高二物理人教版2019选择性必修二 第五章 传感器 复习提升原创卷（有解析）
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| 名称 | 高二物理人教版2019选择性必修二 第五章 传感器 复习提升原创卷（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-10 16:11:14 | ||
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文档简介
高二物理人教版2019选择性必修二
第五章 传感器
复习提升原创卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2022春·江苏·高二期中）智能手机的防误触功能表现为当人将手机靠近耳朵接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到防误触的目的，下列哪一组传感器可实现这一功能（ ）
A．声传感器和压力传感器 B．声传感器和温度传感器
C．光传感器和位移传感器 D．压力传感器和加速度传感器
2．（2022·高二课时练习）某光敏电阻RT没有受到光照射（或光较暗）时，阻值较大，有光照射时，阻值较小。现利用该光敏电阻、低压电源和电磁继电器设计了自动控制电路，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该控制电路利用了电磁感应的原理
B．白天流过R3的电流小于晚上流过R3的电流
C．该电路能实现灯泡白天亮，晚上不亮的功能
D．若将低压电源正负极调换，则该控制电路无法完成自动控制功能
3．（2022·高二课时练习）如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，为定值电阻，下列判断正确的是（ ）
A．当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压
B．当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压
C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响
D．扫描笔头外壳出现破损时仍然能正常工作
4．（2023·全国·高三专题练习）电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体，其特点是：常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。电饭锅的结构如图所示，关于该电饭锅，下列说法错误的是（ ）
A．在材料的“居里点”，感温铁氧体的磁性最强
B．煮饭时按下开关，由于常温下感温铁氧体体具有较强的磁性，永磁体被吸引，手松开后开关按钮不会跳起
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103℃，这时感温铁氧体失去铁磁性，开关按钮会跳起
D．在一个标准大气压下用电饭锅烧水，只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103℃，开关按钮不会跳起
5．（2023·高二单元测试）某电子秤的原理简图如图所示。AB为一均匀的滑动变阻器，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，轻质弹簧上端与P1及秤盘底部相连，下端固定。弹簧原长时P1、和P2均指在A端。若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上就能显示出被称物体的质量。已知弹簧的劲度系数为k，托盘质量为，电源电动势为E，内阻不计。重力加速度为g。在托盘上未放物体时需要先校准零点，即未放被称物体时电压为零。则（ ）
A．校准零点时，不需要移动滑动头P2
B．校准零点时，两滑动头间的距离为
C．滑动头P1滑至B端时，被称物体的质量为
D．被称物体的质量m与两滑动头间电压U的关系为
6．（2023·高二单元测试）压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某位同学利用压敏电阻设计了一个判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为。电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，则下列判断中不正确的是（ ）
A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动
B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动
C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动
D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动
