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人教版高二物理选修3-2单元检测题：第六章传感器
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.关于传感器的下列说法正确的是( )
A． 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B． 金属材料也可以制成传感器
C． 传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D． 以上说法都不正确
【答案】B
【解析】半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以A错，B正确．传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C错．
2.传感器可将非电学量转换为电学量，起自动控制作用．如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机中有光传感器……演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )
A． 物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B． 物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C． 物体M不动时，电路中没有电流
D． 物体M不动时，电压表没有示数
【答案】B
【解析】当M向左运动时，与电压表并联的电阻变小，电压表的示数变小；当M向右运动时，与电压表并联的电阻变大，电压表的示数变大；当M不动的时候，电压表的示数不变化．
3.某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝缘的，如图所示．下列说法正确的是( )
A． 不能窃听到电话，因为电话线中电流太小
B． 不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通
C． 可以窃听到电话，因为电话中的电流是恒定电流， 在耳机电路中引起感应电流
D． 可以窃听到电话，因为电话中的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电流
【答案】D
【解析】声音引起电话机中薄膜振动，薄膜振动带动小磁铁振动，将声音信号转化为电信号，由于声音强弱在变，所以电信号也随声音变化，在电话线周围有变化的电磁场，所以有电磁感应现象，所以可以窃听到电话，因为电话中的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电流，D对．
4.如图所示，R3是光敏电阻(光照时电阻变小)，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势．当用光照射电阻R3时，则( )
A．a点电势高于b点电势
B．a点电势低于b点电势
C．a点电势等于b点电势
D．a点电势和b点电势的大小无法比较
【答案】A
【解析】R3是光敏电阻，当有光照射时电阻变小，R3两端电压减小，故a点电势升高，因其他电阻的阻值不变，所以a点电势高于b点电势．
5.如图所示为某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表．若发现电压表示数增大，可能的原因是( )
①热敏电阻温度降低，其他条件不变；②热敏电阻温度升高，其他条件不变
③光照减弱，其他条件不变；④光照增强，其他条件不变
A． ①③
B． ①④
C． ②③
D． ②④
【答案】A
【解析】热敏电阻温度降低，其他条件不变时，热敏电阻阻值减小，总电阻减小，总电流变大，则热敏电阻及光敏电阻所在的并联支路电压减小，光敏电阻上的电流减小，则热敏电阻及电阻R3上的电流变大，则电压表的读数变大，故①正确，②错误；若光照减弱，则光敏电阻的阻值增大，总电阻变大，总电流减小，则热敏电阻及光敏电阻所在的并联支路电压增大，则R3上的分压变大，电压表示数变大，选项③正确，④错误．故选A.
6.下列情况中，应用了温度传感器的是( )
A． 商场里的自动玻璃门
B． 夜间自动打开的路灯
C． 夜间有声音时就亮的楼梯灯
D． 自动恒温冰箱
【答案】D
【解析】传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量．而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量．题中只有自动恒温冰箱用了温度传感器.故选D项。
【点评】热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化．它们的电阻都是变小，而金属电阻则是变大．
7.金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是( )
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】金属铂的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U－I图线是非线性的且图线的斜率越来越大，故B正确．
8.如图所示，有电流流过长方形金属块，磁场的方向垂直于前后表面，由于发生霍尔效应，下列说法中正确的是( )
A． 金属块上表面a电势高
B． 金属块下表面b电势高
C． 金属块前表面c电势高
D． 金属块后表面d电势高
【答案】B
【解析】当电流在导体中流动时，自由电子定向移动的方向向左，受到向上的洛伦兹力作用，向金属块上表面聚集，于是金属块的上、下表面分别带上了负电荷与正电荷，从而形成了电势差，且下表面电势高，选项B正确．
9.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内横截面的流体体积)．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道(图中虚线)相连接．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )
A．(bR＋ρ)
B．(aR＋ρ)
C．(cR＋ρ)
D．(R＋ρ)
【答案】A
【解析】
设管中流体的流速为u，则在Δt时间内流体在管中向前移动的距离为vΔt，这样如图所示中画线的流体在Δt时间内都将流过横截面．
设其横截面积为S，则画线的流体体积ΔV＝SvΔt.对于题干所给的流量计，横截面积S＝bc，故流过流量计的流量Q＝vbc，对于给定的流量计，b与c是常量，可见测流量实质上是测流速．当可导电流体稳定地流经流量计时，流体将切割磁感线，这样在流量计的上、下两面产生感应电动势E＝vBc，其中B是垂直于流量计前后两面的匀强磁场的磁感应强度，c是流过流量计流体的厚度，v是可导电流体在流量计中的流速．这样在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，如图所示，则将有电流流过闭合电路．这个闭合电路中的电动势就是由可导电流体沿流量计流动切割磁感线而产生的，如图所示，电阻包括外接的电阻R和可导电液体的电阻(大小为r＝)．
根据闭合电路欧姆定律得，电路中的电流I＝.由此就得到可导电流体在流量计中的流速为v＝(R＋ρ)，于是流过流量计的流量Q＝vbc＝(bR＋ρ)．
10.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他物理量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容两极板间的( )
A． 距离变化
B． 正对面积变化
C． 介质变化
D． 电压变化
【答案】A
【解析】振动膜前后振动，使振动膜上的金属层与金属板间的距离发生变化，从而将声音信号转化为电信号．
11.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )
A． 0～t1时间内，升降机一定匀速运动
B． 0～t1时间内，升降机可能减速上升
C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升
D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升
【答案】B
【解析】在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A选项错误，B选项正确；t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错．
12.电子秤使用的是( )
A． 超声波传感器
B． 温度传感器
C． 压力传感器
D． 红外线传感器
【答案】C
【解析】根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，故使用的是压力传感器，故C正确．
13.动圈式话筒是一种声传感器，其作用是根据电磁感应原理将话筒中振膜的震动转化为同频率的感应电流．下列属于和话筒原理类似的是( )
A． 磁铁吸引铁钉
B． 水力发电
C． 梳过头发的塑料梳子吸引碎纸屑
D． 带电云层经过高楼时引起避雷针放电
【答案】B
【解析】磁铁吸引铁钉是磁铁的磁性，和电磁感应无关，故A错误；
发电机是利用电磁感应现象制成的，故B正确；
摩擦过的塑料梳子能吸引纸屑，说明摩擦过的塑料梳子带了电，属于摩擦起电，故C错误；
当带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击．其原理为尖端放电．故D错误．
14.每当地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了( )
A． 红外线传感器
B． 压力传感器
C． 振动传感器
D． 电容传感器
【答案】A
【解析】伤员被深埋在废墟中，借助红外线传感器，可以感知人与周围环境的差别，且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员．
15.电炖锅是用电阻通电后发热来加工食品的，内有两个“聪明”开关，一个是利用“热敏”材料制成的“热控开关”，当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开使电阻的发热功率减小；另一个是“定时开关”，当加热到一定时间时，“定时开关”断开，使电阻停止发热，这种“聪明电路”是( )
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】电路C中，当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开，电路的电阻变大，根据P＝，电阻的发热功率减小；当加热到一定时间时，“定时开关”断开，切断这个电路，使电阻停止发热，所以C是这种“聪明电路”．
16.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发出的光，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
【答案】C
【解析】由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，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对．
17.如图甲所示为斯密触发器，当加在它输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)；而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．下列关于斯密特触发器和光控电路的说法中错误的是( )
A． 斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B． 斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C． 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D． 当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
【答案】A
【解析】斯密特触发器是一种特殊的非门，它把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，A项说法错误，B项说法正确；把R的阻值调大些，只有RG的阻值达到更大时才能使斯密特触发器的A端电压达到某个值(1.6 V)，即天更暗时路灯才亮；当输出端Y突然跳到低电平时，发光二极管导通从而发光，C、D项说法正确．
18.如下图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )
A． 温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警
B． 温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警
C． 温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警
D． 温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警
【答案】D
【解析】由题干中图可知：金属丝下端所指的示数为：70℃+2×4℃=78℃；当温度升高到78℃，水银温度计顶端封入的一段金属丝就和水银相接，接通电路，电磁铁有了磁性，把衔铁吸引下来，L2亮，报警．故D正确、ABC错误．
故选：D．
19.如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比( )
A． 红灯亮，UR2变大
B． 绿灯亮，UR2变大
C． 绿灯亮，UR2变小
D． 红灯亮，UR2变小
【答案】D
【解析】门打开R3减小，导致R总减小，I总增加，Ur和UR1变大，UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，IR3＝I总－增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C均错误，D正确．
20.如图所示，电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是( )
A． 电吉他是光电传感器
B． 电吉他是温度传感器
C． 电吉他是声音传感器
D． 弦改用尼龙材料原理不变
【答案】C
【解析】由电吉他发声原理可知是将声音变化转变为电流的变化，C对，A、B、D错．
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，常使用电磁泵．某种电磁泵的结构如图所示，把装有液态钠的矩形截面导管(导管是环形的，图中只画出其中一部分)水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与导管垂直，让电流I按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B垂直．设导管截面高为a，宽为b，导管有长为l的一部分置于磁场中，由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动而不断沿管子向前推进．整个系统是完全密封的，只有金属钠本身在其中流动，其余的部件是固定不动的．
(1)假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式；
(2)设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q，单位体积内参与导电的自由电荷数为n，求在横穿液态钠的电流I的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速度.
