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14.傳感器--高三備考基礎題每日一練--物理選擇性必修二

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14.傳感器--高三備考基礎題每日一練--物理選擇性必修二

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14.傳感器
滿分:128
班級:__________ 姓名:__________ 考號:__________
一、單選題(共12小題,共48分)
1. 關于傳感器,下列說法正確的是(  )
(4分)
A.傳感器的材料都是由半導體材料制成的,金屬材料不可以制成傳感器
B.傳感器只能是通過感知電壓的變化將電學量轉換成非電學量來傳遞信號
C.霍爾元件能夠把電學量轉換為磁學量,干簧管是一種能夠感知電場的傳感器
D.電子秤應用的是壓力傳感器,電飯鍋通過溫度傳感器實現溫度的自動控制
正確答案: D
答案解析: A、傳感器材料分半導體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機材料,金屬材料也可以制成傳感
器,故A錯誤;
B、傳感器一定是通過非電學量轉換成電學量來傳遞信號的,故B錯誤;
C、霍爾元件能夠把磁學量轉換為電學量,干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器,故C錯誤;
D、電子秤應用的是壓力傳感器,電飯鍋通過溫度傳感器實現溫度的自動控制,故D正確。
故選:D。
2. 磁傳感器是將磁信號轉變為電信號的儀器.如圖所示,將探頭放在磁場中,
可以很方便的測量磁場的強弱和方向,探頭可能是(  )
(4分)
A.感應線圈
B.熱敏電阻
C.干簧管
D.霍爾元件
正確答案: D
答案解析: 將探頭放在磁場中,可以很方便的測量磁場的強弱和方向,將磁信號轉變為電信號,所以探
頭是霍爾元件;故ABC錯誤,D正確;
故選:D。
3. 圖中關于傳感器的應用,說法錯誤的是(  )
(4分)
A.干簧管是利用磁場來控制電路的通斷
B.機器人的“眼睛”利用了光傳感器
C.紅外測溫儀向人體發射紅外線,從而測量人體溫度
D.電容式位移傳感器能把物體的位移這個力學量轉化成電容這個電學量
正確答案: C
答案解析: A、干簧管是能夠感知磁場的傳感器,利用磁場可以控制電路的通斷,故A正確;
B、機器人的“眼睛”利用了光傳感器,故B正確;
C、紅外測溫儀是通過感知人體發射的紅外線來測量溫度的,故C錯誤;
D、電容式位移傳感是把位移這個力學量轉化為電容這個電學量的,故D正確。
本題選錯誤的,
故選:C。
4. 傳感器是把非電學量轉換成電學量的一種元件。如圖所示,乙、丙是兩種常見的電容式傳感器,
現將乙、丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進行實驗(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏),
下列實驗現象中正確的是(  )
(4分)
A.當乙傳感器接入電路實驗時,若F變小,則電流表指針向右偏轉
B.當乙傳感器接入電路實驗時,若F變大,則電流表指針向左偏轉
C.當丙傳感器接入電路實驗時,若液體深度h變大,則電流表指針向左偏
D.當丙傳感器接入電路實驗時,若液體深度h變小,則電流表指針向左偏
正確答案: D
答案解析: A、當乙傳感器接入電路實驗時,若F變小,電容器兩極板間的距離增大,根據電容的決定式
得知,電容減小,而電壓不變,則由Q=CU可知,電容器所帶的電量減小,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,故A錯誤;
B、當乙傳感器接入電路實驗時,若F變大,電容器兩極板間的距離減小,根據電容的決定式 得
知,電容增大,而電壓不變,則由Q=CU可知,電容器所帶的電量增加,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,故B錯誤;
C、當丙傳感器接入電路實驗時,若導電溶液深度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,故C錯誤;
D、當丙傳感器接入電路實驗時,若導電溶液深度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,故D正確。
故選:D。
5. 利用金屬熱電阻和熱敏電阻的阻值與溫度之間的對應關系,除了可以測量溫度,還可以有其它用途。
如圖所示,一些汽車的低油位報警裝置采用熱敏電阻來檢測油箱的警戒液位,下列說法正確的是(  )
(4分)
A.當液面高于熱敏電阻時,熱敏電阻的熱量會被液體帶走,溫度基本不變,指示燈亮
B.給熱敏電阻通一定電流,可利用熱敏電阻對液體進行快速加熱
C.當液體減少,液面低于熱敏電阻時,熱敏電阻溫度升高,指示燈亮
D.無法通過熱敏電阻的阻值變化來判斷液面是否低于設定值
正確答案: C
答案解析: A、如圖甲所示,若給熱敏電阻通以一定電流時,熱敏電阻會產生熱,當液面高于熱敏電阻
時,熱敏電阻的熱量會被液體帶走,溫度基本不變,電阻較大,指示燈不亮,故A錯誤;
B、給熱敏電阻通一定電流,熱敏電阻會產生熱,可當給液體進行加熱時,因液體的溫度較低,熱敏電阻
的阻值變化不大,電流較小,熱量較小,液體溫度升高的慢,因此利用熱敏電阻對液體不能進行快速加
熱,故B錯誤;
C、如圖乙所示,當液體減少,液面低于熱敏電阻時,熱敏電阻溫度升高,阻值較小,電流較大,指示燈
亮,就顯示出報警信號,故C正確;
D、因熱敏電阻值與溫度的變化是有一定關系的,這個關系轉變成電流的變化關系,可以由熱敏電阻的阻
值變化來判斷液面是否低于設定值,故D錯誤。
故選:C。
6. 藥物生產車間需要嚴格控制室內溫度范圍,盡量保證較小的溫度波動。
如圖是某監控溫度波動的報警原理圖,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,
當報警器兩端的電壓變化量超出設定值時,報警器就會自動報警。下列說法正確的是(  )
(4分)
A.溫度升高,報警器兩端電壓減小
B.溫度降低,熱敏電阻的熱功率一定增大
C.滑動變阻器取值大,報警器容易報警
D.滑動變阻器取值與報警器是否容易報警無關
正確答案: A
答案解析: A、溫度升高,熱敏電阻的阻值減小,電路中總電阻減小,總電流增大,內電壓增大,外電
壓減小,則報警器兩端電壓減小,故A正確;
B、溫度降低,熱敏電阻的阻值增大,電路中總電阻增大,總電流減小,內電壓減小,外電壓增大,則報
警器兩端電壓增大,那么通過熱敏電阻的電流減小,根據熱功率表達式P=I2R,則熱敏電阻的熱功率一定
減小,故B錯誤;
CD、當滑動變阻器取值大些,若熱敏電阻的阻值變化時,報警器兩端的電壓變化量不大,報警器不容易
報警,因此滑動變阻器取值與報警器是否容易報警有關,故CD錯誤。
故選:A。
7. 某同學自制電子秤的原理示意圖如圖所示。托盤與金屬彈簧相連,
滑動變阻器R的滑動端與彈簧上端連接。當托盤中沒有放物體時,滑片恰好指在變阻器的最上端,
此時電壓表示數為0。設變阻器總電阻為R,總長度為l,電源電動勢為E,內阻為r,限流電阻阻值為R0,
彈簧勁度系數為k,重力加速度為g。忽略彈簧的電阻、托盤與彈簧的質量及一切阻力,
電壓表示數未超過量程。下列說法正確的是(  )
(4分)
g
A.該電子秤能夠稱量的物體最大質量為 kl
R0 + r
B.電壓表的示數能夠達到的最大值為 R R r E+ 0 +
(R
C.電壓表示數為U時,物體的質量為 0
+ r)klU
gR E U ( )
R klU
D.電壓表示數為U時,物體的質量為 0
gR(E U )
正確答案: C
答案解析: 解:A、彈簧的最大形變量為l,根據平衡條件有mg=kl,所以該電子秤能夠稱量的物體最大質
kl
量為 g ,故A錯誤;
B、當指針在變阻器最下端時,變阻器全部接入電路,電壓表的示數最大,則電壓表的最大示數為
U = Em R R r · R + + ,故B錯誤;0
U E
CD、電壓表的示數為U時,變阻器接入電路的電阻為R',則 R =′ R′ + R + r ,此時變阻器接入電路的
0
R′ (R + r)klU
長度為l'= R l ,設此時物體的質量為m',則m'g=kl',解得m'=
0
