2025年高考物理復(fù)習(xí)熱搜題速遞之傳感器（2024年7月）

第1頁（共1頁）2025年高考物理復(fù)習(xí)熱搜題速遞之傳感器（2024年7月）一．選擇題（共10小題）1．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖（a）所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運(yùn)動過程中，電流表示數(shù)如圖（b）所示，下列判斷正確的是（）A．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動 B．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動 C．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動 D．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動2．如圖所示為一種常見的身高體重測量儀。測量儀頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波，超聲波經(jīng)反射后返回，被測量儀接收，測量儀記錄發(fā)射和接收的時間間隔。質(zhì)量為M0的測重臺置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當(dāng)測重臺沒有站人時，測量儀記錄的時間間隔為t0，輸出電壓為U0，某同學(xué)站上測重臺，測量儀記錄的時間間隔為t，輸出電壓為U，則該同學(xué)的身高和質(zhì)量分別為（）A．v（t0﹣t），M0UB．12v（t0﹣t），M0C．v（t0﹣t），M0U0（U﹣UD．12v（t0﹣t），M0U0（U3．圖1是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下板為待測物體，在兩極板間電壓恒定的條件下，極板上所帶電量Q將隨待測物體的上下運(yùn)動而變化，若Q隨時間t的變化關(guān)系為Q=bt+a（a、b為大于零的常數(shù)），其圖象圖2所示，那么圖3、圖4中反映極板間場強(qiáng)大小E和物體速率A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④4．某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計(jì)水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的R1和R2，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)a、b兩端的電壓大于U1時，控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警；當(dāng)a、b兩端的電壓小于U2（U1、U2為定值）時，控制開關(guān)自動開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是（）A．U1＜U2 B．R2為壓力傳感器 C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時的水位越低 D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時的水位越高5．監(jiān)控系統(tǒng)控制電路如圖所示，電鍵S閉合時，系統(tǒng)白天和晚上都工作；電鍵S斷開時，系統(tǒng)僅晚上工作。在電路中虛框處分別接入光敏電阻（受光照時阻值減?。┖投ㄖ惦娮?，則電路中（）A．C是“與門”，A是光敏電阻 B．C是“與門”，B是光敏電阻 C．C是“或門”，A是光敏電阻 D．C是“或門”，B是光敏電阻6．傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件。如圖所示，乙、丙是兩種常見的電容式傳感器，現(xiàn)將乙、丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏），下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（）A．當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若F變小，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn) B．當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若F變大，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn) C．當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若液體深度h變大，則電流表指針向左偏 D．當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若液體深度h變小，則電流表指針向左偏7．下列應(yīng)用了溫度傳感器的是（）A．商場里的自動玻璃門 B．夜間自動打開的路燈 C．自動恒溫冰箱 D．樓梯口的夜間有聲音時就亮的燈8．2007年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”．基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用．在下列有關(guān)其它電阻應(yīng)用的說法中．錯誤的是（）A．熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中 B．光敏電阻是一種光電傳感器 C．電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中 D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用9．關(guān)于傳感器工作的一般流程，下列說法中正確的是（）A．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量→轉(zhuǎn)換元件 B．電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→非電學(xué)量 C．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量 D．非電學(xué)量→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→敏感元件→電學(xué)量10．關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（）A．霍爾元件能把光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量 B．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的 C．話筒中的傳感器將電信號轉(zhuǎn)化成聲音信號 D．傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的主要元件二．多選題（共5小題）（多選）11．某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成。當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路。僅考慮L1，在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有（）A．家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零 B．家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量不變 C．家庭電路發(fā)生短路時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起 D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起（多選）12．圖是測試熱敏電阻R的實(shí)驗(yàn)電路圖，滑動變阻器已調(diào)節(jié)到某一適當(dāng)?shù)闹担畬?shí)驗(yàn)中觀察到當(dāng)溫度升高時燈更亮．對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析正確的有（）A．溫度升高，電路中的電流減小 B．溫度升高，電路中的電流增大 C．溫度升高，熱敏電阻的阻值增大 D．溫度升高，熱敏電阻的阻值減?。ǘ噙x）13．美國科學(xué)家WillardS．Boyle與GeorgeE．Snith因電荷耦合器件（CCD）的重要發(fā)明獲得2009年度諾貝爾物理學(xué)獎．CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器．下列器件可作為傳感器的有（）A．發(fā)光二極管 B．熱敏電阻 C．霍爾元件 D．干電池（多選）14．電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器C和電阻R組成圖甲所示的回路，紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示，即現(xiàn)為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮?xí)r（）A．車輪停在感應(yīng)線上時，電阻R上有恒定電流 B．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器先充電后放電 C．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電阻R上的電流先增加后減小 D．汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，仍會被電子眼拍照（多選）15．如圖所示是火警報警裝置的一部分電路示意圖，其中R2是半導(dǎo)體熱敏傳感器，它的阻值隨溫度升高而減小，a、b接報警器，則（）A．R2處發(fā)生火情時，電流表示數(shù)變小 B．R2處發(fā)生火情時，電流表示數(shù)變大 C．當(dāng)a、b兩點(diǎn)間電壓顯著變大，報警器開始報警 D．當(dāng)a、b兩點(diǎn)間電壓顯著變小，報警器開始報警三．實(shí)驗(yàn)題（共1小題）16．傳感器是把非電學(xué)量（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用．