第六章 传感器+单元评估检测 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 第六章 传感器+单元评估检测 Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 347.5KB | ||
| 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 | 2019-04-12 13:01:05 | ||
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文档简介
单元评估检测
(45分钟 100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分,1～5题为单选,6～8题为多选)
1.2018年2月25日,2018年平昌冬奥会闭幕式“北京8分钟”表演惊艳亮相。充满科技含量的机器人和冰屏旋转给我们留下深刻的印象。机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序。当人机对话时,使用的传感器是 (C)
A.光控传感器 B.气体传感器
C.声音传感器 D.压力传感器
2.某玩具汽车处置于车身方向接有如图所示的电路,其中M是一个质量较大的金属块,左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连,并套在光滑水平细杆上,a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上)。当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态。下列说法正确的是 (D)
A.玩具小车前进时,甲灯亮
B.玩具小车后退时,乙灯亮
C.玩具小车向左转弯时,乙灯亮
D.玩具小车向右转弯时,乙灯亮
3.随着酒驾查处力度的加大,“开车不喝酒,喝酒不开车”越来越成为人们的共识。氧化锡传感器主要用于酒精浓度的检测。它的电阻随酒精浓度的变化而变化,在图甲所示的电路中,不同的酒精浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精浓度有了对应关系,观察仪表指针就能判断酒精浓度是否超标。有一种氧化锡传感器,其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)—酒精浓度曲线如图乙所示,请判断,下列选项中电压表示数U0与酒精浓度c之间的对应关系正确的是 (B)
4.为了锻炼身体,李明同学利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图所示是原理图。轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起,弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计,弹簧劲度系数为100 N/cm。定值电阻R0=5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1=25 Ω,电源输出电压恒为U=3 V,理想电流表的量程为
0～0.6 A,小明把电流表刻度改为拉力刻度。当拉力为0时,金属滑片P刚好与电阻丝不接触。下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻) (C)
A.拉力为0的位置对应电流表的最左端
B.拉力为0的位置对应电流表的最右端
C.拉力为0的位置对应电流表的0.1 A
D.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处
5.如图所示为热水系统的恒温电路,当温度低时,热敏电阻的电阻很大,温度高时,热敏电阻的电阻就很小,只有当热水器中有水或水的温度低时,发热器才会开启并加热,反之,便会关掉发热器,则下列说法正确的是 (B)
A.虚线框中应接入一个与门的逻辑电路,为将水温调高一些,应增大R1的阻值
B.虚线框中应接入一个与门的逻辑电路,为将水温调高一些,应减小R1的阻值
C.虚线框中应接入一个或门的逻辑电路,为将水温调高一些,应增大R1的阻值
D.虚线框中应接入一个或门的逻辑电路,为将水温调高一些,应减小R1的阻值
6.如图(a)所示的电路中,光敏电阻R2的电阻随光照强度的增大而减小,当R2用图(b)所示的光照时,回路内的电压、电流变化规律为 ( B、D )
7.如图所示的火警报警装置,R1为热敏电阻,若温度升高,则R1的阻值会急剧减小,从而引起电铃两端电压的增加,当电铃两端电压达到一定值时,电铃会响,下列说法正确的是 ( B、D )
A.要使报警的临界温度升高,可以适当增大电源的电动势
B.要使报警的临界温度升高,可以适当减小电源的电动势
C.要使报警的临界温度升高,可以把R2的滑片P适当向下移
D.要使报警的临界温度升高,可以把R2的滑片P适当向上移
8.某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。图中RT为热敏电阻(随温度升高,阻值减小),用来探测加热电阻丝R的温度,RG为光敏电阻(随光照强度增大,阻值减小),接收小灯泡L的光照,除RT、RG外,其他电阻均为定值电阻(虚线框内两元件距离很近)。当R处温度升高时 ( A、D )
A.L变亮
B.R3的电流减小
C.E2的路端电压增大
D.R的功率减小
二、非选择题(本题共5小题,共60分)
9.(10分)如图所示,一热敏电阻RT放在控温容器M内;?为毫安表,量程6 mA,内阻为数10 Ω;E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9 Ω;S为开关。已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃的阻值约为
550 Ω。现要求在降温过程中测量在95 ℃～20 ℃之间的多个温度下RT的阻值。
(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图。
(2)完成下列实验步骤中的填空:
a.依照实验原理电路图连线。
b.调节控温容器M内的温度,使得RT的温度为95 ℃。
c.把电阻箱调到适当的初值,以保证仪器安全。
d.闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录__电阻箱的读数R0__。?
