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1、綜合測評(三) 命題報告 知識點 簡單 中等 較難 傳感器及其工作原理 1、2、5 9、10 傳感器的應用 3、4、6、7 8、11 15、16 實驗：傳感器的應用 12、13、14 時間：60分鐘　滿分：100分 一、選擇題(本大題共10小題，每小題5分，共50分．在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項符合題目要求，有的有多個選項符合題目要求，全部選對的得5分．選不全的得3分，有選錯或不答的不得分) 1．(多選)(2014如皋高二檢測)下列說法正確的是(　　) A．熱敏電阻是把熱量這個熱學量轉為電阻這個電學量 B．金屬熱電阻的化學穩(wěn)定性好

2、，但靈敏度差 C．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器 D．霍爾元件是能夠把磁學量磁感應強度轉換為電壓的傳感元件 【解析】　熱敏電阻是把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量，A錯誤，B、C、D正確． 【答案】　BCD 2．(多選)當前傳感器被廣泛應用于各種電器、電子產品之中，下述關于常用的幾種家用電子器件所采用傳感器說法中，正確的是(　　) A．電視機對無線遙控信號的接收主要是采用了光電傳感器 B．電子體溫計主要是采用了溫度傳感器 C．電腦所用的光電鼠標主要是采用聲波傳感器 D．電子秤主要是采用了力電傳感器 【解析】　電視機對無線遙控信號的接收采用了紅外線傳感器，電腦所用的光電鼠標

3、主要采用了光傳感器，所以A、C項錯誤． 【答案】　BD 3．2007年度諾貝爾物理學獎授予了法國和德國的兩位科學家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應”．基于巨磁電阻效應開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術，被認為是納米技術的第一次真正應用．在下列有關其他電阻應用的說法中錯誤的是(　　) A．熱敏電阻可應用于溫度測控裝置中 B．光敏電阻是一種光電傳感器 C．電阻絲可應用于電熱設備中 D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用 【解析】　本題考查了基本物理知識．熱敏電阻可應用于溫度測控裝置中，A說法正確；光敏電阻是將光信號轉換為電信號的傳感器，B說法正確；電阻絲中通過電流時會產生熱效應，可

4、應用于電熱設備中，C說法正確；電阻對直流和交流均起到阻礙的作用，D說法錯誤． 【答案】　D 4．某儀器內部電路如圖1所示，其中M是一個質量較大的金屬塊，左右兩端分別與金屬絲制作的彈簧相連，并套在光滑水平細桿上，a、b、c三塊金屬片間隙很小(b固定在金屬塊上)，當金屬塊處于平衡狀態(tài)時，兩根彈簧均處于原長狀態(tài)，若將該儀器固定在一輛汽車上，下列說法正確的是(　　) 圖1 A．當汽車加速前進時，甲燈亮 B．當汽車加速前進時，乙燈亮 C．當汽車剎車時，乙燈亮 D．當汽車剎車時，甲、乙兩燈均不亮 【解析】　汽車勻速時，a、b、c金屬片不接觸，所以甲、乙燈都不亮；當加速前進時，M受合外力

5、向右，故b向后運動與a接觸，乙燈亮；同理當剎車時，b向前運動與c接觸，甲燈亮，故選B. 【答案】　B 5．(多選)有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖2所示電路中的A、B兩點后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是(　　) 圖2 A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻 B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻 C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻 D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表

6、示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻 【解析】　一般定值電阻的阻值不會隨光照強度或溫度的變化而變化太大；對于熱敏電阻來說，熱敏電阻的阻值會隨溫度的升高而逐漸變小，它對溫度的反應是十分靈敏的；對于光敏電阻來說，它的阻值隨光照強度的變化而變化，當光照強度增強時光敏電阻的電阻值會隨之而減小．本題是采用用黑紙包裹和放入熱水中兩個條件來改變電阻周圍的環(huán)境的．不管放入熱水中還是用黑紙包裹，一般電阻的阻值都不會發(fā)生太大變化；若電阻是光敏電阻，則當用黑紙包裹電阻時歐姆表的示數(shù)會有明顯的改變；而當電阻是熱敏電阻時，當把電阻放在熱水中時，電阻值會發(fā)生明顯的變化．所以本題答案是A、C. 【答案】　AC 6．(多選

