第六章·传感器 B综合拓展一遍过（2020一遍过·物理选修3-2）

第六章传感器,物理选修3-2人教,答案,1.BD【解题思路】由于多用电表的选择开关置于“10”的欧姆挡,所以读数为220,而不是22,A错误,B正确;因光敏电阻的阻值随光强增大而减小,故手拿开后,光敏电阻的阻值变小,欧姆表指针向右偏转,故C错误,D正确。,一、选择题(每小题6分,共18分)1.(多选)2018山西省实验中学期中考试如图甲所示,将一光敏电阻接在多用电表两表笔间,将多用电表的选择开关置于“10”的欧姆挡,手掌挡住部分光线,表针指示如图乙所示,则()A.此时电阻值大约为22B.此时电阻值大约为220C.将手拿开,指针将向左偏转D.将手拿开,指针将向右偏转,答案,2.AD【解题思路】由于电源的内电阻忽略不计,R1、R2是两个定值电阻,所以b点的电势不发生变化。当只用光照射电阻R3时,其电阻变小,所以分得的电压变小,即a点比电源正极电势小的数值变小,所以a点的电势升高,A正确,B错误;当只对电阻R加热时,由于其电阻变小,所以分得的电压变小,即a点比电源负极电势大的数值变小,所以a点的电势降低,C错误,D正确。,2.(多选)2018西安交大附中期中考试如图所示,R3是光敏电阻,R是负温度系数的热敏电阻(温度升高电阻减小),R1、R2是两个定值电阻,电源的内电阻忽略不计。室温下开关S闭合后,在没有光照射时a、b两点等电势。则()A.当只用光照射电阻R3时,a点电势高于b点电势B.当只用光照射电阻R3时,a点电势低于b点电势C.当只对电阻R加热时,a点电势高于b点电势D.当只对电阻R加热时,a点电势低于b点电势,答案,3.BC【解题思路】若电路无定值电阻R0,且滑片位于金属丝的最右端时,回路短路,烧毁电源,R0的存在使电路不出现短路,因此定值电阻的作用是保护电路,A错误;当滑片位于电阻丝的最左端时,由闭合电路欧姆定律得I=0+1=0.1A,B正确;当在拉杆上施加大小为400N的力时,由F=kx得x=4cm,则电阻丝接入电路中的电阻为R1=5,由闭合电路欧姆定律得I=0+1=0.3A,D错误,C正确。,3.(多选)2018安徽合肥一中期中考试如图所示为某中学实验小组同学设计的拉力传感器,将劲度系数为k=100N/cm的弹簧的一端固定在竖直墙壁上,另一端与导电性能良好的刚性拉杆相连接,在拉杆上固定一滑片。已知电路中定值电阻R0=5,R1是阻值为25、长度为5cm且分布均匀的电阻丝,忽略滑片与电阻丝之间的摩擦,理想电流表允许的最大电流为0.6A,电源电动势为E=3V(内阻不计)。当拉杆不受力时滑片位于电阻丝的最左端。则()A.定值电阻的作用是分压B.当滑片位于电阻丝的最左端时,电流表的示数为0.1AC.如果在拉杆上施加大小为400N的力,电流表的示数为0.3AD.如果在拉杆上施加大小为400N的力,电流表的示数为0.5A,答案,4.解:设托盘中放质量为m的物体时,滑动变阻器的上端到滑动端的长度为x根据题意有mg=kx,Rx=(2分)对于题图甲有Ux=+0+=(+0+)(4分)对于题图乙有Ux=()+0+=(+0+)(4分)对比两式可知,式中Ux与m成正比,便于测量,而式中Ux与m不成正比,不便于测量,依据可操作性原则可知A同学设计的方案更可取。(2分),二、非选择题(共12分)4.2018海南华侨中学期中考试如图甲、乙所示是A、B两位同学在科技活动中自制的利用电压表示数来指示物体质量的电子秤原理图,托盘与电阻可忽略的弹簧相连,托盘与弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动端与弹簧连接,当托盘中没有放物体时,滑动变阻器的滑动端在滑动变阻器一端。设滑动变阻器总电阻为R,总长为l,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻阻值为R0,弹簧劲度系数为k,不计一切摩擦和其他阻力,电压表为理想电表,推导图甲和图乙中电压表示数Ux与物体质量m的关系式,说明哪位同学设计的方案更可取。,素养解读本章通过对传感器的原理的学习,体会传感器在生产生活中的应用,逐渐形成严谨认真、实事求是的科学态度。拓展试题主要是传感器的实际应用。