e.将RT的温度降为T1(20 ℃f.温度为T1时热敏电阻的电阻值=__R0-R1+150__Ω__。?
g.逐步降低T1的数值,直至20 ℃为止;在每一温度下重复步骤e、f。
(3)若电源内阻不能忽略不计,是否影响测量结果__否__(选填“是”或“否”)?
10.(10分)(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中,图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力__增强__(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应更__敏感__(选填“敏感”或“不敏感”)。?
(2)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线。
①实验室提供的器材有:电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围0～10 Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0～100 Ω)、电动势为6 V的电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干。该同学做实验时,滑动变阻器选用的是__A__(选填“A”或“B”);请在图乙的方框中画出该实验的电路图。?
②将该小灯泡接入如丙图所示的电路中,已知电流传感器的示数为0.3 A,电源电动势为3 V。则此时小灯泡的电功率为__0.75__ W,电源的内阻为__1.67__Ω。?
11.(10分)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图甲所示,继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15 mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控。继电器的电阻约为20 Ω,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如表所示。
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R1/Ω
199.5
145.4
108.1
81.8
62.9
49.1
(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻Rt,继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干。
为使该装置实现对30～80 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用__E2__(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用__R2__(选填“R1”或“R2”)。?
(2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图乙所示的选择开关旋至__C__(选填“A”“B”“C”或“D”)。?
(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,在题图中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针__不偏转__(选填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针__偏转__(选填“偏转”或“不偏转”)。?
(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合,下列操作步骤正确顺序是__⑤④②③①__。(填写各步骤前的序号)?
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关,将电阻箱从电路中移除
④合上开关,调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1 Ω
12.(14分)2018年3月14日,伟大的物理学家霍金去世,享年76岁。这位著名的宇宙学家患肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)55年时间。在过去40年里,他的主要沟通方式是通过脸颊上安装的神经传感器。这个传感器即压力传感器帮助他打字,以及使用文本转语音计算机。如图乙所示为霍金使用的“压力传感器”模拟电路,图甲表示某电阻R随压力F变化的关系,图中R0表示压力为0时的电阻,k表示图线的斜率。若用该电阻与电池(E,r)、电流表Rg、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,把电流表的电流刻度改为相应的压力,于是就得到了一个简单的“压力传感器”。
(1)现要把电流表的刻度值改为相应的压力值,则较大压力刻度应在表盘的__左 (选填“左”或“右”)侧。?
(2)在标识压力刻度时,需要弄清所压力和电流的对应关系。请用E、R0、k等物理量表示所测压力F与电流I的关系式:t=?-(r+R′+Rg+R0)__。?
