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人教版选择性必修二第五章检测试卷B卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．2024年初，朝鲜测试了一种正在研发的高超音速电磁导弹，能制造极速变化的磁场来干扰地面通讯，并发送实时地面状况，到达目标后还能实现自爆，下列说法错误的是（ ）
A．导弹通过发射波长为m的无线电波来实时发送信息
B．高超音速电磁导弹里有风力传感器，可以间接粗略测出飞行速度
C．要制造技极速变化的磁场，可以通过接上高频电压来实现
D．要引爆火药，可以通过变压器升压来实现引爆
【答案】A
【详解】A．导弹通过发射微波来实时发送信息，故A错误，符合题意；
B．高超音速电磁导弹里有风力传感器，可以间接粗略测出飞行速度，故B正确，不符合题意；
C．高频电压可以制造技极速变化的磁场，故C正确，不符合题意；
D．变压器升压可以来实现引爆火药，故D正确，不符合题意。
故选A。
2．如图，是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2部分插在线圈3中，并且可以随着物体1在线圈中左右平移。要能够准确反映出物体1的左右位置变化，那么应该在a、b间连接的是（ ）
A．在a、b间串接干电池和灵敏电流计
B．在a、b间接灵敏电流计
C．在a、b间串接交流电源和灵敏电流计
D．在a、b间电压表
【答案】C
【详解】根据题意可知，软铁芯2随着物体1向左平移，可以使线圈3的自感系数增大，同理软铁芯2随着物体1向右平移，可以使线圈3的自感系数减小，这一变化通过转换电路和检测电路输出电流，就得到了被测物体位移的变化，则应将线圈3与灵敏电流计串联后与交流电源相连，线圈自感系数的变化将使它对交变电流的感抗发生变化，从而引起电路中电流的变化，再由灵敏电流计显现出来。
故选C。
3．某位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘光滑重球，力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。小车向右做直线运动的过程中，电流表的示数如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．小车在0—t1时间内小车的加速度变大
B．小车在t1—t2时间内做匀减速直线运动
C．小车在t1—t2时间内做加速度减小的加速运动
D．小车在t2—t3时间内一定做匀速直线运动
【答案】C
【详解】A．在0—t1时间内电流不变，则压敏电阻的阻值不变，所受的压力不变，加速度不变，故A错误；
BC．在t1—t2时间内，电流减小，则压敏电阻的电阻变大，所受的压力减小，则加速度减小，即小车做加速度减小的加速运动，选项故B错误、故C正确；
D．在t2—t3时间内电流不变，与0—t1时间内比较电流变小了，则压敏电阻的阻值变大，所受的压力减小，加速度减小了，但是加速度仍不变，则小车不一定做匀速直线运动，故D错误。
故选C。
4．霍尔元件是实际生活中的重要元件之一，广泛应用于测量和自动控制等领域.如图所示为一长度一定的霍尔元件，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，在元件中通入图示从E到F方向的电流I，其中元件中的载流子是带负电的电荷，下列说法中正确的是（ ）
A．该元件能把电学量转化为磁学量
B．该元件C面的电势高于D面的
C．如果用该元件测赤道处地磁场的磁感应强度，应保持工作面水平
D．如果流过霍尔元件的电流大小不变，则元件C、D面的电势差与磁场的磁感应强度成正比
【答案】D
【详解】A．霍尔元件是能够把磁学量转换为电学量的传感器，故A错误；
B．根据左手定则可知，带负电的电荷向C面偏转，C面带负电，D面带正电，所以D面的电势高，故B错误；
C．在测定地球赤道处的地磁场的磁感应强度时，应将元件的工作面保持竖直，让磁场垂直通过元件的工作面，故C错误；
D．运动电荷最终在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡状态，设霍尔元件的长、宽、高分别为a、b、d，则有
电流的微观表达式为
所以
如果流过霍尔元件的电流大小不变，则元件C、D面的电势差与磁场的磁感应强度成正比，故D正确。
故选D。
5．图甲为某热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线。利用其可以制作温控报警器，电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源，电动势为10V，内阻不计，当输出电压达到或超过6.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警，下列说法正确的是（ ）
