黑龙江省大庆市喇中高考物理复习 考题精选（138） 新课标传感器.doc

- 1 - 高中物理考题精选（138）——新课标传感器 1、如图所示为火警报警装置的部分电路，其中ε为电源电动势，r 为电源内阻，R2 是半导体热 敏电阻传感器，它的电阻阻值随温度升高而减小，R1、R3 是定值电阻。a、b 两端接报警器。 当传感器 R2 所在处出现火险险情时，与险情出现前相比，a、b 两端电压 U___________，电 流表中的电流 I_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 答案 变小 变大 2、如图甲是某金属材料制成的电阻 R 随摄氏温度 t 变化的图象， 图 中 R0 表示该电阻在 0℃时的电阻值，已知图线的斜率为 k 。若用该 电阻与电 池（电动势为 E、内阻为 r）、理想电流表 A、滑动变阻器 R′ 串 联起来， 连接成如图乙所示的电路。用该电阻做测温探头，把电流表 A 的电流刻度改为相应的温度刻 度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。 （1）根据图甲，温度为 t（t>0℃）时电阻 R 的大小 为 ___________________。 （2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用 E、 R0、R′（滑动变阻器接入电路的阻值）、k 等物理量表示待测温度 t 与电流 I 的关系式 t＝____________________________。 （3）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的 10℃到 20℃的正中央，则测量值 ________15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）。 答案 （1）R0+ k t ；（2）t = ；（3）小于 3、大型电子地磅实际是一将压力转化为电流的传感器。如图所示为大型电子地磅电路图，电 源电动势为 E，内阻不计．不称物体时，滑片 P 在 A 端，滑动变阻器接入电路的有效电阻最大， 电流较小；称重物时，在压力作用下使滑片 P 下滑，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大， 这样把电流对应的重量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的重量值．若滑动变阻器上 A、 B 间距离为 L，最大阻值等于电阻阻值 R0，已知两只弹簧的总弹力与形变量成正比，比例系数 为 k，所称重物的重量 G 与电流大小 I 的关系为 A. B.- 2 - C. D. 答案 解析 A 解析：由胡克定律可知，Kx=G； 得：x= 此时滑动变阻器接入电阻 R′= ； 由闭合电路欧姆定律可知：I= 解得：G=2kL- ；故选 A． 4、如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为 E，内阻为 r，R1、R2 是定 值电阻，RB 是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，c、d 接报警器．电路闭合后，当 传感器 RB 所在处出现磁体时，则电流表的电流 I，c、d 两端的电压 U 将（ ） A．I 变大，U 变小 B．I 变小，U 变大 C．I 变大，U 变大 D．I 变小，U 变小 答案 A 5、如图甲所示的是安全恒温饮水机的自动控制电路。左边是一个对 水加热的容器，内有密封绝缘可调的电热丝发热器和接触开关 S1， 只要有水浸没 S1，它就会导通。Rx 是一个热敏电阻，低温时呈现高 电阻，达到高温时（如水的沸点）呈现低电阻。Ry 是一个可变电阻， 低温时 Rx≫Ry，高温（水的沸点）时 Rx≪Ry。中方框 P 内是一个逻辑门，A、B 是逻辑门的输 入端，Z 是输出端。当 A、B 输入都为高电势时，Z 才输出高电势。右边虚线框 J 内是一个继电 器，当 Z 输出高电势时电磁线圈中有电流，S2 被吸动闭合，发热器工作。该加热电路中，电 源的电动势为 220V，内电阻为 4Ω，电热丝是一根额定电流为 5A、总阻值为 220Ω的均匀电阻 丝制成的圆环形滑动变阻器，如图乙所示。 （1）根据题意，甲图中方框 P 是一个______（选填“与”、“或”、“非”）逻辑门，该逻辑门输 入信号由水位高低控制的输入端是_____，输入信号由水温高低控制的输入端是_______。（后 两空选填“A”、“B”） （2）当加热电路安全工作时，电源的可能最高效率和可能最大输出功率分别是多少？ 答案 （1）与；B、A（每空格 1 分，共 3 分） （2）①可见当电阻丝并联电阻 Rʹ最大时，电源可能达到的效率最高 由于 ，当 R1＝R－R1 时，并联电阻达最大值 Rʹmax＝ ×220/2Ω＝55Ω 电源的效率η＝ ＝ ＝ 所以ηmax＝ ＝ ×100%＝93.2% ②设电阻丝的一个支路电阻 R1 为允许的最小值 R1min 时，其电流恰达到额定电流 I0＝5A，这 时并联电阻丝的达到允许的最大功率- 3 - 由闭合电路欧姆定律，得 代入数据并整理，得 R21min – 264 R1min + 8800＝0 解得 R1min＝39.1Ω（另一解大于 220Ω，不合题意，舍去） 这时并联电阻 Rʺ＝ ＝ Ω＝32.15Ω 所以电源可能的最大输出功率为 Pmax＝ ＝ ×32.15W＝1190W 6、如图是测量汽车质量的地磅示意图， 汽车的质量可通过电 流表的示数读出，下列说法正确的是 （ ） A．电流表的示数越大说明被测汽车质量 越大 B．电流表的示数越大说明被测汽车质量越小 C．把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量 D．