有一種測量人體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R（電阻會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻），顯示體重大小的儀表A（實(shí)質(zhì)是理想的電流表）組成，壓力傳感器表面能承受的最大壓強(qiáng)為1×107Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示．設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V，請回答：壓力F/N0250500750100012501500…電阻R/Ω300270240210180150120…①把R寫成關(guān)于F的函數(shù)關(guān)系：R＝．②該秤零起點(diǎn)（即踏板空載時）的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤上示數(shù)為mA處．③如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20mA，這個人的體重是N．四．解答題（共4小題）17．一水平放置的圓盤繞豎直固定軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上沿半徑開有一條寬度為2mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對準(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)狹縫經(jīng)過激光器與傳感器之間時，傳感器接收到一個激光信號，并將其輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后畫出相應(yīng)圖線。圖（a）為該裝置示意圖，圖（b）為所接收的光信號隨時間變化的圖線，橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號強(qiáng)度，圖中Δt1＝1.0×10﹣3s，Δt2＝0.8×10﹣3s。（1）利用圖（b）中的數(shù)據(jù)求1s時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度；（2）說明激光器和傳感器沿半徑移動的方向；（3）求圖（b）中第三個激光信號的寬度Δt3。18．某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如圖所示。測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓。使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U．現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、電鍵及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請完成對該物體質(zhì)量的測量。（1）設(shè)計(jì)一個電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。（2）簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)k，并測出待測物體的質(zhì)量m。（3）請?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會出現(xiàn)的一個問題。19．青島奧運(yùn)會帆船賽場采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能．用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動控制．光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化，作為簡化模型，可以近似認(rèn)為，照射光較強(qiáng)（如白天）時電阻幾乎為0；照射光較弱（如黑天）時電阻接近于無窮大．利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑天打開．電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示．1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接．當(dāng)勵磁線圈中電流大于50mA時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點(diǎn)分離3、4斷開；電流小于50mA時，3、4接通．勵磁線圈中允許通過的最大電流為100mA．（1）利用以下器材設(shè)計(jì)一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖．光敏電阻R1，符號燈泡L，額定功率40W，額定電壓36V，符合保護(hù)電阻R2，符號電磁開關(guān)，符號蓄電池E，電壓36V，內(nèi)阻很??；開關(guān)S，導(dǎo)線若干．（2）回答下列問題．①如果勵磁線圈的電阻為200Ω，勵磁線圈允許加的最大電壓為V，保護(hù)電阻R2的阻值范圍為Ω．②在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油ǎ疄榇?，電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明．答：③任意舉出一個其它的電磁鐵應(yīng)用的例子．答：．20．光強(qiáng)傳感器對接收到的光信號會產(chǎn)生衰減，且對于不同波長的光衰減程度不同，可以用?表示衰減程度，其定義為輸出強(qiáng)度與輸入強(qiáng)度之比，?＝I出/I入，右圖表示?與波長λ之間的關(guān)系。當(dāng)用此傳感器分別接收A、B兩束光時，傳感器的輸出強(qiáng)度正好相同，已知A光的波長λA＝625nm，B光由λB1＝605nm和λB2＝665nm兩種單色光組成，且這兩種單色光的強(qiáng)度之比IB1：IB2＝2：3，由圖可知?A＝；A光強(qiáng)度與B光強(qiáng)度之比IA：IB＝。

2025年高考物理復(fù)習(xí)熱搜題速遞之傳感器（2024年7月）參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖（a）所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個絕緣重球。小車向右做直線運(yùn)動過程中，電流表示數(shù)如圖（b）所示，下列判斷正確的是（）A．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動 B．從t1到t2時間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動 C．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動 D．從t2到t3時間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動【考點(diǎn)】常見的傳感器及分類；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．【專題】壓軸題；恒定電流專題．【答案】D【分析】壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，而電流變大說明電阻變小，故電流變大說明壓力變大；反之，電流變小說明壓力變小；電流不變說明壓力不變?！窘獯稹拷猓篈、在t1～t2內(nèi)，I變大，阻值變小，壓力變大，小車做變加速運(yùn)動，故A錯誤；B、在t1～t2內(nèi)，I變大，阻值變小，壓力變大，小車做變加速運(yùn)動，故B錯誤；C、在t2～t3內(nèi)，I不變，壓力恒定，小車做勻加速直線運(yùn)動，故C錯錯誤；D、在t2～t3內(nèi)，I不變，壓力恒定，小車做勻加速直線運(yùn)動，故D正確；故選：D?！军c(diǎn)評】本題關(guān)鍵是根據(jù)電流變化情況判斷壓力變化情況，根據(jù)牛頓第二定律判斷加速度變化情況，從而判斷小車的可能運(yùn)動情況。2．如圖所示為一種常見的身高體重測量儀。測量儀頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波，超聲波經(jīng)反射后返回，被測量儀接收，測量儀記錄發(fā)射和接收的時間間隔。質(zhì)量為M0的測重臺置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當(dāng)測重臺沒有站人時，測量儀記錄的時間間隔為t0，輸出電壓為U0，某同學(xué)站上測重臺，測量儀記錄的時間間隔為t，輸出電壓為U，則該同學(xué)的身高和質(zhì)量分別為（）A．v（t0﹣t），M0UB．12v（t0﹣t），M0C．v（t0﹣t），M0U0（U﹣UD．12v（t0﹣t），M0U0（U【考點(diǎn)】常見的傳感器及分類．【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題．【答案】D【分析】由速度與時間可確定出距離，距離之差為人的高度；由輸出電壓與作用在其上的壓力成正比知U＝KG總，確定出K即可確定重力G，從而確定質(zhì)量?！窘獯稹拷猓焊叨龋篽=輸出電壓與作用在其上的壓力成正比知：U0＝KM0g又U＝K（M0+M）g由以上兩式可得：M=M0U0（U﹣U0），則故選：D?！军c(diǎn)評】求身高要注意取單程時間，求質(zhì)量要明確壓力等于重力。不難。3．圖1是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下板為待測物體，在兩極板間電壓恒定的條件下，極板上所帶電量Q將隨待測物體的上下運(yùn)動而變化，若Q隨時間t的變化關(guān)系為Q=bt+a（a、b為大于零的常數(shù)），其圖象圖2所示，那么圖3、圖4中反映極板間場強(qiáng)大小E和物體速率A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用；電容的概念與物理意義．【專題】壓軸題．【答案】C【分析】某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，隨待測物體的上下運(yùn)動而變化，導(dǎo)致間距變化，由于電壓恒定，電量在變化，所以其電容也在變化，從而判斷出電場強(qiáng)度的變化，再由Q隨時間t的變化關(guān)系為Q=b【解答】解：電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下板為待測物體，由Q＝CU、C=?S4πkd與E=Ud得：Q與C成正比，而C與d成反比，則E與則由Q與t關(guān)系可得，E與t的關(guān)系：選第②；Q隨時間t的變化關(guān)系為Q=bt+a又由于Q與d成反比，所以d與t成線性關(guān)系，再由d＝vt，可知，物體速率v故選：C。