C0+ΔC=(0.75+0.25)pF=4C故d'=3d4,Δd=d4所以選項(xiàng)A正確.答案:A4.右圖是自動(dòng)調(diào)溫式電熨斗原理示意圖,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.常溫時(shí)上下觸點(diǎn)是接觸的B.雙金屬片溫度升高時(shí),上金屬片形變較大,雙金屬片將向下彎曲C.原來溫度達(dá)到80℃時(shí)斷開電源,現(xiàn)要求溫度達(dá)到60℃時(shí)斷開電源,應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下調(diào)一些D.由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)換為熨燙棉麻衣物狀態(tài),應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些解析:常溫工作時(shí),上下觸點(diǎn)是接通的,當(dāng)溫度升高時(shí),上層金屬片形變大,向下彎曲,切斷電源.由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)換為熨燙棉麻衣物狀態(tài)時(shí),溫度要升高,應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些.選項(xiàng)A、B、D說法正確,選項(xiàng)C說法錯(cuò)誤.答案:C5.如圖所示,R3是光敏電阻(光照增強(qiáng)時(shí)電阻變小),當(dāng)開關(guān)S閉合后,在沒有光照射時(shí),a、b兩點(diǎn)等電勢(shì).當(dāng)用光照射電阻R3時(shí),則 ()A.a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)B.a點(diǎn)電勢(shì)低于b點(diǎn)電勢(shì)C.a點(diǎn)電勢(shì)等于b點(diǎn)電勢(shì)D.a點(diǎn)電勢(shì)和b點(diǎn)電勢(shì)的大小無法比較解析:R3是光敏電阻,當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)電阻變小,R3兩端電壓減小,故a點(diǎn)電勢(shì)升高,因其他電阻的阻值不變,所以a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì).答案:A6.研究發(fā)現(xiàn)巨磁電阻(GMR)的阻值隨所處空間磁場(chǎng)的增強(qiáng)而增大,在圖示電路中,閉合開關(guān)S1和S2,在滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí) ()甲乙A.L1、L2都變暗B.L1、L2都變亮C.L1變暗,L2變亮D.L1變亮,L2變暗解析:當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí),電磁鐵中的電流減小,磁性減弱,巨磁電阻的阻值減小,乙中閉合電路的外電路電阻變小,外電壓變小,L2中的電流變小,因此燈L2變暗;總電流變大,因此L1中的電流變大,L1變亮,選項(xiàng)D正確.答案:D7.電容式話筒的保真度比動(dòng)圈式話筒的好,其工作原理如圖所示.Q是絕緣支架,薄金屬膜M和固定電極N構(gòu)成一個(gè)電容器,與直流電源相連.當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí),電容器電容發(fā)生變化,電路中形成變化的電流.在膜片向右運(yùn)動(dòng)的過程中,有 ()A.電容不變B.電容變小C.導(dǎo)線AB中有向左的電流D.導(dǎo)線AB中有向右的電流解析:膜片向右運(yùn)動(dòng),電容器極板之間的距離d減小,由C=εrS4π答案:C二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分.8.如圖所示,Rt為金屬熱電阻,R1為光敏電阻,R2和R3均為定值電阻,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,V為理想電壓表,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,可能的原因是 ()A.金屬熱電阻溫度升高,其他條件不變B.金屬熱電阻溫度降低,其他條件不變C.光照增強(qiáng),其他條件不變D.光照減弱,其他條件不變解析:電壓表示數(shù)增大,而R3為定值電阻,說明通過R3的電流增大,由電路結(jié)構(gòu)可知,這可能是由Rt減小或R1增大引起的,由金屬熱電阻和光敏電阻特性知,可能是由溫度降低或光照減弱引起的,故選項(xiàng)B、D正確,選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤.答案:BD9.