地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关 答案 A 7、振弦型频率传感器的结构如图所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹块 夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大．这种装置可 以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化．下列说法正确的是 （ ） A．当软铁块与磁铁靠近时，a 端电势高 B．当软铁块与磁铁靠近时，b 端电势高 C．膜上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高 D．膜上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高 答案 BC 8、利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况， 如图 1-a 所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器 B 能接 收到发光元件 A 发出的光，每当工件挡住 A 发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在 屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图 1-b 所示。若传送带始终匀速运动，每两个工件间的 距离为 0.2 m，则下述说法正确的是（ ）- 4 - A．传送带运动的速度是 0.1 m/s B．传送带运动的速度是 0.2 m/s C．该传送带每小时输送 3 600 个工件 D．该传送带每小时输送 7 200 个工件 答案 BC 9、压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动 状态的装置，如图 3 甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体 m， 升降机静止时电流表示数为 I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中 ( ) A ． 物 体 处 于 失 重 状 态 B．物体处于超重 状态 C．升降机一定向上做匀加速运动 D．升降机可能向下做匀减速运动 答案 BD 10、在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示。 M 是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻 RM 发生变化,导致 S 两端电压 U 增大,装置发出 警报,此时 ( ) A.RM 变大,且 R 越大,U 增大越明显 B.RM 变大,且 R 越小,U 增大越明显 C.RM 变小,且 R 越大,U 增大越明显 D.RM 变小,且 R 越小,U 增大越明显 答案 C 11、严防埃博拉疫情入境，我国对埃博拉病毒影 响最为严重的三 个西非国家的入境乘客进行体温测试，如图所示为电阻温度计，也是一种测量体温的工具， 那么电阻温度计可能使用了下列哪一种传感器( ) A．光敏电阻 B．热敏电阻 C．压力传感 器 D．声音传 感器 答案 B 12、如图所示为用热敏电阻 R 和继电器 L 等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的 阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱 加热器(图中未画出)相连接．则（ ）- 5 - A．当温度降低到某一数值，衔铁 P 将会被吸下 B．当温度升高到某一数值，衔铁 P 将会被吸下 C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 C、D 端 D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在 A、B 端 答案 BD 13、如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中 R3 为用半导体热敏材料制成的传感 器．值班室的显示器为电路中的电流表，a、b 之间接报警器．当传感器 R3 所在处出现火情时， 显示器的电流 I、报警 器两端的电压 U 的变化情况是 （ ） A．I变大，U变大 B．I 变大，U 变小 C ． I 变 小 ， U 变 小 D．I 变小，U 变大 答案 C 14、夜间，居民楼的楼道里只是偶尔有人经过，“长明灯”会造成浪费．科研人员利用“光敏”材 料制成“光控开关”——天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成“声控开关”—— 当有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开．若将这两种开关配合使用，就可以 使楼道里的灯变的“聪明”．这种“聪明”的电路是图中的( ) 答案 D 15、一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度 t 变化的关系 如图中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿不同，熨斗的散热功率不同， 因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为 BaTiO3、被称 为“PTC”的特殊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 36－12 中实- 6 - 线②所示．