选修3-2第六单元传感器 单元双基精品试卷 (B）（含答案）
文档属性
| 名称 | 选修3-2第六单元传感器 单元双基精品试卷 (B）（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 189.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-23 09:01:08 | ||
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文档简介
-1106805339725此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
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班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2020-2021学年度高中物理单元双基精品试卷
选修3-2第六单元传感器（B）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．下列说法正确的是( )
A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器
B．湿敏传感器只能是物理传感器
C．物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出
D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应
2．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图。其中R2是用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )
A．I变小，U变大 B．I变小，U变小
C．I变大，U变大 D．I变大，U变小
3．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．该仪器不会受到白天光照的影响
4．在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能。对此，以下判断正确的是( )
①通电后，其电功率先增大，后减小 ②通电后，其电功率先减小，后增大 ③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变 ④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
5．如图所示为电容式传感器部分构件的示意图。当动片(实线图)和定片(虚线图)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时，电容C便发生变化，图中能正确反映C和θ间的函数关系的是 ( )
6．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关S与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球。S断开时传感器上有示数。S闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )
A．正在增加，ΔΦΔt＝mgdq
B．正在减弱，ΔΦΔt＝mgdnq
C．正在减弱，ΔΦΔt＝mgdq
D．正在增加，ΔΦΔt＝mgdnq
7．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器的说法中，正确的是( )
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器
B．电子体温计主要是采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器
D．电子秤主要是采用了力电传感器
8．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
9．振弦型频率传感器的结构如图所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，且夹块始终对膜片有压力。当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大。这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化。下列说法正确的是( )
A．当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高
B．当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高
C．膜片上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高
D．膜片上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高
10．巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测大容量远距离直流输电线路中的强电流，其原理利用了巨磁电阻效应。巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻R在一定磁场作用下随磁感应强度B的增加而急剧减小的特性。如图所示为检测电路的原理图，设输电线路电流为I(不是GMR中的电流)GMR为巨磁电阻，R1、R2为定值电阻。已知输电线路电流I在巨磁电阻GMR处产生的磁场的磁感应强度B的大小与I成正比，下列有关说法正确的是( )
A．如果I增大，电压表V1示数减小，电压表V2示数增大
B．如果I增大，电流表A示数减小，电压表V1示数增大
C．如果I减小，电压表V1示数增大，电压表V2示数增大
D．如果I减小，电流表A示数减小，电压表V2示数减小
二、非选择题(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题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)
11．(6分)有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计，试分析：
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
300
280
260
240
220
200
180
…
(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R＝________ Ω；
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为________N；
(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度________。(选填“均匀”或“不均匀”)
12．(10分)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在如图所示的实物图上连线。
(2)实验的主要步骤：
①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________________，________________，断开开关；