A．若要求环境温度低于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
B．若要求环境温度低于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
C．若要求环境温度高于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
D．若要求环境温度高于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
【答案】D
【详解】当温度升高时，热敏电阻的阻值将降低，根据闭合电路欧姆定律，有
即电路中电流增大，由外电路的分压原理易知，定值定值的电压必定增大，则热敏电阻的电压降低，依题意，环境温度升高，输出电压升高，报警器报警，所以图中的应使用热敏电阻，若要求环境温度高于60℃开始报警，则由图可知
又
解得
故选D。
6．如图所示为电饼铛自动控温电路。电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是温度传感器(可等效为可变电阻)。温度越高，温度传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动闭合开始加热；当a、b两端的电压小于(、为定值)时，控制开关断开停止加热。下列说法正确的是（ ）
A．为温度传感器
B．定值电阻的阻值越小，电饼铛停止加热时的温度越低
C．定值电阻的阻值越小，电饼铛停止加热时的温度越高
D．<
【答案】C
【详解】A．若为温度传感器，则当温度升高时，其电阻值减小，回路电流变大，则R1两端的电压变大，当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动闭合开始加热，则与装置功能不相符，则为温度传感器，选项A错误；
BC．电阻R1的分压
因当U=U2时电饼铛停止加热，则在U一定时，定值电阻的阻值越小，则R1越小，温度越高，即电饼铛停止加热时的温度越高，选项B错误，C正确；
D．当R1两端的电压大于U1时，控制开关自动闭合开始加热，此时R1的电阻比较大，则此时的电压更大，即U1＞U2，故D错误。
故选C。
7．为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻来自动控制照明系统的开关，如图甲所示，其中电源电动势，内阻不计，定值电阻，电阻是光敏电阻，阻值大小随光的强弱变化而变化，二者对应关系截图如表所示，物理学中用照度描述光的强弱，光越强，照度越大，是照度的单位。是电磁开关，内部结构如图乙所示，当电磁铁中通过的电流大于时，电磁铁吸合铁片，下列说法正确的是（ ）
照度/ 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻/ 75 40 28 23 20 18
A．光敏电阻的阻值大小随照度的增大而均匀减小
B．电磁开关利用了互感现象
C．当照度小于时，照明系统自动开启
D．增加电磁铁线圈匝数，照明系统平均每天的工作时间边长
【答案】C
【详解】A．根据图丙可知，光敏电阻阻值大小随照度的增大而减小，但不是均匀减小，A选项错误；
B．电磁开关中含有电磁铁，利用了电流的磁效应现象，B选项错误；
C．根据题意，当电磁铁不吸合铁片时，照明系统开启，即通过光敏电阻的电流小于等于，结合
得
即当照度小于时，照明系统自动开启，C选项正确；
D．若电磁铁的线圈匝数增加，根据电流磁效应可知，电磁铁中通入小于的电流就能吸合铁片，使照明系统断开，即照度小于时照明系统依然断开，则该照明系统平均每天的工作时间变短，D选项错误；
故选C。
8．如图所示，某自动洗衣机洗衣缸的底部与一控水装置的竖直均匀细管底端相通，细管的顶端封闭，并和压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气立刻被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，达到自动控水的目的。已知某洗衣机刚进水时被封闭的空气柱长度为50cm。已知一个大气压强近似等于10m水柱产生的压强，假设温度不变，细管中的空气可视为一定质量的理想气体。当洗衣缸中水位为30cm时，洗衣缸和细管内的水位差约为（ ）
A．28.6cm B．19.1cm C．11.8cm D．5.5cm
【答案】A
【详解】设水位差为，已知，，由
得
故选A。
9．电容式加速度传感器是常见的手机感应装置，结构如图所示。质量块的上端连接轻质弹簧，下端连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容， 则下列说法正确的是（ ）
A．电介质插入极板越深，电容器电容越大
B．当传感器处于静止状态时，电容器不带电