【點(diǎn)評】運(yùn)用各公式去尋找變量間的關(guān)系，最終得出正確答案．4．某同學(xué)利用壓力傳感器設(shè)計(jì)水庫水位預(yù)警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的R1和R2，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當(dāng)a、b兩端的電壓大于U1時，控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警；當(dāng)a、b兩端的電壓小于U2（U1、U2為定值）時，控制開關(guān)自動開啟高水位預(yù)警。下列說法正確的是（）A．U1＜U2 B．R2為壓力傳感器 C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預(yù)警時的水位越低 D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預(yù)警時的水位越高【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．【專題】定性思想；推理法；恒定電流專題；推理能力．【答案】C【分析】根據(jù)題目條件得出壓力傳感器的位置，結(jié)合壓力的大小關(guān)系分析出電壓的大小關(guān)系；根據(jù)電路構(gòu)造結(jié)合電阻的變化分析出水位預(yù)警的變化?！窘獯稹拷猓篈B、當(dāng)a、b兩端的電壓大于U1時，控制開關(guān)自動開啟低水位預(yù)警，說明R1為壓力傳感器。當(dāng)水位比較低時，R1的電阻比較大，則此時的電壓更大，即U1＞U2，故AB錯誤；CD、若定值電阻的阻值越大，則R1分到的電壓越小，所以開啟高水位預(yù)警時的水位越低，而開啟低水位預(yù)警時的水位越低，故C正確，D錯誤；故選：C。【點(diǎn)評】本題主要考查了閉合電路的歐姆定律，熟悉電路構(gòu)造的分析，理解壓力傳感器電阻的變化，熟悉串聯(lián)電路中的電阻兩端電壓的變化即可完成分析。5．監(jiān)控系統(tǒng)控制電路如圖所示，電鍵S閉合時，系統(tǒng)白天和晚上都工作；電鍵S斷開時，系統(tǒng)僅晚上工作。在電路中虛框處分別接入光敏電阻（受光照時阻值減?。┖投ㄖ惦娮?，則電路中（）A．C是“與門”，A是光敏電阻 B．C是“與門”，B是光敏電阻 C．C是“或門”，A是光敏電阻 D．C是“或門”，B是光敏電阻【考點(diǎn)】常見的傳感器及分類．【答案】D【分析】光線較暗，報警系統(tǒng)自動開始工作，光線不暗時不工作，此電路與光照有關(guān)；只要合上電鍵S，報警系統(tǒng)24小時都能工作，所以電鍵與定值電阻相連，兩個條件有一個滿足就工作，所以是或門【解答】解：由題意可知：S斷開時報警系統(tǒng)自動開始工作，光線不暗時不工作，所以滑動變阻器與光敏電阻相連；S閉合時，報警系統(tǒng)24小時都能工作，所以電鍵應(yīng)與定值電阻相連，兩個條件有一個滿足就工作，所以是或門。電路圖如圖所示：故選：D?！军c(diǎn)評】傳感器在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越廣泛，要注意掌握分析電路并能正確掌握對應(yīng)的邏輯關(guān)系。6．傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件。如圖所示，乙、丙是兩種常見的電容式傳感器，現(xiàn)將乙、丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏），下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中正確的是（）A．當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若F變小，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn) B．當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若F變大，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn) C．當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若液體深度h變大，則電流表指針向左偏 D．當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若液體深度h變小，則電流表指針向左偏【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用；常見的傳感器及分類．【專題】定性思想；推理法；電容器專題；實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ敬鸢浮緿【分析】根據(jù)電容的決定式分析F、h與電容器所帶電量的關(guān)系，分析電路中電流的方向，判斷電流表指針偏轉(zhuǎn)方向?！窘獯稹拷猓篈、當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若F變小，電容器兩極板間的距離增大，根據(jù)電容的決定式C=?S4πkd得知，電容減小，而電壓不變，則由Q＝B、當(dāng)乙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若F變大，電容器兩極板間的距離減小，根據(jù)電容的決定式C=?S4πkd得知，電容增大，而電壓不變，則由Q＝C、當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若導(dǎo)電溶液深度h變大，兩電極正對面積增大，電容增大，而電壓不變，則電容器充電，電路中有逆時針方向的電流，則電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；D、當(dāng)丙傳感器接入電路實(shí)驗(yàn)時，若導(dǎo)電溶液深度h變小，兩電極正對面積減小，電容減小，而電壓不變，則電容器放電，電路中有順時針方向的電流，則電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，故D正確。故選：D。【點(diǎn)評】本題是電容器的動態(tài)變化分析問題，根據(jù)電容的決定式和定義式結(jié)合進(jìn)行分析。7．下列應(yīng)用了溫度傳感器的是（）A．商場里的自動玻璃門 B．夜間自動打開的路燈 C．自動恒溫冰箱 D．樓梯口的夜間有聲音時就亮的燈【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用．【答案】C【分析】傳感器是把溫度、力、聲音等非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量．【解答】解：A、商場里的自動玻璃門是應(yīng)用了紅外線傳感器，A錯誤；B、夜間自動打開的路燈是利用了光傳感器，B錯誤；C、自動恒溫冰箱是利用了溫度傳感器，C正確；D、夜間有聲音時就亮的樓梯燈是利用了聲音傳感器，D錯誤；故選：C?！军c(diǎn)評】傳感器是把非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置，要了解一些常見自動控制設(shè)備的原理．8．2007年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”．基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用．在下列有關(guān)其它電阻應(yīng)用的說法中．錯誤的是（）A．熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中 B．光敏電阻是一種光電傳感器 C．電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中 D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．【專題】恒定電流專題．【答案】D【分析】根據(jù)熱敏電阻、光敏電阻的特性分析各傳感器，電阻通過電流時能發(fā)熱，電阻對任何電流都阻礙．【解答】解：A、熱敏電阻的原理是通過已知某電阻的電阻值與溫度的函數(shù)關(guān)系，測得該熱敏電阻的值即可獲取溫度，從而應(yīng)用于溫度測控裝置中，A說法正確；B、光敏電阻是將光信號與電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的傳感器，B說法正確；C、電阻絲通過電流會產(chǎn)生熱效應(yīng)，可應(yīng)用于電熱設(shè)備中，C說法正確；D、電阻對直流和交流均起到阻礙的作用，D說法錯誤。故選：D?！军c(diǎn)評】考查基本物理常識，應(yīng)根據(jù)具體的題目分析具體的原因．9．關(guān)于傳感器工作的一般流程，下列說法中正確的是（）A．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量→轉(zhuǎn)換元件 B．電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→非電學(xué)量 C．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量 D．非電學(xué)量→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→敏感元件→電學(xué)量【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用．【專題】理解能力．【答案】C【分析】傳感器作為一種將其它形式的信號與電信號之間的轉(zhuǎn)換裝置，在我們的日常生活中得到了廣泛應(yīng)用，不同傳感器所轉(zhuǎn)換的信號對象不同，我們應(yīng)就它的具體原理進(jìn)行分析?！窘獯稹拷猓簜鞲衅饕欢ㄊ峭ㄟ^非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量來傳遞信號的，傳感器工作的一般流程為：非電學(xué)量被敏感元件感知，然后通過轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換成電信號，再通過轉(zhuǎn)換電路將此信號轉(zhuǎn)換成易于傳輸或測量的電學(xué)量。所以C正確，ABD錯誤。故選：C。【點(diǎn)評】傳感器能夠?qū)⑵渌盘栟D(zhuǎn)化為電信號，它們在生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛，在學(xué)習(xí)中要注意體會。10．關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（）A．霍爾元件能把光學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量 B．