,故C正確,D錯誤。 gR(E U)
故選:C。
8. 某電飯鍋的結構如圖所示,其中溫度傳感器的主要元件是感溫鐵氧體,
常溫下感溫鐵氧體具有鐵磁性,能夠被磁體吸引,但是溫度上升到約103℃時,就失去了鐵磁性,
不能被磁體吸引了。這個溫度在物理學中稱為該材料的“居里點”。關于該電飯鍋的下列說法正確的是
(  )
(4分)
A.開始煮飯時要壓下開關按鈕,手松開后這個按鈕會馬上恢復到圖示狀態
B.常壓下煮飯時水沸騰后鍋內還有一定水分的時間內,鍋的溫度會持續升高
C.飯煮熟后,水分被大米吸收,鍋底的溫度升高至“居里點”,開關按鈕會自動彈起,
使電飯鍋停止加熱
D.如果用電飯鍋燒水,也能在水沸騰后立即自動斷電
正確答案: C
答案解析: A、開始煮飯時,用手壓下開關按鈕,永磁體與感溫磁體相吸,手松開后,按鈕不再恢復到
圖示狀態,電路接通,電飯鍋加熱,故A錯誤;
B、常壓下煮飯時水沸騰后鍋內還有一定水分的時間內,水在沸騰后溫度恒為100℃,則鍋的溫度不會持
續升高,故B錯誤;
C、飯煮熟后,水分被大米吸收,溫度升高達到103℃時,感溫鐵氧體便失去了鐵磁性會自動斷電,使電
飯鍋停止加熱,故C正確;
D、如果用電飯鍋燒水,在水沸騰后,溫度為100℃,不會自動斷電,故D錯誤。
故選:C。
9. 電熨斗在達到設定溫度后就不再升溫,當溫度降低時又會繼續加熱,使它與設定溫度差不多,
在熨燙不同織物時,通過如圖所示雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷,從而自動調節溫度,
雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數大于下層金屬。下列說法正確的是(  )
(4分)
A.溫度升高時,雙金屬片會向上彎曲
B.調節“調溫旋鈕”,使螺釘微微上升,可以使設定溫度降低
C.調節“調溫旋鈕”,使螺釘微微上升,可以使設定溫度升高
D.適當增加輸入電壓,可以使設定溫度升高
正確答案: B
答案解析: 解:A、當溫度升高時,金屬片向膨脹系數小的方向發生彎曲,雙金屬片上層金屬的膨脹系
數大于下層金屬片,所以溫度升高時,雙金屬片會向下彎曲,觸點斷開,故A錯誤;
BC、調節調溫旋鈕,使螺絲上移并推動彈性銅片上移,使雙金屬片只要稍向下彎曲,就能使觸點斷開,
調節前后對比,雙金屬片向下彎曲程度要小一些,溫度要更低一些。故B正確,C錯誤;
D、電壓不影響設定溫度,故D錯誤。
故選:B。
10. 壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,
有位同學利用壓敏電阻設計了判斷小車運動狀態的裝置,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。小車向右做直線運動過程中,
電流表示數如圖(b)所示,下列判斷正確的是(  )
(4分)
A.從t1到t2時間內,小車做勻速直線運動
B.從t1到t2時間內,小車做勻加速直線運動
C.從t2到t3時間內,小車做勻速直線運動
D.從t2到t3時間內,小車做勻加速直線運動
正確答案: D
答案解析: 解:A、在t1~t2內,I變大,阻值變小,壓力變大,小車做變加速運動,故A錯誤;
B、在t1~t2內,I變大,阻值變小,壓力變大,小車做變加速運動,故B錯誤;
C、在t2~t3內,I不變,壓力恒定,小車做勻加速直線運動,故C錯錯誤;
D、在t2~t3內,I不變,壓力恒定,小車做勻加速直線運動,故D正確;
故選:D。
11. 把光敏電阻(光照越強,阻值越小)接入如圖所示電路,制成光電報警裝置。閉合開關,
當光照達到一定強度時,報警器的蜂鳴器發聲,下列說法正確的是(  )
(4分)
A.干簧管應用了電磁感應原理
B.增大電阻箱R的阻值,報警器在光照更強時才會報警
C.增加電源B的電動勢,報警器在光照更強時才會報警
D.增加電源A的電動勢,報警器在光照更強時才會報警
正確答案: B
答案解析: 解:A、干簧管是通過感知磁場的變化來控制電路的通斷的,沒有利用電磁感應原理,故A錯
誤;
B、根據電路原理可知,只有當電路中電流達一定值時,干簧管才會接通電路,所以增大電阻箱R的阻值
時,相同光照下電路中電流減小,為了達到報警時的電流,應讓光敏電阻的阻值更小,即光照更強,故B
正確;
C、增加電源B的電動勢,由B中分析可知,光敏電阻阻值較大時即可報警,即光照較弱時即會報警,故C
錯誤;
D、A是給報警器供電,所以增加電源A的電動勢,對控制電路沒有影響,所以報警時的光照強度沒有變
化,故D錯誤。
故選:B。
12. 如圖所示為蘋果自動分揀裝置,可以把質量大小不同的蘋果,自動分揀開。
該裝置的托盤秤壓在一個以O1為轉動軸的杠桿上,杠桿末端壓在壓力傳感器R1上。
當大蘋果通過托盤秤時,R1所受的壓力較大因而電阻較小,R2兩端獲得較大電壓,
該電壓激勵放大電路并保持一段時間,使電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵,打開下面通道,
讓大蘋果進入下面通道;當小蘋果通過托盤秤時,R2兩端的電壓不足以激勵放大電路,
分揀開關在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態,小蘋果進入上面通道。托盤停在圖示位置時,
設進入下面通道的大蘋果最小質量為M0,若提高分揀標準,
要求能夠進入下面通道的大蘋果的最低質量增大,下面操作可行的是(  )
(4分)
A.其他條件不變的情況下,只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些
B.其他條件不變的情況下,只適當減小R2的阻值
C.其他條件不變的情況下,只改變放大電路中電磁鐵部分導線繞行的方向
D.其他條件不變的情況下,只增大和傳感器R1相連接電路中電源電動勢
正確答案: B
答案解析: A.要求進入下面通道的大蘋果的最小質量M大于M0,則要求當此大蘋果通過托盤時壓力傳感
器的壓力與原來一致,可知其他條件不變的情況下,只需要將托盤秤壓在杠桿上的位置向右移動一些,
故A錯誤;
B.因要達到題中的要求,就要使得R2兩端電壓保持不變,因壓力越大,電阻R1越小,此時回路中的電流
就越大,R2的電壓就會變得更大,則要想R2的電壓和原來一致,則只適當減小R2的阻值,故B正確;
C.其他條件不變的情況下,只改變放大電路中電磁部分導線繞行的方向對磁性大小無影響,故C錯誤;
D.因要達到題中的要求,就要使得R2兩端電壓保持不變,因R1減小,而其他條件不變的情況下,只能減
小和傳感器R1相連接電路中電源電動勢,故D錯誤。
故選:B。
二、多選題(共2小題,共12分)
13. 如圖所示是電子電路中常用到一種稱為“干簧管”的元件.關于干簧管的下列說法正確的是(  )
(6分)
A.干簧管接入電路中相當于電阻的作用
B.干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的
C.干簧管接入電路中相當于開關的作用
D.干簧管是一種能感知磁場的傳感器
正確答案: C D
答案解析: A、C、當干簧管處在磁場中,彈性舌簧閉合,電路接通,以實現自動控制。所以干簧管接入
電路中相當于開關的作用,故A錯誤、C正確。
B、D、將一對磁性材料制成的彈性舌簧片密封于玻璃管中,舌簧端面互疊,但留有空隙,當干簧管處在
磁場中,舌簧由于磁化而吸引,利用磁化及磁極間的相互作用,故B錯誤,D正確。
故選:CD。
14. 電子眼系統通過路面下埋設的感應線來感知汽車的壓力。感應線是一個壓電薄膜傳感器,
壓電薄膜在受壓時兩端產生電壓,壓力越大電壓越大,壓電薄膜與電容器C、
電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮時,如果汽車的前、后輪先后經過感應線,回路中產生兩脈沖電流,
如圖乙所示,即視為“闖紅燈”,電子眼拍照,則紅燈亮時(  )
(6分)
A.汽車前輪停在感應線上不動時,不會被電子眼拍照
B.汽車的前、后輪先后經過感應線,不會被電子眼拍照
C.汽車前輪剛越過感應線,又倒回到線內,不會被電子眼拍照
D.汽車前輪經過感應線,但后輪沒有經過感應線后就立即停下,不會被電子眼拍照
正確答案: A D
答案解析: AD、只有一次壓感應線,只能形成一個脈沖,不符合拍照的條件,所以不會被拍照,故AD正
確;
BC、有兩次壓感應線,形成兩個脈沖,符合拍照的條件,所以會被拍照,故BC錯誤。
故選:AD。
三、實驗題(組)(共7小題,共65分)
15.
