2019_2020学年高中物理第六章传感器综合检测（B卷）新人教版.docx

第六章综合检测(B卷) 对应学生用书P51本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，满分110分，考试时间90分钟。第卷 (选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。18小题只有一个选项正确，912小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的不得分)1有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是()A两个传感器都是光电传感器B两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D只有光照和温度都适合时排气扇才能工作答案B解析题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动启动，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D错误，B正确。2.如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流计指针偏转方向与电流方向相同。如果发现指针正向右偏转，则导电液体深度h的变化情况为()A正在增大 B正在减小C不变 D无法确定答案B解析由电源极性及电流方向(指针偏转方向)可知，A、B、C构成的电容器所带电荷量减少，根据C可知，电容C在减小，可推知电容器的极板的正对面积S在减小，即h在减小。B正确。3.如图所示是用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是()A严重污染时，LDR是高电阻B轻度污染时，LDR是高电阻C无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D该仪器不会受到白天光照的影响答案A解析严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A正确，B错误；LDR是光敏电阻，受光照影响电阻会发生变化，C错误；白天自然光强度较强，会对LDR造成影响，D错误。4.在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度t的变化规律如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能。对此，以下判断正确的是()通电后，其电功率先增大后减小通电后，其电功率先减小后增大当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变A B C D答案D解析当温度由零升到t1的过程中，PTC的电阻率随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当tt1时，PP1达到最大。当温度继续升高，增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，电热灭蚊器的散热功率P也就越大，因此在这之间的某一温度t3会有PP3P，即电热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当tP，使温度自动升高到t3；当tt3时，PP，使温度自动降到t3，实现自动保温，D正确。5.如图所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路。其中的运行绕组是电冰箱在工作时电动机定子，由于家用交流电是单相的，启动时必须靠启动绕组的帮助才能产生旋转磁场。在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件。这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度升高而发生显著变化，当电动机转动正常以后，PTC元件温度较高，电阻很大，启动绕组电流很小，以下判断正确的是()电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变A B C D答案B解析启动时，由于PTC元件温度较低电阻较小，故耗电多，正确。启动后，随PTC元件温度升高，PTC元件电阻增大，通过启动绕组的电流减小，故启动绕组功率是变化的，而运行绕组电压不变，故功率不变，则正确。故选B。6压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。有一位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示。将压敏电阻和一块挡板固定在水平绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车在水平面内向右做直线运动的过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是()A从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动答案D解析分析图乙中电流随时间的变化关系可以得出，在t1t2时间段，电流增大，表明图甲中压敏电阻的阻值逐渐减小，即压敏电阻受到的压力逐渐增大，所以可判断小车在向右做加速度均匀增大的加速运动；在t2t3时间段，电流在较大数值上保持恒定，说明电阻保持一个较小值，即受到的压力保持恒定，说明小车在向右做匀加速直线运动，故D正确。7.某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上)。当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态。若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是()A当汽车加速前进时，甲灯亮B当汽车加速前进时，乙灯亮C当汽车刹车时，乙灯亮D当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮答案B解析向右加速时M受到向右的合外力，M向左移动，b与a接触，乙灯亮；当刹车时M受到向左的合外力，M向右移动，b与c接触，甲灯亮。故B正确。8为了保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去控制，为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，如果该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统。如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A，齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是()A车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流B车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化，产生感应电流C车轮转速减慢时，输出电流的周期变小，电流强度也变小D车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流强度也变大答案B解析此传感器是利用线圈中磁通量的变化产生感应电流的原理来实现检测的。当车轮转动时，带动齿轮转动，相当于将铁块插入和拔出线圈，从而使线圈中磁通量发生变化而产生感应电流，故A错误，B正确；当车轮转速减慢时，线圈中磁通量的变化减慢，产生的感应电流的周期变大，由En可知，电流强度变小，故C、D错误。9.已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大。为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光。若探测装置从无磁场区进入强磁场区，则()A电灯L变暗 B电灯L变亮C电流表的示数增大 D电流表的示数减小答案BD解析探测装置从无磁场区进入强磁场区，磁敏电阻阻值变大，电流表示数减小，灯泡L变亮，故B、D正确。10.有一种测量体重的电子秤，其原理图如图所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(实际是一个阻值可随压力而变化的电阻)、显示体重的仪表G(实际是理想电流表)。设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 ，电阻R随压力变化的函数关系式为R300.02F(F和R的单位分别是N和)。