7．（2021·全国·高二专题练习）有一种自动恒温的电烤箱，其温度控制电路如图所示，控制的核心是一密封智能开关，内部结构不明，它有四个接线柱．a、b之间接的是两个相同的加热电阻R与220V电源，c、d之间接有一个叫作“水银接点温度计”的温控组件，它比普通水银温度计多出了两个电极，温度升高时，水银膨胀，将两个电极接通；温度降低时，水银收缩，将两个电极断开．该智能开关会根据“水银接点温度计”的通断自动控制R的发热功率，稳定烤箱内的温度.用表示a、b两点间的电压，表示A、b两点间的电压，以下说法可能正确的是（）
A．当水银接点温度计接点接通时，，
B．当水银接点温度计接点接通时，，
C．当水银接点温度计接点断开时，，
D．当水银接点温度计接点断开时，，Uab=0
二、多选题
8．（2022·高三课时练习）传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是（ ）
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器
B．电饭锅能够自动控制温度的原因是它装有温度传感器
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器
9．（2022·高三单元测试）如图所示，一根长1 m左右的空心铝管竖直放置（图甲），同样竖直放置一根长度相同但有竖直裂缝的铝管（图乙）和一根长度相同的空心塑料管（图丙）。把一枚小磁体从上端管口放入管中后，小磁体最终从下端管口落出。小磁体在管内运动时，均没有跟管内壁发生摩擦。设小磁体在甲、乙、丙三条管中下落的时间分别为t1、t2、t3，则下列关于小磁体在三管中下落的说法正确的是（ ）
A．甲管、乙管和丙管都会产生感应电流
B．小磁体完全进入甲管后，甲管中没有感应电流产生
C．t1最大
D．t2>t3
10．（2021·全国·高二专题练习）在制作光控电路的实验中，某同学按如图所示电路将组件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因可能是（）
A．二极管两极接反
B．与位置颠倒
C．阻值太小
D．灯泡断路
三、实验题
11．（2023·高二单元测试）为了节能和环保，一些公共场所用光控开关控制照明系统，光控开关可用光敏电阻控制，图甲是某光敏电阻阻值随光的照度的变化曲线，照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为勒克斯（lx）。
（1）如图乙所示，电源电动势为3V，内阻不计，当控制开关两端电压上升至2V时控制开关自动启动照明系统。要求当天色渐暗照度降至1.0lx时控制开关接通照明系统，则R1=___________kΩ。
（2）某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值，设计了如图戊所示的电路进行测量，电源电动势E=3V，内阻未知，电阻箱的调节范围为0~99999Ω。实验时将电阻箱阻值置于最大，闭合S1，将S2与1相连，减小电阻箱阻值，使灵敏电流计的示数为I，图丙为实验时电阻箱的阻值，其读数为___________kΩ；然后将S2与2相连，调节电阻箱的阻值如图丁所示，此时电流表的示数恰好为I，则光敏电阻的阻值R0=___________kΩ。
12．（2023·全国·高三专题练习）物理兴趣小组的同学们想通过实验探究热敏电阻的阻值与温度的关系及并联电路的电流与电阻的关系。实验中有如下器材：
A．热敏电阻Rx；
B．定值电阻R0；
C．学生直流电压电源（电动势为5V，内阻不计）；
D．电流表A1（量程为0.6A，内阻r1为5Ω）；
E．电流表A2（量程为3A，内阻r2约为1Ω）；
F．数字温控箱；
G．开关S，导线若干。
（1）为了更精确地描述出电阻Rx随温度变化的关系（精确测定不同温度时的阻值），请完成虚线框内图甲电路图的设计___________。
（2）闭合开关S，分别记下电流表A1、A2的示数为I1、I2，其中A2的示数如图乙所示，则I2=___________A，待测电阻Rx的表达式Rx=___________（用题中已知和测量出的物理量的符号表示）。
（3）实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图丙所示的Rx一t图像。由图像分析可知，当温控箱中的温度达到450℃时，通过热敏电阻的电流为0.03A，此时热敏电阻的阻值仍满足图丙中的变化规律，则电流表A1的示数为___________A。（结果保留两位有效数字）
四、解答题
13．（2021·高二课时练习）调查学校和你居住的社区里有哪些地方用到了传感器。在老师的指导下，了解其物理原理。
14．（2022·高二课时练习）热敏电阻和金属热电阻都可以作为感知温度的敏感元件。简述两者电阻随温度变化的特点。
15．（2021·高二课时练习）某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。一平行板电容器的两个极板竖直放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S，极板间的距离为d，电容器的电容公式为（E是常数但未知）。极板1固定不动，与周围绝缘，极板2接地，且可在水平平台上滑动，并始终与极板1保持平行。极板2的侧边与劲度系数为k，自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连。两弹簧的另一端固定，弹簧L与电容器垂直，如图甲所示。如图乙所示是这一装置的应用示意图，先将电容器充电至电压U后，即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p，使两极板之间的距离发生微小的变化。测得此时电容器的电压改变量为ΔU。设作用在电容器极板2上的静电力不致于引起弹簧可测量到的形变，试求待测压强p。