(8分)
(1)某學習小組把熱敏電阻置于帶有溫控的加熱裝置中,
利用圖1所示電路研究熱敏電阻的溫度特性。
①閉合開關S,觀察到溫度改變時電流表示數也隨之改變。
定量研究熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的規律時,將歐姆表兩表筆分別接到熱敏電阻a、
b兩端測量其阻值,這時開關S應 _______(填“斷開”或“閉合”)。
②按照正確方法測出不同溫度下熱敏電阻的阻值。電阻R1、
R2與溫度t的關系分別對應圖2中曲線Ⅰ、Ⅱ。設計電路時,
為防止用電器發生故障引起電流異常增大,導致個別電子元件溫度過高而損壞,
可串聯一個熱敏電阻抑制電流異常增大,起到過熱保護作用。這種熱敏電阻與電阻 _______
(填“R1”或“R2”)具有相同溫度特性。
(4分)
正確答案: 斷開,R1;
答案解析: ①用歐姆表測量熱敏電阻的阻值時應該讓熱敏電阻與電源斷開,即開關S應該斷開;
②由題意可知要串聯的熱敏電阻的阻值應該在溫度較高時隨溫度的增加而快速增加,從而抑制電路中電
流的增加,由圖可知熱敏電阻R1在溫度65℃左右電阻變化較大,則為防止用電器用電器故障引起電流異
常增大,可串聯一個熱敏電阻與R1具有相同溫度特性的熱敏電阻;
(2)某學習小組在傾斜的氣墊導軌上驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖3所示,
當地重力加速度為g。
①方案設計階段,該小組同學對需要測量哪些物理量產生了不同意見。
甲同學:需測量滑塊和遮光條的總質量、滑塊通過兩個光電門的速度、
兩個光電門間的豎直高度差。
乙同學:只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的豎直高度差。
丙同學:只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的距離。
你認為 _______(填“甲”“乙”或“丙”)同學的方案不可行。
②如圖3,光電門中光源與光敏管相對,光源發出的光使光敏管感光。當滑塊經過時,
遮光條把光遮住,計時器記錄遮光時間,可計算出滑塊的速度。
實驗中使用的遮光條寬度d1=10.0mm,光電門寬度d2=20.0m。某次測量時,
記錄通過光電門A的遮光時間為25.0ms,則滑塊經過光電門A的速度大小為 _______m/s。 (4分)
正確答案: 丙,0.4。
mg 1Δh = mv2 1答案解析: ①要驗證機械能守恒定律的關系為 B
2
mvA ,化簡得2gΔh = v
2 v2
2 2 B A ,
則只需要測量滑塊經過兩光電門時的速度和兩個光電門間的豎直高度差,即甲乙同學的方案可行,丙同
學的方案不可行;
d 31 10 × 10
②滑塊經過光電門的速度為vA = t = 3 m/s = 0.4m/s 。Δ 25 × 10
16. 基于鉑電阻阻值隨溫度變化的特性,某興趣小組用鉑電阻做了測量溫度的實驗。
可選用的器材如下:Pt1000型號鉑電阻、電源E(電動勢5V,內阻不計)、電流表A1(量程100μA,
內阻4.5kΩ)、電流表A2(量程500μA,內阻約1kΩ)、定值電阻R1(阻值15kΩ)、定值電阻R2
(阻值1.5kΩ)、開關S和導線若干。
查閱技術手冊可知,Pt1000型號鉑電阻測溫時的工作電流在0.1~0.3mA之間,在0~100℃范圍內,
鉑電阻的阻值Rt隨溫度t的變化視為線性關系,如圖(a)所示。
完成下列填空: (10分)
(1)由圖(a)可知,在0~100℃范圍內,溫度每升高1℃,該鉑電阻的阻值增加 _______Ω;
(3分)
正確答案: 3.85;
1.385 1.000
答案解析: 根據圖(a)可得,溫度每升高1℃,該鉑電阻的阻值增加ΔR= 100
×103Ω=3.85Ω
(2)興趣小組設計了如圖(b)所示的甲、乙兩種測量鉑電阻阻值的電路圖,
能準確測出鉑電阻阻值的是 _______(填“甲”或“乙”),保護電阻R應選 _______
(填“R1”或“R2”); (3分)
正確答案: 乙,R1;
答案解析: 因電流表A1內阻確定,其示數與內阻的乘積即為其電壓,所以用A1可以測量鉑電阻的電壓,
用A2與A1示數之差測量通過鉑電阻的電流,故能準確測出鉑電阻阻值的是乙;
根據電路中最大電流為Imax=0.3mA,根據閉合電路歐姆定律可得,電路中電阻的最小值為
E
R
5
min= I = 3 Ω≈1.7×10
4Ω=17kΩ
max 0.3 × 10
電流表A2內阻約1kΩ,鉑電阻與電流表A1并聯阻值不超過1.385kΩ,故保護電阻R應選R1。
(3)用(2)問中能準確測出鉑電阻阻值的電路測溫時,某次測量讀得A2示數為295μA,
A1示數如圖(c)所示,該示數為 _______μA,則所測溫度為 _______℃
(計算結果保留2位有效數字)。 (4分)
正確答案: 62.0,51。
答案解析: 由圖(c)可知A1的分度值為1μA,則其讀數為62.0μA
根據歐姆定律得
I1 RA1
R= I2 I1
根據圖(a)可得R=1000+3.85t
代入數據解得t≈51℃
17. 實驗小組研究某熱敏電阻的特性,并依此利用電磁鐵、電阻箱等器材組裝保溫箱。
該熱敏電阻阻值隨溫度的變化曲線如圖1所示,保溫箱原理圖如圖2所示。回答下列問題:
(6分)
(1)圖1中熱敏電阻的阻值隨溫度的變化關系是_______(填“線性”或“非線性”)的。
(1分)
正確答案: 非線性;
答案解析: 由圖1可知R-t圖像為曲線,則熱敏電阻的阻值隨溫度的變化關系是非線性的。
(2)存在一個電流值I0,若電磁鐵線圈的電流小于I0,銜鐵與上固定觸頭a接觸;若電流大于I0,
銜鐵與下固定觸頭b接觸。保溫箱溫度達到設定值后,電磁鐵線圈的電流在I0附近上下波動,
加熱電路持續地斷開、閉合,使保溫箱溫度維持在設定值。則圖2中加熱電阻絲的c端應該與觸頭
_______(填“a”或“b”)相連接。 (1分)
正確答案: a;
答案解析: 由圖1可知熱敏電阻的阻值隨溫度升高而變小,當保溫箱的溫度較低時,熱敏電阻的阻值較
大,根據閉合電路歐姆定律可知,電磁鐵線圈的電流較小,若其小于I0,銜鐵與上固定觸頭a接觸,此時
加熱電阻絲應與加熱電源構成通路,加熱電阻絲工作使保溫箱升溫;反之,銜鐵與下固定觸頭b接觸,此
時加熱電阻絲應停止工作,與加熱電源構成的電路為斷路,由此可知圖2中加熱電阻絲的c端應該與觸頭a
相連接。
(3)當保溫箱的溫度設定在50℃時,電阻箱旋鈕的位置如圖3所示,則電阻箱接入電路的阻值為
_______Ω。 (2分)
正確答案: 130.0;
答案解析: 如圖3所示的電阻箱旋鈕的位置,可得電阻箱接入電路的阻值為:
R1=1×100Ω+3×10Ω+0×1Ω+0×0.1Ω=130.0Ω
(4)若要把保溫箱的溫度設定在100℃,則電阻箱接入電路的阻值應為_______Ω。 (2分)
正確答案: 210.0
答案解析: 溫度為50℃時,由圖1可得對應的熱敏電阻的阻值RT1=180Ω,此時電阻箱接入電路的阻值
為:R1=130.0Ω;
當溫度為100℃時,由圖1可得對應的熱敏電阻的阻值RT2=100Ω,設此時電阻箱接入電路的阻值應為R2。
設圖2中的電池的電動勢為E,其內阻為r。根據閉合電路歐姆定律可得:
E=I0(RT1+R1+r)
E=I0(RT2+R2+r)
聯立可得:RT1+R1=RT2+R2,解得:R2=210.0Ω
18. 高精度電阻測溫儀的核心部件是熱敏電阻,熱敏電阻是一種傳感器,
其電阻值隨著溫度的變化而改變,實驗小組利用下列儀器探究傳感器電阻隨環境提度變化的規律。
A.傳感器電阻Rx(阻值200~800Ω)
B.電源(電動勢E=6V,內阻不計)
C.電壓表V1(量程0~3V,內阻為3kΩ)
D.電壓表V2(量程0~15V,內阻為15kΩ)
E.電流表A1(量程0~0.6A,內阻不計)
F.電流表A2(量程0~30mA,內阻不計)
G.定值電阻R1=3kΩ
H.定值電阻R2=15kΩ
I.滑動變阻器R(0~20Ω)
J.開關、導線若干
(8分)
(1)為準確測量傳感器電阻在不同溫度下的電阻值,設計如圖甲所示測量電路,
將實物如乙圖連線成測量電路。 (2分)
正確答案: ;
答案解析: 將實物如乙圖連線成測量電路如下圖所示:
(2)電路中電壓表應選 _______,電流表應選 _______,定值電阻應選 _______
(均填寫儀器前字母)。 (2分)
正確答案: C;F;G;
答案解析: 由于電動勢E=6V,則電路中電壓表應選量程為0~3V的V1,并將定值電阻R1=3kΩ與V1串聯,
Umax
改裝成量程為0~6V的電壓表,則電路中電壓表應選C,定值電阻應選G;根據歐姆定律可得Imax= R x
,解得:Imax=30mA
可知電流表應選F。
(3)在正確連接電路后,閉合開關S,當環境溫度為27℃時,電壓表讀數U=2.6V,
電流表讀數13.0mA,此時傳感器電阻的阻值 _______Ω。 (2分)
正確答案: 400;
答案解析: 當環境溫度為27℃時,電壓表讀數U=2.6V,電流表讀數13.0mA,則此時傳感器電阻的阻值為
R 2U 2 × 2.6x = I = Ω = 400Ω 313.0 × 10