C．当传感器由静止突然向前加速时，会有电流由a流向b
D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后电流表指针不偏转
【答案】AD
【详解】A．电介质插入极板越深
变大，电容器电容越大，A 正确；
B．当传感器处于静止状态时，电容器带电，左极板带正电，右极板带负电，且两极板之间电势差大小恒等于电源电动势，B错误；
C．当传感器由静止突然向前加速时，弹簧会伸长，向上的弹力增加，电介质插入极板深度增加， 根据电容器的决定式
可知电容器电容增大，因电容器两端的电压不变，根据
Q=CU
可知，两极板间的电荷量增大，会有电流由b流向a，C 错误；
D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后弹簧弹力不变，电介质插入极板深度不变，则电容器电容不变，极板电荷量也不变，故电流表中没有电流通过，指针不偏转，D 正确。
故选AD。
10．如今智能手机中普遍安装了陀螺仪，它是一种加速度传感器，尺寸目前可以做到（3×3×1）mm，可集成于手机内部，用来检测手机的姿态。其工作原理如图所示，当手机运动状态改变时，固连在手机上的A部分随手机一起运动时，质量块B是通过弹性物体连接手机，由于惯性，不会随手机立刻发生变化，出现运动滞后，这样电容器电容值就发生了变化，变化的电容值会通过电信号传输给处理单元，就可测量手机的姿态，铺三层这种结构，就可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，这样就可以360°无死角检测手机运动。以下说法中正确的是（ ）
A．在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用
B．可以测量出任意情况下手机相对地面的速度
C．这种探测器可以测量地磁场强度，进而进行GPS定位
D．改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的
【答案】AD
【详解】A．这种传感器的使用原理是惯性，跟重力无关，所以在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用，故A正确；
BC．这种探测器可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，不可以测量出任意情况下手机相对地面的速度，也不可以测量地磁场强度，进行GPS定位，故BC错误；
D．由图可知，手机上的A部分与质量块B发生相对移动时，电容的正对面积和板间距d发生变化，所以改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的，故D正确。
故选AD。
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．城市街道的路灯用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，在夜晚打开。为模拟自动照明控制系统，某同学利用光敏电阻的阻值随照度变化的特性，制作了一个装置。
（1）该同学首先利用多用电表欧姆“×1”挡粗测该光敏电阻在某状态下的阻值，示数如图甲所示，则此时光敏电阻的阻值R1= Ω。
（2）该同学再利用该光敏电阻设计了图乙所示的光控电路，从而实现对灯的开关控制。光敏电阻阻值与照度的关系如图丙所示，可知当照度为0.4lx（lx为照度的单位）时，光敏电阻的阻值为 Ω。
（3）如图乙所示，由于弹簧的弹力作用，当励磁线圈电流小于0.1A时，电磁铁将吸不住衔铁。若要实现照度较低时，灯光保持开启，则灯应接在 （填“AB”或“BC”）之间。已知电源电压为3V（内阻不计），若要实现照度低于1.0lx时，灯光开启，需要将滑动变阻器R的阻值调为 Ω，安装该电路时，光敏电阻R1应 （填“远离”或“靠近”）灯。
【答案】 19.0 40 AB/BA 10 远离
【详解】（1）[1]多用电表欧姆挡读数的最小分度值为1，估读到最小分度值的下一位，故读数为19.0Ω。
（2）[2]根据图丙所示，照度为0.4lxl时，光敏电阻的阻值约为40Ω。
（3）[3]当照度减小时，光敏电阻阻值变大，励磁线圈电流减小，电磁铁放开衔铁，照明电路通路，故应将照明电路连接到AB端；
[4][5]根据丙图，照度为1.0lx时，光敏电阻阻值为20Ω，若此时回路电流刚好为0.1A，根据欧姆定律有
代入数据得
安装该电路时，为保证照明电路工作时，开启的灯照度不影响光敏电阻的阻值变化，应将光敏电阻远离灯安装。
12．酒驾严重危害交通安全，“喝酒不开车”已经成为准则。酒精检测仪核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图甲所示。某同学想利用该酒精气体传感器及实验室如下器材设计一款酒精检测仪。