16．（2023·全国·高三专题练习）一座小型水电站，水以3.0m/s的速度流入水轮机，而以1.0m/s的速度流出．流出水位比流入水位低1.6m，水的流量Q=1.0m3/s．如果水流能量的75%供给发电机，20%用于水温升高．求：
（1）若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？
（2）发电机的输出电压为240V，输电线路电阻为50/3Ω，允许损失的电功率为5%，用户的需电压为220V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？画出远距离输电过程示意图．（变压器为理想变压器，g取10m/s2 ）
试卷第2页，共8页
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参考答案：
1．C
【详解】当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，改变了位移，并且耳朵可能挡住了光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器。当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，没有磁场的变化，也没有产生特别的压力，C正确。
故选C。
2．B
【详解】A．该控制电路利用了电流的磁效应，A错误；
B．白天干路电流较大，故内电阻及R1的电压较大，并联电路的电压较小，则R3的电流较小，即白天流过R3的电流小于晚上流过R3的电流，B正确；
C．白天流过R3的电流较小，故流过线圈的电流较小，则白天电磁继电器不工作，即该电路能实现灯泡白天不亮，晚上亮的功能，C错误；
D．若将低压电源正负极调换，不改变电流磁效应磁力的作用效果，则该控制电路依然可以完成自动控制功能，D错误。
故选B。
3．B
【详解】AB．信号处理系统获得的电压是R0两端的电压，当扫描笔头在黑色线条上移动时，R相当于大电阻，根据闭合电路欧姆定律，回路电流很小，R0两端的电压很低，信号处理系统获得低电压；当扫描笔头在白色间隔上移动时，R相当于小电阻，回路电流较大，R0两端的电压较高，信号处理系统获得高电压，A错误，B正确；
C．如果扫描速度发生变化，在信号处理系统中高低电压的时间间隔就会发生变化，从而无法正确判断黑、白条纹宽度，可能出现错误识别信息，C错误；
D．扫描笔头外壳出现破损时，外面的光就会进入光敏三级管，从而出现错误信息，导致不能正常工作，D错误。
故选B。
4．A
【详解】A．铁氧体在温度上升到约103°C时，就失去磁性。则在材料的“居里点”，感温铁氧体的磁性最弱，A错误，符合题意；
B．煮饭时按下开关，由于常温下感温铁氧体体具有较强的磁性，永磁体被吸引，手松开后开关按钮不会跳起，B正确，不符合题意；
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103°C，这时感温铁氧体失去铁磁性，开关按钮会跳起，C正确，不符合题意；
D．在一个标准大气压下用电饭锅烧水，只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103°C，感温铁氧体不会失去铁磁性，则开关按钮不会跳起，D正确，不符合题意。
故选A。
5．D
【详解】AB．未放被称物体时电压为零，即P1、P2两点等势，校准零点时，需要移动滑动头P2，让两滑动头间的距离为0，故AB错误；
C．放被称物体质量为m1时P1滑至B端，则有
解得
故C错误；
D．未放被称物体时，两滑动头P1、P2距A点的距离为x0
放被称物体质量为m时，两滑动头P1、P2间距离为x，有
由欧姆定律知两滑动头P1、P2间的电压为
又由
联立解得
故D正确。
故选D。
6．B
【详解】A．甲图中，电流恒为I0，压力等于重力，故电梯处于平衡状态，可能做匀速直线运动，选项A正确；
B．乙图中，电流从I0逐渐变大到2I0，电阻变小，则压力逐渐变大，且大于重力，所以加速度向上逐渐变大，电梯可能变加速上升，也可能变减速下降，选项B错误；
C．丙图中，电流保持2I0不变，电阻比原来小且保持不变，则压力不变且大于重力，所以加速度向上且保持不变，电梯可能匀加速上升，也可能匀减速下降，选项C正确；
D．丁图中，电流从2I0逐渐减小到I0，则电阻逐渐变大，压力逐渐减小到mg，则向上的加速度逐渐减小到0，则电梯变减速下降或变加速上升，选项D正确。
本题选不正确的，故选B。
7．B
【详解】由题意知，当温度升高使温度计接点接通时，电路应断开，停止加热，故电路中电流为零，Uab=220 V,UAb=220 V，选项A错误，选项B正确；当温度降低使温度计接点断开时，电路应接通，开始加热，由于两电阻相同且串联，故每个电阻两端的电压均为110 V，Uab=0,UAb=110 V，选项 C、D 错误.