(4)不斷改變環境溫度,測出對應電阻值,作出電阻Rx隨攝氏溫度t的圖像如圖丙所示,
則傳感器電阻Rx隨攝氏溫度t關系表達式:Rx= _______Ω。 (2分)
正確答案: 0.4t+389.2
答案解析: 設傳感器電阻Rx隨攝氏溫度t關系表達式為Rx=kt+b
400 380
Rx-t圖像的斜率為k = Ω/℃ = 0.4Ω/℃ 27 ( 23)
根據400Ω=0.4×27Ω+b
解得b=389.2Ω
則傳感器電阻Rx隨攝氏溫度t關系表達式為Rx=0.4t+389.2(Ω)
19. 智能化育苗蔬菜基地對環境要求嚴格,其中包括對光照強度的調控,光照強度簡稱照度I,
反映光照的強弱,光越強,照度越大,單位為勒克斯(lx)。為了控制照度,
科技人員設計了圖甲所示的智能光控電路。

(16分)
(1)智能光控電路的核心元件是光敏電阻R,某同學用如圖乙所示電路,
測量光敏電阻在不同照度時的阻值,實驗所用器材:電源E1(9V)、滑動變阻器R4
(最大阻值為20Ω),電壓表(量程為0~3V,內阻為3kΩ)和毫安表(量程為0~3mA,
內阻不計)。定值電阻R0=6kΩ、開關、導線若干。
則在閉合電路開關前應該把滑動變阻器的滑片移到 _______(選填“左”或“右”)端。
(3分)
正確答案: 左;
答案解析: 滑動變阻器為保護電路,在閉合電路開關前應該把滑動變阻器的滑片移到左端;
(2)某次測量時電壓表的示數如圖丙所示,其讀數為 _______V,電流表讀數為1.5mA,
此時光敏電阻的阻值為 _______kΩ。 (3分)
正確答案: 1.80;3.6;
U U R 1.8+ 1.8 + × 6000
答案解析: 電壓表分度值為0.1V,讀數為1.80V,電阻為R= RV 0 = 3000
I 31.5 × 10
Ω=3600Ω=3.6kΩ;
(3)通過測量得到6組數據如下表,請在圖丁中作出阻值R隨照度I變化的圖象,
由圖可判斷光敏電阻的阻值與照度 _______反比例函數關系(選填“滿足”或“不滿足”)。
(3分)
正確答案: 不滿足;
答案解析: 根據反比例函數可知應滿足IR=C,結合圖像可知光敏電阻的阻值與照度不滿足反比例函數關
系;
(4)該同學用上述光敏電阻接入圖甲所示的電路,其中電源電動勢E=6.0V,內阻忽略不計,
電阻R1=100Ω,電阻箱R2的阻值調節范圍是0~9999.9Ω,
光敏電阻R的電壓U增加到2.0V時光照系統開始工作,為了使照度降低到4klx時,
自動控制系統開始補光,R2的阻值應該調節為 _______kΩ。 (3分)
正確答案: 7.9;
答案解析: 照度降低到4klx時,R=4000Ω,根據閉合電路歐姆定律有
U
E= R (R+R1+R2)
解得R=7900Ω=7.9kΩ
(5)要加快蔬菜的生長,適度提高光照時間,可調節的方法是 _______。 (4分)
正確答案: 可調節的方法是減小R2的阻值
答案解析: 適度提高光照時間,由(4)可知可調節的方法是減小R2的阻值。
20. 某種花卉喜光,但陽光太強時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強報警器,
以便在光照過強時提醒花農。該實驗用到的主要器材如下:學生電源、多用電表、數字電壓表(0~
20V)、數字電流表(0~20mA)、滑動變阻器R(最大阻值50Ω,1.5A)、白熾燈、可調電阻R1(0~
50kΩ)、發光二極管LED、光敏電阻RG、NPN型三極管VT、開關和若干導線等。 (8分)
(1)判斷發光二極管的極性
使用多用電表的“×10k”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示,當黑表筆與接線端M接觸、
紅表筆與接線端N接觸時,多用電表指針位于表盤中a位置(見圖2);對調紅、
黑表筆后指針位于表盤中b位置(見圖2)。由此判斷M端為二極管的 _______
(填“正極”或“負極”)。
(2分)
正確答案: 負極;
答案解析: 歐姆擋的黑表筆是電流流出的接線柱,即其與內接電源的正極相接,由題意可知黑表筆與M
相接時,電阻為無窮大,所以此種情況為二極管反向連接,故M端為二極管的負極;
(2)研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性
①采用圖3中的器材進行實驗,部分實物連接已完成。
要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數從0開始。導線L1、
L2和L3的另一端應分別連接滑動變阻器的 _______、_______、_______接線柱
(以上三空選填接線柱標號“A”“B”“C”或“D”)。
②圖4為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性曲線,圖中曲線Ⅰ、
Ⅱ和Ⅲ對應光敏電阻受到的光照由弱到強。由圖像可知,
光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而 _______(填“增大”或“減小”)。 (4分)
正確答案: ①A、A、D(或C);②減小;
答案解析: 根據題意要求滑動變阻器采用分壓接法,故導線L1、L2和L3的另一端應分別連接滑動變阻器
的A、A、D(或C)端。
I-U圖像上點與原點連線的斜率表示電阻的倒數,從題圖的光敏電阻的伏安特性曲線可以看出:RⅠ>RⅡ
>RⅢ,根據題意可知,光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而減小;
(3)組裝光強報警器電路并測試其功能
圖5為利用光敏電阻、發光二極管、三極管(當b、e間電壓達到一定程度后,三極管被導通)
等元件設計的電路。組裝好光強報警器后,在測試過程中發現,
當照射到光敏電阻表面的光強達到報警值時,發光二極管并不發光,為使報警器正常工作,應
_______(填“增大”或“減小”)可調電阻R1的阻值,直至發光二極管發光。 (2分)
正確答案: 增大。
答案解析: 由題意可知,當b、e間電壓達到一定程度后,三極管被導通,結合光敏電阻RG與R1的串聯關
系,要增大基極電流,則要增大be間的電壓,則必須增大R1的電阻。
21. 某科技小組模仿太陽能發電中的太陽光自動跟蹤系統,制作光源跟蹤演示裝置,
實現太陽能電池板方向的調整,使電池板正對光源。
圖甲是光照方向檢測電路,所用器材有:電源E(電動勢3V);電壓表V1和V2(量程均有3V和15V,
內阻均可視為無窮大);滑動變阻器R;兩個相同的光敏電阻RG1和RG2;開關S;手電筒;導線若干。
圖乙是實物圖,圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板,隔板兩側裝有光敏電阻,
電池板固定在電動機轉軸上,控制單元與檢測電路的連接未畫出,
控制單元對光照方向檢測電路無影響。
請完成下列實驗操作和判斷。 (9分)
(1)電路連接。
圖乙中已正確連接了部分電路,請完成虛線框中滑動變阻器R、電源E、
開關S和電壓表V1間的實物圖連線。 (2分)
正確答案:
答案解析: 根據電路圖得出對應的實物連線圖:
(2)光敏電阻阻值與光照強度關系測試。
①將圖甲中R的滑片置于 _______端,用手電筒的光斜照射到RG1和RG2,
使RG1表面的光照強度比RG2表面的小。
②閉合S,將R的滑片緩慢滑到某一位置。V1的示數如圖丙所示,讀數U1為 _______V。
V2的示數U2為1.17V,由此可知,表面光照強度較小的光敏電阻的阻值 _______
(填“較大”或“較小”)。
③斷開S。 (3分)
正確答案: ①b;②1.60;較大;
答案解析: ①為了保證電路的安全,實驗開始前要將R的滑片置于阻值最大處,即置于b端;
②電壓表的分度值為0.1V,需要估讀到分度值的下一位,根據圖丙可知,讀數U1為1.60V。
電壓表V1比電壓表V2的示數大,說明RG1>RG2,由此可知表面光照強度較小的光敏電阻的阻值較大;
(3)光源跟蹤測試。
①將手電筒的光從電池板上方斜照射到RG1和RG2。
②閉合S,并啟動控制單元,控制單元檢測并比較兩光敏電阻的電壓,控制電動機轉動。
此時兩電壓表的示數U1<U2,圖乙中的電動機帶動電池板 _______
(填“逆時針”或“順時針”)轉動,直至 _______時停止轉動,電池板正對手電筒發出的光。
(4分)
正確答案: 逆時針;U1=U2。
答案解析: 電壓表的示數U1<U2,說明RG1表面的光照強度比RG2表面的大,因此電動機帶動電池板逆時
針轉動,直至U1=U2,時停止轉動,電池板正對手電筒發出的光。
四、解答題(共1小題,共3分)
22. 某同學設計了一個加速度計,如圖所示。較 重的滑塊 2 可以在光滑的框架1中平移,
滑塊兩側用彈簧3拉著;R為滑動變阻器,4是滑動片,
它與電阻器任一端間的電阻值都與它到這端的距離成正比。 這個裝置實際上是一個加速度傳感器。
兩個電池 E 的電壓相同。按圖連接電路后,電壓表指針的零點調在中央,當P端的電勢高于Q 端時,
指針向零點右側偏轉。你認為他的設計在原理上可行嗎?將框架固定在運動的物體上,
當物體具有圖示方向的加速度a時,電壓表的指針將向哪個方向偏轉?
