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2019-2020年高考物理一輪復習方案 實驗12 傳感器的簡單使用（含解析） 1．在探究超重和失重規(guī)律時，某體重為G的同學站在一壓力傳感器上完成一次下蹲動作．傳感器和計算機相連，經計算機處理后得到壓力F隨時間t變化的圖象，則圖S12－1所示的圖象中可能正確的是(　　) A　　　　　B　　　　　C　　　　　D 圖S12－1 2．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，不正確的是(　　) 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．電子體溫計中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．電子秤中主要是采用了力電傳感器 3．(雙選)如圖S12－2甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光敏電阻R1能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當工件擋住A發(fā)出的光，光傳感器B就輸出一個電信號，并經信號處理器處理后在屏幕顯示出電信號與時間的關系，如圖乙所示．若傳送帶保持勻加速運動，每個工件均相對傳送帶靜止，且相鄰工件間距依次為5、10、15、20……(單位：cm)則以下說法正確的是(不計工件擋住光的時間)(　　) 圖S12－2 A．工件加速度為0.1 m/s2 B．工件加速度為0.2 m/s2 C．當無光照射R1時，光傳感器就輸出一次高電壓 D．當無光照射R1時，光傳感器就輸出一次低電壓 4. xx鎮(zhèn)江模擬(雙選)如圖S12－3所示的電路中，當半導體材料做成的熱敏電阻浸泡到熱水中時，電流表示數增大，則說明(　　) A．熱敏電阻在溫度越高時，電阻越大 B．熱敏電阻在溫度越高時，電阻越小 C．半導體材料溫度升高時，導電性能變差 D．半導體材料溫度升高時，導電性能變好 圖S12－3 5．圖S12－4是電熨斗的結構圖，下列說法不正確的是(　　) 圖S12－4 A．雙金屬片上層金屬的膨脹系數小于下層金屬 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 圖S12－5 6．(雙選)一中學生為發(fā)射的“神舟八號”載人飛船設計了一個可測定豎直方向加速度的裝置，其原理可簡化為如圖S12－5所示．連接在豎直彈簧上的重物與滑動變阻器的滑動觸頭連接，該裝置在地面上靜止時其電壓表的指針指在表盤中央的零刻度處，在零刻度的兩側分別標上對應的正、負加速度值．關于這個裝置在“神舟七號”載人飛船發(fā)射、運行和回收過程中示數的判斷正確的是(　　) A．飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數為正，則飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數仍為正 B．飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數為正，則飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數為負 C．飛船在圓軌道上運行時，電壓表的示數為零 D．飛船在圓軌道上運行時，電壓表示數所對應的加速度大小應約為9.8 m/s2 7．(雙選)如圖S12－6所示，電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導體層內形成一個低電壓交流電場．在觸摸屏幕時，由于人體是導體，手指與內部導體層間會形成一個特殊電容(耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點，而電流強弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強弱，準確算出觸摸點的位置．由以上信息可知(　　) 圖S12－6 A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導體層和手指 B．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大 C．當用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小 D．如果用戴了手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動作 圖S12－7 8．xx泰安模擬酒精測試儀用于機動車駕駛人員是否酗酒及其他嚴禁酒后作業(yè)人員的現場檢測．它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器，酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖S12－7所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對應著傳感器的不同電阻．這樣，電壓表的指針就與酒精氣體濃度有了對應關系．