下列说法正确的是()A该秤能测量的最大体重是1400 NB该秤能测量的最大体重是1300 NC该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘上0.375 A处D该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘上0.400 A处答案AC解析因为理想电流表的量程为3 A，即电流I的最大值为3 A，根据I，可得R2 ，根据R300.02F可求出对应的压力F1400 N。当踏板空载时，R30 ，此时电流大小为I0.375 A。故A、C正确。11.为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图。轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm。定值电阻R05 ，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R125 ，电源输出电压恒为U3 V，理想电流表的量程为00.6 A。当拉环不受力时，滑片P处于a端。下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)()A小明在电路中连入R0的目的是保护电路B当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处答案ABC解析若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确；当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I0.1 A，故B正确；拉力为400 N时，由Fkx，则x4 cm，对应的电阻为RaP20 ，R1接入电路的电阻RPb5 ，由闭合电路欧姆定律得，I0.3 A，故D错误，C正确。12某同学设计了一个探究电容器所带电荷量与电容器两极间电压关系的实验，实验电路如图甲所示，其中P为电流传感器，V为电阻很大的电压表。实验时，先将开关S1闭合，单刀双掷开关S2掷向a，调节滑动变阻器的滑动头到某位置使电容器C充电，当电路达到稳定后记录理想电压表的示数。再迅速将开关S2掷向b，使电容器放电。电流传感器P将电容器充、放电过程中的电流数据传送给计算机，在计算机上可显示出电流i随时间t变化的图象如图乙所示。然后改变滑动变阻器滑动头的位置，重复上述步骤，记录多组电流随时间变化的图象和电压表的示数。对于这个实验过程和由图象及数据所得出的结果，下列说法中正确的是()A流过电流传感器P的充电电流和放电电流方向相同B图乙中的第段(充电阶段)电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量C电容器充电结束时所带电荷量随电容器充电结束时两极间电压变化的关系图象应为一条过原点的倾斜直线D电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置无关答案BC解析流过电流传感器P的充电电流和放电电流方向相反，A错误；图乙中的第段(充电阶段)电流曲线与横轴所围图形的面积表示电容器充电结束时所带的电荷量，B正确；由C可知，电容器充电结束时所带电荷量随电容器充电结束时两极间电压变化的关系图象应为一条过原点的倾斜直线，C正确；电容器充电结束时所带电荷量与滑动变阻器滑动头的位置有关，D错误。第卷 (非选择题，共62分)二、作图与填空题(本题共3小题，13题6分，14题9分，15题12分，共27分)13光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，其中就可用于街道路灯的自动控制开关。如图所示为模拟电路，其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯。请连成正确的电路，达到日出灯熄，日落灯亮的效果。答案见解析解析为了使照明电路白天断开，就需要电磁铁吸引衔铁，电路中电流大。夜间电磁铁磁性小，不吸引衔铁。电路中电流的变化要通过电阻的变化来控制，所以要将光敏电阻与电磁铁串联在一起，以此来调节电路中的电流，故设计电路如图：14利用DIS(数字化信息处理系统)探究手摇发电机(如图所示)的线圈产生的交变电流。实验步骤为：将电压传感器接入数据采集器；电压传感器的测量夹与发电机的输出端并联；点击“数据采集设置”设定“采样点时间间隔”；缓慢摇动发电机模型的手柄，观察工作界面上的信号。(1)屏上出现的电压波形如图所示，从图中可以看出，手摇发电机产生的电压波形不是正弦波，其中原因是_。(写出一条即可)(2)研究交变电流的波形，发现在用手摇动发电机转把的2 min内屏上出现了61个向上的“尖峰”，则交变电流的平均周期为T_s；如果发电机手摇大轮的半径是转子小轮半径的2倍，则手摇轮转动的平均角速度_rad/s。答案(1)转子不是在匀强磁场中转动；或手转动发电机的转速不均匀(2)20.5解析(1)只有线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的交变电流才是正弦式交变电流，手摇发电机的磁场是由条形磁铁产生的，所以不是匀强磁场；由于是手摇转动，转速难以保证恒定。(2)2分钟内屏上出现了61个向上的尖峰，则周期T s2 s，大轮角速度等于小轮角速度的一半，所以大轮角速度0.5 rad/s。15.如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 ；S为开关。已知RT在95 时的阻值为150 ，在20 时的阻值约为550 。现要求在降温过程中测量在9520 之间的多个温度下RT的阻值。(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图。(2)完成下列实验步骤中的填空：依照实验原理电路图连线。调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 。将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全。闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录_。将RT的温度降为T1(20 T195 )；调节电阻箱，使得电流表的读数_，记录_。温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1_。逐步降低T1的数值，直至20 为止；在每一温度下重复步骤。答案(1)实验原理电路图如图所示(2)电阻箱的读数R0仍为I0电阻箱的读数R1R0R1150 解析由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表，所以应该用“替代法”，考虑到用电流表观察，则应保证电路中电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路。RT的温度为95 时，阻值为150 ，此时电流为I0，电阻箱阻值为R0，则有EI0rI0RAI0(R0150 )，当RT的温度降为T1时，电流仍为I0，此时电阻箱阻值为R1，有EI0rI0RAI0(R1RT1)，由此可知，RT1R0R1150 。三、说明和计算题(共35分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)16(11分)某种电饭锅的工作原理图如图所示，煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后(当时的温度大约为103 )保护开关S自动断开，黄灯亮。(1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系？为什么？(2)通常情况下用这种电饭锅烧水时，它的自动断电功能是否起作用？为什么？答案见解析解析(1)R1应该远大于发热板的等效电阻。因为R1和红灯只起指示作用，消耗的电功率应远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R1和红灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R1应该远大于发热板的等效电阻。(2)通常烧开时水温不会达到103 ，所以自动断电功能不起作用。17(12分)将金属块m用压缩的轻质弹簧卡在一个矩形箱中，如图所示。在箱的上顶板和下底板装有压力传感器，箱可以沿竖直轨道运动，当箱以a2.0 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，上顶板的压力传感器显示的压力为6.0 N，下底板的压力传感器显示的压力为10.0 N。(g取10 m/s2)(1)若上顶板压力传感器的示数是下底板压力传感器示数的一半，试判断箱的运动情况；(2)要使上顶板压力传感器的示数为0，箱沿竖直方向运动的情况可能是怎样的？答案见解析解析(1)选金属块为研究对象，当金属块以a2 m/s2的加速度竖直向上做匀减速运动时，受力分析如图所示，受三个力作用，上顶板的压力FN6.0 N，弹簧的弹力F10.0 N和重力mg，加速度为a，方向向下。据牛顿第二定律列方程mgFNFma。求得金属块的质量m0.5 kg。