故选B
【点睛】做此题时要明白水银接点温度计真正的工作原理：即温度升高，回路断开，温度降低，回路通，这样达到保温的作用
8．ABC
【详解】A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器，故A正确；
B．电饭锅能够自动控制温度的原因是它装有温度传感器，故B正确；
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C正确；
D．电脑所用的光电鼠标主要采用光传感器，而不是声波传感器，故D错误。
故选ABC。
9．CD
【详解】AB．由于甲管形成闭合电路，当小磁体通过时，会产生感应电流；乙管没有形成闭合电路，但当小磁体靠近或远离铝管时，会形成小面积的涡流，因此也会产生感应电流但强度比甲管的弱；丙管不会产生电磁感应现象，因此甲管和乙管会产生感应电流，丙管不会产生感应电流，故AB错误；
C．根据“来拒去留”，甲管中感应电流最强，因此甲管的小磁体下落得最慢，运动时间最长，故C正确；
D．乙管中会产生感应电流，也会对小磁体产生“来拒去留”的效果，因此下落的时间
t2＞t3
故D正确。
故选CD。
10．ABD
【详解】由题可知，若二极管接反，当光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，灯泡不亮，A正确；若R1与RG位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电平，二极管不导通，灯泡不发光，B正确；若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发光，C错误;灯泡断路时无法发光，D正确.
故选ABD
11． 10 62.5 40
【详解】（1）[1] 电阻R1和R0串联
当照度1.0（lx）时，电阻
R0=20kΩ
则可求得
R1=10kΩ
（2）[2] [3] 由图可知，图丙的电阻为
图丁的电阻
本题采用等效法测电阻，前后两次电路中的电流相等，则电路中的电阻相等，则有
所以
12． 1.20 0.42
【详解】（1）[1]题中没有电压表，可用已知内阻的电流表A1作为量程为3V的电压表使用；则电路如图
（2）[2][3]的量程为3A，最小刻度为0.1A，则示数
I2=1.20A
根据电路图可得
（3）[4]由图可知
Rx=（10+t）Ω
当温控箱中的温度达到时，热敏电阻的阻值为
Rx=70Ω
通过热敏电阻的电流为，此时电流表的示数为
13．见解析
【详解】楼道应用了声电传感器，将声音转换成电信号，可以控制灯泡的通断。
自动开关门应用了红外线传感器，当人靠近时，探测到人发出的红外线，从而转换为电信号，控制门的开启与关闭。
14．见解析
【详解】热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。金属热电阻的电阻随温度的升高而增大。
15．
【详解】该题根据平行板电容器在电荷量不变的情况下，其两端电压随板间距离变化而变化，从而把力学量（压强p）转化为电学量（电压）来测量。因为，，，则
所以
Δd=
又
F=pS，2kΔd=pS
则
16．（1）若发电机效率为80%，则发电机的输出功率是12kW；
（2）允许损失的电功率为5%，用户的需电压为220V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别是3：25和95：11．画出远距离输电过程示意图如图．
【详解】（1）每秒水流的质量为
m=ρV=ρQt=1×103kgt =1s
每秒水流机械能损失为
发电机的输出功率为
，
而t=1s
所以：P出=12kW
（2）远距离输电过程线路示意图
P线=5%P出=600W
因为P线=I2线R线所以I线=6A
又因
I2=I线=6A，
所以对升压变压器有
即
又因为
I3=I线=6A，
所以，对降压变压器有
答案第6页，共6页
答案第7页，共7页
第五章 传感器
复习提升原创卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2022春·江苏·高二期中）智能手机的防误触功能表现为当人将手机靠近耳朵接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到防误触的目的，下列哪一组传感器可实现这一功能（ ）
A．声传感器和压力传感器 B．声传感器和温度传感器
C．光传感器和位移传感器 D．压力传感器和加速度传感器
2．（2022·高二课时练习）某光敏电阻RT没有受到光照射（或光较暗）时，阻值较大，有光照射时，阻值较小。现利用该光敏电阻、低压电源和电磁继电器设计了自动控制电路，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该控制电路利用了电磁感应的原理