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的 C．話筒中的傳感器將電信號轉(zhuǎn)化成聲音信號 D．傳感器是把非電信號轉(zhuǎn)換為電信號的主要元件【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用；常見的傳感器及分類．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ敬鸢浮緿【分析】傳感器作為一種將其它形式的信號與電信號之間的轉(zhuǎn)換裝置，在我們的日常生活中得到了廣泛應(yīng)用，不同傳感器所轉(zhuǎn)換的信號對象不同；當(dāng)干簧管處在磁場中，彈性舌簧閉合，電路接通，以實(shí)現(xiàn)自動控制，我們應(yīng)就它的具體原理進(jìn)行分析?！窘獯稹拷猓篈、霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量，故A錯誤；B、當(dāng)干簧管處在磁場中，彈性舌簧閉合，電路接通，以實(shí)現(xiàn)自動控制。所以干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用；它利用的原理是磁化現(xiàn)象，與熱脹冷縮無關(guān)，故B錯誤；C、話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，故C錯誤；D、傳感器是通過非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量來傳遞信號的，傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)。故D正確。故選：D?！军c(diǎn)評】傳感器能夠?qū)⑵渌盘栟D(zhuǎn)化為電信號，而干簧管就是將磁場的變化轉(zhuǎn)化成電路的通斷的電控元件，它們在生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛，在學(xué)習(xí)中要注意體會。二．多選題（共5小題）（多選）11．某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成。當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路。僅考慮L1，在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有（）A．家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零 B．家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量不變 C．家庭電路發(fā)生短路時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起 D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起【考點(diǎn)】常見的傳感器及分類．【專題】交流電專題．【答案】ABD【分析】火線和零線并行繞制，所以在家庭電路正常工作時，火線和零線的電流大小相等，方向相反，因此合磁通量為零，L2中的磁通量為零，地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，火線的電流突然變大，即L1中的磁場發(fā)生變化，導(dǎo)致L2中的磁通量變化，L2中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵將開關(guān)K吸起．【解答】解：A、由于火線和零線并行繞制，所以在家庭電路正常工作時，火線和零線的電流大小相等，方向相反，因此合磁通量為零，L2中的磁通量為零，A項(xiàng)正確；B、當(dāng)家庭電路中使用的電器增多時，火線和零線的電流仍然大小相等，方向相反，L2中的磁通量不變，B項(xiàng)正確；C、家庭電路發(fā)生短路時，火線和零線的電流同時增大，合磁通量仍然為零，因此開關(guān)K不會被電磁鐵吸起，C項(xiàng)錯誤；D、當(dāng)?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時，火線的電流突然變大，即L1中的磁場發(fā)生變化，導(dǎo)致L2中的磁通量變化，L2中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵將開關(guān)K吸起，D項(xiàng)正確。故選：ABD?！军c(diǎn)評】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理，難點(diǎn)在于火線和零線并行繞制，要理解為什么副線圈中的磁通量為零．（多選）12．圖是測試熱敏電阻R的實(shí)驗(yàn)電路圖，滑動變阻器已調(diào)節(jié)到某一適當(dāng)?shù)闹担畬?shí)驗(yàn)中觀察到當(dāng)溫度升高時燈更亮．對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析正確的有（）A．溫度升高，電路中的電流減小 B．溫度升高，電路中的電流增大 C．溫度升高，熱敏電阻的阻值增大 D．溫度升高，熱敏電阻的阻值減小【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．【答案】BD【分析】熱敏電阻在受熱時阻值變化，由閉合電路歐姆定律可知電路中的電流變化情況，從而確定燈泡的亮暗程度．【解答】解：當(dāng)溫度升高時，電路中的熱敏電阻的阻值減小，由閉合電路歐姆定律可知：電路中的電流增大，導(dǎo)致燈泡變亮。故選：BD?！军c(diǎn)評】為何要將滑動變阻器調(diào)到某一適當(dāng)值，按常規(guī)應(yīng)該調(diào)為0，隨著熱敏電阻減小，電流變大，燈泡功率更大嗎？其實(shí)不然，當(dāng)電源輸出功率越大，燈泡才可能越亮，所以將滑動變阻器與電源組合一個新電源，當(dāng)外電阻與內(nèi)電阻阻值相等時，電源輸出功率最大．（多選）13．美國科學(xué)家WillardS．Boyle與GeorgeE．Snith因電荷耦合器件（CCD）的重要發(fā)明獲得2009年度諾貝爾物理學(xué)獎．CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器．下列器件可作為傳感器的有（）A．發(fā)光二極管 B．熱敏電阻 C．霍爾元件 D．干電池【考點(diǎn)】常見的傳感器及分類．【答案】BC【分析】傳感器是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量，如力傳感器是將力學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量．【解答】解：A選項(xiàng)：發(fā)光二極管兩極達(dá)到一定電壓時就會正向?qū)?，所以不是傳感器。故A不正確；B選項(xiàng)、C選項(xiàng)：熱敏電阻可以把溫度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，而霍爾元件可以把磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，故BC均正確D選項(xiàng)：干電池是電源，能給兩極提供電勢差的設(shè)備。故不正確；故選：BC?！军c(diǎn)評】本題考查傳感器的概念判斷．（多選）14．電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器C和電阻R組成圖甲所示的回路，紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示，即現(xiàn)為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮?xí)r（）A．車輪停在感應(yīng)線上時，電阻R上有恒定電流 B．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器先充電后放電 C．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電阻R上的電流先增加后減小 D．汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，仍會被電子眼拍照【考點(diǎn)】常見的傳感器及分類．【專題】定性思想；推理法；電容器專題．【答案】BD【分析】根據(jù)電流和電路圖分析電容器的充放電過程，并根據(jù)工作原理明確汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)是否符合拍照條件?！窘獯稹拷猓篈、車輪停在感應(yīng)線上時，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒有電流，故A錯誤；BC、由乙圖可知，當(dāng)車輪經(jīng)過時電流先增大后減小，然后再反向增大減??；因電壓是在受壓時產(chǎn)生的；故說明電容器先充電后放電；故B正確，C錯誤；D、若汽車前輪越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍可拍照；故D正確；故選：BD。【點(diǎn)評】本題考查傳感器的應(yīng)用及電容器的使用，要注意對于未知事物能有效建立物理模型，應(yīng)用所學(xué)過的物理規(guī)律求解。（多選）15．如圖所示是火警報警裝置的一部分電路示意圖，其中R2是半導(dǎo)體熱敏傳感器，它的阻值隨溫度升高而減小，a、b接報警器，則（）A．R2處發(fā)生火情時，電流表示數(shù)變小 B．R2處發(fā)生火情時，電流表示數(shù)變大 C．當(dāng)a、b兩點(diǎn)間電壓顯著變大，報警器開始報警 D．當(dāng)a、b兩點(diǎn)間電壓顯著變小，報警器開始報警【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．【答案】BD【分析】發(fā)生火情時，熱敏電阻的阻值減小，外電路總電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可分析出總電流和路端電壓的變化情況；則可得出電源功率的變化；由R1的兩端的電壓變化可得出d點(diǎn)的電勢變化；【解答】解：A、當(dāng)R2處發(fā)生火情時，則R2阻值減小，則總阻值減??；由閉合電路歐姆定律可知，電路中電流增大；故A錯誤；B正確；C、因電路中電流增大，則由Uab＝E﹣Ir﹣IR1可知，ab兩端的電壓減小，報警器開始報警，故C錯誤，D正確；故選：BD?！军c(diǎn)評】本題中考查閉合電路歐姆定律的應(yīng)用，注意分析的思路為局部﹣整體﹣局部；同時注意本題中關(guān)于電路中關(guān)于電勢的掌握．三．實(shí)驗(yàn)題（共1小題）16．