A．干电池组（电动势，内阻）
B．电压表V（满偏电压，内阻未知）
C．电阻箱（最大阻值）
D．电阻箱（最大阻值）
E．多用电表
F．开关及导线若干
(1)该同学用选择开关指向欧姆挡“”挡位且已经欧姆调零的多用电表测量电压表V的内阻大小时，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的 （选填“”或“”）挡位，然后进行欧姆调零，再次测量电压表V的内阻值，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则测量的电压表V的内阻为 （结果保留两位有效数字）。该同学进一步用其他方法测得其准确值与多用电表测得的电压表内阻值相等；
(2)该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电压表V与电阻箱串联改装成量程为的电压表，则应将电阻箱的阻值调为 ；
(3)该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在电压表上处，则应将电阻箱的阻值调为 ；
(4)完成步骤（3）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，电压表指针如图丁所示。已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶；酒精气体浓度达到或超过属于醉酒驾驶，则该次测试的酒精气体浓度在 （选填“酒驾”或“醉驾”）范围内；
(5)使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】(1) 80
(2)320.0
(3)32.0
(4)醉驾
(5)偏大
【详解】（1）[1][2]电阻挡从左到右读数逐渐减小，测量时发现指针向右偏转角度太大，说明电阻太小，选择的挡位太大，所以换成挡位，表盘上的读数为8.0，倍数为，所以测量的电压表内阻为；
（2）电压表与电阻箱串联改装成量程为的电压表，则有
（3）由电表改装可知改装后的电压表内阻为，由图甲可知，当酒精气体浓度为零时，该酒精气体传感器电阻，并联电阻为
电压表读数为，则并联电压为，由串联分压原理可知
解得
（4）电压表指针如图丁所示，并联电压为，由串联分压原理可知
而
联立代入数据解得此时酒精气体传感器的电阻为
由图甲可知酒精气体浓度大于，在醉驾范围内。
（5）使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若在处酒精浓度为0，则酒精气体传感器与改装后的电压表所并联的电阻也增大，酒精气体传感器的电阻也增大，而酒精气体传感器的电阻小于真实的电阻，即所测的酒精气体浓度比真实值偏大。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．有一种角速度计可以测量航天器的转动角速度，其结构如图所示，角速度计固定在待测装置上，元件A可在光滑杆上滑动，静止时，电压输出刚好为零。当装置绕竖直轴OO′转动时，元件A在光滑杆上发生位移并输出电压信号，成为航天器制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k，自然长度为l0，电源的电动势为E，内阻不计，滑动变阻器B总长度为l，当系统以角速度为ω转动时，求U与ω的函数关系。
【答案】
【详解】当系统以角速度ω转动时，对元件A，弹簧弹力提供做圆周运动的向心力为
电压表的读数
解得U与ω的函数关系为
当
x＝l
时
U＝E
上式成立的条件是
14．如图甲所示是某实验小组设计的电子秤装置，电源两端电压12V保持不变，为定值电阻，R是力敏电阻，其阻值随压力变化的图像如图乙所示。在电子秤托盘内放一薄壁足够高柱状体容器，容器的重力为20N（托盘的质量忽略不计），底面积为，往容器中注入5cm深的水时，电压表的示数为6V。求：（，g取 10N/kg）
（1）水对容器底部的压强；
（2）定值电阻的阻值；
（3）再将一个体积为的柱形物体A放入水中后，稳定时物体A完全浸没水中，此时容器对托盘的压强刚好等于水对容器底部压强的1.5倍，求此时电压表的示数。
【答案】（1）500Pa；（2）20Ω；（3）3V
【详解】（1） 水对容器底部的压强为
（2）容器对力敏电阻的压力为
由图乙可知，此时力敏电阻的阻值为。电压表示数为
解得定值电阻 的阻值为
（3） 若物体A 在水中浸没， 水的深度为
此时容器对托盘的压力为
由图乙可知，此时力敏电阻的阻值为，则电压表的示数为
