高中物理人教版选修3-2课后练习质量检测卷 第6章 传感器word含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-2课后练习质量检测卷 第6章 传感器word含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 438.3KB | ||
| 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 | 2020-05-12 17:03:56 | ||
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文档简介
传感器
(时间：90分钟 满分：100分)
一、单选题(本题共8小题，每小题3分，共24分)
1．下列说法正确的是( )
A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁
B．氧化铁在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电
D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位
解析：选D 电饭锅的主要元件为感温铁氧体，它在103 ℃时失去铁磁性，A、B错误；用电饭锅烧水时，在标准大气压下，水温最高为：100 ℃，电饭锅不会自动弹开，若无人控制，则会直到水被烧干后才会断开，C错误；电饭锅开关自动断电后只能手动复位，D正确．
2．下列有关传感器的说法中错误的是( )
A．地震时用的生命探测仪利用了生物传感器
B．嫦娥三号月球登陆器搭载的立体相机获取月球数据利用了光传感器
C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器
D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器
解析：选D 生命探测仪是利用生物传感器；立体相机是利用光传感器；电子秤是利用压力传感器；火灾报警器是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了光传感器而不是利用了温度传感器，故A、B、C对，D错．
3．许多饮水机，可以保证出水温度恒定，采取的方法是( )
A．持续加温
B．设定程式，固定各次加温时间及加热时间间隔
C．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热
D．人工控制加温按钮
解析：选C 饮水机温度控制系统以调节饮水机温度为目的，其输入参数主要是水温信号和设置的设定温度．输出信号主要是温度显示、声光报警和执行加热．工作时传感器将温度传给单片机，当水温低于设定温度时．单片机控制加热模块加热，当温度高于设定温度，继电器断开，加热停止．从而实现温度控制的目标．故选C.
4．在如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，下列说法正确的是( )
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当S断开时，L消耗功率变大
D．无论怎样移动触头，L消耗的功率都不变
解析：选A 触头P向左移动时，支路电阻变小，电源两端电压不变，LED的亮度变大，光敏电阻R的电阻变小，流经L的电流变大，消耗功率变大；S断开时，LED不再
发光，R值增大，电路中总电阻变大，总电流变小，流经L的电流变小，则L消耗的功率变小．
5．如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触摸点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知( )
A．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和四周电极
B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大
C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小
D．如果用戴了绝缘手套的手触摸屏幕，控制器照样能计算触摸点位置
解析：选B 据题意知，人是导体，人的手指和电容触摸屏上导体层形成电容，故A错误；由平行板电容器的决定式可以知道，接触面积增大时，电容增大，故B正确，C错误；绝缘手套与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作，故D错误．
6.如图所示是利用电容器测量角度的传感器示意图．当动片和定片之间的角度θ发生变化时，电容C便发生变化，测出C的变化情况，就可知道θ的变化情况．选项图的四个图象中，能正确反映C和θ间函数关系的是( )
解析：选A 因为电容和两块极板之间正对面积的大小是成正比的．而θ的增大使得动片和定片的正对面积减小，所以使得C减小，又θ增大导致正对面积减小是按照线性规律变化的，所以A正确．
7．如图(a)所示的电路中，光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时，R2两端的电压变化规律是( )
解析：选B 光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零．故选项B正确．
8．电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制．转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲．开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙．随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙．以下关于“霍尔转把”叙述正确的是( )
A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极
B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压
D．若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
解析：选B 根据霍尔元件的工作原理可知，在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上下端分别为N、S极时，磁场与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，霍尔器件不能输出控制车速的电势差，A选项错误；当按图甲顺时针转动把手，导致霍尔器件周围的磁场增加，那么霍尔器件输出控制车速的电势差增大，因此车速变快，B选项正确；永久磁铁的N、S极可能在左、右侧面，或在前、后表面，因此从霍尔器件输出控制车速的电势差，不一定在霍尔器件的左、右侧面，也可能在前、后表面，C选项错误；当霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，从霍尔器件输出控制车速的电势差正负号相反，但由图丙可知，不会影响车速控制，D选项错误．
二、多选题(本题共7小题，每小题3分，共21分，全选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)
9．如图所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )
A．严重污染时，LDR是高电阻
B．轻度污染时，LDR是高电阻
C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定
D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响