傳感器是把非電學(xué)量（如速度、溫度、壓力等）的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用．有一種測量人體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R（電阻會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻），顯示體重大小的儀表A（實(shí)質(zhì)是理想的電流表）組成，壓力傳感器表面能承受的最大壓強(qiáng)為1×107Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示．設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V，請回答：壓力F/N0250500750100012501500…電阻R/Ω300270240210180150120…①把R寫成關(guān)于F的函數(shù)關(guān)系：R＝300-325F②該秤零起點(diǎn)（即踏板空載時）的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤上示數(shù)為16mA處．③如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20mA，這個人的體重是500N．【考點(diǎn)】常見的傳感器及分類；閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式．【專題】實(shí)驗(yàn)題；定量思想；方程法；恒定電流專題．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】壓力傳感器R（電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻）且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如中表所示，可得出其函數(shù)關(guān)系，有閉合電路歐姆定律可求電流與力的關(guān)系．【解答】解：（1）F＝0時，R＝300Ω；當(dāng)F＝1000N時，R＝180Ω所以：ΔF得：R（2）由壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如中表所示，可得：F＝0，R＝300Ω，由閉合電路歐姆定律：I=UR=1.6×10﹣即該秤零起點(diǎn)（即踏板空載時）的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤16mA處（3）由閉合電路歐姆定律：R由表中數(shù)據(jù)得，F(xiàn)＝500N，如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20mA，則此人的體重是500N故答案為：①R＝300-325F；②16；【點(diǎn)評】該題屬于休息給予的題目，考查了壓力傳感器的原理及應(yīng)用，解答的關(guān)鍵是正確理解該測量的原理和信號的轉(zhuǎn)換的關(guān)系．四．解答題（共4小題）17．一水平放置的圓盤繞豎直固定軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上沿半徑開有一條寬度為2mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對準(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤轉(zhuǎn)動過程中，當(dāng)狹縫經(jīng)過激光器與傳感器之間時，傳感器接收到一個激光信號，并將其輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后畫出相應(yīng)圖線。圖（a）為該裝置示意圖，圖（b）為所接收的光信號隨時間變化的圖線，橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號強(qiáng)度，圖中Δt1＝1.0×10﹣3s，Δt2＝0.8×10﹣3s。（1）利用圖（b）中的數(shù)據(jù)求1s時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度；（2）說明激光器和傳感器沿半徑移動的方向；（3）求圖（b）中第三個激光信號的寬度Δt3?！究键c(diǎn)】常見的傳感器及分類；勻速圓周運(yùn)動；線速度的物理意義及定義式．【專題】壓軸題．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】當(dāng)圓盤的均勻狹縫轉(zhuǎn)到激光器正下方時，傳感器接收到信號。到下次接收到信號，正好轉(zhuǎn)動一圈。從而由周期可求出角速度。由圖象中的光信號能通過狹縫的時間逐漸減少，說明激光器與傳感器在移動，相對而言圓盤的轉(zhuǎn)動速度在發(fā)生變化。根據(jù)前兩個光信號的時間，可求出激光器與傳感器移動速度，從而可算出第三個光信號的時間【解答】解：（1）由圖線讀得，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動周期T＝0.8s角速度ω（2）激光器和探測器沿半徑由中心向邊緣移動（理由為：由于脈沖寬度在逐漸變窄，表明光信號能通過狹縫的時間逐漸減少，即圓盤上對應(yīng)探測器所在位置的線速度逐漸增加，因此激光器和探測器沿半徑由中心向邊緣移動）。（3）設(shè)狹縫寬度為d，探測器接收到第i個脈沖時距轉(zhuǎn)軸的距離為ri，第i個脈沖的寬度為Δti，激光器和探測器沿半徑的運(yùn)動速度為v．Δtir3﹣r2＝r2﹣r1＝vT④r2﹣r1=dT2r3﹣r2=dT2由④、⑤、⑥式解得：Δt【點(diǎn)評】考查圓周運(yùn)動的角速度與周期的關(guān)系，及半徑越大線速度越快。18．某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量，找到一個力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力（比例系數(shù)為k），如圖所示。測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓。使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U．現(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個、電鍵及導(dǎo)線若干、待測物體（可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上）。請完成對該物體質(zhì)量的測量。（1）設(shè)計(jì)一個電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能大，在方框中畫出完整的測量電路圖。（2）簡要說明測量步驟，求出比例系數(shù)k，并測出待測物體的質(zhì)量m。（3）請?jiān)O(shè)想實(shí)驗(yàn)中可能會出現(xiàn)的一個問題?！究键c(diǎn)】常見的傳感器及分類；伏安法測電阻．【專題】壓軸題；恒定電流專題．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）根據(jù)題意確定輸入端電路，在輸出端接測量輸出電壓的電壓表。（2）先調(diào)節(jié)輸入電壓，使輸出電壓為零，然后測量物體質(zhì)量；根據(jù)測量數(shù)據(jù)求出系數(shù)k。（3）從電源電壓與量程等角度分析可能出現(xiàn)的問題?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)“可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U”可知：輸出端應(yīng)接電壓表。又根據(jù)“為了使輸入電路的電壓調(diào)節(jié)范圍盡可能大”可知：必須用滑動變阻器在輸入端組成分壓電路。設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示。（2）測量步驟與結(jié)果：①調(diào)節(jié)滑動變阻器，使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓為零；②將砝碼放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U0；③將待測物放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U1；由U0＝km0g，得k=測得U＝kmg，所以m=m（3）①因電源電壓不夠而輸出電壓調(diào)不到零；②待測物體質(zhì)量超出轉(zhuǎn)換器量程。答：（1）電路圖如圖所示；（2）實(shí)驗(yàn)步驟如上所述；待測物體的質(zhì)量m=m0UU0②待測物體質(zhì)量超出轉(zhuǎn)換器量程?！军c(diǎn)評】這是一道設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)題，屬開放型試題中重要的一種。力電轉(zhuǎn)換器是學(xué)生沒有用過的新儀器，能不能在試題所提供的各種信息中抓住最關(guān)鍵的有用信息，對學(xué)生的處理信息、電路設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力提出了較高要求。19．青島奧運(yùn)會帆船賽場采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能．用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動控制．光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化，作為簡化模型，可以近似認(rèn)為，照射光較強(qiáng)（如白天）時電阻幾乎為0；照射光較弱（如黑天）時電阻接近于無窮大．利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)路燈自動在白天關(guān)閉，黑天打開．電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示．1、2兩接線柱之間是勵磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接．當(dāng)勵磁線圈中電流大于50mA時，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點(diǎn)分離3、4斷開；電流小于50mA時，3、4接通．勵磁線圈中允許通過的最大電流為100mA．（1）利用以下器材設(shè)計(jì)一個自動控制路燈的電路，畫出電路原理圖．