B．白天流过R3的电流小于晚上流过R3的电流
C．该电路能实现灯泡白天亮，晚上不亮的功能
D．若将低压电源正负极调换，则该控制电路无法完成自动控制功能
3．（2022·高二课时练习）如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗。光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，为定值电阻，下列判断正确的是（ ）
A．当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压
B．当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得高电压
C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响
D．扫描笔头外壳出现破损时仍然能正常工作
4．（2023·全国·高三专题练习）电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体，其特点是：常温下感温铁氧体具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了。这个温度在物理学中称为该材料的“居里点”。电饭锅的结构如图所示，关于该电饭锅，下列说法错误的是（ ）
A．在材料的“居里点”，感温铁氧体的磁性最强
B．煮饭时按下开关，由于常温下感温铁氧体体具有较强的磁性，永磁体被吸引，手松开后开关按钮不会跳起
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103℃，这时感温铁氧体失去铁磁性，开关按钮会跳起
D．在一个标准大气压下用电饭锅烧水，只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103℃，开关按钮不会跳起
5．（2023·高二单元测试）某电子秤的原理简图如图所示。AB为一均匀的滑动变阻器，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，轻质弹簧上端与P1及秤盘底部相连，下端固定。弹簧原长时P1、和P2均指在A端。若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上就能显示出被称物体的质量。已知弹簧的劲度系数为k，托盘质量为，电源电动势为E，内阻不计。重力加速度为g。在托盘上未放物体时需要先校准零点，即未放被称物体时电压为零。则（ ）
A．校准零点时，不需要移动滑动头P2
B．校准零点时，两滑动头间的距离为
C．滑动头P1滑至B端时，被称物体的质量为
D．被称物体的质量m与两滑动头间电压U的关系为
6．（2023·高二单元测试）压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。某位同学利用压敏电阻设计了一个判断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图所示。将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体m，电梯静止时电流表示数为。电梯在不同的运动过程中，电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示，则下列判断中不正确的是（ ）
A．甲图表示电梯可能做匀速直线运动
B．乙图表示电梯可能做匀加速上升运动
C．丙图表示电梯可能做匀加速上升运动
D．丁图表示电梯可能做变减速下降运动
7．（2021·全国·高二专题练习）有一种自动恒温的电烤箱，其温度控制电路如图所示，控制的核心是一密封智能开关，内部结构不明，它有四个接线柱．a、b之间接的是两个相同的加热电阻R与220V电源，c、d之间接有一个叫作“水银接点温度计”的温控组件，它比普通水银温度计多出了两个电极，温度升高时，水银膨胀，将两个电极接通；温度降低时，水银收缩，将两个电极断开．该智能开关会根据“水银接点温度计”的通断自动控制R的发热功率，稳定烤箱内的温度.用表示a、b两点间的电压，表示A、b两点间的电压，以下说法可能正确的是（）
A．当水银接点温度计接点接通时，，
B．当水银接点温度计接点接通时，，
C．当水银接点温度计接点断开时，，
D．当水银接点温度计接点断开时，，Uab=0
二、多选题
8．（2022·高三课时练习）传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是（ ）