15．为了比赛的公平公正，学校短跑比赛设计安装了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，丙图是其工作原理图：起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动，扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电流表示数小于或等于30mA时，在弹簧弹力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于30mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑。已知两电路电源电压均为6V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示，压板重力不计，电磁铁线圈电阻不计。
(1)起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人（压力F=0N）时，左端电路消耗的电功率为多少？
(2)比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时，左端电路电流表读数为多少？
(3)比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500N时，要使得红灯不亮，电阻R0至少为多大？
【答案】(1)0.12W；(2)0.06A；(3)
【详解】(1)当开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人时，由图像知，压力传感器的电阻为R=300Ω，所以左端电路消耗的电功率为
(2)当有人抢跑时，对传感器的压力为900N，由图像知，此时压力传感器的电阻为：R′=100Ω，
所以左端电路电流表读数为
(3)有题意知，红灯不亮时的电路最小电流为
I最小=30mA=0.03A
此时的电路最大电阻为
由图像知，当传感器受到的压力是1500N时，此时的电阻为
Rmin=50Ω
所以保护电阻的阻值最小为
R0=R总-R最小=200Ω-50Ω=150Ω
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（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．2024年初，朝鲜测试了一种正在研发的高超音速电磁导弹，能制造极速变化的磁场来干扰地面通讯，并发送实时地面状况，到达目标后还能实现自爆，下列说法错误的是（ ）
A．导弹通过发射波长为m的无线电波来实时发送信息
B．高超音速电磁导弹里有风力传感器，可以间接粗略测出飞行速度
C．要制造技极速变化的磁场，可以通过接上高频电压来实现
D．要引爆火药，可以通过变压器升压来实现引爆
2．如图，是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2部分插在线圈3中，并且可以随着物体1在线圈中左右平移。要能够准确反映出物体1的左右位置变化，那么应该在a、b间连接的是（ ）
A．在a、b间串接干电池和灵敏电流计
B．在a、b间接灵敏电流计
C．在a、b间串接交流电源和灵敏电流计
D．在a、b间电压表
3．某位同学利用力敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘光滑重球，力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。小车向右做直线运动的过程中，电流表的示数如图乙所示，下列判断正确的是（ ）
A．小车在0—t1时间内小车的加速度变大
B．小车在t1—t2时间内做匀减速直线运动
C．小车在t1—t2时间内做加速度减小的加速运动
D．小车在t2—t3时间内一定做匀速直线运动
4．霍尔元件是实际生活中的重要元件之一，广泛应用于测量和自动控制等领域.如图所示为一长度一定的霍尔元件，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于霍尔元件的工作面向下，在元件中通入图示从E到F方向的电流I，其中元件中的载流子是带负电的电荷，下列说法中正确的是（ ）
A．该元件能把电学量转化为磁学量
B．该元件C面的电势高于D面的
C．如果用该元件测赤道处地磁场的磁感应强度，应保持工作面水平
D．如果流过霍尔元件的电流大小不变，则元件C、D面的电势差与磁场的磁感应强度成正比
5．图甲为某热敏电阻的阻值R随温度t变化的曲线。利用其可以制作温控报警器，电路的一部分如图乙所示。图中E为直流电源，电动势为10V，内阻不计，当输出电压达到或超过6.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警，下列说法正确的是（ ）
A．若要求环境温度低于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
