新教材高中物理第五章传感器高考真题演练新人教版选择性必修第二册

第五章高考真题演练一、选择题1．(2024·天津高考)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此限制屏幕的熄灭。则元件的()A．前表面的电势比后表面的低B．前、后表面间的电压U与v无关C．前、后表面间的电压U与c成正比D．自由电子受到的洛伦兹力大小为eq\f(eU,a)答案D解析由左手定则推断，后表面带负电，电势低，A错误；电子受力平衡后，U稳定不变，由eeq\f(U,a)＝evB得U＝Bav，故前、后表面间的电压U与v成正比，与c无关，故B、C错误；自由电子受到的洛伦兹力F＝evB＝eq\f(eU,a)，D正确。2．(2016·浙江高考)如图所示为一种常见的身高体重测量仪。测量仪顶部向下放射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录放射和接收的时间间隔。质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比。当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学身高和质量分别为()A．v(t0－t)，eq\f(M0,U0)UB.eq\f(1,2)v(t0－t)，eq\f(M0,U0)UC．v(t0－t)，eq\f(M0,U0)(U－U0)D.eq\f(1,2)v(t0－t)，eq\f(M0,U0)(U－U0)答案D解析由于传感器输出电压与作用在其上的压力成正比，则测重台上没有人站立时，U0＝kM0g，该同学站立在测重台上时，U＝k(M0＋M)g，两方程相比可得该同学的质量M＝eq\f(M0,U0)(U－U0)；设测量仪顶部距测重台的高度为L，该同学的身高为h，则L＝eq\f(1,2)vt0，L－h＝eq\f(1,2)vt，联立可得h＝eq\f(1,2)v(t0－t)，D正确，A、B、C错误。二、填空题3.(2016·北京高考)热敏电阻常用于温度限制或过热爱护装置中。如图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t改变的示意图。由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电实力________(选填“增加”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度改变的响应更________(选填“敏感”或“不敏感”)。答案增加敏感解析由题图可知，热敏电阻在温度上升时，阻值下降，故其导电实力增加；相对金属热电阻而言，热敏电阻在温度改变时，阻值改变明显，故对温度更敏感。三、试验题4.(2024·全国卷Ⅱ)某小组利用图a所示的电路，探讨硅二极管在恒定电流条件下的正向电压U与温度t的关系，图中和为志向电压表；R为滑动变阻器，R0为定值电阻(阻值100Ω)；S为开关，E为电源。试验中二极管置于控温炉内，控温炉内的温度t由温度计(图中未画出)测出。图b是该小组在恒定电流为50.0μA时得到的某硅二极管U­t关系曲线。回答下列问题：(1)试验中，为保证流过二极管的电流为50.0μA，应调整滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝________mV；依据图b可知，当控温炉内的温度t上升时，硅二极管正向电阻________(填“变大”或“变小”)，电压表示数________(填“增大”或“减小”)，此时应将R的滑片向________(填“A”或“B”)端移动，以使示数仍为U1。(2)由图b可以看出U与t成线性关系。硅二极管可以作为测温传感器，该硅二极管的测温灵敏度为eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,Δt)))＝________×10－3V/℃(保留2位有效数字)。答案(1)5.00变小增大B(2)2.8解析(1)、是志向电压表，则R0与硅二极管串联，电流相等，R0两端电压U1＝IR0＝50.0×10－6×100V＝5.00×10－3V＝5.00mV。由U­t图象知，当控温炉内温度t上升时，U变小，又I＝50.0μA不变，故硅二极管正向电阻变小；当控温炉内温度上升时，硅二极管电阻变小，反过来影响电路中电流，由闭合电路欧姆定律知，电路中电流增大，示数增大；要保持示数不变，需增大滑动变阻器的阻值，即将滑片向B端移动。(2)由U­t图象的斜率可知：eq\b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\co1(\f(ΔU,Δt)))＝eq\f(0.44－0.30,80－30)V/℃＝2.8×10－3V/℃。5．(2017·江苏高考)某同学通过试验制作一个简易的温控装置，试验原理电路图如图1所示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸合，加热器停止加热，实现温控。继电器的电阻约20Ω，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω199.5145.4108.181.862.949.1(1)供应的试验器材有：电源E1(3V，内阻不计)、电源E2(6V，内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200Ω)、滑动变阻器R2(0～500Ω)、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱(0～999.9Ω)、开关S、导线若干。为使该装置实现对30℃～80℃之间任一温度的限制，电源E应选用________(选填“E1”或“E2”)，滑动变阻器R应选用________(选填“R1”或“R2”)。(2)试验发觉电路不工作。某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图2所示的选择开关旋至________(选填“A”“B”“C”或“D”)。(3)合上开关S，用调整好的多用电表进行排查。在图1中，若只有b、c间断路，则应发觉表笔接入a、b时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)，接入a、c时指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。(4)解除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50℃时被吸合，下列操作步骤的正确依次是________。(填写各步骤前的序号)①将热敏电阻接入电路②视察到继电器的衔铁被吸合③断开开关，将电阻箱从电路中移除④合上开关，调整滑动变阻器的阻值⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1Ω答案(1)E2R2(2)C(3)不偏转偏转(4)⑤④②③①解析(1)若实现对30℃温度的限制继电器和Rt的电压U＝0.015×(20＋199.5)V≈3.29V因此符合要求的电源应选E2。若实现对80℃温度的限制对全电路有E＝I(R继＋Rt＋R)即6V＝0.015A×(20Ω＋49.1Ω＋R)解得R＝330.9Ω。因此滑动变阻器应选R2。(2)用多用电表测量直流电压时，选择开关应旋至C(直流电压挡)。(3)a、b间电压为0，指针不偏转。接入a、c时，多用电表与电源等构成回路，指针偏转。(4)连接电路时，先用电阻箱代替热敏电阻，调整滑动变阻器阻值，衔铁被吸合时，调整完毕，移除电阻箱换为热敏电阻即可，正确的依次为⑤④②③①。6．(2016·全国卷Ⅰ)现要组装一个由热敏电阻限制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统报警。供应的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干。在室温下对系统进行调整。已知U约为18V，Ic约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度上升而减小，在60℃时阻值为650.0Ω。(1)完成待调整的报警系统原理电路图的连线。(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2”)。(3)依据下列步骤调整此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，依据试验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a”或“b”)端旁边，不能置于另一端的缘由是_______________________________________________。②将开关向________(填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________________。(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常运用。答案(1)连线如图所示(2)R2(3)①650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20