6.1传感器及其工作原理 （word答案含解析）—人教版高中物理选修3-2同步训练
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| 名称 | 6.1传感器及其工作原理 （word答案含解析）—人教版高中物理选修3-2同步训练 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 466.4KB | ||
| 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 | 2021-06-13 22:20:53 | ||
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文档简介
6.1传感器及其工作原理
一、单选题(共30分)
1．(本题3分)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例，下列说法中不正确的是（ ）
4581525120015A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
C．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
D．人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
2．(本题3分)氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．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）—CO浓度曲线，如图乙所示．在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是（ ）
A．B．C． D．
4474845514353．(本题3分)下列说法中正确的是（ ）
A．硅、锗不属于半导体
B．在半导体中加入微量杂质，可以使其导电能力成百万倍增大
C．N型半导体的载流子以空穴为主
D．PN结是构成晶体二极管的基础，不是构成三极管的基础
4．(本题3分)关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．所有传感器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．干簧管是一种能够感知电场的传感器
D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的
5．(本题3分)关于传感器，下列说法中正确的是（ ）
A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器
C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器
D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警
6．(本题3分)如图电路中，电阻R随温度升高均匀增大，用这个电阻做探头测温，把电流表的刻度改为相应的温度刻度。下列说法正确的是（ ）
50292003810A．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀
B．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀
C．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀
D．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀
449580017754607．(本题3分)目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据，根据文中信息，下列说法正确的是（ ）
A．用指纹的照片蒙在传感器上，也可以实现手机解锁功能
B．手指轻按和重按均可以解锁，说明形成的电容大小是相同的
C．潮湿的手指头不能形成指纹识，是因为嵴和峪没有电容差别了。
D．在峪处形成的电容器放电较慢
47523402679708．(本题3分)用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0～6 s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示．下列说法正确的是( )
A．0～6 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动
B．0～6 s内物体在4 s时的速度最大
C．物体在2～4 s时的速度不变
D．0～4 s内合力对物体做的功等于0～6 s内合力对物体做的功
38957254191009．(本题3分)酒精测试仪利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，其电阻r的倒数与酒精气体的浓度C成正比。如图所示的电路接在恒压电源上，R和R0为定值电阻，则电压表的示数U与酒精气体浓度C的对应关系为（ ）
A．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比
B．U越大，表示C越大，而且C与U成正比
C．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比
D．U越大，表示C越小，而且C与U成反比
445325541719510．(本题3分)如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和false均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是
A．金属热电阻温度升高，其他条件不变
B．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变
二、多选题(共16分)
11．(本题4分)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度减弱时（ ）
511492536195A．电压表的示数增大 B．R2中电流增大
C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大
449770590233512．(本题4分)如今，人们对手机的依赖程度越来越高，手机已成为现代人必不可少的随身物品，然而长时间的使用手机会对眼睛造成一定的伤害，因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某同学为了模拟该功能，设计了如图所示的电路，R1为光敏电阻，光照增强，阻值变小，R2为滑动变阻器，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，小灯泡变亮