根据图线分析可知( ) A．原处于冷态的 PTC 电熨斗比普通电熨斗升温快 B．PTC 电熨斗能自动控制温度，温度稳定在 T0～T6 之间 C．PTC 电熨斗能自动控制温度，温度稳定在 T6～T7 之间 D．PTC 电熨斗不能自动控制温度 答案 AC 解析：冷态时 PTC 材料电阻小，由 P＝ 知其发热功率大、升温快，A 对；由题图可知， 温度较低时，PTC 材料电阻小，热功率大，生热大于散热，温度升高，电阻迅速增大，发热功 率会减小，当发热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻减小，发热功率会增大，故发 热功率等于散热功率时，温度会稳定在题图中 T6～T7 之间，实现自动控制温度，所以 C 对， B、D 错． 16、在开展研究性学习的过程中，某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置，如图 36 －11 所示，在轮子的边缘贴上小磁体，将小线圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑(即 DIS 实验器材)．如果小线圈的面积为 S，圈数为 N 匝，小磁体附近的磁感应强度最大值为 B，回路 的总电阻为 R，实验发现，轮子转过θ角，小线圈的磁感应强度由最大值变为零．因此，他说“只 要测得此时感应电流的平均值 I，就可以测出转轮转速的大小．”请你运用所学的知识，通过计 算对该同学的结论作出评价． 答案 解析：设转轮的角速度、转速分别为ω、n，轮子转过θ角所需时间为Δt，通过线圈的 磁通量的变化量为ΔΦ，线圈中产生的感应电动势的平均值为 E. 根据法拉第电磁感应定律有 E＝N ＝N ， 由闭合电路欧姆定律得，感应电流的平均值 I＝ ， 又Δt＝ ，n＝ ， 联立以上各式，得 n＝ ， 由此可见，该同学的结论是正确的．- 7 - 答案：结论正确 17、把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器开关、电源按如图 36－10 甲所示电路连接，制成光 电报警装置．当报警器有光照射时，蜂鸣器发声，当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发 声．①光敏电阻：光敏电阻受光照后，阻值会变小．②干簧管继电器开关：由干簧管和绕在 干簧管外的线圈组成，如图乙所示．当线圈中有一定的电流时，线圈产生的磁场使密封在干 簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态．当线 圈中没有电流或者电流很微弱时，磁场消失，簧片在弹力的作用下回复到分离状态．试说明 光电报警器的工作原理． 答案 当报警器有光照射时，光敏电阻阻值减小，电路中电流增大，线圈产生的磁场使密封 在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片由原来的分离状态变成闭合状态，蜂鸣器电路接 通，蜂鸣器发声．反之，当没有光照射或光照很弱时，光敏电阻阻值很大，电路中的电流很 小，干簧管内的两个铁质簧片处于分离状态，连接蜂鸣器的电路断开，蜂鸣器不发声． 18、现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图 36－8 所示，试设计一个温控电路，要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温 度时，又可以自动断电，画出电路图并说明工作过程． 答案 解析：电路图如图所示．- 8 - 工作过程：闭合 S，当温度低于设计值时热敏电阻阻值增大，通过电磁继电器的电流不能使它 工作，K 接通电炉丝加热；当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电 流达到工作电流，K 断开，电炉丝断电，停止供热；当温度低于设计值，又重复前述过程． 19、传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的 物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)．例如热敏传感器，主要是应 用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙所示是由热 敏电阻 Rt 作为传感器制作的简单自动报警器线路图． (1)为了使温度过高时报警器铃响，c 应接在__________处(填“a”或“b”)． (2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片 P 向__________移动(填“左”或“右”)． (3)如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片 P 都不能使报警器工 作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能工作的原因可能 是____________________________． 答案 传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到 的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)．例如热敏传感器，主要是 应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图 3 甲所示，图乙所示是 由热敏电阻 Rt 作为传感器制作的简单自动报警器线路图．