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器
B．电饭锅能够自动控制温度的原因是它装有温度传感器
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器
9．（2022·高三单元测试）如图所示，一根长1 m左右的空心铝管竖直放置（图甲），同样竖直放置一根长度相同但有竖直裂缝的铝管（图乙）和一根长度相同的空心塑料管（图丙）。把一枚小磁体从上端管口放入管中后，小磁体最终从下端管口落出。小磁体在管内运动时，均没有跟管内壁发生摩擦。设小磁体在甲、乙、丙三条管中下落的时间分别为t1、t2、t3，则下列关于小磁体在三管中下落的说法正确的是（ ）
A．甲管、乙管和丙管都会产生感应电流
B．小磁体完全进入甲管后，甲管中没有感应电流产生
C．t1最大
D．t2>t3
10．（2021·全国·高二专题练习）在制作光控电路的实验中，某同学按如图所示电路将组件安装完毕后，发现将装置置入黑暗环境中接通电源时，灯泡不发光，原因可能是（）
A．二极管两极接反
B．与位置颠倒
C．阻值太小
D．灯泡断路
三、实验题
11．（2023·高二单元测试）为了节能和环保，一些公共场所用光控开关控制照明系统，光控开关可用光敏电阻控制，图甲是某光敏电阻阻值随光的照度的变化曲线，照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为勒克斯（lx）。
（1）如图乙所示，电源电动势为3V，内阻不计，当控制开关两端电压上升至2V时控制开关自动启动照明系统。要求当天色渐暗照度降至1.0lx时控制开关接通照明系统，则R1=___________kΩ。
（2）某同学为了测量光敏电阻在不同照度下的阻值，设计了如图戊所示的电路进行测量，电源电动势E=3V，内阻未知，电阻箱的调节范围为0~99999Ω。实验时将电阻箱阻值置于最大，闭合S1，将S2与1相连，减小电阻箱阻值，使灵敏电流计的示数为I，图丙为实验时电阻箱的阻值，其读数为___________kΩ；然后将S2与2相连，调节电阻箱的阻值如图丁所示，此时电流表的示数恰好为I，则光敏电阻的阻值R0=___________kΩ。
12．（2023·全国·高三专题练习）物理兴趣小组的同学们想通过实验探究热敏电阻的阻值与温度的关系及并联电路的电流与电阻的关系。实验中有如下器材：
A．热敏电阻Rx；
B．定值电阻R0；
C．学生直流电压电源（电动势为5V，内阻不计）；
D．电流表A1（量程为0.6A，内阻r1为5Ω）；
E．电流表A2（量程为3A，内阻r2约为1Ω）；
F．数字温控箱；
G．开关S，导线若干。
（1）为了更精确地描述出电阻Rx随温度变化的关系（精确测定不同温度时的阻值），请完成虚线框内图甲电路图的设计___________。
（2）闭合开关S，分别记下电流表A1、A2的示数为I1、I2，其中A2的示数如图乙所示，则I2=___________A，待测电阻Rx的表达式Rx=___________（用题中已知和测量出的物理量的符号表示）。
（3）实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图丙所示的Rx一t图像。由图像分析可知，当温控箱中的温度达到450℃时，通过热敏电阻的电流为0.03A，此时热敏电阻的阻值仍满足图丙中的变化规律，则电流表A1的示数为___________A。（结果保留两位有效数字）
四、解答题
13．（2021·高二课时练习）调查学校和你居住的社区里有哪些地方用到了传感器。在老师的指导下，了解其物理原理。
14．（2022·高二课时练习）热敏电阻和金属热电阻都可以作为感知温度的敏感元件。简述两者电阻随温度变化的特点。
15．（2021·高二课时练习）某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。一平行板电容器的两个极板竖直放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S，极板间的距离为d，电容器的电容公式为（E是常数但未知）。极板1固定不动，与周围绝缘，极板2接地，且可在水平平台上滑动，并始终与极板1保持平行。极板2的侧边与劲度系数为k，自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连。两弹簧的另一端固定，弹簧L与电容器垂直，如图甲所示。如图乙所示是这一装置的应用示意图，先将电容器充电至电压U后，即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p，使两极板之间的距离发生微小的变化。测得此时电容器的电压改变量为ΔU。设作用在电容器极板2上的静电力不致于引起弹簧可测量到的形变，试求待测压强p。