振弦型頻率傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,它由鋼弦和永磁體兩部分組成,鋼弦上端用固定夾塊夾緊,下端的夾塊與一膜片相連接,且夾塊始終對(duì)膜片有壓力.弦上的彈力越大,弦的固有頻率越大.這種裝置可以從線圈輸出電壓的頻率確定膜片處壓力的變化.下列說法正確的是 ()A.當(dāng)軟鐵塊與磁體靠近時(shí),a端電勢(shì)高B.當(dāng)軟鐵塊與磁體靠近時(shí),b端電勢(shì)高C.膜上的壓力較小時(shí),線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率高D.膜上的壓力較大時(shí),線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率高解析:當(dāng)軟鐵塊靠近磁體時(shí),軟鐵塊被磁化,線圈中的磁通量增加,根據(jù)楞次定律可得,b端電勢(shì)比a端電勢(shì)高,選項(xiàng)B正確.膜上壓力越小時(shí),鋼弦上的彈力越大,振動(dòng)頻率越高,線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率越高,選項(xiàng)C正確.答案:BC10.為了鍛煉身體,小明利用所學(xué)物理知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)電子拉力器,右圖是其原理圖.輕質(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)),彈簧的勁度系數(shù)為100N/cm.定值電阻R0=5Ω,ab是一根長(zhǎng)為5cm的均勻電阻絲,阻值R1=25Ω,電源輸出電壓恒為U=3V,電源內(nèi)阻不計(jì),理想電流表的量程為0~0.6A.當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí),滑片P處于a端.下列關(guān)于這個(gè)電路的說法正確的是 ()A.小明在電路中連入R0的目的是保護(hù)電路B.當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí),閉合開關(guān)后電流表的讀數(shù)為0.1AC.當(dāng)拉環(huán)所受拉力為400N時(shí),電流表指針指在0.3A處D.當(dāng)拉環(huán)所受拉力為400N時(shí),電流表指針指在0.5A處解析:若電路無電阻R0,當(dāng)金屬滑片P在b端時(shí),則電源短路,因此R0起保護(hù)電路作用,選項(xiàng)A正確.當(dāng)拉環(huán)不受力時(shí),滑片P在a端,由閉合電路歐姆定律得,I=UR0+R1=0.1A,故選項(xiàng)B正確.當(dāng)拉環(huán)所受拉力為400N時(shí),由F=k4cm,R1接入電路的電阻R=5Ω,由閉合電路歐姆定律得,I'=UR0+答案:ABC三、非選擇題:共54分.11.(8分)目前有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的控制,使用的是一種延時(shí)開關(guān),該延時(shí)開關(guān)的簡(jiǎn)化電路如圖所示.圖中D是紅色發(fā)光二極管(只要有很小的電流通過就能使其發(fā)出紅色亮光),R為限流電阻,K為按鈕式開關(guān),虛線框內(nèi)S表示延時(shí)開關(guān)電路,當(dāng)按下K接通電路瞬間,延時(shí)開關(guān)觸發(fā),相當(dāng)于S閉合,這時(shí)釋放K后,延時(shí)開關(guān)S約在1min后斷開,燈泡熄滅.按鈕開關(guān)K按下前,發(fā)光二極管是(選填“發(fā)光的”或“熄滅的”),按鈕開關(guān)K按下再釋放后,燈泡L發(fā)光持續(xù)時(shí)間約min.這一過程中發(fā)光二極管是(選填“發(fā)光的”或“熄滅的”).限流電阻R的阻值和燈絲電阻RL相比,應(yīng)滿足RRL的條件.

解析:開關(guān)K按下前,S斷開,有電流經(jīng)過發(fā)光二極管,故發(fā)光二極管是發(fā)光的.當(dāng)按下開關(guān)K后,延時(shí)開關(guān)S閉合,二極管和R被短接,二極管不發(fā)光.按鈕開關(guān)K按下再釋放后,由于延時(shí)開關(guān)S約1min后斷開,燈泡L能持續(xù)發(fā)光約1min.由于R為限流電阻,且發(fā)光二極管只要有很小的電流通過就能發(fā)光,故應(yīng)滿足R?RL.答案:發(fā)光的1熄滅的?12.(10分)圖甲是某同學(xué)探究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律時(shí)設(shè)計(jì)的電路圖.甲乙(1)根據(jù)電路圖,用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中實(shí)物圖連接起來.(2)通過實(shí)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升高而.