③重复第②步操作若干次，测得多组数据。
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图所示的R－t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝______＋______t(Ω)。(保留3位有效数字)
13．(8分)全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的。当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞打开，排出污水。牵引电磁铁的结构如图所示。当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体相互作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水。同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位，从而关闭阀门。想一想：
(1)某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端和B端分别为什么磁极？
(2)a、b处输入的是正、负交变电流，铁芯2是否仍然吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同？
14．(10分)全自动洗衣机有一个水位开关，它是一个压力开关。水位开关的工作原理是利用开关内的空气随着水位上升所增加的压力，使开关活动，关闭水阀。在排水时，随着水位的下降，空气室内的压力随之下降，开关恢复到初始位置。从图中可看到当水注进洗衣机桶后，空气很快被封闭在左侧小管中，随着水位的上升，封闭空气的压强增大。通常桶内外液面差H为15～35 cm，设大气压为1×105 Pa。问：
(1)封闭空气的压强数值大约有多大？
(2)若橡胶膜片的半径为2.5 cm，则压缩空气对橡胶膜片的压力有多大？
15．(12分)某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k＝120 N/m，自然长度L0＝1 m弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S＝0.5 m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝9.0 V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝6.0 V。(电压表可看作理想电表)试求：
(1)金属杆单位长度的电阻；
(2)此时作用在迎风板上的风力。
16．(14分)如图所示为一种悬球式加速度仪的原理图，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。金属球的质量为m，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为L的均匀电阻丝，其总阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计。电阻丝的中点C处焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两根导线之间接入一个电压表，图中虚线OC与AB垂直，且OC＝h，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上。整个装置固定在列车中，使AB沿车前进的方向。列车静止时金属丝处于竖直状态，当加速或减速时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小。
(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U′的关系式。
(2)用导出的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀。
(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是什么？对电压表的选择有什么特殊要求吗？
物 理（B）答 案
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．【答案】D
【解析】各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为电学量，故A错；湿敏传感器为化学传感器，故B错；传感器既可将信息转化为电压输出，也可转化为电流、电阻等输出，故C错；由物理传感器定义知D正确。
2．【答案】B
【解析】当有火灾出现时，R2减小，R2与R3并联阻值减小。因为I总＝ER＋r，R减小，I总增大。因为U外＝E－I总r，所以U外减小，故电压表示数减小。因为I总增大，所以R1两端电压增大，所以R2与R3两端电压减小，电流表示数减小。故B正确。
3．【答案】A
【解析】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；白天自然光强度较强，会对LDR造成影响，D错。
4．【答案】C
【解析】电热灭蚊器温度由0升到t1的过程中，电阻器的电阻率ρ随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当t＝t1时，P＝P1达到最大。温度由t1升高到t2的过程中，ρ增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大；因此在这之间的某一温度t3会有P＝P3＝P′，即当热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当tP′时，温度自动升高到t3；当t>t3，P5．【答案】D
【解析】当角度θ发生变化时，极板正对面积发生变化，S＝πr2θ2π＝r22θ，又C＝εrS4πkd，所以C＝εrr2θ8πkd，故D正确。
6．【答案】D
【解析】S闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力。由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝nΔΦΔt＝U，又Udq＝mg得ΔΦΔt＝mgdnq，故D正确。
7．【答案】BD
【解析】电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，A、C错误。
8．【答案】BC
【解析】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错误，B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正确；当减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D错误。
9．【答案】BC
【解析】当铁块靠近磁铁时，线圈中的磁通量增加，根据楞次定律可得，b端电势比a端电势高， B项正确；膜片上压力越小时，钢弦上的张力越大，振动频率越高，线圈中感应电动势的频率越高，C项正确。
10．【答案】AD