16．（2023·全国·高三专题练习）一座小型水电站，水以3.0m/s的速度流入水轮机，而以1.0m/s的速度流出．流出水位比流入水位低1.6m，水的流量Q=1.0m3/s．如果水流能量的75%供给发电机，20%用于水温升高．求：
（1）若发电机效率为80%，则发电机的输出功率多大？
（2）发电机的输出电压为240V，输电线路电阻为50/3Ω，允许损失的电功率为5%，用户的需电压为220V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比各是多少？画出远距离输电过程示意图．（变压器为理想变压器，g取10m/s2 ）
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参考答案：
1．C
【详解】当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，改变了位移，并且耳朵可能挡住了光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器。当人将手机靠近耳朵附近接听电话时，没有磁场的变化，也没有产生特别的压力，C正确。
故选C。
2．B
【详解】A．该控制电路利用了电流的磁效应，A错误；
B．白天干路电流较大，故内电阻及R1的电压较大，并联电路的电压较小，则R3的电流较小，即白天流过R3的电流小于晚上流过R3的电流，B正确；
C．白天流过R3的电流较小，故流过线圈的电流较小，则白天电磁继电器不工作，即该电路能实现灯泡白天不亮，晚上亮的功能，C错误；
D．若将低压电源正负极调换，不改变电流磁效应磁力的作用效果，则该控制电路依然可以完成自动控制功能，D错误。
故选B。
3．B
【详解】AB．信号处理系统获得的电压是R0两端的电压，当扫描笔头在黑色线条上移动时，R相当于大电阻，根据闭合电路欧姆定律，回路电流很小，R0两端的电压很低，信号处理系统获得低电压；当扫描笔头在白色间隔上移动时，R相当于小电阻，回路电流较大，R0两端的电压较高，信号处理系统获得高电压，A错误，B正确；
C．如果扫描速度发生变化，在信号处理系统中高低电压的时间间隔就会发生变化，从而无法正确判断黑、白条纹宽度，可能出现错误识别信息，C错误；
D．扫描笔头外壳出现破损时，外面的光就会进入光敏三级管，从而出现错误信息，导致不能正常工作，D错误。
故选B。
4．A
【详解】A．铁氧体在温度上升到约103°C时，就失去磁性。则在材料的“居里点”，感温铁氧体的磁性最弱，A错误，符合题意；
B．煮饭时按下开关，由于常温下感温铁氧体体具有较强的磁性，永磁体被吸引，手松开后开关按钮不会跳起，B正确，不符合题意；
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103°C，这时感温铁氧体失去铁磁性，开关按钮会跳起，C正确，不符合题意；
D．在一个标准大气压下用电饭锅烧水，只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103°C，感温铁氧体不会失去铁磁性，则开关按钮不会跳起，D正确，不符合题意。
故选A。
5．D
【详解】AB．未放被称物体时电压为零，即P1、P2两点等势，校准零点时，需要移动滑动头P2，让两滑动头间的距离为0，故AB错误；
C．放被称物体质量为m1时P1滑至B端，则有
解得
故C错误；
D．未放被称物体时，两滑动头P1、P2距A点的距离为x0
放被称物体质量为m时，两滑动头P1、P2间距离为x，有
由欧姆定律知两滑动头P1、P2间的电压为
又由
联立解得
故D正确。
故选D。
6．B
【详解】A．甲图中，电流恒为I0，压力等于重力，故电梯处于平衡状态，可能做匀速直线运动，选项A正确；
B．乙图中，电流从I0逐渐变大到2I0，电阻变小，则压力逐渐变大，且大于重力，所以加速度向上逐渐变大，电梯可能变加速上升，也可能变减速下降，选项B错误；
C．丙图中，电流保持2I0不变，电阻比原来小且保持不变，则压力不变且大于重力，所以加速度向上且保持不变，电梯可能匀加速上升，也可能匀减速下降，选项C正确；
D．丁图中，电流从2I0逐渐减小到I0，则电阻逐渐变大，压力逐渐减小到mg，则向上的加速度逐渐减小到0，则电梯变减速下降或变加速上升，选项D正确。
本题选不正确的，故选B。
7．B
【详解】由题意知，当温度升高使温度计接点接通时，电路应断开，停止加热，故电路中电流为零，Uab=220 V,UAb=220 V，选项A错误，选项B正确；当温度降低使温度计接点断开时，电路应接通，开始加热，由于两电阻相同且串联，故每个电阻两端的电压均为110 V，Uab=0,UAb=110 V，选项 C、D 错误.