光敏電阻R1，符號燈泡L，額定功率40W，額定電壓36V，符合保護(hù)電阻R2，符號電磁開關(guān)，符號蓄電池E，電壓36V，內(nèi)阻很??；開關(guān)S，導(dǎo)線若干．（2）回答下列問題．①如果勵磁線圈的電阻為200Ω，勵磁線圈允許加的最大電壓為20V，保護(hù)電阻R2的阻值范圍為160～520Ω．②在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場合，為了安全，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油ǎ疄榇?，電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請結(jié)合本題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明．答：把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通：不吸合時，3、4之間斷開．③任意舉出一個其它的電磁鐵應(yīng)用的例子．答：電磁起重機(jī)．．【考點(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用．【專題】恒定電流專題．【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）根據(jù)光敏電阻的阻值與照射光的強(qiáng)弱的關(guān)系，將光敏電阻與保護(hù)電阻R2與電磁開關(guān)1、2間、電源串聯(lián)，起控制作用；將燈泡L與電源、電磁開關(guān)3、4間串聯(lián)．（2）①已知勵磁線圈中允許通過的最大電流為100mA和電阻為200Ω，由歐姆定律求出最大電壓；已知勵磁線圈中電流大于50mA時電磁鐵吸合鐵片，最大電流為100mA，則勵磁線圈電流范圍為50mA﹣100mA，根據(jù)歐姆定律求解保護(hù)電阻R2的阻值范圍．②根據(jù)安全的需要，可把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通：不吸合時，3、4之間斷開．③實(shí)例比如電磁起重機(jī)等等．【解答】解：（1）電路原理如圖所示．（2）①已知勵磁線圈中允許通過的最大電流為Im＝100mA，電阻為R＝200Ω，由歐姆定律得：最大電壓為Um＝ImR＝20V．由題得知，勵磁線圈電流范圍為50mA﹣100mA，根據(jù)歐姆定律得保護(hù)電阻R2的最大值為Rmax=EImin-R最小值為Rmin=EImax-故保護(hù)電阻R2的阻值范圍為160～520Ω．②由題應(yīng)把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通：不吸合時，3、4之間斷開．③電磁鐵應(yīng)用的例子比如電磁起重機(jī)．故答案為：（1）電路原理如圖所示．（2）①20，160～520②把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時，3、4之間接通：不吸合時，3、4之間斷開．③電磁起重機(jī)【點(diǎn)評】本題是實(shí)際問題，關(guān)鍵要理解光敏電阻的特性和電磁鐵的作用．20．光強(qiáng)傳感器對接收到的光信號會產(chǎn)生衰減，且對于不同波長的光衰減程度不同，可以用?表示衰減程度，其定義為輸出強(qiáng)度與輸入強(qiáng)度之比，?＝I出/I入，右圖表示?與波長λ之間的關(guān)系。當(dāng)用此傳感器分別接收A、B兩束光時，傳感器的輸出強(qiáng)度正好相同，已知A光的波長λA＝625nm，B光由λB1＝605nm和λB2＝665nm兩種單色光組成，且這兩種單色光的強(qiáng)度之比IB1：IB2＝2：3，由圖可知?A＝0.35；A光強(qiáng)度與B光強(qiáng)度之比IA：IB＝27：35?！究键c(diǎn)】常見傳感器的工作原理及應(yīng)用．【專題】計(jì)算題；壓軸題．【答案】0.35；27【分析】由圖中坐標(biāo)即可找出各光對應(yīng)的強(qiáng)度，由題意列式解得兩光的強(qiáng)度之比。【解答】解：如圖所示，A光的波長為625nm，在圖上對應(yīng)的強(qiáng)度?A＝0.35；同理在圖中找出B1的強(qiáng)度為φB1＝0.60，B2的強(qiáng)度為φB2＝0.05，由A、B兩束光經(jīng)傳感器的輸出強(qiáng)度正好相同得：IB?25×0.60+IB?35×0.05＝IIA故答案為：0.35；27【點(diǎn)評】本題主要考查對圖象的認(rèn)識和對題意的掌握，由題意即可列式計(jì)算，此類題本來難度不大，但很多同學(xué)不善審題而導(dǎo)致出錯，故在學(xué)習(xí)中應(yīng)培養(yǎng)審題能力。

考點(diǎn)卡片1．牛頓第二定律的簡單應(yīng)用【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1．內(nèi)容：物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．2．表達(dá)式：F合＝ma．該表達(dá)式只能在國際單位制中成立．因?yàn)镕合＝k?ma，只有在國際單位制中才有k＝1．力的單位的定義：使質(zhì)量為1kg的物體，獲得1m/s2的加速度的力，叫做1N，即1N＝1kg?m/s2．3．適用范圍：（1）牛頓第二定律只適用于慣性參考系（相對地面靜止或勻速直線運(yùn)動的參考系）．（2）牛頓第二定律只適用于宏觀物體（相對于分子、原子）、低速運(yùn)動（遠(yuǎn)小于光速）的情況．4．對牛頓第二定律的進(jìn)一步理解牛頓第二定律是動力學(xué)的核心內(nèi)容，我們要從不同的角度，多層次、系統(tǒng)化地理解其內(nèi)涵：F量化了迫使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化的外部作用，m量化了物體“不愿改變運(yùn)動狀態(tài)”的基本特性（慣性），而a則描述了物體的運(yùn)動狀態(tài)（v）變化的快慢．明確了上述三個量的物理意義，就不難理解如下的關(guān)系了：a∝F，a∝1m另外，牛頓第二定律給出的F、m、a三者之間的瞬時關(guān)系，也是由力的作用效果的瞬時性特征所決定的．（1）矢量性：加速度a與合外力F合都是矢量，且方向總是相同．（2）瞬時性：加速度a與合外力F合同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，是瞬時對應(yīng)的．（3）同體性：加速度a與合外力F合是對同一物體而言的兩個物理量．（4）獨(dú)立性：作用于物體上的每個力各自產(chǎn)生的加速度都遵循牛頓第二定律，而物體的合加速度則是每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和，合加速度總是與合外力相對應(yīng)．（5）相對性：物體的加速度是對相對地面靜止或相對地面做勻速運(yùn)動的物體而言的．【命題方向】題型一：對牛頓第二定律的進(jìn)一步理解的考查例子：放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系如圖甲所示，物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖乙所示．取重力加速度g＝10m/s2．由此兩圖線可以得出（）A．物塊的質(zhì)量為1.5kgB．物塊與地面之間的滑動摩擦力為2NC．t＝3s時刻物塊的速度為3m/sD．t＝3s時刻物塊的加速度為2m/s2分析：根據(jù)v﹣t圖和F﹣t圖象可知，在4～6s，物塊勻速運(yùn)動，處于受力平衡狀態(tài)，所以拉力和摩擦力相等，由此可以求得物體受到的摩擦力的大小，在根據(jù)在2～4s內(nèi)物塊做勻加速運(yùn)動，由牛頓第二定律可以求得物體的質(zhì)量的大小．根據(jù)速度時間圖線求出3s時的速度和加速度．解答：4～6s做勻速直線運(yùn)動，則f＝F＝2N．2～4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動，加速度a=42=2m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)﹣f＝ma，即3﹣2＝2m，解得m＝0.5kg．由速度﹣時間圖線可知，3s時刻的速度為2m/s．故B故選：BD．點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對于圖象的解讀能力，根據(jù)兩個圖象對比可以確定物體的運(yùn)動的狀態(tài)，再由牛頓第二定律來求解．題型二：對牛頓第二定律瞬時性的理解例子：如圖所示，質(zhì)量為m的球與彈簧Ⅰ和水平細(xì)線Ⅱ相連，Ⅰ、Ⅱ的另一端分別固定于P、Q．球靜止時，Ⅰ中拉力大小為F1，Ⅱ中拉力大小為F2，當(dāng)剪斷Ⅱ瞬間時，球的加速度a應(yīng)是（）A．則a＝g，方向豎直向下B．則a＝g，方向豎直向上C．則a=F1m，方向沿Ⅰ的延長線D．則分析：先研究原來靜止的狀態(tài)，由平衡條件求出彈簧和細(xì)線的拉力．剛剪短細(xì)繩時，彈簧來不及形變，故彈簧彈力不能突變；細(xì)繩的形變是微小形變，在剛剪短彈簧的瞬間，細(xì)繩彈力可突變！根據(jù)牛頓第二定律求解瞬間的加速度．解答：Ⅱ未斷時，受力如圖所示，由共點(diǎn)力平衡條件得，F(xiàn)2＝mgtanθ，F(xiàn)1=mg剛剪斷Ⅱ的瞬間，彈簧彈力和重力不變，受力如圖：由幾何關(guān)系，F(xiàn)合＝F1sinθ＝F2＝ma，由牛頓第二定律得：a=F1sinθm=故選：D．點(diǎn)評：本題考查了求小球的加速度，正確受力分析、應(yīng)用平衡條件與牛頓第二定律即可正確解題，知道彈簧的彈力不能突變是正確解題的關(guān)鍵．題型三：動力學(xué)中的兩類基本問題：①已知受力情況求物體的運(yùn)動情況；②已知運(yùn)動情況求物體的受力情況．加速度是聯(lián)系運(yùn)動和受力的重要“橋梁”，將運(yùn)動學(xué)規(guī)律和牛頓第二定律相結(jié)合是解決問題的基本思路．例子：某同學(xué)為了測定木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)，他用測速儀研究木塊在斜面上的運(yùn)動情況，裝置如圖甲所示．他使木塊以初速度v0＝4m/s的速度沿傾角θ＝30°的斜面上滑緊接著下滑至出發(fā)點(diǎn)，并同時開始記錄數(shù)據(jù)，結(jié)果電腦只繪出了木塊從開始上滑至最高點(diǎn)的v﹣t圖線如圖乙所示．g取10m/s2．求：（1）上滑過程中的加速度的大小a1；（2）木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；（3）木塊回到出發(fā)點(diǎn)時的速度大小v．分析：（1）由v﹣t圖象可以求出上滑過程的加速度．（2）由牛頓第二定律可以得到摩擦因數(shù)．