【答案】(1)p＝ (2)
【解析】(1)由安培力计算公式可得液态钠所受磁场驱动力F＝BIa①
管道横截面积S＝ab②
由压强公式，垂直于导管横截面方向上磁场力产生的附加压强p＝③
由①②③得p＝
(2)由电流定义式I＝④
在时间t内通过的总电荷量Q＝nqblt⑤
由④⑤得参与导电的自由电荷定向移动的平均速率
＝.
22.如图所示，图甲是我市某中学在研究性学习活动中，吴丽同学自制的电子秤原理示意图，目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑片恰好停在变阻器R的最上端，此时电压表示数为零．设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力．
(1)推导出电压表示数U用所称物体质量m表示的关系式；
(2)为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在图乙的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数U用所称物体质量m表示的关系式．
【答案】(1) (2)
【解析】(1)当在托盘中放质量为m的物体后，弹簧被压缩x，
则有mg＝kx
此时滑动变阻器滑片以上的阻值设为R1，则R1＝R
由闭合电路欧姆定律得I＝
电压表的示数为U＝IR1
联立以上各式解得
U＝
(2)改进后的电路原理图如图，设电流为I′，I′＝
电压表的示数为U′，U′＝I′R1
联立解得U′＝.
23.如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑动电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定的MN上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端．P1与托盘固定相连，当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将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g.
(1)求托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x1.
(2)求托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2.
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零．校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式．
【答案】(1) (2) (3)m＝
【解析】托盘的移动带动P1移动，使P1、P2间出现电势差，电势差的大小反映了托盘向下移动距离的大小，由于R为均匀的滑动电阻，则其阻值与长度成正比．
(1)由力的平衡知识m0g＝kx1，解得x1＝.
(2)放上物体重新平衡后m0g＋mg＝kx2，解得
x2＝.
(3)由闭合电路的欧姆定律知E＝IR，由部分电路的欧姆定律知U＝IR串，又＝，其中x为P1、P2间的距离，则x＝x2－x1＝，联立解得m＝.
24.如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度，该装置在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器，用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N．(取g＝10 m/s2)．
(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6 N，求此时汽车的加速度大小和方向．
(2)求当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数恰为零．
【答案】(1)4.0 m/s2 向前 (2)10 m/s2 向后
【解析】传感器上所显示的大小，即弹簧对传感器的压力，据牛顿第三定律知，此即弹簧上的弹力大小，亦即弹簧对滑块的弹力大小．
(1)
如图所示，依题意知左侧弹簧对滑块向右的推力F1＝14 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F2＝6 N.
设滑块所受合力产生加速度a1，根据牛顿第二定律有F1－F2＝ma1，得a1＝＝m/s2＝4.0 m/s2，a1与F1同方向，即向前．
(2)a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F1′＝0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F2′＝20 N．滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F合＝F2′＝ma2，得a2＝＝10 m/s2，方向向后．
绝密★启用前
人教版高二物理选修3-2单元检测题：第六章传感器
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.关于传感器的下列说法正确的是( )
A． 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的
B． 金属材料也可以制成传感器
C． 传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D． 以上说法都不正确
2.传感器可将非电学量转换为电学量，起自动控制作用．如计算机鼠标中有位移传感器，电熨斗、电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机中有光传感器……演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )
A． 物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B． 物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C． 物体M不动时，电路中没有电流
D． 物体M不动时，电压表没有示数
3.某部小说中描述一种窃听电话：窃贼将并排在一起的两根电话线分开，在其中一根电话线旁边铺设一条两端分别与耳机连接的导线，这条导线与电话线是绝缘的，如图所示．下列说法正确的是( )
A． 不能窃听到电话，因为电话线中电流太小
B． 不能窃听到电话，因为电话线与耳机没有接通
C． 可以窃听到电话，因为电话中的电流是恒定电流， 在耳机电路中引起感应电流
D． 可以窃听到电话，因为电话中的电流是交变电流，在耳机电路中引起感应电流
4.如图所示，R3是光敏电阻(光照时电阻变小)，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势．当用光照射电阻R3时，则( )
A．a点电势高于b点电势
B．a点电势低于b点电势
C．a点电势等于b点电势
D．a点电势和b点电势的大小无法比较
5.如图所示为某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表．若发现电压表示数增大，可能的原因是( )
①热敏电阻温度降低，其他条件不变；②热敏电阻温度升高，其他条件不变
③光照减弱，其他条件不变；④光照增强，其他条件不变
A． ①③
B． ①④
C． ②③
D． ②④
6.下列情况中，应用了温度传感器的是( )
A． 商场里的自动玻璃门
B． 夜间自动打开的路灯
C． 夜间有声音时就亮的楼梯灯
D． 自动恒温冰箱
7.金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是( )
A．B．
C．D．
8.如图所示，有电流流过长方形金属块，磁场的方向垂直于前后表面，由于发生霍尔效应，下列说法中正确的是( )
A． 金属块上表面a电势高
B． 金属块下表面b电势高
C． 金属块前表面c电势高
D． 金属块后表面d电势高
9.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内横截面的流体体积)．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道(图中虚线)相连接．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )
A．(bR＋ρ)
B．(aR＋ρ)
C．(cR＋ρ)
D．(R＋ρ)