故选B
【点睛】做此题时要明白水银接点温度计真正的工作原理：即温度升高，回路断开，温度降低，回路通，这样达到保温的作用
8．ABC
【详解】A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器，故A正确；
B．电饭锅能够自动控制温度的原因是它装有温度传感器，故B正确；
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器，故C正确；
D．电脑所用的光电鼠标主要采用光传感器，而不是声波传感器，故D错误。
故选ABC。
9．CD
【详解】AB．由于甲管形成闭合电路，当小磁体通过时，会产生感应电流；乙管没有形成闭合电路，但当小磁体靠近或远离铝管时，会形成小面积的涡流，因此也会产生感应电流但强度比甲管的弱；丙管不会产生电磁感应现象，因此甲管和乙管会产生感应电流，丙管不会产生感应电流，故AB错误；
C．根据“来拒去留”，甲管中感应电流最强，因此甲管的小磁体下落得最慢，运动时间最长，故C正确；
D．乙管中会产生感应电流，也会对小磁体产生“来拒去留”的效果，因此下落的时间
t2＞t3
故D正确。
故选CD。
10．ABD
【详解】由题可知，若二极管接反，当光线暗时，二极管上为负向电压，无法导通，灯泡不亮，A正确；若R1与RG位置颠倒，则光线较暗时，Y端为高电平，二极管不导通，灯泡不发光，B正确；若R1阻值太小，Y端一直为低电平，灯泡一直发光，C错误;灯泡断路时无法发光，D正确.
故选ABD
11． 10 62.5 40
【详解】（1）[1] 电阻R1和R0串联
当照度1.0（lx）时，电阻
R0=20kΩ
则可求得
R1=10kΩ
（2）[2] [3] 由图可知，图丙的电阻为
图丁的电阻
本题采用等效法测电阻，前后两次电路中的电流相等，则电路中的电阻相等，则有
所以
12． 1.20 0.42
【详解】（1）[1]题中没有电压表，可用已知内阻的电流表A1作为量程为3V的电压表使用；则电路如图
（2）[2][3]的量程为3A，最小刻度为0.1A，则示数
I2=1.20A
根据电路图可得
（3）[4]由图可知
Rx=（10+t）Ω
当温控箱中的温度达到时，热敏电阻的阻值为
Rx=70Ω
通过热敏电阻的电流为，此时电流表的示数为
13．见解析
【详解】楼道应用了声电传感器，将声音转换成电信号，可以控制灯泡的通断。
自动开关门应用了红外线传感器，当人靠近时，探测到人发出的红外线，从而转换为电信号，控制门的开启与关闭。
14．见解析
【详解】热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。金属热电阻的电阻随温度的升高而增大。
15．
【详解】该题根据平行板电容器在电荷量不变的情况下，其两端电压随板间距离变化而变化，从而把力学量（压强p）转化为电学量（电压）来测量。因为，，，则
所以
Δd=
又
F=pS，2kΔd=pS
则
16．（1）若发电机效率为80%，则发电机的输出功率是12kW；
（2）允许损失的电功率为5%，用户的需电压为220V，则所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别是3：25和95：11．画出远距离输电过程示意图如图．
【详解】（1）每秒水流的质量为
m=ρV=ρQt=1×103kgt =1s
每秒水流机械能损失为
发电机的输出功率为
，
而t=1s
所以：P出=12kW
（2）远距离输电过程线路示意图
P线=5%P出=600W
因为P线=I2线R线所以I线=6A
又因
I2=I线=6A，
所以对升压变压器有
即
又因为
I3=I线=6A，
所以，对降压变压器有
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