有关“传感器”的高考题

1、有关“传感器”的高考题32001年高考上海物理卷第13题（填空题）题目：图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2是p1、p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔t10s，超声波在空气中传播的速度是v340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是_，汽车的速度是_m/s。图A图B解析：（1）分析（情景分析法）：作运动情景分析示意图，图中，P1N1中间时刻是汽车接收P1

2、时刻发出的超声波信号的时刻，此位置A是汽车的初位置；P2N2中间时刻是汽车接收P2时刻发出的超声波信号的时刻，此位置B是汽车的末位置，要求的汽车前进的距离就是A、B之间的距离。求解：第1步，先读出B图中各时刻对应的读数：点读数(格)对应的时刻（s）P105017N117057P1N1中点11037P235117N244147P2N2中点395132第2步，算出对应的时刻，算法如下：先算每1大格对应的时间，再算各点对应的时间，第3步，算出A与O的距离：第4步，算出B与O的距离：第5步，算出A与B的距离：，填入上表的第3行。，这就是汽车在接收P1、P2两个时刻发出的超声波信号中间前进的距离。第6步

3、，算出汽车从A到B用的时间：，第7步，算出汽车的速度：。点评：分析物理过程，画出示意图是关键，把格数转化为时间是难点，求AB之间的距离是重点。任何难题，可以把复杂的过程分解，化繁为简，化难为易。本题虽然没有明说是传感器，但实质是考查了位移传感器的原理和数据处理方法。真是，此处无声胜有声。42001年高考上海物理卷第18题（7分）（实验题）题目：某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示。测量时先调节输入端的电压。使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转

4、换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。请完成对该物体质量的测量。（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m。（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。答案：（1）设计的电路图如图所示。（2）测量步骤与结果：调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；将砝码放在转换器上，记下输出电压U0；将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；由U0km0g，得kU0/m0g测得Ukmg，所以mm0U/U0。（3）

5、因电源电压不够而输出电压调不到零；待测物体质量超出转换器量程。点评：本题是用力电转换器（传感器的一种）测物体质量的实验，考查了实验设计、实验电路图、实验原理和实验故障的预测与排除，是对传感器的实质性的考查。52007年高考江苏物理卷第13题（分）（实验题）题目：如题13（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移时间（s-t）图象和速率时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g=98m/s2，结果可保留一位有效数字）（1）现给滑块A一沿气

6、垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如题13(b)图所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a=m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A，给滑块A一沿滑板向上的初速度，A的s-t图线如题13（c）图。图线不对称是由于造成的，通过图线可求得滑板的倾角（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数。答案：（1）6不明显，可忽略。（2）斜面高度滑块A的质量M及斜面高度，且使

7、M不变（3）滑动摩擦力（都算对03（0204都算对）解析：（1）下滑时，加速度为；上滑时，加速度为摩擦力对滑块A运动的影响不明显，可忽略。（2）改变斜面高度h，即改变斜面的倾角，则改变产生加速度的力（），可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；改变滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变，因为，使Mh不变，则F不变，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。（3）图线不对称是由于滑动摩擦力造成的，因为在滑块上滑时，加速度的大小为，在滑块下滑时，加速度的大小为在滑动摩擦力不可忽略的情况下，二者不等，图象不对称。从题13（b）图中得又，所以=。从题13（c）图中上滑阶段读出，根据得，代入，=，

8、已知，则，解得。点评：本题是对传感器的实质性的考查。位移传感器连上计算机，不仅可以实时画出位移-时间（）图象，也可以实时画出速度-时间（）图象，比传统实验方法（打点计时器）方便得多。本题不仅考查了实验：匀变速运动的研究（求加速度），也考查了实验：验证牛顿第二定律（验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；验证力一定时，加速度与质量成反比的关系），可谓一题多考。要在短时间内、用少数题目考查学生多年学的这么多的物理知识和方法，就要一题多考，提高题目的综合性。62007年广东物理1卷第13题（实验题）题目：(1）热敏电阻是传感电路中常用的电子元件。现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求

9、特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的阻值约45。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其它备用的仪表和器具有：盛有热水的热水杯（图中未画出）、电源（3V、内阻可忽略）、直流电流表（内阻约1）、直流电压表（内阻约5k）、滑动变阻器（020）、开关、导线若干。在图（a）的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小。根据电路图，在图（b）的实物图上连线。简要写出完成接线后的主要实验步骤1)往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。2)。3)重复，测出不同温度下的数据。4)。（2）广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的

10、。在图甲中，电源的电动势E=90V，内电阻不可忽略；G为内阻不计的灵敏电流表；R0为保护电阻；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图象所示。则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=；闭合电键S，当R的温度等于40时，电流表示数I1=225mA，则当电流表的示数I2=36mA时，热敏电阻R的温度是_摄氏度。答案：（1）如图所示。连线图略。A、往保温杯中加入热水，稍等读出温度值。B、调节R，快速测出多组I，U值。C、重复，测出不同温度下的数据。D、绘出各温度下热敏电阻的伏安特性曲线。(2)R=187510-2t+425120解析：（1）因为热敏电阻的阻值（常温下约5）与直流电流表内阻（1

11、）差不多而比直流电压表内阻（5k）小得多，所以用电流表外接法，为了多次测量以便列表做图象，所以滑动变阻器接成分压器。（2）因为图象是直线，用斜截式求热敏电阻R与摄氏温度t的关系，设为根据时，（此处易误读为，要小心），得，再根据时，得，所以得R与t的关系为，则从图甲，有R=187510-2t+425，从图乙读出，当。时，代入得，可求出，又有，解得，查图乙得。点评：本题两问中的热敏电阻是不同的，两问考查的知识点也不同，第（1）问考查伏安法测电阻的常规问题：电流表的内接、外接问题及滑动变阻器接成分压器还是限流器问题，电路图及实物图也是常规要求。第（2）问则考查了电路图和图象，考变化的情况，要求用数学

12、方法解决问题。可见，物理实验既不要忘记常规，也要求注意创新。图乙还告诉我们，热敏电阻的阻值随温度的升高而降低，热敏电阻的阻值对温度很敏感，这就是热敏电阻可以成为温度传感器的重要元件的原因。72005年高考上海物理卷第23题(14分)（计算题，压轴题）题目：一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝。将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束。在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线。图(a)为该

13、装置示意图，图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中t1=1010-3s，t2=0810-3s。(1)利用图(b)中的数据求1s时圆盘转动的角速度；(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度t3。解析：(1)由图线读得，转盘的转动周期T10s-02s=18s-10s=08s角速度(2)激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动(理由为：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动)。(3)设狭缝宽度为d，探测器接收到第i个脉冲时距转轴的距离为r1，第i个脉冲的宽度为eqoac(,i)t，激光器和探测器沿半径的运动速度为v。r3r2r