(3)由(2)知,计算温度和电流的对应关系,需要测量电流表的内阻(量程3 mA,内阻约为200 Ω,设符号为“A1”)。已知实验室还有下列器材:
A.电源E(电动势12 V,内阻r较小)
B.电流表A2(量程0.6 A,内阻约为0.3 Ω)
C.滑动变阻器R1(0～20 Ω)
D.滑动变阻器R2(0～20 kΩ)
E.电阻箱R3(0～99.99 Ω)
F.电阻箱R4(0～999.9 Ω)
G.电压表 V1(量程3.0 V,内阻约为3 kΩ)
H.电压表 V2(量程15.0 V,内阻约为5 kΩ)
还有开关(单掷、双掷等),导线若干。
请在方框内设计一个合适的电路,用于测量电流表内阻Rg(电路中用你选择的器材符号表示)。
答:测电流表A1的内阻,可用伏安法,也可用半偏法。
若用伏安法,电路图如图甲所示,
其原理为U1=I1(RA1+R4),则RA1=-R4。
若用半偏法,电路图如图乙所示,其原理为当电流表A1的示数由满偏变为半偏时,RA1=R4。
13.(16分)李明同学通过3D打印制作的储能飞轮(可视为一定厚度的圆盘)在高速旋转时抖动明显,他认为是飞轮材料质量分布不均匀导致,并且可以通过在适当位置磨削掉适当质量来矫正,为此他设计了如下实验:
将带飞轮的电动机固定在压力传感器的水平面板上,压力传感器检测电动机对其表面的压力;在飞轮外缘侧面涂上一条很细的反光条,飞轮的轴心正下方固定光电传感器,用来检测侧面反射回的光强度。给电动机通电后,其旋转方向如图1中所示,将两传感器采集的信号输入电脑,得到如图2中的两条曲线。请回答:(结果均保留两位有效数字)
(1)电动机的转速为__1×104__ r/min。?
(2)从反光条所在的位置开始测量,逆时针方向经过圆心角θ=__30°__的半径上某处需要磨削。?
(3)已知飞轮直径为120 mm,如果在其背面离边缘10 mm处进行磨削,需要磨掉的质量m= __3.6×10-5__kg。?
(45分钟 100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分,1～5题为单选,6～8题为多选)
1.2018年2月25日,2018年平昌冬奥会闭幕式“北京8分钟”表演惊艳亮相。充满科技含量的机器人和冰屏旋转给我们留下深刻的印象。机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序。当人机对话时,使用的传感器是 (C)
A.光控传感器 B.气体传感器
C.声音传感器 D.压力传感器
2.某玩具汽车处置于车身方向接有如图所示的电路,其中M是一个质量较大的金属块,左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连,并套在光滑水平细杆上,a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上)。当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态。下列说法正确的是 (D)
A.玩具小车前进时,甲灯亮
B.玩具小车后退时,乙灯亮
C.玩具小车向左转弯时,乙灯亮
D.玩具小车向右转弯时,乙灯亮
3.随着酒驾查处力度的加大,“开车不喝酒,喝酒不开车”越来越成为人们的共识。氧化锡传感器主要用于酒精浓度的检测。它的电阻随酒精浓度的变化而变化,在图甲所示的电路中,不同的酒精浓度对应着传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精浓度有了对应关系,观察仪表指针就能判断酒精浓度是否超标。有一种氧化锡传感器,其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)—酒精浓度曲线如图乙所示,请判断,下列选项中电压表示数U0与酒精浓度c之间的对应关系正确的是 (B)
4.为了锻炼身体,李明同学利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图所示是原理图。轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起,弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计,弹簧劲度系数为100 N/cm。定值电阻R0=5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1=25 Ω,电源输出电压恒为U=3 V,理想电流表的量程为
0～0.6 A,小明把电流表刻度改为拉力刻度。当拉力为0时,金属滑片P刚好与电阻丝不接触。下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻) (C)
A.拉力为0的位置对应电流表的最左端
B.拉力为0的位置对应电流表的最右端
C.拉力为0的位置对应电流表的0.1 A
D.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处
5.如图所示为热水系统的恒温电路,当温度低时,热敏电阻的电阻很大,温度高时,热敏电阻的电阻就很小,只有当热水器中有水或水的温度低时,发热器才会开启并加热,反之,便会关掉发热器,则下列说法正确的是 (B)
