高考物理一轮复习 实验 传感器简单实用模拟试题-人教版高三全册物理试题

m 1 2 r word实验：传感器的简单实用1如下列图，M 是一小型理想变压器，接线柱 a、b 接在电压 u311sin 314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统电路图，其中 R 为用半导体热敏材2料制成的传感器(该热敏材料的电阻率随温度升高而减小)，电流表 A 为值班室的显示2器，显示通过 R 的电流，电压表 V 显示加在报警器上的电压，R 为一定值电阻当传1 2 3感器 R 所在处出现火警时，以下说法中正确的答案是( )2A变压器输出端的交变电流的频率为 314 HzBV 的示数是 311 V1CA 的示数不变，A 的示数减小1 2DV 的示数不变，V 的示数减小1 2U解析：U 220 V，f50 Hz 不变，A、B 错误；因 U 、U 不变，出现火警时 R1 2 2变小，R 变小，I 变大，U 变大，U 变小，I 变小，I 变大，故 C 错误、D 正确 总 2 R3 2 R1 1答案：D2传感器是一种采集信息的重要器件如右图所示是一种测定压力的电容式传感器，A 为固定电极，B 为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联，组成闭合电路，电流从电流表正接线柱流 入时指针向右偏转当待测压力增大时( )A电容器的电容将减小B灵敏电流表指针在正中央零刻线处C灵敏电流表指针向左偏转D灵敏电流表指针向右偏转 S解析：当待测压力增大时，电容器板间距离缩小，由 C 知，电容器的电容增大，4kd- 1 - / 7wordA 错；由于电容器与电源相连，故电压 U 不变，由 QCU 知，电容器的电荷量将增加，即电容器需充电，故电流从电流表的正接线柱流入，指针将向右偏转，B、C 错误，D正确答案：D3温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的如图甲所示，电源的电动势 E9.0 V，内电阻不计；G 为灵敏电流计，内阻 R 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙所示闭合开关 S，当 R g的温度等于 20 时，电流表示数 I 2 mA；当电流表的示数 I 3.6 mA 时，热敏电阻的温1 2度是_.解析：从图乙查得 t20 时，R 的阻值为 4 k由 EI (RR )得：1 gE 9R R k4 k0.5 kg I 21当 I 3.6 mA 时，设热敏电阻的阻值为 R，如此2E 9R R k0.5 k2 kI g 3.62从图乙查得此时对应的温度 t 120 2答案：1204如如下图所示为某种电子秤的原理示意图，AB 为一均匀的滑动变阻器，阻值为 R，长度为 L，两边分别有 P 、P 两个滑动头，与 P 相连的金属细杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆1 2 1MN 上保持水平状态，金属细杆与托盘相连金属细杆所受重力忽略不计，弹簧处于原长时 P 刚好指向 A 端，假设 P 、P 间出现电压时，该电压经过放大通过信号转换后在显 1 1 2示屏上显示出质量的大小弹簧的劲度系数为 k，托盘自身质量为 m ，电源的电动0- 2 - / 70 0 . x 0 0 势为 E，电源的内阻忽略不计，信号放大器、信号转换器和显示器的分流作用忽略不 计求：托盘上未放物体时在托盘的自身重力作用下 P 距 A 端的距离 x ；1 1在托盘上放有质量为 m 的物体时 P 距 A 端的距离 x ；1 2(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节 P ，从而使 P 、P 间的电压2 1 2为零，校准零点后将被称物体放在托盘上试推导出被称物体的质量 m 与 P 、P 间电1 2压 U 的函数关系式m g解析：(1)由力的平衡知识知 m gkx ，x .0 1 1 k(2)放上重物重新平衡后 m gmgkx ，x 0 2 2mm gk(3)设电路中的电流为 I，如此 EIR.设 P 、P 间的电阻为 R ，距离为 x，如此1 2 xR x kLUIR ， ，xx x ，解得 m U.x R L 2 1 gEm g mm g kL答案：(1) (2) (3)m Uk k gE5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 R 在不同照度下的阻值如下表：P照度(lx)电阻(k)0.2750.4400.6280.8231.0201.218(1)根据表中数据，请在图(1)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- 3 - / 7P 随照度变化的特点(1)(2)如图(2)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如下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)2提供的器材如下：光敏电阻 R (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：R 10 k，R 20 k，R 40 k(限选其中之一并在图中标出)；1 2 3开关 S 与导线假设干解析：(1)描绘图象应注意：各点均匀分布在图线两侧，且图线应用平滑曲线，而不能成为各点的连线光敏电阻的阻值随光照度变化的曲线如图(3)所示，电阻的阻值随光照度 的增大而减小(3)(2)根据串联电阻的正比分压关系，E3 V，当照度降低至 1.0 lx- 4 - / 7RP PP R 时，其电压升至 2 V，由图线知，此时光敏电阻 R 20 k，U 2 V，串联电阻分压P RPU R RU 1 V，由 2 得：R 10 k，应当选定值电阻 R ，U R 2 1R电路原理图如图(4)所示。答案：见解析46如图 1 所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的 IU 关系 曲线图图 1为了通过测量得到如图 1 所示 IU 关系的完整曲线，在图 2 所示的 a 和 b 两个电路中应选择的是图_，简要说明理由：_. (电源电动势为 9 V，内阻不计，滑动变阻器的阻值为 0100 )图 2(2)在图 c 所示的电路中，电源电压恒为 9 V，电流表读数为 70 mA，定值电阻 R 250 .1如此热敏电阻两端的电压为_V；电阻 R 的阻值为_.2举出一个可以应用热敏电阻的例子：_.- 5 - / 7R 解析：由于图中要求测量多组数据，所需电压调节范围较大，且从零开始变化，所以应选用分压电路，即图 a；根据欧姆定律可以先求出 R 的电流 I 36 mA，所以热敏电阻1 1和 R 电流为 I II 34 mA，由图可读出热敏电阻在 34 mA 时的电压为 5.2 V，如此 2 2 1R 两端电压为 3.8 V，即可求出 R 111.8 .2 2答案：(1)a 电压可从 0 V 调到所需电压，调节范围较大(2)5.2 111.8(111.6112.0 均可)(3)热敏温度计(提出其他实例，只要合理均可)7.角速度计可测量飞机、航天器等的转动角速度,其结构如下列图.当系统 OO转动时,元件 A发生位移并输出电压信号,成为飞机、航天器等的制导系统的信号源.A 的质量为 m,弹簧的劲度系数为 K、自然长度为 L,电源的电动势为 E、内阻不计,滑动变阻器总长度为 l,电阻分布均匀.系统静止时 P 在 B 点,当系统以角速度W转动时,请导出输出电压 U 和W的函数式.(要求:写出每步理由与主要方程)【解析】 设稳定状态时,弹簧的伸长为 x,物块 A 在弹力 Kx 的作用下,做匀速圆周运动 Kx =mW2( L +x )因电阻分布均匀,所以阻值与长度成正比BP= xR l根据欧姆定律- 6 - / 72U =E RR BP由以上三式解得U =mLE W2.l ( K -mW )【答案】U =2mLE W2l ( K -mW)- 7 - / 7