【解析】如果I增大，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感应强度B增大，巨磁电阻的电阻减小，巨磁电阻中电流增大，电流表A示数增大，电压表V2示数增大，电压表V1示数减小，选项A正确B错误；如果I减小，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感应强度B减小，巨磁电阻的电阻增大，巨磁电阻中电流减小，电流表A示数减小，电压表V2示数减小，电压表V1示数增大，选项D正确C错误。
二、非选择题(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题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)
11．(6分)
【答案】(1)300－0.4F (2)600 (3)不均匀
【解析】(1)由表中数据可知k＝ΔRΔF＝20 Ω50 Ω＝0.4 Ω/N
所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R＝(300－0.4F) Ω。
(2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能超过5 V，所以5 V6 V＝R0R0＋R，解得R＝60 Ω，又因为R＝(300－0.4F) Ω，得出F＝600 N。
(3)电流表中的电流I＝ER0＋R＝E600－0.4F，电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀。
12．(10分)
【答案】(1)见解析图 (2)②记录温度计数值 记录电压表数值 (3)100 0.385
【解析】(1)实物连线如图。
(2)②改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表示数改变。
(3)从图线知R与t呈线性关系，且纵轴上截距(当t＝0 ℃时)R＝100 Ω；图线斜率k＝ΔRΔt≈0.385，所以R＝100＋0.385t(Ω)。
13．(8分)
【解析】(1)利用安培定则判断，A端为S极，B端为N极。
(2)仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈发生相吸的作用。但与恒定电流产生的磁场相比，交变磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因而会有振动而产生噪声。
14．(10分)
【解析】(1)封闭空气的压强数值可根据洗衣桶的水位差来确定
p＝p0＋ρ水gH
得封闭空气的压强在1.015×105～1.035×105 Pa之间。
(2)由F＝pS得压缩空气对橡胶膜片的压力在199～203 N之间。
15．(12分)
【解析】设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2，由题意得
(1)无风时：U1＝ER1＋R＋rR1
得R1＝4.5 Ω
所以金属杆单位长度的电阻r0＝R1L0＝4.51 Ω/m＝4.5 Ω/m。
(2)有风时：U2＝ER2＋R＋rR2
得R2＝1.5 Ω
此时，弹簧长度L＝R2r0＝13 m
压缩量x＝L0－L＝(1－13) m＝23 m
由平衡得此时风力F＝kx＝120×23 N＝80 N。
16．(14分)
【解析】(1)设列车加速度为a时，金属丝偏离竖直方向的角度为θ，此时金属球受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得
mgtan θ＝ma
又tan θ＝DCh
则由以上两式解得a＝g·DCh
设此时电压表读数为U′，则
U′U＝RDCRAB＝DCL
则DC＝U′LU，故a＝g·U′LUh。
(2)由上式可知，g、L、U、h均为常量，则加速度a与电压表读数U′成正比，可将电压表上的刻度一一改成相应的加速度a的数值，因而可知表盘上加速度a的刻度与电压刻度一样是均匀的。
(3)列车可能加速运动也可能减速运动(加速度方向变化)，C点在电阻丝AB中点时，电压表中间的刻度为零；选用的电压表零刻度需在表盘的中央，指针能左右摆动。
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2020-2021学年度高中物理单元双基精品试卷
选修3-2第六单元传感器（B）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．下列说法正确的是( )
A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器
B．湿敏传感器只能是物理传感器
C．物理传感器只能将采集到的信息转化为电压输出
D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应
2．如图所示是一火警报警器的部分电路示意图。其中R2是用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( )
A．I变小，U变大 B．I变小，U变小
C．I变大，U变大 D．I变大，U变小
3．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．该仪器不会受到白天光照的影响
4．在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能。对此，以下判断正确的是( )
①通电后，其电功率先增大，后减小 ②通电后，其电功率先减小，后增大 ③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变 ④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
5．如图所示为电容式传感器部分构件的示意图。当动片(实线图)和定片(虚线图)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时，电容C便发生变化，图中能正确反映C和θ间的函数关系的是 ( )
6．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关S与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球。S断开时传感器上有示数。S闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是( )
A．正在增加，ΔΦΔt＝mgdq
B．正在减弱，ΔΦΔt＝mgdnq
C．正在减弱，ΔΦΔt＝mgdq
D．正在增加，ΔΦΔt＝mgdnq
7．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器的说法中，正确的是( )
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器
B．电子体温计主要是采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器
D．电子秤主要是采用了力电传感器
8．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
9．振弦型频率传感器的结构如图所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，且夹块始终对膜片有压力。当弦上的张力越大时，弦的固有频率越大。这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化。下列说法正确的是( )