（3）由運(yùn)動學(xué)可得上滑距離，上下距離相等，由牛頓第二定律可得下滑的加速度，再由運(yùn)動學(xué)可得下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度．解答：（1）由題圖乙可知，木塊經(jīng)0.5s滑至最高點(diǎn)，由加速度定義式a=上滑過程中加速度的大?。篴1（2）上滑過程中沿斜面向下受重力的分力，摩擦力，由牛頓第二定律F＝ma得上滑過程中有：mgsinθ+μmgcosθ＝ma1代入數(shù)據(jù)得：μ＝0.35．（3）下滑的距離等于上滑的距離：x=v02下滑摩擦力方向變?yōu)橄蛏?，由牛頓第二定律F＝ma得：下滑過程中：mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma2解得：a2=下滑至出發(fā)點(diǎn)的速度大小為：v=聯(lián)立解得：v＝2m/s答：（1）上滑過程中的加速度的大小a1（2）木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.35；（3）木塊回到出發(fā)點(diǎn)時的速度大小v＝2m/s．點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式聯(lián)合求解．【解題方法點(diǎn)撥】1．根據(jù)牛頓第二定律知，加速度與合外力存在瞬時對應(yīng)關(guān)系．對于分析瞬時對應(yīng)關(guān)系時應(yīng)注意兩個基本模型特點(diǎn)的區(qū)別：（1）輕繩、輕桿模型：①輕繩、輕桿產(chǎn)生彈力時的形變量很小，②輕繩、輕桿的拉力可突變；（2）輕彈簧模型：①彈力的大小為F＝kx，其中k是彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，②彈力突變．2．應(yīng)用牛頓第二定律解答動力學(xué)問題時，首先要對物體的受力情況及運(yùn)動情況進(jìn)行分析，確定題目屬于動力學(xué)中的哪類問題，不論是由受力情況求運(yùn)動情況，還是由運(yùn)動情況求受力情況，都需用牛頓第二定律列方程．應(yīng)用牛頓第二定律的解題步驟（1）通過審題靈活地選取研究對象，明確物理過程．（2）分析研究對象的受力情況和運(yùn)動情況，必要時畫好受力示意圖和運(yùn)動過程示意圖，規(guī)定正方向．（3）根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動公式列方程求解．（列牛頓第二定律方程時可把力進(jìn)行分解或合成處理，再列方程）（4）檢查答案是否完整、合理，必要時需進(jìn)行討論．2．勻速圓周運(yùn)動【知識點(diǎn)的認(rèn)識】圓周運(yùn)動一、描述圓周運(yùn)動的物理量描述圓周運(yùn)動的基本參量有：半徑、線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、向心加速度等。物理量物理意義定義和公式方向和單位線速度描述物體做圓周運(yùn)動的快慢物體沿圓周通過的弧長與所用時間的比值，v=方向：沿圓弧切線方向。單位：m/s角速度描述物體與圓心連線掃過角度的快慢運(yùn)動物體與圓心連線掃過的角的弧度數(shù)與所用時間的比值，ω=單位：rad/s周期和轉(zhuǎn)速描述物體做圓周運(yùn)動的快慢周期T：物體沿圓周運(yùn)動一周所用的時間。轉(zhuǎn)速n：物體單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)周期單位：s轉(zhuǎn)速單位：r/s或r/min向心加速度描述線速度方向變化的快慢an方向：總是沿半徑指向圓心，與線速度方向垂直。單位：m/s2v、ω、T、an間的關(guān)系v=an二、向心力1．作用效果：產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的方向，不改變速度的大小。2．大小：Fn＝man＝mv2r＝mω2r3．方向：總是沿半徑方向指向圓心，時刻在改變，即向心力是一個變力。4．來源：向心力可以由一個力提供，也可以由幾個力的合力提供，甚至可以由一個力的分力提供，因此向心力的來源要根據(jù)物體受力的實(shí)際情況判定。注意：向心力是一種效果力，受力分析時，切不可在物體的相互作用力以外再添加一個向心力。三、勻速圓周運(yùn)動和非勻速圓周運(yùn)動1．勻速圓周運(yùn)動（1）定義：角速度大小不變的圓周運(yùn)動。（2）性質(zhì)：向心加速度大小不變，方向始終指向圓心的變加速曲線運(yùn)動。（3）質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動的條件：合力大小不變，方向始終與速度方向垂直且指向圓心。2．非勻速圓周運(yùn)動（1）定義：線速度大小不斷變化的圓周運(yùn)動。（2）合力的作用①合力沿速度方向的分量Ft產(chǎn)生切向加速度，F(xiàn)t＝mat，它只改變速度的大小。②合力沿半徑方向的分量Fn產(chǎn)生向心加速度，F(xiàn)n＝man，它只改變速度的方向。四、離心運(yùn)動和向心運(yùn)動1．離心運(yùn)動（1）定義：做圓周運(yùn)動的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動所需向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動。（2）本質(zhì)：做圓周運(yùn)動的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周切線方向飛出去的傾向。（3）受力特點(diǎn)：當(dāng)F＝mrω2時，物體做勻速圓周運(yùn)動；當(dāng)F＝0時，物體沿切線方向飛出；當(dāng)F＜mrω2時，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心，F(xiàn)為實(shí)際提供的向心力。如圖所示：2．向心運(yùn)動當(dāng)提供向心力的合外力大于做圓周運(yùn)動所需向心力時，即F＞mrω2，物體漸漸向圓心靠近。如圖所示：注意：物體做離心運(yùn)動不是物體受到所謂離心力作用，而是物體慣性的表現(xiàn)，物體做離心運(yùn)動時，并非沿半徑方向飛出，而是運(yùn)動半徑越來越大或沿切線方向飛出?！局匾R點(diǎn)分析】1．圓周運(yùn)動中的運(yùn)動學(xué)分析（1）對公式v＝ωr的理解當(dāng)r一定時，v與ω成正比。當(dāng)ω一定時，v與r成正比。當(dāng)v一定時，ω與r成反比。（2）對a=v2r=ω2r在v一定時，a與r成反比；在ω一定時，a與r成正比。2．勻速圓周運(yùn)動和非勻速圓周運(yùn)動的比較項(xiàng)目勻速圓周運(yùn)動非勻速圓周運(yùn)動運(yùn)動性質(zhì)是速度大小不變，方向時刻變化的變速曲線運(yùn)動，是加速度大小不變而方向時刻變化的變加速曲線運(yùn)動是速度大小和方向都變化的變速曲線運(yùn)動，是加速度大小和方向都變化的變加速曲線運(yùn)動加速度加速度方向與線速度方向垂直。即只存在向心加速度，沒有切向加速度由于速度的大小、方向均變，所以不僅存在向心加速度且存在切向加速度，合加速度的方向不斷改變向心力F合F合【命題方向】【命題方向】（1）第一類?？碱}型是對圓周運(yùn)動中的傳動問題分析：一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面，圓錐筒固定，有質(zhì)量相等的小球A和B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，A的運(yùn)動半徑較大，則（）A．球A的線速度等于球B的線速度B．球A的角速度等于球B的角速度C．球A的運(yùn)動周期等于球B的運(yùn)動周期D．球A對筒壁的壓力等于球B對筒壁的壓力分析：對AB受力分析，可以發(fā)現(xiàn)它們都是重力和斜面的支持力的合力作為向心力，并且它們的質(zhì)量相等，所以向心力的大小也相等，再根據(jù)線速度、加速度和周期的公式可以做出判斷。解：A、如圖所示，小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。由于A和B的質(zhì)量相同，小球A和B在兩處的合力相同，即它們做圓周運(yùn)動時的向心力是相同的。由向心力的計(jì)算公式F＝mv2r，由于球A運(yùn)動的半徑大于B球的半徑，F(xiàn)和m相同時，半徑大的線速度大，所以B、又由公式F＝mω2r，由于球A運(yùn)動的半徑大于B球的半徑，F(xiàn)和m相同時，半徑大的角速度小，所以B錯誤。C、由周期公式T=2πω，所以球A的運(yùn)動周期大于球BD、球A對筒壁的壓力等于球B對筒壁的壓力，所以D正確。故選D。點(diǎn)評：對物體受力分析是解題的關(guān)鍵，通過對AB的受力分析可以找到AB的內(nèi)在的關(guān)系，它們的質(zhì)量相同，向心力的大小也相同，本題能很好的考查學(xué)生分析問題的能力，是道好題。（2）第二類?？碱}型是對圓周運(yùn)動中的動力學(xué)問題分析：如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運(yùn)動。圓半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)時剛好不脫離圓軌。則其通過最高點(diǎn)時（）A．小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mgB．小球受到的向心力等于重力C．小球的線速度大小等于RgD．小球的向心加速度大小等于g分析：小球經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)時剛好不脫離圓環(huán)，知軌道對小球的彈力為零，靠重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出小球的速度。解：A、因?yàn)樾∏騽偤迷谧罡唿c(diǎn)不脫離圓環(huán)，則軌道對球的彈力為零，所以小球?qū)A環(huán)的壓力為零。故A錯誤。B、根據(jù)牛頓第二定律得，mg＝mv2R=ma，知向心力不為零，線速度v=gR，向心加速度a＝g．故B、故選BCD。點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道在最高點(diǎn)的臨界情況，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解。（3）第二類常考題型是對圓周運(yùn)動的繩模型與桿模型分析：如圖，質(zhì)量為0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，轉(zhuǎn)動半徑為1m，小杯通過最高點(diǎn)的速度為4m/s，g取10m/s2．求：（1）在最高點(diǎn)時，繩的拉力？（2）在最高點(diǎn)時水對小杯底的壓力？（3）為使小杯經(jīng)過最高點(diǎn)時水不流出，在最高點(diǎn)時最小速率是多少？