解析：选AD 严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对．
10．如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图．图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R.当油箱内油面下降时，下列分析正确的有( )
A．触点O向下滑动
B．触点O向上滑动
C．电路中的电流增大了
D．电路中的电流减小了
解析：选BD 当滑箱内油面下降时，浮标下降，由杠杆可以看出触点O向上滑动，变阻器R的阻值变大，电流减小，所以选项A、C错误，B、D正确．
11．如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )
A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高
B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低
C．当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
解析：选BC R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D项错误．
12．小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．参照恒温箱原理图，下列对故障判断错误的是( )
A．只可能是热敏电阻出现故障
B．只可能是温度设定装置出现故障
C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障
D．可能是加热器出现故障
解析：选ABD 由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误；若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误．
13.如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应．若匀强磁场的磁感应强度为B，金属板宽度为h、厚度为d，通有电流I，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U.已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为I＝neSv.则下列说法中正确的是( )
A．在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛伦兹力方向向上
B．达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势
C．只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为
D．只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为
解析：选AD 金属中自由移动的是自由电子，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向上，A选项正确；上表面A聚集电子，电势低，B选项错误；电子最终达到平衡，evB＝e，即U＝vBh，根据电流的微观表达式，I＝nevS＝nevhd，解得v＝，代入得U＝Bh＝∝，只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为2U，C选项错误；只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为，D选项正确．
14．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．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
解析：选AD 当R处温度升高时，RT阻值变小，小灯泡L的光照强度增大，RG阻值变小，通过R2的电流变大，E2的路端电压变小，R两端电压变小，通过的电流也变小，功率变小，通过R3的电流变大，A、D选项正确．
15．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要的作用．传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻．热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的电路图．下列说法正确的是( )
A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处
B．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处
C．若使启动报警的温度提高些，则应将滑动变阻器滑片P向左移动
D．如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑片P都不能报警，且电路无故障，可能原因是左边电源电压太低
解析：选ACD 分析图甲可知，温度越高，热敏电阻阻值越小，为了使温度过高时报警器响铃，开关c应该接在a处，A选项正确，B选项错误；若使报警的最低温度提高些，则电路中电阻应增大，滑动变阻器的滑片P向左移动，C选项正确；在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中电磁铁不能使竖直片与a接触，原因可能是左边电源电压太低，电源提供的电流太小，导致磁铁的磁性太弱；也可能是弹簧的劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力，D选项正确．
三、非选择题(本题共5小题，共55分)
16．(10分)如图(a)是测量汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验．采用DIS方法对模型进行测量，其结果如图(b)中电脑屏幕所示．
(1)图(a)中的传感器为__________传感器．
(2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面．对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图(b)电脑屏幕上的________(填“a”“b”或“c”)．
(3)如增大小球在斜槽上的高度，请在图(b)中大致画出小球通过凸形桥甲时的压力图线．
解析：(1)该传感器把力信号转化为电信号，属于力电传感器．(2)小球经过凸形桥甲的最高点时，压力小于重力，其相对应的压力图线应是电脑屏幕上的c.(3)增大小球在斜槽上的高度，小球经凸形桥甲的最高点时压力更小，其图线与c相比较，最低点更低一点．
答案：(1)力电 (2)c (3)图线与c相比较，最低点更低一点(图略)
17．(10分)一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝．将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束．在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线．图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间t，纵坐标表示接收到的激光信号强度I，图中Δt1＝1.0×10－3 s，Δt2＝0.8×10－3 s.
(1)利用图乙中的数据求1 s时圆盘转动的角速度；
(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向，并说明理由．
解析：(1)由图线读得，转盘的转动周期T＝0.8 s，
角速度ω＝≈ rad/s
＝7.85 rad/s.