B．若要求环境温度低于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
C．若要求环境温度高于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
D．若要求环境温度高于60℃开始报警，应使用热敏电阻，的阻值应为
6．如图所示为电饼铛自动控温电路。电路中的和，其中一个是定值电阻，另一个是温度传感器(可等效为可变电阻)。温度越高，温度传感器的电阻值越小。当a、b两端的电压大于U1时，控制开关自动闭合开始加热；当a、b两端的电压小于(、为定值)时，控制开关断开停止加热。下列说法正确的是（ ）
A．为温度传感器
B．定值电阻的阻值越小，电饼铛停止加热时的温度越低
C．定值电阻的阻值越小，电饼铛停止加热时的温度越高
D．<
7．为了节能和环保，一些公共场所用光敏电阻来自动控制照明系统的开关，如图甲所示，其中电源电动势，内阻不计，定值电阻，电阻是光敏电阻，阻值大小随光的强弱变化而变化，二者对应关系截图如表所示，物理学中用照度描述光的强弱，光越强，照度越大，是照度的单位。是电磁开关，内部结构如图乙所示，当电磁铁中通过的电流大于时，电磁铁吸合铁片，下列说法正确的是（ ）
照度/ 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻/ 75 40 28 23 20 18
A．光敏电阻的阻值大小随照度的增大而均匀减小
B．电磁开关利用了互感现象
C．当照度小于时，照明系统自动开启
D．增加电磁铁线圈匝数，照明系统平均每天的工作时间边长
8．如图所示，某自动洗衣机洗衣缸的底部与一控水装置的竖直均匀细管底端相通，细管的顶端封闭，并和压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气立刻被水封闭，随着洗衣缸中水面的升高，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，达到自动控水的目的。已知某洗衣机刚进水时被封闭的空气柱长度为50cm。已知一个大气压强近似等于10m水柱产生的压强，假设温度不变，细管中的空气可视为一定质量的理想气体。当洗衣缸中水位为30cm时，洗衣缸和细管内的水位差约为（ ）
A．28.6cm B．19.1cm C．11.8cm D．5.5cm
9．电容式加速度传感器是常见的手机感应装置，结构如图所示。质量块的上端连接轻质弹簧，下端连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容， 则下列说法正确的是（ ）
A．电介质插入极板越深，电容器电容越大
B．当传感器处于静止状态时，电容器不带电
C．当传感器由静止突然向前加速时，会有电流由a流向b
D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后电流表指针不偏转
10．如今智能手机中普遍安装了陀螺仪，它是一种加速度传感器，尺寸目前可以做到（3×3×1）mm，可集成于手机内部，用来检测手机的姿态。其工作原理如图所示，当手机运动状态改变时，固连在手机上的A部分随手机一起运动时，质量块B是通过弹性物体连接手机，由于惯性，不会随手机立刻发生变化，出现运动滞后，这样电容器电容值就发生了变化，变化的电容值会通过电信号传输给处理单元，就可测量手机的姿态，铺三层这种结构，就可以测出手机的前后左右和上下以及旋转，这样就可以360°无死角检测手机运动。以下说法中正确的是（ ）
A．在外太空，完全失重的情况下，这种传感器仍然可以使用
B．可以测量出任意情况下手机相对地面的速度
C．这种探测器可以测量地磁场强度，进而进行GPS定位
D．改变电容的值是通过改变正对面积和板间距d来实现的
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．城市街道的路灯用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制。光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，在夜晚打开。为模拟自动照明控制系统，某同学利用光敏电阻的阻值随照度变化的特性，制作了一个装置。
（1）该同学首先利用多用电表欧姆“×1”挡粗测该光敏电阻在某状态下的阻值，示数如图甲所示，则此时光敏电阻的阻值R1= Ω。
（2）该同学再利用该光敏电阻设计了图乙所示的光控电路，从而实现对灯的开关控制。光敏电阻阻值与照度的关系如图丙所示，可知当照度为0.4lx（lx为照度的单位）时，光敏电阻的阻值为 Ω。
（3）如图乙所示，由于弹簧的弹力作用，当励磁线圈电流小于0.1A时，电磁铁将吸不住衔铁。若要实现照度较低时，灯光保持开启，则灯应接在 （填“AB”或“BC”）之间。已知电源电压为3V（内阻不计），若要实现照度低于1.0lx时，灯光开启，需要将滑动变阻器R的阻值调为 Ω，安装该电路时，光敏电阻R1应 （填“远离”或“靠近”）灯。