(3分)
正確答案: 他的設計可行,
當滑片4處于R的中點,電壓表指針的零點在中央。當物體具有圖示方向的加速度 時,滑塊向左移動,根
據在外電路中,順著電流方向電勢降低,可知P端的電勢低于Q點的電勢,則電壓表的指針將向零點左側
偏轉。
答案解析:14.傳感器
滿分:128
班級:__________ 姓名:__________ 考號:__________
一、單選題(共12小題,共48分)
1. 關于傳感器,下列說法正確的是(  )
(4分)
A.傳感器的材料都是由半導體材料制成的,金屬材料不可以制成傳感器
B.傳感器只能是通過感知電壓的變化將電學量轉換成非電學量來傳遞信號
C.霍爾元件能夠把電學量轉換為磁學量,干簧管是一種能夠感知電場的傳感器
D.電子秤應用的是壓力傳感器,電飯鍋通過溫度傳感器實現溫度的自動控制
2. 磁傳感器是將磁信號轉變為電信號的儀器.如圖所示,將探頭放在磁場中,
可以很方便的測量磁場的強弱和方向,探頭可能是(  )
(4分)
A.感應線圈
B.熱敏電阻
C.干簧管
D.霍爾元件
3. 圖中關于傳感器的應用,說法錯誤的是(  )
(4分)
A.干簧管是利用磁場來控制電路的通斷
B.機器人的“眼睛”利用了光傳感器
C.紅外測溫儀向人體發射紅外線,從而測量人體溫度
D.電容式位移傳感器能把物體的位移這個力學量轉化成電容這個電學量
4. 傳感器是把非電學量轉換成電學量的一種元件。如圖所示,乙、丙是兩種常見的電容式傳感器,
現將乙、丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進行實驗(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏),
下列實驗現象中正確的是(  )
(4分)
A.當乙傳感器接入電路實驗時,若F變小,則電流表指針向右偏轉
B.當乙傳感器接入電路實驗時,若F變大,則電流表指針向左偏轉
C.當丙傳感器接入電路實驗時,若液體深度h變大,則電流表指針向左偏
D.當丙傳感器接入電路實驗時,若液體深度h變小,則電流表指針向左偏
5. 利用金屬熱電阻和熱敏電阻的阻值與溫度之間的對應關系,除了可以測量溫度,還可以有其它用途。
如圖所示,一些汽車的低油位報警裝置采用熱敏電阻來檢測油箱的警戒液位,下列說法正確的是(  )
(4分)
A.當液面高于熱敏電阻時,熱敏電阻的熱量會被液體帶走,溫度基本不變,指示燈亮
B.給熱敏電阻通一定電流,可利用熱敏電阻對液體進行快速加熱
C.當液體減少,液面低于熱敏電阻時,熱敏電阻溫度升高,指示燈亮
D.無法通過熱敏電阻的阻值變化來判斷液面是否低于設定值
6. 藥物生產車間需要嚴格控制室內溫度范圍,盡量保證較小的溫度波動。
如圖是某監控溫度波動的報警原理圖,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,
當報警器兩端的電壓變化量超出設定值時,報警器就會自動報警。下列說法正確的是(  )
(4分)
A.溫度升高,報警器兩端電壓減小
B.溫度降低,熱敏電阻的熱功率一定增大
C.滑動變阻器取值大,報警器容易報警
D.滑動變阻器取值與報警器是否容易報警無關
7. 某同學自制電子秤的原理示意圖如圖所示。托盤與金屬彈簧相連,
滑動變阻器R的滑動端與彈簧上端連接。當托盤中沒有放物體時,滑片恰好指在變阻器的最上端,
此時電壓表示數為0。設變阻器總電阻為R,總長度為l,電源電動勢為E,內阻為r,限流電阻阻值為R0,
彈簧勁度系數為k,重力加速度為g。忽略彈簧的電阻、托盤與彈簧的質量及一切阻力,
電壓表示數未超過量程。下列說法正確的是(  )
(4分)
g
A.該電子秤能夠稱量的物體最大質量為 kl
R0 + r
B.電壓表的示數能夠達到的最大值為 R R r E+ 0 +
(R + r)klU
C.電壓表示數為U時,物體的質量為 0
gR E U ( )
R klU
D.電壓表示數為U時,物體的質量為 0
gR(E U )
8. 某電飯鍋的結構如圖所示,其中溫度傳感器的主要元件是感溫鐵氧體,
常溫下感溫鐵氧體具有鐵磁性,能夠被磁體吸引,但是溫度上升到約103℃時,就失去了鐵磁性,
不能被磁體吸引了。這個溫度在物理學中稱為該材料的“居里點”。關于該電飯鍋的下列說法正確的是
(  )
(4分)
A.開始煮飯時要壓下開關按鈕,手松開后這個按鈕會馬上恢復到圖示狀態
B.常壓下煮飯時水沸騰后鍋內還有一定水分的時間內,鍋的溫度會持續升高
C.飯煮熟后,水分被大米吸收,鍋底的溫度升高至“居里點”,開關按鈕會自動彈起,
使電飯鍋停止加熱
D.如果用電飯鍋燒水,也能在水沸騰后立即自動斷電
9. 電熨斗在達到設定溫度后就不再升溫,當溫度降低時又會繼續加熱,使它與設定溫度差不多,
在熨燙不同織物時,通過如圖所示雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷,從而自動調節溫度,
雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數大于下層金屬。下列說法正確的是(  )
(4分)
A.溫度升高時,雙金屬片會向上彎曲
B.調節“調溫旋鈕”,使螺釘微微上升,可以使設定溫度降低
C.調節“調溫旋鈕”,使螺釘微微上升,可以使設定溫度升高
D.適當增加輸入電壓,可以使設定溫度升高
10. 壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,
有位同學利用壓敏電阻設計了判斷小車運動狀態的裝置,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。小車向右做直線運動過程中,
電流表示數如圖(b)所示,下列判斷正確的是(  )
(4分)
A.從t1到t2時間內,小車做勻速直線運動
B.從t1到t2時間內,小車做勻加速直線運動
C.從t2到t3時間內,小車做勻速直線運動
D.從t2到t3時間內,小車做勻加速直線運動
11. 把光敏電阻(光照越強,阻值越小)接入如圖所示電路,制成光電報警裝置。閉合開關,
當光照達到一定強度時,報警器的蜂鳴器發聲,下列說法正確的是(  )
(4分)
A.干簧管應用了電磁感應原理
B.增大電阻箱R的阻值,報警器在光照更強時才會報警
C.增加電源B的電動勢,報警器在光照更強時才會報警
D.增加電源A的電動勢,報警器在光照更強時才會報警
12. 如圖所示為蘋果自動分揀裝置,可以把質量大小不同的蘋果,自動分揀開。
該裝置的托盤秤壓在一個以O1為轉動軸的杠桿上,杠桿末端壓在壓力傳感器R1上。
當大蘋果通過托盤秤時,R1所受的壓力較大因而電阻較小,R2兩端獲得較大電壓,
該電壓激勵放大電路并保持一段時間,使電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵,打開下面通道,
讓大蘋果進入下面通道;當小蘋果通過托盤秤時,R2兩端的電壓不足以激勵放大電路,
分揀開關在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態,小蘋果進入上面通道。托盤停在圖示位置時,
設進入下面通道的大蘋果最小質量為M0,若提高分揀標準,
要求能夠進入下面通道的大蘋果的最低質量增大,下面操作可行的是(  )
(4分)
A.其他條件不變的情況下,只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些
B.其他條件不變的情況下,只適當減小R2的阻值
C.其他條件不變的情況下,只改變放大電路中電磁鐵部分導線繞行的方向
D.其他條件不變的情況下,只增大和傳感器R1相連接電路中電源電動勢
二、多選題(共2小題,共12分)
13. 如圖所示是電子電路中常用到一種稱為“干簧管”的元件.關于干簧管的下列說法正確的是(  )
(6分)
A.干簧管接入電路中相當于電阻的作用
B.干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的
C.干簧管接入電路中相當于開關的作用
D.干簧管是一種能感知磁場的傳感器
14. 電子眼系統通過路面下埋設的感應線來感知汽車的壓力。感應線是一個壓電薄膜傳感器,
壓電薄膜在受壓時兩端產生電壓,壓力越大電壓越大,壓電薄膜與電容器C、
電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮時,如果汽車的前、后輪先后經過感應線,回路中產生兩脈沖電流,
如圖乙所示,即視為“闖紅燈”,電子眼拍照,則紅燈亮時(  )
(6分)
A.汽車前輪停在感應線上不動時,不會被電子眼拍照
B.汽車的前、后輪先后經過感應線,不會被電子眼拍照
C.汽車前輪剛越過感應線,又倒回到線內,不會被電子眼拍照
D.汽車前輪經過感應線,但后輪沒有經過感應線后就立即停下,不會被電子眼拍照
三、實驗題(組)(共7小題,共65分)
15.
(8分)
(1)某學習小組把熱敏電阻置于帶有溫控的加熱裝置中,
利用圖1所示電路研究熱敏電阻的溫度特性。
①閉合開關S,觀察到溫度改變時電流表示數也隨之改變。
定量研究熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的規律時,將歐姆表兩表筆分別接到熱敏電阻a、
b兩端測量其阻值,這時開關S應 _______(填“斷開”或“閉合”)。
②按照正確方法測出不同溫度下熱敏電阻的阻值。電阻R1、
R2與溫度t的關系分別對應圖2中曲線Ⅰ、Ⅱ。設計電路時,
為防止用電器發生故障引起電流異常增大,導致個別電子元件溫度過高而損壞,
可串聯一個熱敏電阻抑制電流異常增大,起到過熱保護作用。這種熱敏電阻與電阻 _______
(填“R1”或“R2”)具有相同溫度特性。
(4分)
(2)某學習小組在傾斜的氣墊導軌上驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖3所示,
當地重力加速度為g。
①方案設計階段,該小組同學對需要測量哪些物理量產生了不同意見。
甲同學:需測量滑塊和遮光條的總質量、滑塊通過兩個光電門的速度、
兩個光電門間的豎直高度差。
乙同學:只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的豎直高度差。