(2)激光器和传感器沿半径向圆盘边缘移动．理由：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应传感器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动．
答案：(1)7.85 rad/s (2)见解析
18．(10分)图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)．
(1)若图乙中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10－2 s，则圆盘的转速为多少？(保留3位有效数字)
(2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为多少？(保留3位有效数字)
解析：(1)由题图乙可知一个周期对应4.4大格，
所以T＝4.4×5.00×10－2 s＝0.22 s
故转速n＝≈4.55 r/s.
(2)由题图乙可知反光时间
t＝0.2×5.00×10－2 s＝1.00×10－2 s
由l＝·t可得涂层长度
l＝×1.00×10－2 cm≈1.46 cm.
答案：(1)4.55 r/s (2)1.46 cm
19．(12分)某种电饭锅的工作原理图如图所示，煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后(当时的温度大约为103 ℃保护开关S自动断开，黄灯亮．
(1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系？为什么？
(2)通常情况下用这种电饭锅烧水时，它的自动断电功能是否起作用？为什么？
解析：(1)R1应该远大于发热板的等效电阻．因为R1和红灯只起指示作用，消耗的电功率应远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R1和红灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R1应该远大于发热板的等效电阻．
(2)水沸腾时的温度为100 ℃，烧开时水温不会达到103 ℃，所以自动断电功能不起作用．
答案：见解析
20．(13分)如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒R(每厘米长的电阻为1 Ω)竖直放置，其总长度L＝10 cm，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝4 Ω，托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量m0＝0.1 kg，水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触．当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量x＝1 cm，轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触．若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移，g取10 m/s2.求：
(1)弹簧的劲度系数k；
(2)该电子秤能称出的最大物体质量m及对应的理想电压表V的示数U.
解析：(1)托盘质量m0＝0.1 kg，当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量x＝1 cm，根据平衡条件得mg＝kx，解得k＝＝100 N/m.
(2)当电子秤称量物体质量最大时，滑片位于最下端，弹簧压缩10 cm，根据受力平衡可知，最大物体质量m＝＝1 kg，电压表测量滑动变阻器R两端电压，U＝·E＝4 V.
答案：(1)100 N/m (2)1 kg 4 V
(时间：90分钟 满分：100分)
一、单选题(本题共8小题，每小题3分，共24分)
1．下列说法正确的是( )
A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁
B．氧化铁在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性
C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电
D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位
解析：选D 电饭锅的主要元件为感温铁氧体，它在103 ℃时失去铁磁性，A、B错误；用电饭锅烧水时，在标准大气压下，水温最高为：100 ℃，电饭锅不会自动弹开，若无人控制，则会直到水被烧干后才会断开，C错误；电饭锅开关自动断电后只能手动复位，D正确．
2．下列有关传感器的说法中错误的是( )
A．地震时用的生命探测仪利用了生物传感器
B．嫦娥三号月球登陆器搭载的立体相机获取月球数据利用了光传感器
C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器
D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器
解析：选D 生命探测仪是利用生物传感器；立体相机是利用光传感器；电子秤是利用压力传感器；火灾报警器是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪烁，自动报警，利用了光传感器而不是利用了温度传感器，故A、B、C对，D错．
3．许多饮水机，可以保证出水温度恒定，采取的方法是( )
A．持续加温
B．设定程式，固定各次加温时间及加热时间间隔
C．水温低于设定温度时加热，达到设定温度时，停止加热
D．人工控制加温按钮
解析：选C 饮水机温度控制系统以调节饮水机温度为目的，其输入参数主要是水温信号和设置的设定温度．输出信号主要是温度显示、声光报警和执行加热．工作时传感器将温度传给单片机，当水温低于设定温度时．单片机控制加热模块加热，当温度高于设定温度，继电器断开，加热停止．从而实现温度控制的目标．故选C.