7、)如圖3是電飯鍋的結構圖，如果感溫磁體的“居里溫度”為103 ℃時，下列說法中正確的是(　　) 圖3 A．常溫下感溫磁體具有較強的磁性 B．當溫度超過103 ℃時，感溫磁體的磁性較強 C．飯熟后，水分被大米吸收，鍋底的溫度會超過103 ℃，這時開關按鈕會跳起 D．常壓下只要鍋內有水，鍋內的溫度就不可能達到103 ℃，開關按鈕就不會自動跳起 【解析】　感溫磁體在常溫下磁性較強，當溫度超過“居里溫度”時會突然失去磁性，A項正確，B項錯誤；只要鍋底的溫度超過103 ℃，感溫磁體就失去磁性，開關按鈕會跳起，但常壓下燒水，不會超過103 ℃.所以水開后開關按鈕不會自動跳起，要想自動跳起

8、，只有水被燒干后，C項、D項正確． 【答案】　ACD 7．(2014上饒四校聯(lián)考)如圖4是電熨斗的結構圖，下列說法不正確的是(　　) 圖4 A．雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬 B．常溫下，上下觸點接觸；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點分離 C．需要較高溫度熨燙時，要調節(jié)調溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移 D．雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷 【解析】　由電路可知：溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點分離，因此雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)應大于下層金屬，A錯、B對；需要較高溫度熨燙時，要調節(jié)調溫旋鈕，雙金屬片雖發(fā)生彎曲也不使觸點分離，應使升降螺絲

9、下移并推動彈性銅片下移，C對；利用雙金屬片熱脹冷縮是控制電路的通斷，D對． 【答案】　A 8．在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鋇等半導體材料制成的電阻器，其電阻率ρ隨溫度t的變化關系如圖5所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能．對此，以下判斷正確的是(　　) 圖5 ①通電后，其電功率先增大，后減小 ②通電后，其電功率先減小，后增大 ③當其產生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1不變 ④當其產生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1和t2之間的某一值不變 A．①③　　B．②③　　C．②④　　D．①④ 【解析】　當電熱滅

10、蚊器溫度由0升到t1的過程中，電阻器的電阻率ρ隨溫度升高而減小，其電阻R隨之減小，由于加在滅蚊器上的電壓U保持不變，由P＝知滅蚊器的熱功率P逐漸增大，當t＝t1時，P＝P1達到最大．當溫度由t1升高到t2的過程中，ρ增大，R增大，P減??；而溫度越高，其與外界環(huán)境溫度的差別也就越大，高于環(huán)境溫度的電熱滅蚊器的散熱功率P′也就越大；因此在這之間的某一溫度t3會有P＝P3＝P′，電熱功率等于散熱功率，即達到保溫．當t＜t3，P＞P′，使溫度自動升高到t3；當t>t3，P

11、示為測定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器．可動電極兩端固定，當待測壓力施加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容．現(xiàn)已知該電容式傳感器充電完畢且電荷量不變，將它與靜電計相連，如圖所示．當待測壓力增大時(　　) A．電容器的電容將增大，靜電計指針偏角將增大 B．電容器的電容將增大，靜電計指針偏角將減小 C．電容器的電容將減小，靜電計指針偏角將減小 D．電容器的電容將不變，靜電計指針偏角不變 【解析】　本題考查電容器、傳感器等有關知識當壓力增大時，平行板間距d減小，根據(jù)C＝可知，電容器的電容增大，電容器所帶電荷量Q不變，根據(jù)C

12、＝可知，電壓減小，則靜電計指針偏角減小，B正確． 【答案】　B 10．(多選)振弦型頻率傳感器的結構如圖7所示，它由鋼弦和永磁鐵兩部分組成，鋼弦上端用固定夾塊夾緊，下端的夾塊與一膜片相連接，當弦上的張力越大時，弦的振動頻率越大．這種裝置可以從線圈輸出電壓的頻率確定膜片處壓力的變化．下列說法正確的是(　　) 圖7 A．當軟鐵塊與磁鐵靠近時，a端電勢高 B．當軟鐵塊與磁鐵靠近時，b端電勢高 C．膜上的壓力較小時，線圈中感應電動勢的頻率高 D．膜上的壓力較大時，線圈中感應電動勢的頻率高 【解析】　當鐵塊靠近磁鐵時，鐵塊被磁化，線圈中的磁通量增加，根據(jù)楞次定律可知，感生電流的磁場方