丙同學:只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的距離。
你認為 _______(填“甲”“乙”或“丙”)同學的方案不可行。
②如圖3,光電門中光源與光敏管相對,光源發出的光使光敏管感光。當滑塊經過時,
遮光條把光遮住,計時器記錄遮光時間,可計算出滑塊的速度。
實驗中使用的遮光條寬度d1=10.0mm,光電門寬度d2=20.0m。某次測量時,
記錄通過光電門A的遮光時間為25.0ms,則滑塊經過光電門A的速度大小為 _______m/s。 (4分)
16. 基于鉑電阻阻值隨溫度變化的特性,某興趣小組用鉑電阻做了測量溫度的實驗。
可選用的器材如下:Pt1000型號鉑電阻、電源E(電動勢5V,內阻不計)、電流表A1(量程100μA,
內阻4.5kΩ)、電流表A2(量程500μA,內阻約1kΩ)、定值電阻R1(阻值15kΩ)、定值電阻R2
(阻值1.5kΩ)、開關S和導線若干。
查閱技術手冊可知,Pt1000型號鉑電阻測溫時的工作電流在0.1~0.3mA之間,在0~100℃范圍內,
鉑電阻的阻值Rt隨溫度t的變化視為線性關系,如圖(a)所示。
完成下列填空: (10分)
(1)由圖(a)可知,在0~100℃范圍內,溫度每升高1℃,該鉑電阻的阻值增加 _______Ω;
(3分)
(2)興趣小組設計了如圖(b)所示的甲、乙兩種測量鉑電阻阻值的電路圖,
能準確測出鉑電阻阻值的是 _______(填“甲”或“乙”),保護電阻R應選 _______
(填“R1”或“R2”); (3分)
(3)用(2)問中能準確測出鉑電阻阻值的電路測溫時,某次測量讀得A2示數為295μA,
A1示數如圖(c)所示,該示數為 _______μA,則所測溫度為 _______℃
(計算結果保留2位有效數字)。 (4分)
17. 實驗小組研究某熱敏電阻的特性,并依此利用電磁鐵、電阻箱等器材組裝保溫箱。
該熱敏電阻阻值隨溫度的變化曲線如圖1所示,保溫箱原理圖如圖2所示。回答下列問題:
(6分)
(1)圖1中熱敏電阻的阻值隨溫度的變化關系是_______(填“線性”或“非線性”)的。
(1分)
(2)存在一個電流值I0,若電磁鐵線圈的電流小于I0,銜鐵與上固定觸頭a接觸;若電流大于I0,
銜鐵與下固定觸頭b接觸。保溫箱溫度達到設定值后,電磁鐵線圈的電流在I0附近上下波動,
加熱電路持續地斷開、閉合,使保溫箱溫度維持在設定值。則圖2中加熱電阻絲的c端應該與觸頭
_______(填“a”或“b”)相連接。 (1分)
(3)當保溫箱的溫度設定在50℃時,電阻箱旋鈕的位置如圖3所示,則電阻箱接入電路的阻值為
_______Ω。 (2分)
(4)若要把保溫箱的溫度設定在100℃,則電阻箱接入電路的阻值應為_______Ω。 (2分)
18. 高精度電阻測溫儀的核心部件是熱敏電阻,熱敏電阻是一種傳感器,
其電阻值隨著溫度的變化而改變,實驗小組利用下列儀器探究傳感器電阻隨環境提度變化的規律。
A.傳感器電阻Rx(阻值200~800Ω)
B.電源(電動勢E=6V,內阻不計)
C.電壓表V1(量程0~3V,內阻為3kΩ)
D.電壓表V2(量程0~15V,內阻為15kΩ)
E.電流表A1(量程0~0.6A,內阻不計)
F.電流表A2(量程0~30mA,內阻不計)
G.定值電阻R1=3kΩ
H.定值電阻R2=15kΩ
I.滑動變阻器R(0~20Ω)
J.開關、導線若干
(8分)
(1)為準確測量傳感器電阻在不同溫度下的電阻值,設計如圖甲所示測量電路,
將實物如乙圖連線成測量電路。 (2分)
(2)電路中電壓表應選 _______,電流表應選 _______,定值電阻應選 _______
(均填寫儀器前字母)。 (2分)
(3)在正確連接電路后,閉合開關S,當環境溫度為27℃時,電壓表讀數U=2.6V,
電流表讀數13.0mA,此時傳感器電阻的阻值 _______Ω。 (2分)
(4)不斷改變環境溫度,測出對應電阻值,作出電阻Rx隨攝氏溫度t的圖像如圖丙所示,
則傳感器電阻Rx隨攝氏溫度t關系表達式:Rx= _______Ω。 (2分)
19. 智能化育苗蔬菜基地對環境要求嚴格,其中包括對光照強度的調控,光照強度簡稱照度I,
反映光照的強弱,光越強,照度越大,單位為勒克斯(lx)。為了控制照度,
科技人員設計了圖甲所示的智能光控電路。

(16分)
(1)智能光控電路的核心元件是光敏電阻R,某同學用如圖乙所示電路,
測量光敏電阻在不同照度時的阻值,實驗所用器材:電源E1(9V)、滑動變阻器R4
(最大阻值為20Ω),電壓表(量程為0~3V,內阻為3kΩ)和毫安表(量程為0~3mA,
內阻不計)。定值電阻R0=6kΩ、開關、導線若干。
則在閉合電路開關前應該把滑動變阻器的滑片移到 _______(選填“左”或“右”)端。
(3分)
(2)某次測量時電壓表的示數如圖丙所示,其讀數為 _______V,電流表讀數為1.5mA,
此時光敏電阻的阻值為 _______kΩ。 (3分)
(3)通過測量得到6組數據如下表,請在圖丁中作出阻值R隨照度I變化的圖象,
由圖可判斷光敏電阻的阻值與照度 _______反比例函數關系(選填“滿足”或“不滿足”)。
(3分)
(4)該同學用上述光敏電阻接入圖甲所示的電路,其中電源電動勢E=6.0V,內阻忽略不計,
電阻R1=100Ω,電阻箱R2的阻值調節范圍是0~9999.9Ω,
光敏電阻R的電壓U增加到2.0V時光照系統開始工作,為了使照度降低到4klx時,
自動控制系統開始補光,R2的阻值應該調節為 _______kΩ。 (3分)
(5)要加快蔬菜的生長,適度提高光照時間,可調節的方法是 _______。 (4分)
20. 某種花卉喜光,但陽光太強時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強報警器,
以便在光照過強時提醒花農。該實驗用到的主要器材如下:學生電源、多用電表、數字電壓表(0~
20V)、數字電流表(0~20mA)、滑動變阻器R(最大阻值50Ω,1.5A)、白熾燈、可調電阻R1(0~
50kΩ)、發光二極管LED、光敏電阻RG、NPN型三極管VT、開關和若干導線等。 (8分)
(1)判斷發光二極管的極性
使用多用電表的“×10k”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示,當黑表筆與接線端M接觸、
紅表筆與接線端N接觸時,多用電表指針位于表盤中a位置(見圖2);對調紅、
黑表筆后指針位于表盤中b位置(見圖2)。由此判斷M端為二極管的 _______
(填“正極”或“負極”)。
(2分)
(2)研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性
①采用圖3中的器材進行實驗,部分實物連接已完成。
要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數從0開始。導線L1、
L2和L3的另一端應分別連接滑動變阻器的 _______、_______、_______接線柱
(以上三空選填接線柱標號“A”“B”“C”或“D”)。
②圖4為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性曲線,圖中曲線Ⅰ、
Ⅱ和Ⅲ對應光敏電阻受到的光照由弱到強。由圖像可知,
光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而 _______(填“增大”或“減小”)。 (4分)
(3)組裝光強報警器電路并測試其功能
圖5為利用光敏電阻、發光二極管、三極管(當b、e間電壓達到一定程度后,三極管被導通)
等元件設計的電路。組裝好光強報警器后,在測試過程中發現,
當照射到光敏電阻表面的光強達到報警值時,發光二極管并不發光,為使報警器正常工作,應
_______(填“增大”或“減小”)可調電阻R1的阻值,直至發光二極管發光。 (2分)
21. 某科技小組模仿太陽能發電中的太陽光自動跟蹤系統,制作光源跟蹤演示裝置,
實現太陽能電池板方向的調整,使電池板正對光源。
圖甲是光照方向檢測電路,所用器材有:電源E(電動勢3V);電壓表V1和V2(量程均有3V和15V,
內阻均可視為無窮大);滑動變阻器R;兩個相同的光敏電阻RG1和RG2;開關S;手電筒;導線若干。
圖乙是實物圖,圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板,隔板兩側裝有光敏電阻,
電池板固定在電動機轉軸上,控制單元與檢測電路的連接未畫出,
控制單元對光照方向檢測電路無影響。
請完成下列實驗操作和判斷。 (9分)
(1)電路連接。
圖乙中已正確連接了部分電路,請完成虛線框中滑動變阻器R、電源E、
開關S和電壓表V1間的實物圖連線。 (2分)
(2)光敏電阻阻值與光照強度關系測試。
①將圖甲中R的滑片置于 _______端,用手電筒的光斜照射到RG1和RG2,
使RG1表面的光照強度比RG2表面的小。
②閉合S,將R的滑片緩慢滑到某一位置。V1的示數如圖丙所示,讀數U1為 _______V。
V2的示數U2為1.17V,由此可知,表面光照強度較小的光敏電阻的阻值 _______
(填“較大”或“較小”)。
③斷開S。 (3分)
(3)光源跟蹤測試。
①將手電筒的光從電池板上方斜照射到RG1和RG2。
②閉合S,并啟動控制單元,控制單元檢測并比較兩光敏電阻的電壓,控制電動機轉動。
此時兩電壓表的示數U1<U2,圖乙中的電動機帶動電池板 _______
(填“逆時針”或“順時針”)轉動,直至 _______時停止轉動,電池板正對手電筒發出的光。
(4分)
四、解答題(共1小題,共3分)
22. 某同學設計了一個加速度計,如圖所示。較 重的滑塊 2 可以在光滑的框架1中平移,
滑塊兩側用彈簧3拉著;R為滑動變阻器,4是滑動片,
它與電阻器任一端間的電阻值都與它到這端的距離成正比。 這個裝置實際上是一個加速度傳感器。
兩個電池 E 的電壓相同。按圖連接電路后,電壓表指針的零點調在中央,當P端的電勢高于Q 端時,
指針向零點右側偏轉。你認為他的設計在原理上可行嗎?將框架固定在運動的物體上,
當物體具有圖示方向的加速度a時,電壓表的指針將向哪個方向偏轉?