B．仅光照变弱，小灯泡变亮
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮
D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
13．(本题4分)为创建绿色校园，青岛二中分校科技小组设计一款节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图为科技小组初步设计的路灯内部电路原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减4342765-142875小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ）
A．A灯变亮、B灯变暗
B．A灯变暗、B灯变亮
C．A、B灯都变暗
D．Rt上电流的变化量大于R0上电流变化量
523875040576514．(本题4分)如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），C为电容器，L为小灯泡，电表均为理想电表。闭合开关S稳定后，增大照射光强度，则（ ）
A．小灯泡变亮 B．电压表的示数减小
C．电容器上的电荷量减少 D．光敏电阻两端的电压减小
三、实验题(共15分)
15．(本题15分)已知一热敏电阻当温度从false升至false时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为false）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为false），设计电路如图（a）。
(1)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为________false（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（b）所示；
(2)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，得达到热平衡后热敏电阻的阻值为false。由图（b）求得，此时室温为__________false（保留3位有效数字）；
(3)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（c）所示。图中，E为直流电源（电动势为9V内阻可忽略）；当环境温度过高图中的输出电压达到或超过6.0V时，触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为false，则图中________（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为________false（保留2位有效数字）。
四、解答题(共39分)
16．(本题13分)下图是电饭煲的电路图，false是一个磁钢限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（false）时，会自动断开，且不能自动闭合false是一个双金属片自动控温开关，当温度低于false时，会自动闭合；温度高于false时，会自动断开。红灯是加热指示灯，黄灯是保温指示灯，分流电阻4438650-34925false，加热电阻丝false，两灯电阻不计。
(1)分析电饭煲的工作原理；
(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；
(3)如果不闭合开关false，能将饭煮熟吗？
4314825122999517．(本题13分)如图，电磁继电器和热敏电阻R1等元件组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内。电源电动势E=6V，内阻不计，继电器线圈的电阻R0=100Ω。下右图为热敏电阻的R1－t图象，且已知在50～150false范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1t=常数，电阻R2是可变电阻。当线圈中的电流增加到20mA时，继电器的衔铁被吸合，已知此时可变电阻R2=125Ω，恒温箱保持60false恒温。左图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)60false时，热敏电阻R1的阻值是多少？
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？
(3)如果要使恒温箱内的温度保持100false，可变电阻R2的阻值应调为多少？
(4)欲将恒温箱的温度调高一些，应将R2的阻值调大还是调小？
18．(本题13分) 有一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为霍尔元件，这种材料有可定向移动的电荷，称为载流子，每个载流子的电荷量大小为false.霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升降电动机的电源的通断等.在一次实验中，一块“霍尔材料”制成的薄片宽false，长false，厚false，水平放置在竖直向上的磁感应强度falsefalse的匀强磁场中，bc方向通有falsefalse的电流，如图所示，由于磁场的作用，稳定后，在沿宽度方向上产生falsefalse的横向电压.
440880561595（1）假定载流子是电子，ad、bc两端面中哪端电势较高？
（2）薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？
（3）这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数为多少？
参考答案
答案含解析
1．B
【详解】
AB．利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率，B错误A正确；
CD．激烈运动之后，人在沐浴之后，人体内含水量发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，CD正确。
故选B。
2．D
【详解】
由资料中给出的是电导（即电阻的倒数）—CO浓度曲线可知电导与CO浓度成正比，CO浓度越大，传感器电阻越小，电路中电流越大，电压表示数越大，但是电压表示数与CO浓度不是成正比关系。
故选D。
3．B
【详解】
A．硅、锗都属于半导体，选项A错误；
B．在半导体中加入微量杂质，可以使其导电能力成百万倍增大，选项B正确；
C．N型半导体的载流子以电子为主，P型半导体的载流子以空穴为主，选项C错误；
D．PN结是构成晶体二极管的基础，也是构成三极管的基础，选项D错误。
故选B。
4．B
【详解】
金属材料和半导体材料都可以制成传感器，传感器是通过把易感受的非电学量转换为易处理和控制的电压、电流或电路的通断来传递信号的。干簧管是一种能感知磁场的传感器。