- 9 - (1)为了使温度过高时报警器铃响，c 应接在__________处(填“a”或“b”)． (2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片 P 向__________移动(填“左”或“右”)． (3)如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片 P 都不能使报警器工 作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能工作的原因可能 是____________________________． 20、温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温 度变化的特性来工作的．如图 36－6 甲所示，电源的电动势 E＝9.0 V，内阻不计；G 为灵敏电 流表，内阻 Rg 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图 36－6 乙所示．闭 合开关 S，当 R 的温度等于 20 ℃时，电流表示数 I1＝2 mA；当电流表示数 I2＝3.6 mA 时，热 敏电阻的温度是( ) A．60 ℃ B．80 ℃ C．100 ℃ D．120 ℃ 答案 D 解析：温度为 20 ℃时，由 R－t 关系图可以看出此时热敏电阻的阻值为 4 kΩ，由 I＝ 可知 Rg＝ ＝ Ω＝500 Ω，当电流为 3.6 mA 时，由 I＝ 得 R＝ ＝ Ω＝2 kΩ，然后由 Rt 关系图可以看出此时对应的温度为 120 ℃. 21、某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图 36－4 甲所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)．为了确定各元件种类，小华同学用电流传感 器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将 AB、BC、CD 接入如图 36 －4 乙所示的电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图 36－5 甲、乙、 丙所示，则下列判断中正确的是( )- 10 - 图 36－4 图 36－5 A．AB 间是电容器 B．BC 间是电感线圈 C．CD 间是电容器 D．CD 间是定值电阻 答案 ABD 解析：直流电路中接入电容器，电路中会产生充电电流，充电完毕后，电流消失； 接入定值电阻，瞬间产生稳定电流；接入电感线圈，由于对变化的电流有阻碍作用，不能瞬 间达到稳定电流． 22、图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用 d 表示薄片的厚度，k 为霍尔系数，对于一 个霍尔元件 d，k 为定值，如果保持电流 I 恒定，则可以验证 UH 随 B 的变化情况．以下说法 中正确的是( ) A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH 将变大 B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平 D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH 将发生变化 答案 ABD- 11 - 23、如图所示的实验电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光敏电阻，D 为发光二 极管(电流越大，发出的光越强)，且 R 与 D 相距很近，下列说法正确的是( ) A．当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率增大 B．当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率减小 C．当滑动触头 P 向右移动时，L 消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动触头 P，L 消耗的功率都不变 答案 解析：触头 P 左移，使其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光 敏电阻 R 减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果． 答案：A 24、传感器是一种采集信息的重要器件．如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路， 当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是( ) ①若 F 向下压膜片电极，电路中有从 a 到 b 的电流； ②若 F 向下压膜片电极，电路中有从 b 到 a 的电流； ③若 F 向下压膜片电极，电路中不会有电流产生； ④若电流表有示数，说明压力 F 发生变化； ⑤若电流表有示数，说明压力 F 不会发生变化． A．②④ B．①④ C．③⑤ D．①⑤ 答案 A 25、如图，是话筒的原理图．在弹性膜片后面粘接金属线圈，线圈处于永久磁体的磁场中， 声波使膜片振动，将声音信号变为电信号．下列说法正确的是（ ） A．话筒是利用电流的热效应工作的- 12 - B．话筒是利用电磁感应原理工作的 C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电流 答案 B 26、车床在工作时是不允许将手随便接近飞转的工件的，为了防止万一，设计了下面的光电 自动控制安全电路，只要人手不小心靠近了工件，机器就自动停转，请简述其工作原理．图 中的 A 为车床上的电动机；B 为随电动机高速转动的工件；C 为光，它发出的光照在光敏电阻 D 上；E 为电磁铁；F 为衔铁；G 为电；H 为弹簧． 