A．当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高
B．当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高
C．膜片上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高
D．膜片上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高
10．巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来准确检测大容量远距离直流输电线路中的强电流，其原理利用了巨磁电阻效应。巨磁电阻效应是指某些磁性材料的电阻R在一定磁场作用下随磁感应强度B的增加而急剧减小的特性。如图所示为检测电路的原理图，设输电线路电流为I(不是GMR中的电流)GMR为巨磁电阻，R1、R2为定值电阻。已知输电线路电流I在巨磁电阻GMR处产生的磁场的磁感应强度B的大小与I成正比，下列有关说法正确的是( )
A．如果I增大，电压表V1示数减小，电压表V2示数增大
B．如果I增大，电流表A示数减小，电压表V1示数增大
C．如果I减小，电压表V1示数增大，电压表V2示数增大
D．如果I减小，电流表A示数减小，电压表V2示数减小
二、非选择题(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题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)
11．(6分)有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计，试分析：
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
300
280
260
240
220
200
180
…
(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R＝________ Ω；
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为________N；
(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度________。(选填“均匀”或“不均匀”)
12．(10分)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在如图所示的实物图上连线。
(2)实验的主要步骤：
①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；
②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________________，________________，断开开关；
③重复第②步操作若干次，测得多组数据。
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图所示的R－t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝______＋______t(Ω)。(保留3位有效数字)
13．(8分)全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的。当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞打开，排出污水。牵引电磁铁的结构如图所示。当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体相互作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水。同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位，从而关闭阀门。想一想：
(1)某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端和B端分别为什么磁极？
(2)a、b处输入的是正、负交变电流，铁芯2是否仍然吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同？
14．(10分)全自动洗衣机有一个水位开关，它是一个压力开关。水位开关的工作原理是利用开关内的空气随着水位上升所增加的压力，使开关活动，关闭水阀。在排水时，随着水位的下降，空气室内的压力随之下降，开关恢复到初始位置。从图中可看到当水注进洗衣机桶后，空气很快被封闭在左侧小管中，随着水位的上升，封闭空气的压强增大。通常桶内外液面差H为15～35 cm，设大气压为1×105 Pa。问：
(1)封闭空气的压强数值大约有多大？
(2)若橡胶膜片的半径为2.5 cm，则压缩空气对橡胶膜片的压力有多大？
15．(12分)某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k＝120 N/m，自然长度L0＝1 m弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S＝0.5 m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R＝1.0 Ω，电源的电动势E＝12 V，内阻r＝0.5 Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝9.0 V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝6.0 V。(电压表可看作理想电表)试求：
(1)金属杆单位长度的电阻；
(2)此时作用在迎风板上的风力。
16．(14分)如图所示为一种悬球式加速度仪的原理图，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度。金属球的质量为m，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O点，AB是一根长为L的均匀电阻丝，其总阻值为R，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计。电阻丝的中点C处焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两根导线之间接入一个电压表，图中虚线OC与AB垂直，且OC＝h，电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上。整个装置固定在列车中，使AB沿车前进的方向。列车静止时金属丝处于竖直状态，当加速或减速时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表的读数变化可以测出加速度的大小。
(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U′的关系式。
(2)用导出的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀。