(3分)滿分:128
班級:________ 姓名:________ 成績:________

一、單選題(共12小題,共48分)
關于傳感器,下列說法正確的是(  )
(4分)
A.傳感器的材料都是由半導體材料制成的,金屬材料不可以制成傳感器
B.傳感器只能是通過感知電壓的變化將電學量轉換成非電學量來傳遞信號
C.霍爾元件能夠把電學量轉換為磁學量,干簧管是一種能夠感知電場的傳感器
D.電子秤應用的是壓力傳感器,電飯鍋通過溫度傳感器實現溫度的自動控制
磁傳感器是將磁信號轉變為電信號的儀器.如圖所示,將探頭放在磁場中,可以很方便的測量磁場的強弱和方向,探頭可能是(  )
(4分)
A.感應線圈
B.熱敏電阻
C.干簧管
D.霍爾元件
圖中關于傳感器的應用,說法錯誤的是(  )
(4分)
A.干簧管是利用磁場來控制電路的通斷
B.機器人的“眼睛”利用了光傳感器
C.紅外測溫儀向人體發射紅外線,從而測量人體溫度
D.電容式位移傳感器能把物體的位移這個力學量轉化成電容這個電學量
傳感器是把非電學量轉換成電學量的一種元件。如圖所示,乙、丙是兩種常見的電容式傳感器,現將乙、丙兩種傳感器分別接到圖甲的電路中進行實驗(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏),下列實驗現象中正確的是(  )
(4分)
A.當乙傳感器接入電路實驗時,若F變小,則電流表指針向右偏轉
B.當乙傳感器接入電路實驗時,若F變大,則電流表指針向左偏轉
C.當丙傳感器接入電路實驗時,若液體深度h變大,則電流表指針向左偏
D.當丙傳感器接入電路實驗時,若液體深度h變小,則電流表指針向左偏
利用金屬熱電阻和熱敏電阻的阻值與溫度之間的對應關系,除了可以測量溫度,還可以有其它用途。如圖所示,一些汽車的低油位報警裝置采用熱敏電阻來檢測油箱的警戒液位,下列說法正確的是(  )
(4分)
A.當液面高于熱敏電阻時,熱敏電阻的熱量會被液體帶走,溫度基本不變,指示燈亮
B.給熱敏電阻通一定電流,可利用熱敏電阻對液體進行快速加熱
C.當液體減少,液面低于熱敏電阻時,熱敏電阻溫度升高,指示燈亮
D.無法通過熱敏電阻的阻值變化來判斷液面是否低于設定值
藥物生產車間需要嚴格控制室內溫度范圍,盡量保證較小的溫度波動。如圖是某監控溫度波動的報警原理圖,熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小,當報警器兩端的電壓變化量超出設定值時,報警器就會自動報警。下列說法正確的是(  )
(4分)
A.溫度升高,報警器兩端電壓減小
B.溫度降低,熱敏電阻的熱功率一定增大
C.滑動變阻器取值大,報警器容易報警
D.滑動變阻器取值與報警器是否容易報警無關
某同學自制電子秤的原理示意圖如圖所示。托盤與金屬彈簧相連,滑動變阻器R的滑動端與彈簧上端連接。當托盤中沒有放物體時,滑片恰好指在變阻器的最上端,此時電壓表示數為0。設變阻器總電阻為R,總長度為l,電源電動勢為E,內阻為r,限流電阻阻值為R0,彈簧勁度系數為k,重力加速度為g。忽略彈簧的電阻、托盤與彈簧的質量及一切阻力,電壓表示數未超過量程。下列說法正確的是(  )
(4分)
A.該電子秤能夠稱量的物體最大質量為
B.電壓表的示數能夠達到的最大值為E
C.電壓表示數為U時,物體的質量為
D.電壓表示數為U時,物體的質量為
某電飯鍋的結構如圖所示,其中溫度傳感器的主要元件是感溫鐵氧體,常溫下感溫鐵氧體具有鐵磁性,能夠被磁體吸引,但是溫度上升到約103℃時,就失去了鐵磁性,不能被磁體吸引了。這個溫度在物理學中稱為該材料的“居里點”。關于該電飯鍋的下列說法正確的是(  )
(4分)
A.開始煮飯時要壓下開關按鈕,手松開后這個按鈕會馬上恢復到圖示狀態
B.常壓下煮飯時水沸騰后鍋內還有一定水分的時間內,鍋的溫度會持續升高
C.飯煮熟后,水分被大米吸收,鍋底的溫度升高至“居里點”,開關按鈕會自動彈起,使電飯鍋停止加熱
D.如果用電飯鍋燒水,也能在水沸騰后立即自動斷電
電熨斗在達到設定溫度后就不再升溫,當溫度降低時又會繼續加熱,使它與設定溫度差不多,在熨燙不同織物時,通過如圖所示雙金屬片溫度傳感器控制電路的通斷,從而自動調節溫度,雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數大于下層金屬。下列說法正確的是(  )
(4分)
A.溫度升高時,雙金屬片會向上彎曲
B.調節“調溫旋鈕”,使螺釘微微上升,可以使設定溫度降低
C.調節“調溫旋鈕”,使螺釘微微上升,可以使設定溫度升高
D.適當增加輸入電壓,可以使設定溫度升高
壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小,有位同學利用壓敏電阻設計了判斷小車運動狀態的裝置,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。小車向右做直線運動過程中,電流表示數如圖(b)所示,下列判斷正確的是(  )
(4分)
A.從t1到t2時間內,小車做勻速直線運動
B.從t1到t2時間內,小車做勻加速直線運動
C.從t2到t3時間內,小車做勻速直線運動
D.從t2到t3時間內,小車做勻加速直線運動
把光敏電阻(光照越強,阻值越小)接入如圖所示電路,制成光電報警裝置。閉合開關,當光照達到一定強度時,報警器的蜂鳴器發聲,下列說法正確的是(  )
(4分)
A.干簧管應用了電磁感應原理
B.增大電阻箱R的阻值,報警器在光照更強時才會報警
C.增加電源B的電動勢,報警器在光照更強時才會報警
D.增加電源A的電動勢,報警器在光照更強時才會報警
如圖所示為蘋果自動分揀裝置,可以把質量大小不同的蘋果,自動分揀開。該裝置的托盤秤壓在一個以O1為轉動軸的杠桿上,杠桿末端壓在壓力傳感器R1上。當大蘋果通過托盤秤時,R1所受的壓力較大因而電阻較小,R2兩端獲得較大電壓,該電壓激勵放大電路并保持一段時間,使電磁鐵吸動分揀開關的銜鐵,打開下面通道,讓大蘋果進入下面通道;當小蘋果通過托盤秤時,R2兩端的電壓不足以激勵放大電路,分揀開關在彈簧向上彈力作用下處于水平狀態,小蘋果進入上面通道。托盤停在圖示位置時,設進入下面通道的大蘋果最小質量為M0,若提高分揀標準,要求能夠進入下面通道的大蘋果的最低質量增大,下面操作可行的是(  )
(4分)
A.其他條件不變的情況下,只將托盤秤壓在杠桿上的位置向左移動一些
B.其他條件不變的情況下,只適當減小R2的阻值
C.其他條件不變的情況下,只改變放大電路中電磁鐵部分導線繞行的方向
D.其他條件不變的情況下,只增大和傳感器R1相連接電路中電源電動勢

二、多選題(共2小題,共12分)
如圖所示是電子電路中常用到一種稱為“干簧管”的元件.關于干簧管的下列說法正確的是(  )
(6分)
A.干簧管接入電路中相當于電阻的作用
B.干簧管是根據熱脹冷縮的原理制成的
C.干簧管接入電路中相當于開關的作用
D.干簧管是一種能感知磁場的傳感器
電子眼系統通過路面下埋設的感應線來感知汽車的壓力。感應線是一個壓電薄膜傳感器,壓電薄膜在受壓時兩端產生電壓,壓力越大電壓越大,壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮時,如果汽車的前、后輪先后經過感應線,回路中產生兩脈沖電流,如圖乙所示,即視為“闖紅燈”,電子眼拍照,則紅燈亮時(  )
(6分)
A.汽車前輪停在感應線上不動時,不會被電子眼拍照
B.汽車的前、后輪先后經過感應線,不會被電子眼拍照
C.汽車前輪剛越過感應線,又倒回到線內,不會被電子眼拍照
D.汽車前輪經過感應線,但后輪沒有經過感應線后就立即停下,不會被電子眼拍照

三、實驗題(組)(共7小題,共65分)
(8分)
(1) 某學習小組把熱敏電阻置于帶有溫控的加熱裝置中,利用圖1所示電路研究熱敏電阻的溫度特性。
①閉合開關S,觀察到溫度改變時電流表示數也隨之改變。定量研究熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的規律時,將歐姆表兩表筆分別接到熱敏電阻a、b兩端測量其阻值,這時開關S應 _______(填“斷開”或“閉合”)。
②按照正確方法測出不同溫度下熱敏電阻的阻值。電阻R1、R2與溫度t的關系分別對應圖2中曲線Ⅰ、Ⅱ。設計電路時,為防止用電器發生故障引起電流異常增大,導致個別電子元件溫度過高而損壞,可串聯一個熱敏電阻抑制電流異常增大,起到過熱保護作用。這種熱敏電阻與電阻 _______(填“R1”或“R2”)具有相同溫度特性。
(4分)
(2) 某學習小組在傾斜的氣墊導軌上驗證機械能守恒定律,實驗裝置如圖3所示,當地重力加速度為g。
①方案設計階段,該小組同學對需要測量哪些物理量產生了不同意見。
甲同學:需測量滑塊和遮光條的總質量、滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的豎直高度差。
乙同學:只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的豎直高度差。
丙同學:只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的距離。
你認為 _______(填“甲”“乙”或“丙”)同學的方案不可行。
②如圖3,光電門中光源與光敏管相對,光源發出的光使光敏管感光。當滑塊經過時,遮光條把光遮住,計時器記錄遮光時間,可計算出滑塊的速度。實驗中使用的遮光條寬度d1=10.0mm,光電門寬度d2=20.0m。某次測量時,記錄通過光電門A的遮光時間為25.0ms,則滑塊經過光電門A的速度大小為 _______m/s。(4分)