答案 手在 C、D 间靠近工件时，遮挡住射向光敏电阻的光，光敏电阻的阻值迅速变大，电 路中的电流减小，使电磁铁磁性减弱从而放开衔接，造成电动机断路，使工件停转以保证安 全． 27、如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中 R2 为半导体热敏材料制成的传感器， 其电阻随温度 t 变化的图线如图乙所示，电流表为值班室的显示器，a，b 之间接报警器，当 传感器 R2 所在处出现火情时，显示器的电流 I 和报警器两端的电压 U 的变化情况是( ) A．I 变大，U 变大 B．I 变大，U 变小 C．I 变小，U 变大 D．I 变小，U 变小 答案 D 解析 当传感器 R2 所在的位置出现火情时 R2 的阻值减小，电路中总电阻减小，干路电流变大， 内电压变大，路段电压变小，U 变小，AC 错；R1 两端电压变大，所以 R3 两端的电压变小， 电流表示数变小，I 变小，B 错 D 对；选 D 28、如图所示电路中，电源电动势为 E，内阻为 r，Rt 为负温度系数热敏电阻，RG 为光敏电阻 ，闭合开关后，小灯泡 L 正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗， 则引起小灯泡变暗的原因可能是( )- 13 - A．温度不变，光照增强 B．温度升高，光照不变 C．温度不变，光照减弱 D．温度升高，光照减弱 答案 解析：选 A.温度不变，Rt 不变，光照增强，RG 减小，电路中总电流变大，内电压与 Rt 两端电压变大，L 两端电压变小，L 变暗，A 正确，C 错误．温度升高，Rt 减小，若光照不 变，RG 不变，电路总电流增大，L 中电流增大，L 变亮；若光照变弱，RG 变大，L 也变亮．只 有 A 正确． 29、如图甲是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验．采用 DIS 方法对模型进行测量，其 结果如图乙中电脑屏幕所示． (1)图甲中的传感器为________传感器； (2)图甲中①②③分别为三种 不同类型的桥面，对于凸形桥①，其相对应的压力图线应是屏幕 上的________．(填“a”、“b”或“c”) (3)如增大小球在斜槽上的高度，在图乙中大致画出小球通过凸形桥①时的压力图线． 答案 解析：(1)由于是将压力信号转化为电信号，所以是压力传感器． (2)桥面如题图①所示，小球在最高点时对桥的压力小于重力； 桥面如题图②所示，小球对桥的压力不变，总等于重力； 桥面如题图③所示，小球在最低点时对桥的压力大于重力； 由此可得：对应凸形桥①的压力图线是电脑屏幕上的 c. (3)若增大小球在斜槽上的高度，小球通过凸形桥①时的压力图线将向下凹，即如图所示． 答案：(1)压力 (2)c (3)见解析图 30、角速度计是应用传感器来测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度的装置，其结构如图所 示．当系统绕轴 OO′转动时，元件 A 发生位移并输出相应的电压信号，成为飞机、卫星等的制 导系统的信息源．已知 A 的质量为 m，弹簧的劲度系数为 k、自然长度为 l，电源的电动势为 E、内阻不计．滑动变阻器总长也为 l 且电阻分布均匀，系统静止时 P 在 B 点，当系统以角速 度ω转动时，则( ) A．电路中电流随角速度的增大而增大- 14 - B．电路中电流不随角速度的变化而变化 C．弹簧的伸长量为 x＝mωl/(k－mω2) D．输出电压 U 与ω的函数式为 U＝Emω2/(k－mω2) 答案 解析：选 BD.滑片的移动不影响滑动变阻器接入电路中的电阻变化，故电路中的电流 不随角速度的变化而变化，A 错误、B 正确．由牛顿第二定律得：kx＝m(l＋x)ω2，所以 x＝mω2l/(k －mω2)，C 错误．输出电压 U＝Ex/l，将 x＝mω2l/(k－mω2)代入上式得：U＝Emω2/(k－mω2)， D 正确． 31、如图所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一砝码在竖直方向运动时，数据采集器记录 下的力传感器中拉力的大小变化情况．从图中可知道该砝码的重力约为________N，A、B、C、 D 四段图线中砝码处于超重状态的为________，处于失重状态的为________． 答案 解析：当拉力的大小不变时，力传感器悬挂的砝码在竖直方向是匀速运动，此时力传 感器的读数就是砝码的重力，约 4.8 N．当力传感器读数大于重力，砝码处于超重状态，即 A、 D 状态．当力传感器读数小于重力，砝码处于失重状态，即 B、C 状态． 答案：4.8 A、D B、C 32、如图所示的传感器可以测物体的位移大小，当接有交流电源的电路中电流表的示数变大 时，说明( ) A．物体向左运动 B．物体向右运动 C．若物体不动，可能电容器的极板距离变窄 D．若物体不动，电容器的极板距离不可能变窄 答案 解析：选 AC.电流表的示数变大，表明电容器的电容增大，对交流电的容抗减小．电 容增大的原因有二：一是电容器两极板间充入电介质，即物体向左运动；二是电容器极板间 的距离减小，故 A、C 正确． 33、小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温 箱的控制器没有故障．参照右图，下列对故障判断正确的是( ) A．只可能是热敏电阻出现故障 B．只可能是温度设定装置出现故障- 15 - C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障 D．可能是加热器出现故障 答案 解析：选 C.由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控 制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故 C 正确，A、B 错误．