,答案,1.AC【解题思路】由题图可知冷态时PTC材料电阻较小,由P=2得,其发热功率较大,所以升温更快,选项A正确,B错误;从题图中看出,PTC材料温度较低时,电阻较小,热功率较大,所以发热快于散热,温度升高,温度升高后电阻值迅速增大,相应发热功率减小,当发热功率等于散热功率时,电阻温度降低,电阻值减小,发热功率会相应增大,温度会稳定在题图中T6T7之间,选项C正确;合金丝电阻几乎不随温度变化,所以当发热功率等于散热功率时,温度应该是某一固定温度,从题图中不能得出是在哪个范围,选项D错误。,1.(多选)2018人大附中期末考试,“科学推理”素养普通电熨斗用合金丝作发热元件,合金丝电阻R随温度t变化的关系如图中实线所示。另有一种用PTC材料作发热元件的电熨斗,PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线所示。则()A.处于冷态的PTC电熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快B.处于冷态的PTC电熨斗刚通电时比普通电熨斗升温慢C.PTC电熨斗通电一段时间,电熨斗温度自动稳定在T6T7之间D.普通电熨斗通电一段时间,电熨斗温度自动稳定在T6T7之间,答案,2.B【解题思路】车轮停在感应线上后,压力不变,则电压不变,电容器不充电,也不放电,电阻R上没有电流,故A错误;由题图乙可知,当车轮经过感应线时电流先增大后减小,然后再反向增大再减小,说明电容器先充电后放电,故B正确,C错误;若汽车前轮越过感应线,又倒回线内,则前轮两次压线,仍形成两个脉冲电流,符合拍照条件,电子眼仍可拍照,故D错误。,2.2019河南省实验中学期中考试,“科学推理”素养电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器,压电薄膜在受压时两端产生电压,压力越大电压越大。压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路,红灯亮时,如果汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中产生两个脉冲电流,如图乙所示,即视为“闯红灯”,电子眼拍照。则红灯亮时()A.车轮停在感应线上后,电阻R上有恒定电流B.车轮经过感应线的过程中,电容器先充电后放电C.车轮经过感应线的过程中,电阻R上的电流一直增大D.汽车前轮刚越过感应线,又倒回到线内,不会被电子眼拍照,答案,3.AC【解题思路】由题中所给条件可计算出运输带的速度大小为v=0=0.51m/s=0.5m/s,A正确,B错误;该装置一分钟传送的成品件个数为N=601=60,C正确,D错误。,3.(多选)2018西南大学附中期末考试,“科学推理”素养如图甲所示的装置为某工厂生产线的光电计数器,成品件在运输带上随运输带匀速传动,当成品件遮挡住激光发射器M发出的激光时,接收器N不能接收到光信号,传感器输出一个电压信号,通过电脑显示器描绘的电压随时间的变化规律图象如图乙所示,假设两相邻成品件之间的间距均为x0=0.5m。则()A.运输带运行的速度大小为0.5m/sB.运输带运行的速度大小为1m/sC.该装置一分钟传送的成品件个数为60D.该装置一分钟传送的成品件个数为120,4.2018北京师大二附中期中考试,“科学推理”素养某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表,他所选用的器材有:灵敏电流表(待改装),学生电源(电动势为E,内阻不计),滑动变阻器,单刀双掷开关,导线若干,导热性能良好的防水材料,标准温度计,PTC热敏电阻(PTC热敏电阻的阻值R1与摄氏温度t的关系为R1=a+kt,a0,k0)。设计电路如图所示,并按如下步骤进行操作。(1)将滑动变阻器滑片P滑到(填“a”或“b”)端,单刀双掷开关S掷于(填“c”或“d”)端,调节滑片P使电流表,并在以后的操作中保持滑片P位置不动,设此时电路总电阻为R,断开电路。(2)容器中倒入适量开水,观察标准温度计,每当标准温度计示数下降5,就将开关S置于d端,并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I,然后断开开关。请根据温度表的设计原理和电路图,写出电流与温度的关系式(用题目中给定的符号)I=。(3)根据对应温度记录的电流表示数,重新刻制电流表的表盘,改装成温度表。根据改装原理,此温度表表盘刻度线的特点是:低温刻度在(填“左”或“右”)侧,刻度线分布(填“均匀”或“不均匀”)。,