4．在如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，下列说法正确的是( )
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当S断开时，L消耗功率变大
D．无论怎样移动触头，L消耗的功率都不变
解析：选A 触头P向左移动时，支路电阻变小，电源两端电压不变，LED的亮度变大，光敏电阻R的电阻变小，流经L的电流变大，消耗功率变大；S断开时，LED不再
发光，R值增大，电路中总电阻变大，总电流变小，流经L的电流变小，则L消耗的功率变小．
5．如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触摸点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知( )
A．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和四周电极
B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大
C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小
D．如果用戴了绝缘手套的手触摸屏幕，控制器照样能计算触摸点位置
解析：选B 据题意知，人是导体，人的手指和电容触摸屏上导体层形成电容，故A错误；由平行板电容器的决定式可以知道，接触面积增大时，电容增大，故B正确，C错误；绝缘手套与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作，故D错误．
6.如图所示是利用电容器测量角度的传感器示意图．当动片和定片之间的角度θ发生变化时，电容C便发生变化，测出C的变化情况，就可知道θ的变化情况．选项图的四个图象中，能正确反映C和θ间函数关系的是( )
解析：选A 因为电容和两块极板之间正对面积的大小是成正比的．而θ的增大使得动片和定片的正对面积减小，所以使得C减小，又θ增大导致正对面积减小是按照线性规律变化的，所以A正确．
7．如图(a)所示的电路中，光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时，R2两端的电压变化规律是( )
解析：选B 光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零．故选项B正确．
8．电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制．转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲．开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙．随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙．以下关于“霍尔转把”叙述正确的是( )
A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极
B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快
C．图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压
D．若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制
解析：选B 根据霍尔元件的工作原理可知，在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上下端分别为N、S极时，磁场与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，霍尔器件不能输出控制车速的电势差，A选项错误；当按图甲顺时针转动把手，导致霍尔器件周围的磁场增加，那么霍尔器件输出控制车速的电势差增大，因此车速变快，B选项正确；永久磁铁的N、S极可能在左、右侧面，或在前、后表面，因此从霍尔器件输出控制车速的电势差，不一定在霍尔器件的左、右侧面，也可能在前、后表面，C选项错误；当霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，从霍尔器件输出控制车速的电势差正负号相反，但由图丙可知，不会影响车速控制，D选项错误．
二、多选题(本题共7小题，每小题3分，共21分，全选对的得3分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)
9．如图所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )
A．严重污染时，LDR是高电阻
B．轻度污染时，LDR是高电阻
C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定
D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响
解析：选AD 严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对．
10．如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图．图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R.当油箱内油面下降时，下列分析正确的有( )
A．触点O向下滑动
B．触点O向上滑动
C．电路中的电流增大了
D．电路中的电流减小了
解析：选BD 当滑箱内油面下降时，浮标下降，由杠杆可以看出触点O向上滑动，变阻器R的阻值变大，电流减小，所以选项A、C错误，B、D正确．
11．如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )
A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高
B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低
C．当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
解析：选BC R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D项错误．
12．小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．参照恒温箱原理图，下列对故障判断错误的是( )
A．只可能是热敏电阻出现故障
B．只可能是温度设定装置出现故障
C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障
D．可能是加热器出现故障
解析：选ABD 由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误；若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误．
13.如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应．若匀强磁场的磁感应强度为B，金属板宽度为h、厚度为d，通有电流I，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U.已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为I＝neSv.则下列说法中正确的是( )
A．在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛伦兹力方向向上
B．达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势
C．只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为
D．只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为