(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是什么？对电压表的选择有什么特殊要求吗？
物 理（B）答 案
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项是符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．【答案】D
【解析】各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转化为电学量，故A错；湿敏传感器为化学传感器，故B错；传感器既可将信息转化为电压输出，也可转化为电流、电阻等输出，故C错；由物理传感器定义知D正确。
2．【答案】B
【解析】当有火灾出现时，R2减小，R2与R3并联阻值减小。因为I总＝ER＋r，R减小，I总增大。因为U外＝E－I总r，所以U外减小，故电压表示数减小。因为I总增大，所以R1两端电压增大，所以R2与R3两端电压减小，电流表示数减小。故B正确。
3．【答案】A
【解析】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；白天自然光强度较强，会对LDR造成影响，D错。
4．【答案】C
【解析】电热灭蚊器温度由0升到t1的过程中，电阻器的电阻率ρ随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当t＝t1时，P＝P1达到最大。温度由t1升高到t2的过程中，ρ增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大；因此在这之间的某一温度t3会有P＝P3＝P′，即当热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当t
【解析】当角度θ发生变化时，极板正对面积发生变化，S＝πr2θ2π＝r22θ，又C＝εrS4πkd，所以C＝εrr2θ8πkd，故D正确。
6．【答案】D
【解析】S闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力。由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝nΔΦΔt＝U，又Udq＝mg得ΔΦΔt＝mgdnq，故D正确。
7．【答案】BD
【解析】电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，A、C错误。
8．【答案】BC
【解析】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错误，B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正确；当减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D错误。
9．【答案】BC
【解析】当铁块靠近磁铁时，线圈中的磁通量增加，根据楞次定律可得，b端电势比a端电势高， B项正确；膜片上压力越小时，钢弦上的张力越大，振动频率越高，线圈中感应电动势的频率越高，C项正确。
10．【答案】AD
【解析】如果I增大，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感应强度B增大，巨磁电阻的电阻减小，巨磁电阻中电流增大，电流表A示数增大，电压表V2示数增大，电压表V1示数减小，选项A正确B错误；如果I减小，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感应强度B减小，巨磁电阻的电阻增大，巨磁电阻中电流减小，电流表A示数减小，电压表V2示数减小，电压表V1示数增大，选项D正确C错误。
二、非选择题(本题共6小题，共60分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题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)
11．(6分)
【答案】(1)300－0.4F (2)600 (3)不均匀
【解析】(1)由表中数据可知k＝ΔRΔF＝20 Ω50 Ω＝0.4 Ω/N
所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R＝(300－0.4F) Ω。
(2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能超过5 V，所以5 V6 V＝R0R0＋R，解得R＝60 Ω，又因为R＝(300－0.4F) Ω，得出F＝600 N。
(3)电流表中的电流I＝ER0＋R＝E600－0.4F，电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀。
12．(10分)
【答案】(1)见解析图 (2)②记录温度计数值 记录电压表数值 (3)100 0.385
【解析】(1)实物连线如图。
(2)②改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表示数改变。
(3)从图线知R与t呈线性关系，且纵轴上截距(当t＝0 ℃时)R＝100 Ω；图线斜率k＝ΔRΔt≈0.385，所以R＝100＋0.385t(Ω)。
13．(8分)
【解析】(1)利用安培定则判断，A端为S极，B端为N极。
(2)仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈发生相吸的作用。但与恒定电流产生的磁场相比，交变磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因而会有振动而产生噪声。
14．(10分)
【解析】(1)封闭空气的压强数值可根据洗衣桶的水位差来确定
p＝p0＋ρ水gH
得封闭空气的压强在1.015×105～1.035×105 Pa之间。
(2)由F＝pS得压缩空气对橡胶膜片的压力在199～203 N之间。
15．(12分)
【解析】设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2，由题意得
(1)无风时：U1＝ER1＋R＋rR1
得R1＝4.5 Ω
所以金属杆单位长度的电阻r0＝R1L0＝4.51 Ω/m＝4.5 Ω/m。
(2)有风时：U2＝ER2＋R＋rR2
得R2＝1.5 Ω
此时，弹簧长度L＝R2r0＝13 m
压缩量x＝L0－L＝(1－13) m＝23 m
由平衡得此时风力F＝kx＝120×23 N＝80 N。
16．(14分)
【解析】(1)设列车加速度为a时，金属丝偏离竖直方向的角度为θ，此时金属球受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得
mgtan θ＝ma
又tan θ＝DCh
则由以上两式解得a＝g·DCh
设此时电压表读数为U′，则
U′U＝RDCRAB＝DCL
则DC＝U′LU，故a＝g·U′LUh。
(2)由上式可知，g、L、U、h均为常量，则加速度a与电压表读数U′成正比，可将电压表上的刻度一一改成相应的加速度a的数值，因而可知表盘上加速度a的刻度与电压刻度一样是均匀的。
(3)列车可能加速运动也可能减速运动(加速度方向变化)，C点在电阻丝AB中点时，电压表中间的刻度为零；选用的电压表零刻度需在表盘的中央，指针能左右摆动。