丙丁(3)他將這個(gè)熱敏電阻接入如圖丁所示的電路中,已知電源電壓為9V,R1=30Ω,內(nèi)阻不計(jì)的電流表讀數(shù)為0.5A,則R2的阻值為.

解析:(1)根據(jù)電路圖依次連接實(shí)物圖.(2)由熱敏電阻的伏安特性曲線可知,隨電流、電壓的增大,熱敏電阻的電功率增大,溫度升高,曲線上的點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率增大,因此熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小.(3)電流表內(nèi)阻不計(jì),則通過R1的電流I1=ER通過R2和R的電流I2=IAI1=0.2A,由R的伏安特性曲線可以讀出,當(dāng)I2=0.2A時(shí),R兩端的電壓為U=4V,則R2兩端的電壓U2=EU=5V,所以R2=U2I2=答案:(1)如圖所示.(2)減小(3)25Ω13.(10分)有一種角速度計(jì)可以測(cè)量航天器的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度,其結(jié)構(gòu)如圖所示,角速度計(jì)固定在待測(cè)裝置上,元件A可在光滑桿上滑動(dòng),靜止時(shí),電壓輸出剛好為0.當(dāng)裝置繞豎直軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),元件A在光滑桿上發(fā)生位移并輸出電壓信號(hào),成為航天器制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源.已知A的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k,自然長(zhǎng)度為l0,電源的電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),滑動(dòng)變阻器B總長(zhǎng)度為l,當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),求電壓表示數(shù)U與ω的函數(shù)關(guān)系.解析:當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),對(duì)元件A,彈簧彈力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為kx=mω2(l0+x);電壓表的讀數(shù)U=Exl;解得U與ωU=mω當(dāng)x=l時(shí),U=E,ω=klm(l0+答案:U=m14.(12分)電熱毯、電飯鍋等是人們常用的電熱式家用電器,它們一般具有加熱和保溫功能,其工作原理大致相同.下圖為某種電熱式電器的簡(jiǎn)化電路圖,主要元件有電阻絲R1、R2和自動(dòng)開關(guān)S.(1)當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S閉合和斷開時(shí),用電器分別處于什么狀態(tài)?(2)用電器由照明電路供電(U=220V),設(shè)加熱時(shí)用電器的電功率為400W,保溫時(shí)用電器的電功率為40W,則R1和R2分別為多大?解析:(1)當(dāng)S閉合時(shí),R2被短接,此時(shí)電路總電阻最小,由P=U2R知,電功率最大,用電器處于加熱狀態(tài);當(dāng)S斷開時(shí),R1、R2(2)S閉合時(shí),用電器處于加熱狀態(tài)有P=U2S斷開時(shí),用電器處于保溫狀態(tài)有P'=U2聯(lián)立各式得R1=121Ω,R2=1089Ω.答案:(1)S閉合時(shí),用電器處于加熱狀態(tài);S斷開時(shí),用電器處于保溫狀態(tài).(2)121Ω1089Ω15.(14分)圖甲是一種自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置示意圖.其中R是滑動(dòng)變阻器,阻值范圍是0~100Ω,它的金屬滑片是杠桿的一端;油量表是由電流表改裝而成的,實(shí)際是量程為0~0.6A的電流表,從指針?biāo)傅目潭瓤芍拖鋬?nèi)油面的高度;R'為校準(zhǔn)電阻.已知電源電壓為12V,內(nèi)阻不計(jì),油箱空和油箱油滿時(shí)金屬滑片恰好分別在滑動(dòng)變阻器的兩端點(diǎn)a、b處.(1)當(dāng)油箱油滿時(shí),電流表示數(shù)恰好為滿偏刻度0.6A,求校準(zhǔn)電阻R'的阻值和油箱空時(shí)電流表的示數(shù).(2)若將電流表改換為電壓表,用電壓表的示數(shù)顯示油箱內(nèi)油面的高度,要求油面上升時(shí)電壓表的讀數(shù)增大,請(qǐng)將電壓表V畫在圖乙中,并標(biāo)明電壓表的“+”“”接線柱.若改裝后電路中校準(zhǔn)電阻的阻值不變,求電