2017-2018学年高二物理人教版（选修3-2）第06章+章末测试
文档属性
| 名称 | 2017-2018学年高二物理人教版（选修3-2）第06章+章末测试 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 720.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-04-16 10:23:58 | ||
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文档简介
选修3-2第6章章末测试
一、选择题（共8小题）
1．下列设备控制属于温度传感器的是
A．电熨斗
B．电饭锅
C．测温仪
D．火灾报警器
2．如图所示是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻阻值均为R，L是一个自感系数足够大的电感线圈，其直流电阻值也为R，图中是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法正确的是
A．甲图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B．乙图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C．丙图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D．丁图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
3．电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，如图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则如何调节调温旋钮。
织物材料 尼龙 合成纤维 丝绸 羊毛 麻
熨烫温度 低→高
A．向下
B．向上
C．保持原状
D．不能确定
4．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发生的光，呈现高电阻状态。发生火灾时，下列说法正确的是
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．以上说法均不正确
5．测定压力变化的电容式传感器如图所示，为固定电极，为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中，当待测压力增大时
A．电容器的电容将减小
B．电阻中没有电流
C．电阻中有从流向的电流
D．电阻中有从流向的电流
6．传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器（实质是自动开关）是其中的一种。某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的。常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路。下列关于该消毒柜的几种电路图中（图中S为电源开关），连接正确的是
A．
B．
C．
D．
7．湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的，当湿度增加时，湿敏电阻的阻值会减小，常用于制作湿度传感器。在室内设计如图电路，当周围环境的湿度增加时
A．电灯L变暗
B．电流表的示数变大
C．流过湿敏电阻的电流变大
D．电源的总功率变小
8．如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图（光照射到光敏电阻上时，电阻减小），其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻。此光电计数器的基本工作原理是
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
二、填空题（共2小题）
9．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0.1 m，则传送带运动的速度是________m/s；该传送带每小时输送________个工件。
10．如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为，式中的比例系数k称为霍尔系数。霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场。横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力。当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e，回答下列问题：
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势（填“高于”“低于”或“等于”）。
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为________。
（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为________。
三、计算题（共3小题）
11．请用仪器：热敏电阻，学生电源，继电器，滑动变阻器，开关，导线等设计一个由温度控制小灯泡发亮的电路。
12．如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx=50 Ω，当继电器线圈中的电流Ic大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
13．如图所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3 V、0.9 W”的字样（传感器可看做一个纯电阻），滑动变阻器标有“10 Ω、1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V。
（）根据传感器上的标注，计算该传感器的电阻和额定电流。
（）若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少。
（）根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1 Ω，则该传感器就失去了作用。实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间（该电源电压小于上述所求电压的最大值），闭合开关，通过调节R0。来改变电路中的电流和R0两端的电压，检测记录如下：
电压表示数U/V 电流表示数I/A
第一次 1.48 0.16
第二次 0.91 0.22
若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时间所加的电压是多少？
2．BC【解析】当开关S闭合时，由于线圈的自感作用，线圈中电流逐渐增大，因而通过传感器1的电流逐渐增大，A错误，B正确；当开关S断开时，线圈L与传感器2组成闭合回路，由于线圈L的自感作用，通过传感器2的电流将反向且从线圈中原有电流值开始逐渐减小，C正确，D错误。