13、向應與原磁場變化方向相反，因此b端電勢比a端電勢高，選項B正確；膜上壓力越小時，鋼弦上的張力越大，振動頻率越高，線圈中感應電動勢的頻率越高，所以選項C正確． 【答案】　BC 二、填空題(本題共3小題，共20分，把答案填在題中的橫線上) 11．(6分)廣泛應用于室內空調、電冰箱和微波爐等家用電器中的溫度傳感器，是利用熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性工作的．在圖8甲中，電源的電動勢E＝9.0 V，內電阻可忽略；G為內阻不計的靈敏電流表；R0為保護電阻；R為熱敏電阻，其電阻值與溫度變化關系如圖8乙的Rt圖象所示．則熱敏電阻R與攝氏溫度t的關系為R＝________；閉合開關S，當R的溫度等于40

14、 ℃時，電流表示數(shù)I1＝2.25 mA，則當電流表的示數(shù)I2＝3.6 mA時，熱敏電阻R的溫度是________℃. 圖8 【解析】　根據(jù)圖乙直線的特點求出熱敏電阻R與攝氏溫度t的關系，設R＝kt＋b，根據(jù)t＝0時，R＝4.25 kΩ(此處易誤讀為R＝4.5 kΩ，要小心)，得b＝4.25 kΩ，再根據(jù)t＝120 ℃時，R＝2 kΩ，得k＝＝－0.01875，所以得R與t的關系為R＝－1.87510－2 t＋4.25. 由圖甲，有E＝I(R＋R0)，由圖乙讀出，當t＝40 ℃時，R＝3.5 kΩ，代入得9＝2.25(3.5＋R0)，可求出R0＝0.5 kΩ，又有9＝3.6(0.5＋R

15、)，解得R＝2 kΩ，查題圖乙得t＝120 ℃. 【答案】　－1.87510－2 t＋4.25　120 12．(6分)如圖9(a)是汽車過橋時對不同類型橋面壓力變化的實驗．采用DIS方法對模型進行測量，其結果如圖9(b)中電腦屏幕所示． 圖9 (1)圖(a)中的傳感器為________傳感器； (2)圖(a)中甲、乙、丙分別為三種不同類型的橋面．對于凸形橋甲，其相對應的壓力圖線應是圖(b)電腦屏幕上的________(填“a”“b”或“c”)； (3)如增大小球在斜槽上的高度，在圖(b)中大致畫出小球能過凸形橋甲時的壓力圖線． 【解析】　(1)該傳感器把力信號轉化為電信號，屬

16、于力電傳感器；(2)小球經過凸形橋甲的最高點時，壓力小于重力，其相對應的圖線應是電腦屏幕上的c；(3)增大小球在斜槽上的高度，小球經凸形橋甲的最高點時壓力更小，其圖線與c相比較，最低點應更低一些． 【答案】　(1)力電　(2)c　(3)圖略，圖線與c相比較，最低點更低一些 13．(8分)一臺臭氧發(fā)生器P的電阻為10 kΩ，當供電電壓等于24 V時能正常工作，否則不產生臭氧．現(xiàn)在用這種臭氧發(fā)生器制成自動消毒裝置，要求它在有光照時能產生臭氧．在黑暗時不產生臭氧，擬用一個光敏電阻R1對它進行控制，R1的阻值在有光照時為100 Ω、黑暗時為1000 Ω，允許通過的最大電流為3 mA；電源E的電壓為

17、36 V、內阻不計；另有一個滑動變阻器R2，阻值為0～100 Ω，允許通過的最大電流為0.4 A；一個開關S和導線若干． 臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號如圖10所示．設計一個滿足上述要求電路圖，圖中各元件要標上字母代號，其中滑動變阻器兩固定接線柱端分別標上字母A、B.(電路圖畫在方框內) 圖10 【解析】　臭氧發(fā)生器正常工作時電流I＝ A＝2410－4 A＝2.4 mA.R1允許通過的最大電流為3 mA，所以用R1與P串聯(lián)，由于滑動變阻器值R2遠小于P的電阻，所以采用滑動變阻器分壓式接法．電路如圖所示． 【答案】　見解析 三、計算題(本題共3小題，共30分．解答時應寫出必要