A.虚线框中应接入一个与门的逻辑电路,为将水温调高一些,应增大R1的阻值
B.虚线框中应接入一个与门的逻辑电路,为将水温调高一些,应减小R1的阻值
C.虚线框中应接入一个或门的逻辑电路,为将水温调高一些,应增大R1的阻值
D.虚线框中应接入一个或门的逻辑电路,为将水温调高一些,应减小R1的阻值
6.如图(a)所示的电路中,光敏电阻R2的电阻随光照强度的增大而减小,当R2用图(b)所示的光照时,回路内的电压、电流变化规律为 ( B、D )
7.如图所示的火警报警装置,R1为热敏电阻,若温度升高,则R1的阻值会急剧减小,从而引起电铃两端电压的增加,当电铃两端电压达到一定值时,电铃会响,下列说法正确的是 ( B、D )
A.要使报警的临界温度升高,可以适当增大电源的电动势
B.要使报警的临界温度升高,可以适当减小电源的电动势
C.要使报警的临界温度升高,可以把R2的滑片P适当向下移
D.要使报警的临界温度升高,可以把R2的滑片P适当向上移
8.某温度检测、光电控制加热装置原理如图所示。图中RT为热敏电阻(随温度升高,阻值减小),用来探测加热电阻丝R的温度,RG为光敏电阻(随光照强度增大,阻值减小),接收小灯泡L的光照,除RT、RG外,其他电阻均为定值电阻(虚线框内两元件距离很近)。当R处温度升高时 ( A、D )
A.L变亮
B.R3的电流减小
C.E2的路端电压增大
D.R的功率减小
二、非选择题(本题共5小题,共60分)
9.(10分)如图所示,一热敏电阻RT放在控温容器M内;?为毫安表,量程6 mA,内阻为数10 Ω;E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9 Ω;S为开关。已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃的阻值约为
550 Ω。现要求在降温过程中测量在95 ℃～20 ℃之间的多个温度下RT的阻值。
(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图。
(2)完成下列实验步骤中的填空:
a.依照实验原理电路图连线。
b.调节控温容器M内的温度,使得RT的温度为95 ℃。
c.把电阻箱调到适当的初值,以保证仪器安全。
d.闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录__电阻箱的读数R0__。?
e.将RT的温度降为T1(20 ℃
g.逐步降低T1的数值,直至20 ℃为止;在每一温度下重复步骤e、f。
(3)若电源内阻不能忽略不计,是否影响测量结果__否__(选填“是”或“否”)?
10.(10分)(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中,图为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图。由图可知,这种热敏电阻在温度上升时导电能力__增强__(选填“增强”或“减弱”);相对金属热电阻而言,热敏电阻对温度变化的响应更__敏感__(选填“敏感”或“不敏感”)。?
(2)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U-I关系图线。
①实验室提供的器材有:电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围0～10 Ω)、滑动变阻器B(阻值范围0～100 Ω)、电动势为6 V的电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干。该同学做实验时,滑动变阻器选用的是__A__(选填“A”或“B”);请在图乙的方框中画出该实验的电路图。?
②将该小灯泡接入如丙图所示的电路中,已知电流传感器的示数为0.3 A,电源电动势为3 V。则此时小灯泡的电功率为__0.75__ W,电源的内阻为__1.67__Ω。?
11.(10分)某同学通过实验制作一个简易的温控装置,实验原理电路图如图甲所示,继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端,当继电器的电流超过15 mA时,衔铁被吸合,加热器停止加热,实现温控。继电器的电阻约为20 Ω,热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如表所示。
t/℃
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80.0
R1/Ω
199.5
145.4
108.1
81.8
62.9
49.1
(1)提供的实验器材有:电源E1(3 V,内阻不计)、电源E2(6 V,内阻不计)、滑动变阻器R1(0～200 Ω)、滑动变阻器R2(0～500 Ω)、热敏电阻Rt,继电器、电阻箱(0～999.9 Ω)、开关S、导线若干。
为使该装置实现对30～80 ℃之间任一温度的控制,电源E应选用__E2__(选填“E1”或“E2”),滑动变阻器R应选用__R2__(选填“R1”或“R2”)。?