3．B【解析】由题意知，电熨斗由熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，就是要求电熨斗在低温易断开，因双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，使双金属片向下弯曲，上下触点脱离，电路断开，因此，应向上调节调温旋钮，双金属片受热时，易使触点分离，所以选B。
4．C【解析】是当有火灾时，会发生烟，进入火灾报警器时，利用光的漫反射，部分光线照在光电三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C正确。
5．D【解析】当待测压力增大时，电容器板间距离减小，根据电容的决定式得知，电容C增大，故A错误。电容板间电压U不变，电容器所带电量为Q=CU，C增大，则Q增大，电容器处于充电状态，而A板带正电，则电路中形成逆时针方向的充电电流，电阻R中有从b流向a的电流，故BC错误，D正确。
【名师点睛】本题考查对传感器基本原理的理解，实质是电容器动态变化分析问题，电容的决定式和定义式C=Q/U结合进行分析。
8．BC【解析】当有光照射R1时，R1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，则R2两端的电压增大，所以信号处理系统获得高电压，故B正确，A错误。当无光照射R1时，R1的电阻增大，则整个电路总电阻变大，电动势不变，则电流减小，则R2两端的电压减小，所以即信号处理系统获得低电压。则信号处理系统每获得一次低电压就记数一次。所以C正确，D错误。
【名师点睛】解决本题的关键掌握光敏电阻的电阻大小随光照而减小，以及熟练运用闭合电路欧姆定律进行动态分析。
9．0.2 7 200
【解析】由图乙可知，传送带每0.5 s内传送1个工件，每1 s内传送两个工件
传送带的速度
每小时输送工件数为2×3 600=7 200（个）
【名师点睛】考查了传感器的计数特点，速度的定义、个数的计算，能正确理解题意，并运用相关公式进行计算是解答的关键。
10．（1）低于 （2）evB （3）
【解析】（1）导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动。由左手定则判断，电子会偏向A端面，A'板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以侧面A的电势低于下侧面A'的电势。（2）电子所受的洛伦兹力的大小为。（3）电子所受静电力的大小为。
11．
【解析】设计图如图所示，闭合S1后，有电流通过继电器，但R1较大，继电器产生的磁场较弱，当R1的温度升高，电阻减小，继电器产生的磁场显著增大，S2被吸下来，小灯泡发光，温度降低，磁性减弱，S2弹开，小灯泡熄灭，从而达到由温度控制灯泡的亮和灭。
12．温度不小于50 ℃时，电路右侧的小灯泡会发光
【解析】根据题意，当继电器线圈中的电流大于或等于Ic=20 mA时，由闭合电路欧姆定律求出Rt的值，从图线a中读出对应的温度，再得到温度的条件。
根据闭合电路欧姆定律得：，得：从图线可知对应的温度是50℃所以温度小于50℃，电路右侧的小灯泡会发光。
13．（1）10 Ω，0.3 A （2）6 V （3）传感器仍可使用，3 V
【解析】（1）根据传感器上的铭牌标志，利用电功率公式便可求出电阻和电流，（2）先求出各用电器所能通过的电流，从而比较得出干路最大电流，然后利用相关公式求出最大电压。（3）利用所知物理量，及要求未知量，结合数学中的二元一次方程组来解决，最后便可求出所加电压。
（1）传感器的电阻为：
额定电流：
（2）要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流：
此时电源电压最大值：，为传感器的额定电压，为调至最大值时，两端的电压
即
电源电压最大值：
一、选择题（共8小题）
1．下列设备控制属于温度传感器的是
A．电熨斗
B．电饭锅
C．测温仪
D．火灾报警器
2．如图所示是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻阻值均为R，L是一个自感系数足够大的电感线圈，其直流电阻值也为R，图中是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法正确的是
A．甲图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B．乙图是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C．丙图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D．丁图是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
3．电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，如图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则如何调节调温旋钮。
织物材料 尼龙 合成纤维 丝绸 羊毛 麻
熨烫温度 低→高
A．向下
B．向上
C．保持原状
D．不能确定
4．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平时光电三极管接收不到LED发生的光，呈现高电阻状态。发生火灾时，下列说法正确的是
A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报
B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报
C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报
D．以上说法均不正确
5．测定压力变化的电容式传感器如图所示，为固定电极，为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。现将此电容式传感器连接到如图所示的电路中，当待测压力增大时
A．电容器的电容将减小
B．电阻中没有电流
C．电阻中有从流向的电流
D．电阻中有从流向的电流
6．传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器（实质是自动开关）是其中的一种。某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的。常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路。下列关于该消毒柜的几种电路图中（图中S为电源开关），连接正确的是
A．
B．
C．
D．
7．湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的，当湿度增加时，湿敏电阻的阻值会减小，常用于制作湿度传感器。在室内设计如图电路，当周围环境的湿度增加时
A．电灯L变暗
B．电流表的示数变大
C．流过湿敏电阻的电流变大
D．电源的总功率变小
8．如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图（光照射到光敏电阻上时，电阻减小），其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻。此光电计数器的基本工作原理是