18、的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位) 14．(8分)用煤氣燒水時，如果水開了，不及時關掉煤氣，時間長了，會發(fā)生火災，請設計一報警器，水開時，能及時報警， 提醒主人及時關掉煤氣？ 【解析】　如圖所示，當t上升到一定溫度時，Rt變得較小，AB間電壓變得較大，使蜂鳴器D工作報警． 【答案】　見解析 圖11 15．(10分)在航天事業(yè)中要用角速度計測得航天器的自轉角速度ω，結構如圖11所示，當系統(tǒng)繞軸OO′轉動時元件A在光滑桿上發(fā)生滑動，并輸出電信號，成為航天器的制導信號源，已知A質量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，原長為l0，電源電動勢為E，內阻不計，滑動變阻器總長為

19、l，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時滑動變阻器觸頭P在中點，與固定接頭Q正對，當系統(tǒng)以角速度ω轉動時，求： (1)彈簧形變量x與ω的關系式． (2)電壓表示數(shù)U與角速度ω的關系式． 【解析】　(1)由圓周運動規(guī)律知kx＝mω2R＝mω2(l0＋x) 即kx－mω2x＝mω2l0，所以x＝. (2)由串聯(lián)電路的規(guī)律知U＝E＝. 【答案】　(1)x＝ (2)U＝ 16．(12分)圖12(甲)為某同學研究自感現(xiàn)象的實驗電路圖，用電流傳感器顯示各時刻通過線圈L的電流．電路中電燈的電阻R1＝6.0 Ω，定值電阻R＝2.0 Ω，AB間電壓U＝6.0 V．開關S原來閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在t1＝1

20、.010－3 s時刻斷開開關S，此時刻前后電流傳感器顯示的電流隨時間變化的圖線如圖12(乙)所示． 圖12 (1)求出線圈L的直流電阻RL； (2)指出圖(甲)中斷開開關后通過電燈的電流方向； (3)在t2＝1.610－3 s時刻線圈L中的感應電動勢的大小是多少？ 【解析】　(1)由圖讀出，開始時流過電感線圈L的電流I0＝1.5 A 由歐姆定律I0＝，解得RL＝－R＝2 Ω. (2)電流方向向左． (3)由圖讀出，t2＝1.610－3 s時刻線圈L的電流I＝0.30 A 線圈L此時是一個電源， 由全電路歐姆定律E＝I(RL＋R＋R1)，得E＝3.0 V. 【答案】　(

21、1)2 Ω　(2)電流方向向左　(3)3.0 V 附加題(本題供學生拓展學習，不計入試卷總分) 17．如圖13是某同學在科技制作活動中自制的電子秤原理圖，利用電壓表(內阻很大)的示數(shù)來指示物體的質量，托盤與電阻可忽略的彈簧相連，托盤與彈簧的質量均不計．滑動變阻器的滑動端與彈簧上端連接，當托盤中沒 有放物體時，電壓表的示數(shù)為零．設變阻器的總電阻為R，總長度為L，電源電動勢為E，內阻為r，限流電阻為R0，彈簧的勁度系數(shù)為k.若不計一切摩擦和其他阻力． 圖13 (1)求出電壓表示數(shù)Ux與所稱物體質量m的關系式； (2)由(1)的計算結果可知，電壓表示數(shù)與待測物體質量不成正比，不便于制作刻度．為使電壓表示數(shù)與待測物體質量成正比，請利用原有器材進行改進，在圖的基礎上完成改進后的電路原理圖，并得出電壓表示數(shù)Ux與待測物體質量m的關系式． 【解析】　(1)由胡克定律知mg＝kx，R連入電路中的有效電阻Rx＝x＝，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知I＝，則Ux＝IRx＝. (2)改進后的電路圖如圖所示，電路電流I′＝，電壓表示數(shù)Ux＝I′Rx＝＝. 【答案】　(1)　(2)