(2)实验发现电路不工作。某同学为排查电路故障,用多用电表测量各接点间的电压,则应将如图乙所示的选择开关旋至__C__(选填“A”“B”“C”或“D”)。?
(3)合上开关S,用调节好的多用电表进行排查,在题图中,若只有b、c间断路,则应发现表笔接入a、b时指针__不偏转__(选填“偏转”或“不偏转”),接入a、c时指针__偏转__(选填“偏转”或“不偏转”)。?
(4)排除故障后,欲使衔铁在热敏电阻为50 ℃时被吸合,下列操作步骤正确顺序是__⑤④②③①__。(填写各步骤前的序号)?
①将热敏电阻接入电路
②观察到继电器的衔铁被吸合
③断开开关,将电阻箱从电路中移除
④合上开关,调节滑动变阻器的阻值
⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1 Ω
12.(14分)2018年3月14日,伟大的物理学家霍金去世,享年76岁。这位著名的宇宙学家患肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)55年时间。在过去40年里,他的主要沟通方式是通过脸颊上安装的神经传感器。这个传感器即压力传感器帮助他打字,以及使用文本转语音计算机。如图乙所示为霍金使用的“压力传感器”模拟电路,图甲表示某电阻R随压力F变化的关系,图中R0表示压力为0时的电阻,k表示图线的斜率。若用该电阻与电池(E,r)、电流表Rg、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,把电流表的电流刻度改为相应的压力,于是就得到了一个简单的“压力传感器”。
(1)现要把电流表的刻度值改为相应的压力值,则较大压力刻度应在表盘的__左 (选填“左”或“右”)侧。?
(2)在标识压力刻度时,需要弄清所压力和电流的对应关系。请用E、R0、k等物理量表示所测压力F与电流I的关系式:t=?-(r+R′+Rg+R0)__。?
(3)由(2)知,计算温度和电流的对应关系,需要测量电流表的内阻(量程3 mA,内阻约为200 Ω,设符号为“A1”)。已知实验室还有下列器材:
A.电源E(电动势12 V,内阻r较小)
B.电流表A2(量程0.6 A,内阻约为0.3 Ω)
C.滑动变阻器R1(0～20 Ω)
D.滑动变阻器R2(0～20 kΩ)
E.电阻箱R3(0～99.99 Ω)
F.电阻箱R4(0～999.9 Ω)
G.电压表 V1(量程3.0 V,内阻约为3 kΩ)
H.电压表 V2(量程15.0 V,内阻约为5 kΩ)
还有开关(单掷、双掷等),导线若干。
请在方框内设计一个合适的电路,用于测量电流表内阻Rg(电路中用你选择的器材符号表示)。
答:测电流表A1的内阻,可用伏安法,也可用半偏法。
若用伏安法,电路图如图甲所示,
其原理为U1=I1(RA1+R4),则RA1=-R4。
若用半偏法,电路图如图乙所示,其原理为当电流表A1的示数由满偏变为半偏时,RA1=R4。
13.(16分)李明同学通过3D打印制作的储能飞轮(可视为一定厚度的圆盘)在高速旋转时抖动明显,他认为是飞轮材料质量分布不均匀导致,并且可以通过在适当位置磨削掉适当质量来矫正,为此他设计了如下实验:
将带飞轮的电动机固定在压力传感器的水平面板上,压力传感器检测电动机对其表面的压力;在飞轮外缘侧面涂上一条很细的反光条,飞轮的轴心正下方固定光电传感器,用来检测侧面反射回的光强度。给电动机通电后,其旋转方向如图1中所示,将两传感器采集的信号输入电脑,得到如图2中的两条曲线。请回答:(结果均保留两位有效数字)
(1)电动机的转速为__1×104__ r/min。?
(2)从反光条所在的位置开始测量,逆时针方向经过圆心角θ=__30°__的半径上某处需要磨削。?
(3)已知飞轮直径为120 mm,如果在其背面离边缘10 mm处进行磨削,需要磨掉的质量m= __3.6×10-5__kg。?