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
二、填空题（共2小题）
9．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0.1 m，则传送带运动的速度是________m/s；该传送带每小时输送________个工件。
10．如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为，式中的比例系数k称为霍尔系数。霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场。横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力。当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电荷量为e，回答下列问题：
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势（填“高于”“低于”或“等于”）。
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为________。
（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为________。
三、计算题（共3小题）
11．请用仪器：热敏电阻，学生电源，继电器，滑动变阻器，开关，导线等设计一个由温度控制小灯泡发亮的电路。
12．如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx=50 Ω，当继电器线圈中的电流Ic大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
13．如图所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3 V、0.9 W”的字样（传感器可看做一个纯电阻），滑动变阻器标有“10 Ω、1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V。
（）根据传感器上的标注，计算该传感器的电阻和额定电流。
（）若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压最大值是多少。
（）根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1 Ω，则该传感器就失去了作用。实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间（该电源电压小于上述所求电压的最大值），闭合开关，通过调节R0。来改变电路中的电流和R0两端的电压，检测记录如下：
电压表示数U/V 电流表示数I/A
第一次 1.48 0.16
第二次 0.91 0.22
若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时间所加的电压是多少？
2．BC【解析】当开关S闭合时，由于线圈的自感作用，线圈中电流逐渐增大，因而通过传感器1的电流逐渐增大，A错误，B正确；当开关S断开时，线圈L与传感器2组成闭合回路，由于线圈L的自感作用，通过传感器2的电流将反向且从线圈中原有电流值开始逐渐减小，C正确，D错误。
3．B【解析】由题意知，电熨斗由熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，就是要求电熨斗在低温易断开，因双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，使双金属片向下弯曲，上下触点脱离，电路断开，因此，应向上调节调温旋钮，双金属片受热时，易使触点分离，所以选B。
4．C【解析】是当有火灾时，会发生烟，进入火灾报警器时，利用光的漫反射，部分光线照在光电三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C正确。
5．D【解析】当待测压力增大时，电容器板间距离减小，根据电容的决定式得知，电容C增大，故A错误。电容板间电压U不变，电容器所带电量为Q=CU，C增大，则Q增大，电容器处于充电状态，而A板带正电，则电路中形成逆时针方向的充电电流，电阻R中有从b流向a的电流，故BC错误，D正确。
【名师点睛】本题考查对传感器基本原理的理解，实质是电容器动态变化分析问题，电容的决定式和定义式C=Q/U结合进行分析。
8．BC【解析】当有光照射R1时，R1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，则R2两端的电压增大，所以信号处理系统获得高电压，故B正确，A错误。当无光照射R1时，R1的电阻增大，则整个电路总电阻变大，电动势不变，则电流减小，则R2两端的电压减小，所以即信号处理系统获得低电压。则信号处理系统每获得一次低电压就记数一次。所以C正确，D错误。
【名师点睛】解决本题的关键掌握光敏电阻的电阻大小随光照而减小，以及熟练运用闭合电路欧姆定律进行动态分析。
9．0.2 7 200
【解析】由图乙可知，传送带每0.5 s内传送1个工件，每1 s内传送两个工件
传送带的速度
每小时输送工件数为2×3 600=7 200（个）
【名师点睛】考查了传感器的计数特点，速度的定义、个数的计算，能正确理解题意，并运用相关公式进行计算是解答的关键。
10．（1）低于 （2）evB （3）
【解析】（1）导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动。由左手定则判断，电子会偏向A端面，A'板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以侧面A的电势低于下侧面A'的电势。（2）电子所受的洛伦兹力的大小为。（3）电子所受静电力的大小为。
11．
【解析】设计图如图所示，闭合S1后，有电流通过继电器，但R1较大，继电器产生的磁场较弱，当R1的温度升高，电阻减小，继电器产生的磁场显著增大，S2被吸下来，小灯泡发光，温度降低，磁性减弱，S2弹开，小灯泡熄灭，从而达到由温度控制灯泡的亮和灭。
12．温度不小于50 ℃时，电路右侧的小灯泡会发光
【解析】根据题意，当继电器线圈中的电流大于或等于Ic=20 mA时，由闭合电路欧姆定律求出Rt的值，从图线a中读出对应的温度，再得到温度的条件。
根据闭合电路欧姆定律得：，得：从图线可知对应的温度是50℃所以温度小于50℃，电路右侧的小灯泡会发光。
13．（1）10 Ω，0.3 A （2）6 V （3）传感器仍可使用，3 V
【解析】（1）根据传感器上的铭牌标志，利用电功率公式便可求出电阻和电流，（2）先求出各用电器所能通过的电流，从而比较得出干路最大电流，然后利用相关公式求出最大电压。（3）利用所知物理量，及要求未知量，结合数学中的二元一次方程组来解决，最后便可求出所加电压。
（1）传感器的电阻为：
额定电流：
（2）要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流：
此时电源电压最大值：，为传感器的额定电压，为调至最大值时，两端的电压
即
电源电压最大值：