解析：选AD 金属中自由移动的是自由电子，根据左手定则可知，电子受到的洛伦兹力方向向上，A选项正确；上表面A聚集电子，电势低，B选项错误；电子最终达到平衡，evB＝e，即U＝vBh，根据电流的微观表达式，I＝nevS＝nevhd，解得v＝，代入得U＝Bh＝∝，只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为2U，C选项错误；只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为，D选项正确．
14．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．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
解析：选AD 当R处温度升高时，RT阻值变小，小灯泡L的光照强度增大，RG阻值变小，通过R2的电流变大，E2的路端电压变小，R两端电压变小，通过的电流也变小，功率变小，通过R3的电流变大，A、D选项正确．
15．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要的作用．传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻．热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的电路图．下列说法正确的是( )
A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处
B．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处
C．若使启动报警的温度提高些，则应将滑动变阻器滑片P向左移动
D．如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑片P都不能报警，且电路无故障，可能原因是左边电源电压太低
解析：选ACD 分析图甲可知，温度越高，热敏电阻阻值越小，为了使温度过高时报警器响铃，开关c应该接在a处，A选项正确，B选项错误；若使报警的最低温度提高些，则电路中电阻应增大，滑动变阻器的滑片P向左移动，C选项正确；在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中电磁铁不能使竖直片与a接触，原因可能是左边电源电压太低，电源提供的电流太小，导致磁铁的磁性太弱；也可能是弹簧的劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力，D选项正确．
三、非选择题(本题共5小题，共55分)
16．(10分)如图(a)是测量汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验．采用DIS方法对模型进行测量，其结果如图(b)中电脑屏幕所示．
(1)图(a)中的传感器为__________传感器．
(2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面．对于凸形桥甲，其相对应的压力图线应是图(b)电脑屏幕上的________(填“a”“b”或“c”)．
(3)如增大小球在斜槽上的高度，请在图(b)中大致画出小球通过凸形桥甲时的压力图线．
解析：(1)该传感器把力信号转化为电信号，属于力电传感器．(2)小球经过凸形桥甲的最高点时，压力小于重力，其相对应的压力图线应是电脑屏幕上的c.(3)增大小球在斜槽上的高度，小球经凸形桥甲的最高点时压力更小，其图线与c相比较，最低点更低一点．
答案：(1)力电 (2)c (3)图线与c相比较，最低点更低一点(图略)
17．(10分)一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2 mm的均匀狭缝．将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束．在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线．图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间t，纵坐标表示接收到的激光信号强度I，图中Δt1＝1.0×10－3 s，Δt2＝0.8×10－3 s.
(1)利用图乙中的数据求1 s时圆盘转动的角速度；
(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向，并说明理由．
解析：(1)由图线读得，转盘的转动周期T＝0.8 s，
角速度ω＝≈ rad/s
＝7.85 rad/s.
(2)激光器和传感器沿半径向圆盘边缘移动．理由：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应传感器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动．
答案：(1)7.85 rad/s (2)见解析
18．(10分)图甲是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图乙所示)．
(1)若图乙中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10－2 s，则圆盘的转速为多少？(保留3位有效数字)
(2)若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为多少？(保留3位有效数字)
解析：(1)由题图乙可知一个周期对应4.4大格，
所以T＝4.4×5.00×10－2 s＝0.22 s
故转速n＝≈4.55 r/s.
(2)由题图乙可知反光时间
t＝0.2×5.00×10－2 s＝1.00×10－2 s
由l＝·t可得涂层长度
l＝×1.00×10－2 cm≈1.46 cm.
答案：(1)4.55 r/s (2)1.46 cm
19．(12分)某种电饭锅的工作原理图如图所示，煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后(当时的温度大约为103 ℃保护开关S自动断开，黄灯亮．
(1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系？为什么？
(2)通常情况下用这种电饭锅烧水时，它的自动断电功能是否起作用？为什么？
解析：(1)R1应该远大于发热板的等效电阻．因为R1和红灯只起指示作用，消耗的电功率应远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R1和红灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R1应该远大于发热板的等效电阻．
(2)水沸腾时的温度为100 ℃，烧开时水温不会达到103 ℃，所以自动断电功能不起作用．
答案：见解析
20．(13分)如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒R(每厘米长的电阻为1 Ω)竖直放置，其总长度L＝10 cm，电源电动势E＝6 V，内阻r＝1 Ω，保护电阻R0＝4 Ω，托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量m0＝0.1 kg，水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触．当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量x＝1 cm，轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触．若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移，g取10 m/s2.求：
(1)弹簧的劲度系数k；
(2)该电子秤能称出的最大物体质量m及对应的理想电压表V的示数U.
解析：(1)托盘质量m0＝0.1 kg，当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量x＝1 cm，根据平衡条件得mg＝kx，解得k＝＝100 N/m.
(2)当电子秤称量物体质量最大时，滑片位于最下端，弹簧压缩10 cm，根据受力平衡可知，最大物体质量m＝＝1 kg，电压表测量滑动变阻器R两端电压，U＝·E＝4 V.
答案：(1)100 N/m (2)1 kg 4 V