若加热器出现故障， 只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故 D 错误． 34、传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器．如图所示， 键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金 属片，这两金属片组成一个小电容器．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相 连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号．这种计算机键盘使用的是 ( ) A．温度传感器 B．压力传感器 C．磁传感器 D．光传感器 答案 解析：选 B.小金属片被按下时，对该键有一个压力，小金属片向下移动，两个极板之 间的距离改变，电容改变，将压力这个力学量转化为电容这个电学量，所以计算机键盘使用 的是压力传感器，B 正确，A、C、D 错误． 35、如图所示是一种自动控制水温的装置，加热电路的两个端点 P、Q 应接在触头________之 间(填 a、b 或 c、d)，热敏电阻两端 M、N 应接在触头________之间． 答案 解析：P、Q 应分别接到触头 a、b 之间．同时，M、N 应分别接 e、f，其工作原理是： 当水温升高时，热敏电阻阻值减小，电磁铁中电流增大，吸引力增大，使衔铁被吸下，a、b 断开，加热器装置便停止加热；当水温降低到一定程度时，热敏电阻温度降低，电磁铁中电 流减小，吸引力减小，衔铁被弹簧弹上去，使 a、b 之间连接，加热装置开始加热，从而实现 水温控制． 答案：a、b e、f 36、传感器是把非电学物理量(如位移、压力、流量、声强等)转换成电学量的一种元件．如图 所示为一种电容传感器，电路可将声音信号转化为电信号．电路中 a、b 构成一个电容器，b 是固定不动的金属板，a 是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜．若声源 S 发出频率恒定的声波使 a 振动，则 a 在振动过程中( ) A．a、b 板之间的电场强度不变 B．a、b 板所带的电荷量不变- 16 - C．电路中始终有方向不变的电流 D．向右位移最大时，电容器的电容量最大 答案 解析：选 D.a、b 始终跟电源相连，电势差 U 不变，由于 a、b 间距离变化，由 E＝ 知场强变化，A 错误；由 C＝ 知 d 变小时 C 变大，a 向右位移最大时，电容最大，D 正确； 由 Q＝CU 知 a、b 所带电荷量变化，电路中电流方向改变，B、C 错误． 37、美国科学家 Willard S. Boyle 与 George E. Smith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获 2009 年度诺贝尔物理学奖．CCD 是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有 ( ) ①发光二极管 ②热敏电阻 ③霍尔元件 ④干电池 A．①② B．③④ C．①④ D．②③ 答案 解析：选 D.热敏电阻和霍尔元件是常见的传感器，但干电池和发光二极管不能作为传 感器，故②③正确． 38、如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的 I－U 关系曲 线． (1)为了通过测量得到上图所示 I－U 关系的完整曲线，在甲和乙两个电路中应选择的是图 ________；简要说明理由：________________________(电源电动势为 9 V，内阻不计，滑动变 阻器的阻值为 0～100 Ω)． (2)在图丙电路中，电源电压恒为 9 V，电流表读数为 70 mA，定值电阻 R1＝250 Ω，由热敏电 阻的 I－U 关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为________V；电阻 R2 的阻值约为________Ω. (3)举出一个可以应用热敏电阻的例子：_____________________． 答案 解析：(1)由题给热敏电阻的 I－U 图线知 I－U 关系图线是连续曲线，且电压从零开始 变化，所以电路应选择甲电路． (2)根据电源电压可求出电阻 R1 的电流为 36 mA，所以热敏电阻的电流为 34 mA，由图可以读 出热敏电阻两端的电压为 5.3 V，因此 R2 两端的电压为 3.7 V，即可求 R2 电阻约为 108.8 Ω. (3)热敏温度计(其它实例，只要合理均可)． 答案：(1)甲 电压可从 0 V 调到所需电压，调节范围较大- 17 - (2)5.3 108.8 (3)见解析 39、利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂 成品包装车间的光传感记录器，光传感器 B 能接收到发光元件 A 发出的光，每当工件挡住 A 发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙 所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为 0.2 m，则下述说法正确的是( ) A．传送带运动的速度是 0.1 m/s B．传送带运动的速度是 0.2 m/s C．该传送带每小时输送 3600 个工件 D．该传送带每小时输送 7200 个工件 答案 解析：选 BC.从乙图可以知道：每间隔 1 秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在 这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是 v＝ m/s＝0.2 m/s.故 A 错 B 对．