基于鉑電阻阻值隨溫度變化的特性,某興趣小組用鉑電阻做了測量溫度的實驗。可選用的器材如下:Pt1000型號鉑電阻、電源E(電動勢5V,內阻不計)、電流表A1(量程100μA,內阻4.5kΩ)、電流表A2(量程500μA,內阻約1kΩ)、定值電阻R1(阻值15kΩ)、定值電阻R2(阻值1.5kΩ)、開關S和導線若干。
查閱技術手冊可知,Pt1000型號鉑電阻測溫時的工作電流在0.1~0.3mA之間,在0~100℃范圍內,鉑電阻的阻值Rt隨溫度t的變化視為線性關系,如圖(a)所示。
完成下列填空:(10分)
(1) 由圖(a)可知,在0~100℃范圍內,溫度每升高1℃,該鉑電阻的阻值增加 _______Ω;(3分)
(2) 興趣小組設計了如圖(b)所示的甲、乙兩種測量鉑電阻阻值的電路圖,能準確測出鉑電阻阻值的是 _______(填“甲”或“乙”),保護電阻R應選 _______(填“R1”或“R2”);(3分)
(3) 用(2)問中能準確測出鉑電阻阻值的電路測溫時,某次測量讀得A2示數為295μA,A1示數如圖(c)所示,該示數為 _______μA,則所測溫度為 _______℃(計算結果保留2位有效數字)。(4分)
實驗小組研究某熱敏電阻的特性,并依此利用電磁鐵、電阻箱等器材組裝保溫箱。該熱敏電阻阻值隨溫度的變化曲線如圖1所示,保溫箱原理圖如圖2所示。回答下列問題:
(6分)
(1) 圖1中熱敏電阻的阻值隨溫度的變化關系是_______(填“線性”或“非線性”)的。(1分)
(2) 存在一個電流值I0,若電磁鐵線圈的電流小于I0,銜鐵與上固定觸頭a接觸;若電流大于I0,銜鐵與下固定觸頭b接觸。保溫箱溫度達到設定值后,電磁鐵線圈的電流在I0附近上下波動,加熱電路持續地斷開、閉合,使保溫箱溫度維持在設定值。則圖2中加熱電阻絲的c端應該與觸頭_______(填“a”或“b”)相連接。(1分)
(3) 當保溫箱的溫度設定在50℃時,電阻箱旋鈕的位置如圖3所示,則電阻箱接入電路的阻值為_______Ω。(2分)
(4) 若要把保溫箱的溫度設定在100℃,則電阻箱接入電路的阻值應為_______Ω。(2分)
高精度電阻測溫儀的核心部件是熱敏電阻,熱敏電阻是一種傳感器,其電阻值隨著溫度的變化而改變,實驗小組利用下列儀器探究傳感器電阻隨環境提度變化的規律。
A.傳感器電阻Rx(阻值200~800Ω)
B.電源(電動勢E=6V,內阻不計)
C.電壓表V1(量程0~3V,內阻為3kΩ)
D.電壓表V2(量程0~15V,內阻為15kΩ)
E.電流表A1(量程0~0.6A,內阻不計)
F.電流表A2(量程0~30mA,內阻不計)
G.定值電阻R1=3kΩ
H.定值電阻R2=15kΩ
I.滑動變阻器R(0~20Ω)
J.開關、導線若干
(8分)
(1) 為準確測量傳感器電阻在不同溫度下的電阻值,設計如圖甲所示測量電路,將實物如乙圖連線成測量電路。(2分)
(2) 電路中電壓表應選 _______,電流表應選 _______,定值電阻應選 _______(均填寫儀器前字母)。(2分)
(3) 在正確連接電路后,閉合開關S,當環境溫度為27℃時,電壓表讀數U=2.6V,電流表讀數13.0mA,此時傳感器電阻的阻值 _______Ω。(2分)
(4) 不斷改變環境溫度,測出對應電阻值,作出電阻Rx隨攝氏溫度t的圖像如圖丙所示,則傳感器電阻Rx隨攝氏溫度t關系表達式:Rx= _______Ω。(2分)
智能化育苗蔬菜基地對環境要求嚴格,其中包括對光照強度的調控,光照強度簡稱照度I,反映光照的強弱,光越強,照度越大,單位為勒克斯(lx)。為了控制照度,科技人員設計了圖甲所示的智能光控電路。

(16分)
(1) 智能光控電路的核心元件是光敏電阻R,某同學用如圖乙所示電路,測量光敏電阻在不同照度時的阻值,實驗所用器材:電源E1(9V)、滑動變阻器R4(最大阻值為20Ω),電壓表(量程為0~3V,內阻為3kΩ)和毫安表(量程為0~3mA,內阻不計)。定值電阻R0=6kΩ、開關、導線若干。則在閉合電路開關前應該把滑動變阻器的滑片移到 _______(選填“左”或“右”)端。
(3分)
(2) 某次測量時電壓表的示數如圖丙所示,其讀數為 _______V,電流表讀數為1.5mA,此時光敏電阻的阻值為 _______kΩ。(3分)
(3) 通過測量得到6組數據如下表,請在圖丁中作出阻值R隨照度I變化的圖象,由圖可判斷光敏電阻的阻值與照度 _______反比例函數關系(選填“滿足”或“不滿足”)。(3分)
(4) 該同學用上述光敏電阻接入圖甲所示的電路,其中電源電動勢E=6.0V,內阻忽略不計,電阻R1=100Ω,電阻箱R2的阻值調節范圍是0~9999.9Ω,光敏電阻R的電壓U增加到2.0V時光照系統開始工作,為了使照度降低到4klx時,自動控制系統開始補光,R2的阻值應該調節為 _______kΩ。(3分)
(5) 要加快蔬菜的生長,適度提高光照時間,可調節的方法是 _______。(4分)
某種花卉喜光,但陽光太強時易受損傷。某興趣小組決定制作簡易光強報警器,以便在光照過強時提醒花農。該實驗用到的主要器材如下:學生電源、多用電表、數字電壓表(0~20V)、數字電流表(0~20mA)、滑動變阻器R(最大阻值50Ω,1.5A)、白熾燈、可調電阻R1(0~50kΩ)、發光二極管LED、光敏電阻RG、NPN型三極管VT、開關和若干導線等。(8分)
(1) 判斷發光二極管的極性
使用多用電表的“×10k”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示,當黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時,多用電表指針位于表盤中a位置(見圖2);對調紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置(見圖2)。由此判斷M端為二極管的 _______(填“正極”或“負極”)。
(2分)
(2) 研究光敏電阻在不同光照條件下的伏安特性
①采用圖3中的器材進行實驗,部分實物連接已完成。要求閉合開關后電壓表和電流表的讀數從0開始。導線L1、L2和L3的另一端應分別連接滑動變阻器的 _______、_______、_______接線柱(以上三空選填接線柱標號“A”“B”“C”或“D”)。
②圖4為不同光照強度下得到的光敏電阻伏安特性曲線,圖中曲線Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ對應光敏電阻受到的光照由弱到強。由圖像可知,光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強而 _______(填“增大”或“減小”)。(4分)
(3) 組裝光強報警器電路并測試其功能
圖5為利用光敏電阻、發光二極管、三極管(當b、e間電壓達到一定程度后,三極管被導通)等元件設計的電路。組裝好光強報警器后,在測試過程中發現,當照射到光敏電阻表面的光強達到報警值時,發光二極管并不發光,為使報警器正常工作,應 _______(填“增大”或“減小”)可調電阻R1的阻值,直至發光二極管發光。(2分)
某科技小組模仿太陽能發電中的太陽光自動跟蹤系統,制作光源跟蹤演示裝置,實現太陽能電池板方向的調整,使電池板正對光源。
圖甲是光照方向檢測電路,所用器材有:電源E(電動勢3V);電壓表V1和V2(量程均有3V和15V,內阻均可視為無窮大);滑動變阻器R;兩個相同的光敏電阻RG1和RG2;開關S;手電筒;導線若干。圖乙是實物圖,圖中電池板上垂直安裝有半透明隔板,隔板兩側裝有光敏電阻,電池板固定在電動機轉軸上,控制單元與檢測電路的連接未畫出,控制單元對光照方向檢測電路無影響。
請完成下列實驗操作和判斷。(9分)
(1) 電路連接。
圖乙中已正確連接了部分電路,請完成虛線框中滑動變阻器R、電源E、開關S和電壓表V1間的實物圖連線。(2分)
(2) 光敏電阻阻值與光照強度關系測試。
①將圖甲中R的滑片置于 _______端,用手電筒的光斜照射到RG1和RG2,使RG1表面的光照強度比RG2表面的小。
②閉合S,將R的滑片緩慢滑到某一位置。V1的示數如圖丙所示,讀數U1為 _______V。V2的示數U2為1.17V,由此可知,表面光照強度較小的光敏電阻的阻值 _______(填“較大”或“較小”)。
③斷開S。(3分)
(3) 光源跟蹤測試。
①將手電筒的光從電池板上方斜照射到RG1和RG2。
②閉合S,并啟動控制單元,控制單元檢測并比較兩光敏電阻的電壓,控制電動機轉動。此時兩電壓表的示數U1<U2,圖乙中的電動機帶動電池板 _______(填“逆時針”或“順時針”)轉動,直至 _______時停止轉動,電池板正對手電筒發出的光。
(4分)

四、解答題(共1小題,共3分)
某同學設計了一個加速度計,如圖所示。較 重的滑塊 2 可以在光滑的框架1中平移,滑塊兩側用彈簧3拉著;R為滑動變阻器,4是滑動片,它與電阻器任一端間的電阻值都與它到這端的距離成正比。 這個裝置實際上是一個加速度傳感器。兩個電池 E 的電壓相同。按圖連接電路后,電壓表指針的零點調在中央,當P端的電勢高于Q 端時,指針向零點右側偏轉。你認為他的設計在原理上可行嗎?將框架固定在運動的物體上,當物體具有圖示方向的加速度a時,電壓表的指針將向哪個方向偏轉?
(3分)

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