如果二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器電阻的倒數與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數U與酒精氣體濃度c之間的對應關系正確的是(　　) A．U越大，表示c越大，c與U成正比 B．U越大，表示c越大，但是c與U不成正比 C．U越大，表示c越小，c與U成反比 D．U越大，表示c越小，但是c與U不成反比 9．xx棗莊模擬 某學生為了測量一物體的質量，找到一個力電轉換器，該轉換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數為k)．如圖S12－8所示，測量時先調節(jié)輸入端的電壓，使轉換器空載時的輸出電壓為0；而后在其受壓面上放一物體，即可測得與物體的質量成正比的輸出電壓．現有下列器材：力電轉換器、質量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個，開關及導線若干，待測物體(可置于力電轉換器的受壓面上)． (1)設計一個電路，要求力電轉換器的輸入電壓可調，并且使電壓的調節(jié)范圍盡可能大，畫出完整的測量電路圖； (2)簡要說明測量步驟，求出物體的質量與輸出電壓的比例系數k，并測出待測物體的質量m. 圖S12－8 10．熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整．已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約4～5 Ω.將熱敏電阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶(圖中未畫出)、電源(3 V、內阻可忽略)、直流電流表(內阻約1 Ω)、直流電壓表(內阻約5 kΩ)、滑動變阻器(0～20 Ω)、開關、導線若干． (1)畫出實驗電路圖； (2)根據電路圖，在如圖S12－10所示的實物圖上連線； 圖S12－10 (3)簡要寫出完成接線后的主要實驗步驟． 實驗(十二) 1．D　[解析] 該同學站在壓力傳感器上完成一次下蹲動作過程中，先向下加速，后向下減速，其加速度先向下后向上，即先失重后超重，D正確． 2. C　[解析] 電視機對無線遙控信號的接收主要是接收紅外線，選項A正確；電子體溫計最核心的元件就是感知溫度的NTC溫度傳感器，電子體溫計是利用溫度傳感器輸出電信號，再將電流信號轉換成液晶數字顯示溫度，選項B正確；電腦所用的光電鼠標主要是采用光電傳感器，選項C錯誤；電子秤中主要是采用了應變片，屬于力電傳感器，選項D正確. 3．BD　[解析] a＝＝ m/s2＝0.2 m/s2.有光照射R1時，R1的阻值變小，R2兩端電壓變大，光傳感器就輸出一次高電壓．無光照射R1時，R1的阻值變大，R2兩端電壓變小，光傳感器就輸出一次低電壓． 4．BD　[解析] 由于電流增大，說明熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，即導電性能變好，選項B、D正確． 5．A　[解析] 雙金屬片上層金屬的膨脹系數大于下層金屬，當溫度過高時，雙金屬片向下彎曲，斷開電路，選項A錯誤，選項D正確；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，選項B正確；調節(jié)調溫旋鈕，使升降螺絲下壓彈性銅片時，可使觸點的分離溫度升高，選項C正確． 6．AD　[解析] 該裝置在地面上靜止時，kx＝mg，指針指在表盤中央的零刻度處；飛船在加速上升的過程中，kx>mg，滑動頭下移，此時電壓表的示數為正；飛船在豎直減速返回地面的過程中，加速度方向向上，此時電壓表示數仍為正，選項A正確，選項B錯誤；飛船在圓軌道上運行時，飛船中的重物處于完全失重狀態(tài)，a＝g，彈簧恢復原長，電壓表示數不為零，選項C錯誤，選項D正確． 7．AB　[解析] 電容觸摸屏在原理上手指是一個電容器元件的一個極板，導體層是另一個極板，A正確；手指與屏的接觸面積越大，即兩個極板的正對面積越大，故電容越大，B正確，C錯誤；如果戴了手套或手持不導電的物體觸摸時沒有反應，這是因為手與導體層距離較大，不能引起導體層電場明顯的變化，D錯誤． 8. B　[解析] 設酒精氣體傳感器的可變電阻為Rx，電壓表示數U＝IR0＝，Rx越小，U越大，但U與不成正比，而酒精濃度c與成正比，所以U與c不成正比．綜上所述，只有選項B正確． 9．(1)設計電路如圖所示． (2)測量步驟如下： ①調節(jié)滑動變阻器，使轉換器的輸出電壓為零； ②將質量為m0的砝碼放在轉換器的受壓面上，記下輸出電壓U0； ③將待測物體放在轉換器的受壓面上，記下輸出電壓U1； ④因為U0＝km0g、U1＝kmg，所以可求得k＝，m＝. 10. (1)如圖甲所示　(2)如圖乙所示　(3)略 　　　　甲　　　　　　　　　　　乙 [解析] 常溫下待測熱敏電阻的阻值(約4～5 Ω)較小，電流表應選用外接法．熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，熱敏電阻兩端的電壓由零逐漸增大，滑動變阻器選用分壓式． 完成接線后的主要實驗步驟：①往保溫杯里加一些熱水，待溫度計穩(wěn)定時讀出溫度計值；②調節(jié)滑動變阻器，快速測出幾組電壓表和電流表的值；③重復①和②，測量不同溫度下的數據；④繪出各測量溫度下的熱敏電阻的伏安特性曲線．