传送带每小时传送的距离为：s＝vt＝0.2×3600 m，工件个数为：n＝s/L＝3600 个，C 对 D 错． 40、如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电 源串联成闭合回路，当压力 F 作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导 致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置 并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右 偏)( ) A．向右偏到某一刻度后回到零刻度 B．向左偏到某一刻度后回到零刻度 C．向右偏到某一刻度后不动 D．向左偏到某一刻度后不动 答案 解析：选 A. 压力 F 作用时，极板间距 d 变小，由 C＝ 电容器电容 C 变大．又根据 Q＝CU，极板带电荷量变大，所以电容器应充电．灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流， 所以指针将右偏，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度． 41、如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，RP 为光敏电阻，LED 为发光二极 管(电流越大，发出的光越强)，且 RP 与 LED 间距离不变，下列说法正确的是( )- 18 - A．当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率增大 B．当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率减小 C．当滑动触头 P 向右移动时，L 消耗的功率可能不变 D．无论怎样移动触头 P，L 消耗的功率都不变 答案 解析：选 A.触头 P 左移，使滑动变阻器连入电路电阻减小，流过二极管的电流增大， 从而发光增强，使光敏电阻 RP 减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果． 42、如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现把杯中的水由冷水变为热水，关于 欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)( ) A．如果 R 为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显 B．如果 R 为金属热电阻，读数变小，且变化不明显 C．如果 R 为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化非常明显 D．如果 R 为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化不明显 答案 解析：选 C.金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差．而热敏电阻(用 半导体材料制成)灵敏度高，所以选 C. 43、传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的 物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用 了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻 R1 作为传感器制作的简单自动报警器原理图．则 (1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________(填“a”或“b”) (2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片 P 向________移动(填“左”或“右”)． 答案 解析：温度较高时，热敏电阻阻值减小，图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相 连的金属导体向左吸引，要使报警器所在电路接通并报警的话，开关应接在 a.要实现温度更高 时，即热敏电阻更小时才将报警器电路接通的话，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大， 即 P 向左移动． 答案：(1)a (2)左 44、在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是 PTC 元件，PTC 元件是由钛酸钡等半导体材料- 19 - 制成的电阻器，PTC 元件具有发热、保温双重功能．其电阻率ρ随温度 t 的变化关系如图所示．对 此，以下判断正确的是( ) A．通电后，其电功率先增大，后减小 B．通电后，其电功率先减小，后增大 C．当其发热功率与散热功率相等时，温度保持在 t1 不变 D．当其发热功率与散热功率相等时，温度保持 t2 不变 答案 解析：选 A.当电热灭蚊器温度由 0 升到 t1 的过程中，电阻器的电阻率ρ随温度升高而 减小，其电阻 R 随之减小，由于加在灭蚊器上的电压 U 保持不变，灭蚊器的热功率 P 随之增 大，当 t＝t1 时，P＝P1 达 到最大．当温度由 t1 升高到 t2 的过程中ρ增大，R 增大，P 减小； 而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率 P′ 也就越大；因此在这之间的某一温度 t3 会有 P＝P3＝P′，即电热功率 P 减小到等于散热功率时， 即达到保温；当 tP′，使温度自动升高到 t3；当 t>t3，P