12．酒驾严重危害交通安全，“喝酒不开车”已经成为准则。酒精检测仪核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度的关系如图甲所示。某同学想利用该酒精气体传感器及实验室如下器材设计一款酒精检测仪。
A．干电池组（电动势，内阻）
B．电压表V（满偏电压，内阻未知）
C．电阻箱（最大阻值）
D．电阻箱（最大阻值）
E．多用电表
F．开关及导线若干
(1)该同学用选择开关指向欧姆挡“”挡位且已经欧姆调零的多用电表测量电压表V的内阻大小时，发现指针的偏转角度太大，这时他应将选择开关换成欧姆挡的 （选填“”或“”）挡位，然后进行欧姆调零，再次测量电压表V的内阻值，其表盘及指针所指位置如图乙所示，则测量的电压表V的内阻为 （结果保留两位有效数字）。该同学进一步用其他方法测得其准确值与多用电表测得的电压表内阻值相等；
(2)该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将电压表V与电阻箱串联改装成量程为的电压表，则应将电阻箱的阻值调为 ；
(3)该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在电压表上处，则应将电阻箱的阻值调为 ；
(4)完成步骤（3）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，电压表指针如图丁所示。已知酒精气体浓度在之间属于饮酒驾驶；酒精气体浓度达到或超过属于醉酒驾驶，则该次测试的酒精气体浓度在 （选填“酒驾”或“醉驾”）范围内；
(5)使用较长时间后，干电池组电动势不变，内阻增大，若直接测量，则此时所测的酒精气体浓度与真实值相比 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．有一种角速度计可以测量航天器的转动角速度，其结构如图所示，角速度计固定在待测装置上，元件A可在光滑杆上滑动，静止时，电压输出刚好为零。当装置绕竖直轴OO′转动时，元件A在光滑杆上发生位移并输出电压信号，成为航天器制导系统的信息源。已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k，自然长度为l0，电源的电动势为E，内阻不计，滑动变阻器B总长度为l，当系统以角速度为ω转动时，求U与ω的函数关系。
14．如图甲所示是某实验小组设计的电子秤装置，电源两端电压12V保持不变，为定值电阻，R是力敏电阻，其阻值随压力变化的图像如图乙所示。在电子秤托盘内放一薄壁足够高柱状体容器，容器的重力为20N（托盘的质量忽略不计），底面积为，往容器中注入5cm深的水时，电压表的示数为6V。求：（，g取 10N/kg）
（1）水对容器底部的压强；
（2）定值电阻的阻值；
（3）再将一个体积为的柱形物体A放入水中后，稳定时物体A完全浸没水中，此时容器对托盘的压强刚好等于水对容器底部压强的1.5倍，求此时电压表的示数。
15．为了比赛的公平公正，学校短跑比赛设计安装了一款防抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，丙图是其工作原理图：起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，K与A端相连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S2相连动，扣动扳机，枪响同时开关S2断开；当电流表示数小于或等于30mA时，在弹簧弹力作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于30mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有人抢跑。已知两电路电源电压均为6V，保持不变，压力传感器R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示，压板重力不计，电磁铁线圈电阻不计。
(1)起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人（压力F=0N）时，左端电路消耗的电功率为多少？
(2)比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F为900N时，左端电路电流表读数为多少？
(3)比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500N时，要使得红灯不亮，电阻R0至少为多大？
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