10.如图所示是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他物理量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因是电容两极板间的( )
A． 距离变化
B． 正对面积变化
C． 介质变化
D． 电压变化
11.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )
A． 0～t1时间内，升降机一定匀速运动
B． 0～t1时间内，升降机可能减速上升
C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升
D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升
12.电子秤使用的是( )
A． 超声波传感器
B． 温度传感器
C． 压力传感器
D． 红外线传感器
13.动圈式话筒是一种声传感器，其作用是根据电磁感应原理将话筒中振膜的震动转化为同频率的感应电流．下列属于和话筒原理类似的是( )
A． 磁铁吸引铁钉
B． 水力发电
C． 梳过头发的塑料梳子吸引碎纸屑
D． 带电云层经过高楼时引起避雷针放电
14.每当地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了( )
A． 红外线传感器
B． 压力传感器
C． 振动传感器
D． 电容传感器
15.电炖锅是用电阻通电后发热来加工食品的，内有两个“聪明”开关，一个是利用“热敏”材料制成的“热控开关”，当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开使电阻的发热功率减小；另一个是“定时开关”，当加热到一定时间时，“定时开关”断开，使电阻停止发热，这种“聪明电路”是( )
A．B．
C．D．
16.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发出的光，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
17.如图甲所示为斯密触发器，当加在它输入端A的电压上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)；而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)．图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻．下列关于斯密特触发器和光控电路的说法中错误的是( )
A． 斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号
B． 斯密特触发器是具有特殊功能的非门
C． 要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些
D． 当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，二极管发光
18.如下图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是( )
A． 温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警
B． 温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警
C． 温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警
D． 温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警
19.如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比( )
A． 红灯亮，UR2变大
B． 绿灯亮，UR2变大
C． 绿灯亮，UR2变小
D． 红灯亮，UR2变小
20.如图所示，电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是( )
A． 电吉他是光电传感器
B． 电吉他是温度传感器
C． 电吉他是声音传感器
D． 弦改用尼龙材料原理不变
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，常使用电磁泵．某种电磁泵的结构如图所示，把装有液态钠的矩形截面导管(导管是环形的，图中只画出其中一部分)水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与导管垂直，让电流I按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B垂直．设导管截面高为a，宽为b，导管有长为l的一部分置于磁场中，由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动而不断沿管子向前推进．整个系统是完全密封的，只有金属钠本身在其中流动，其余的部件是固定不动的．
(1)假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式；
(2)设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q，单位体积内参与导电的自由电荷数为n，求在横穿液态钠的电流I的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速度.
22.如图所示，图甲是我市某中学在研究性学习活动中，吴丽同学自制的电子秤原理示意图，目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量．托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计．滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，滑片恰好停在变阻器R的最上端，此时电压表示数为零．设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力．
(1)推导出电压表示数U用所称物体质量m表示的关系式；
(2)为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在图乙的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数U用所称物体质量m表示的关系式．
23.如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑动电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定的MN上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端．P1与托盘固定相连，当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将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g.
(1)求托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x1.
(2)求托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2.
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零．校准零点后，将物体m放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式．
24.如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度，该装置在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器，用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N．(取g＝10 m/s2)．
(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6 N，求此时汽车的加速度大小和方向．
(2)求当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数恰为零．