分析：（1）受力分析，確定圓周運(yùn)動所需要的向心力是由哪個力提供的；（2）水對小杯底的壓力與杯子對水的支持力是作用力與反作用力，只要求出杯子對水的支持力的大小就可以了，它們的大小相等，方向相反；（3）物體恰好能過最高點(diǎn)，此時的受力的條件是只有物體的重力作為向心力。解：（1）小杯質(zhì)量m＝0.5kg，水的質(zhì)量M＝1kg，在最高點(diǎn)時，杯和水的受重力和拉力作用，如圖所示，合力F合＝（M+m）g+T﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①圓周半徑為R，則F向＝（M+m）v2F合提供向心力，有（M+m）g+T＝（M+m）v所以細(xì)繩拉力T＝（M+m）（v2R-g）＝（1+0.5）（42（2）在最高點(diǎn)時，水受重力Mg和杯的壓力F作用，如圖所示，合力F合＝Mg+F圓周半徑為R，則F向＝MvF合提供向心力，有Mg+F＝Mv所以杯對水的壓力F＝M（v2R-g）＝1×（42根據(jù)牛頓第三定律，水對小杯底的壓力為6N，方向豎直向上。（3）小杯經(jīng)過最高點(diǎn)時水恰好不流出時，此時杯對水的壓力為零，只有水的重力作為向心力，由（2）得：Mg＝Mv解得v=gR=10×1答：（1）在最高點(diǎn)時，繩的拉力為9N；（2）在最高點(diǎn)時水對小杯底的壓力為6N；（3）在最高點(diǎn)時最小速率為10m點(diǎn)評：水桶在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動時向心力的來源是解決題目的重點(diǎn)，分析清楚哪一個力做為向心力，再利用向心力的公式可以求出來，必須要明確的是當(dāng)水桶恰好能過最高點(diǎn)時，只有水的重力作為向心力，此時水恰好流不出來?！窘忸}方法點(diǎn)撥】1．圓周運(yùn)動中的運(yùn)動學(xué)規(guī)律總結(jié)在分析傳動裝置中的各物理量時，要抓住不等量和相等量的關(guān)系，具體有：（1）同一轉(zhuǎn)軸的輪上各點(diǎn)角速度ω相同，而線速度v＝ωr與半徑r成正比。（2）當(dāng)皮帶（或鏈條、齒輪）不打滑時，傳動皮帶上各點(diǎn)以及用皮帶連接的兩輪邊沿上的各點(diǎn)線速度大小相等，而角速度ω=vr與半徑（3）齒輪傳動時，兩輪的齒數(shù)與半徑成正比，角速度與齒數(shù)成反比。2．圓周運(yùn)動中的動力學(xué)問題分析（1）向心力的確定①確定圓周運(yùn)動的軌道所在的平面及圓心的位置。②分析物體的受力情況，找出所有的力沿半徑方向指向圓心的合力，該力就是向心力。（2）向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加向心力。（3）解決圓周運(yùn)動問題步驟①審清題意，確定研究對象；②分析物體的運(yùn)動情況，即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等；③分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確定向心力的來源；④根據(jù)牛頓運(yùn)動定律及向心力公式列方程。3．豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動的繩模型與桿模型（1）在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的物體，按運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)時的受力情況可分為兩類：一是無支撐（如球與繩連接、沿內(nèi)軌道運(yùn)動的過山車等），稱為“繩（環(huán)）約束模型”，二是有支撐（如球與桿連接、在彎管內(nèi)的運(yùn)動等），稱為“桿（管道）約束模型”。（2）繩、桿模型涉及的臨界問題。繩模型桿模型常見類型均是沒有支撐的小球均是有支撐的小球過最高點(diǎn)的臨界條件由mg＝mv2r得v由小球恰能做圓周運(yùn)動得v臨＝0討論分析（1）過最高點(diǎn)時，v≥gr，F(xiàn)N+mg＝mv2r，繩、軌道對球產(chǎn)生彈力（2）不能過最高點(diǎn)時，v＜gr（1）當(dāng)v＝0時，F(xiàn)N＝mg，F(xiàn)N為支持力，沿半徑背離圓心；（2）當(dāng)0＜v＜gr時，﹣FN+mg＝mv2r，F(xiàn)N（3）當(dāng)v=gr時，F(xiàn)N＝0（4）當(dāng)v＞gr時，F(xiàn)N+mg＝mv2r，F(xiàn)N3．線速度的物理意義及定義式【知識點(diǎn)的認(rèn)識】線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速一、描述圓周運(yùn)動的物理量描述圓周運(yùn)動的基本參量有：半徑、線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、向心加速度等．物理量物理意義定義和公式方向和單位線速度描述物體做圓周運(yùn)動的快慢物體沿圓周通過的弧長與所用時間的比值，v=方向：沿圓弧切線方向．單位：m/s角速度描述物體與圓心連線掃過角度的快慢運(yùn)動物體與圓心連線掃過的角的弧度數(shù)與所用時間的比值，ω=單位：rad/s周期描述物體做圓周運(yùn)動的快慢周期T：物體沿圓周運(yùn)動一周所用的時間．也叫頻率（f）周期單位：sf的單位：Hz轉(zhuǎn)速描述物體做圓周運(yùn)動的快慢轉(zhuǎn)速n：物體單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)轉(zhuǎn)速單位：r/s或r/min二、物理量之間的關(guān)系：①v=△l△t②ω=△③T=1【命題方向】常考題型考查幾個物理量的理解：如圖所示為一皮帶傳動裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)．左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑為4r，小輪的半徑為2r．b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心的距離為r．c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上．若在傳動過程中，皮帶不打滑．則（）A．a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的線速度大小相等B．a(chǎn)點(diǎn)與b點(diǎn)的角速度大小相等C．a(chǎn)點(diǎn)與c點(diǎn)的線速度大小相等D．a(chǎn)點(diǎn)與d點(diǎn)的向心加速度大小相等分析：共軸轉(zhuǎn)動的各點(diǎn)角速度相等，靠傳送帶傳動輪子上的各點(diǎn)線速度大小相等，根據(jù)v＝rω，a＝rω2=v解：A、a、c兩點(diǎn)的線速度大小相等，b、c兩點(diǎn)的角速度相等，根據(jù)v＝rω，c的線速度大于b的線速度，則a、c兩點(diǎn)的線速度不等．故A錯誤，C正確；B、a、c的線速度相等，根據(jù)v＝rω，知角速度不等，但b、c角速度相等，所以a、b兩點(diǎn)的角速度不等．故B錯誤；D、根據(jù)a＝rω2得，d點(diǎn)的向心加速度是c點(diǎn)的2倍，根據(jù)a=v2r知，a的向心加速度是c的2倍，所以a、d故選：CD．點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道線速度、角速度、向心加速度與半徑的關(guān)系，以及知道共軸轉(zhuǎn)動的各點(diǎn)角速度相等，靠傳送帶傳動輪子上的點(diǎn)線速度大小相等．4．電容的概念與物理意義【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1．電容器（1）組成：由兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體組成。（2）帶電量：一個極板所帶電量的絕對值。（3）電容器的充、放電充電：使電容器帶電的過程，充電后電容器兩板帶上等量的異種電荷，電容器中儲存電場能。放電：使充電后的電容器失去電荷的過程，放電過程中電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。2．電容（1）定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值。（2）定義式：C=Q（3）物理意義：表示電容器儲存電荷的本領(lǐng)大小的物理量。（4）單位：法拉（F）1F＝106μF＝1012pF。（5）說明：電容是反映了電容器儲存電荷能力的物理量，其數(shù)值由電容器的構(gòu)造決定，而與電容器帶不帶電或帶多少電無關(guān)。就像水容器一樣，它的容量大小與水的深度無關(guān)。電容決定式：C=εS4πkd．其中，ε是一個常數(shù)，S為電容極板的正對面積，d為電容極板的距離，k則是靜電力常量。而常見的平行板電容器，電容為C=εSd【命題方向】題型一：對電容器的認(rèn)識例1：下列四個電學(xué)器材中，電容器是（）A．B．C．D．分析：每種類型的電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)是不一樣的，簡單來說就是，兩個電極中間夾了一層介質(zhì)就構(gòu)成了電容。根據(jù)介質(zhì)的不同又分為薄膜電容、鋁電解電容、陶瓷電容等。解：A、這是一個蓄電池。故A錯誤；B、這是滑動變阻器，是一個可調(diào)電阻。故B錯誤；C、這是電流表，用來測量電流的器材，故C錯誤；D、這是一個可調(diào)電容大小的電容器，故D正確。故選：D。點(diǎn)評：了解常見的電容器構(gòu)造，并能區(qū)分于其他的電器。題型二：對電容器的理解例2：關(guān)于電容器，下列說法中正確的是（）A．電容器是產(chǎn)生電荷的裝置B．兩個金屬導(dǎo)體直接接觸就構(gòu)成了一個電容器C．電容器充電時能使兩個極板帶上等量的異種電荷D．電容器充電時能使兩個極板帶上等量的同種電荷分析：兩個相互靠近又彼此絕緣的導(dǎo)體就構(gòu)成一個電容器，電容器充電時兩個極板會帶等量異種電荷。解：A、電容器是容納電荷的裝置，它不能產(chǎn)生電荷；故A錯誤；B、只有彼此絕緣的導(dǎo)體相互靠近才能構(gòu)成電容器；兩導(dǎo)體直接接觸就不能再容納電荷；故B錯誤；C、電容器充電后，兩個極板上帶上等量異種電荷；故C正確；D錯誤。故選：C。點(diǎn)評：本題考查對電容器的理解；明確只要兩個相互靠近又彼此絕緣的導(dǎo)體就構(gòu)成一個電容器；它通過電荷間的吸引而起到儲存電荷的作用。5．閉合電路歐姆定律的內(nèi)容和表達(dá)式【知識點(diǎn)的認(rèn)識】1．閉合電路歐姆定律（1）內(nèi)容：閉合電路里的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電阻之和成反比。（2）公式：①I