故选B。
5．B
【详解】
A．电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，故A错误；
B．动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让扬声器的膜片振动，产生声音，故B正确；
C．金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，故C错误；
D．有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
根据图示，电路是串联电路，根据题意，当温度高时，电阻R增大，电路中总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流减小，即高温对应电流较小的刻度上；当温度低时，电阻R减小，电路中总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流增大，即低温对应电流较大的刻度上。由题意电阻R随温度升高均匀增大可得
R=R0+kt
根据闭合电路得欧姆定律
false
I与温度t不成线性关系，所以电阻温度计得刻度是不均匀的，所以ACD错误，B正确。
故选B。
7．C
【详解】
A．用指纹的照片蒙在传感器上，由于没有指纹上凸起部分“嵴”和凹下部分“峪”，则不可以实现手机解锁功能，选项A错误；
B．手指轻压和重压，手指和小极板之间的距离不同，形成的电容大小是不同的，故B错误；
C．潮湿的手指头是因为指纹之间被水填充，嵴和峪就不能形成电容差别了，所以不能形成指纹识别，故C正确；
D．电容较小的电容器放电较快，在峪处形成的电容器电容较小，所以在峪处形成的电容放电较快，故D错误。
故选C。
8．D
【解析】
试题分析：由a－t图象可知：图线与时间轴围成的“面积”代表物体在相应时间内速度的变化情况，在时间轴上方为正，在时间轴下方为负．物体6s末的速度
，则0～6s内物体一直向正方向运动，A错误；由图象可知物体在5s末速度最大，为，B错误；由图象可知在2～4s内物体加速度不变，物体做匀加速直线运动，速度变大，C错误；在0～4s内合力对物体做的功由动能定理可知：，又，,
0～6s内合力对物体做的功由动能定理可知：,又，
则，D正确；故选D．
考点：a－t图象．
【名师点睛】根据加速度与时间的关系图线，分析质点速度随时间的变化情况，“面积”等于速度的变化量可求速度的变化量．根据在速度时间图象中，由运动学公式求位移和速度，结合动能定理进行判断．
9．A
【详解】
设酒精气体传感器电阻为r．由图知，酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测R0两端的电压。根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得
false （k是比例系数）…①
根据欧姆定律得
false …②
由①②整理得
false
由数学知识知，U越大，C越大，但C与U不成正比。
故选A。
10．B
【解析】
试题分析：金属热电阻温度升高，则电路电阻增大，总电流减小，路端电压增大，即光敏电阻两端的电压增大，所以通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以通过false的电流减小，故false两端的电压减小，A错误；金属热电阻温度降低，光照强度减弱，如果外电路电阻减小，则干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以光敏电阻两端的端电压减小，即通过的电流减小，而总电流增大，所以通过false的电流增大，即电压表的示数增大，B正确；光照强度增大，则光敏电阻减小，总电阻减小，路端电压减小，即false和热电阻两端的电压减小，通过false的电流减小，电压减小，即电压表示数减小，C错误；光照增强，金属热电阻温度升高，一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻减小，则总电流增大，路端电压减小，而false两端的电压增大，所以并联电路电压减小，false所在支路的电阻增大，所以支路电流减小，电压表示数减小，一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻增大，则路端电压增大，总电流减小，而false两端的电压减小，所以并联电路电压增大，所以光敏电阻两端的电压增大，通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以false所在支路的的电流减小，电压表示数减小，故D错误；
考点：考查了电路动态分析
【名师点睛】在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部→整体→局部
11．BD
【详解】
由图可知，L与R3串联后与R2并联，再由R1串联；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增大；则电路中总电阻增大，总电流减小，由U=E－Ir可知，路端电压增大，因电流减小，则R1两端的电压减小，并联部分电压增大；R2中电流增大，则流过灯泡的电流减小，故灯泡的功率减小
故选BD。
12．AD
【详解】
AB．光照变强，光敏电阻变小，所以电路中的电流变大，即通过灯泡的电流变大，灯泡变亮；反之，若光照变弱，则灯泡变暗，故A正确，B错误；
C．仅将滑片向a端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电路中总电阻变大，总电流变小，即通过灯泡的电流变小，灯泡变暗，故C错误；
D．仅将滑片向b端移动，变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，总电流变大，所以通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，故D正确。
故选AD。
13．CD
【详解】
ABC．光照强度增大，光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，故电路总电流I增大，消耗在内电阻上的电压增大，路端电压U=E-Ir减小，即A灯两端电压减小，通过A灯的电流IA减小，所以A灯变暗，通过定值电阻R0的电流I0=I-IA增大，所以R0两端电压U0=I0R0增大，B灯两端电压UB=U-I0R0减小，B灯变暗，故AB错误，C正确；
D．通过R0上电流等于通过光敏电阻Rt与B灯的电流之和，即I0=It+IB，根据前面的分析，通过B灯的电流IB减小，故Rt上电流的变化量大于R0上电流变化量，故D正确。
故选CD。
14．ACD
【详解】
A．由图可知，L和R2串联后和C并联，再与R1串联，电容器在电路稳定时相当于断路；当增大照射光强度时，光敏电阻R2减小，电路的总电阻减小，总电流I增大，流过小灯泡的电流增大，则小灯泡的功率增大，故A正确；
B．由欧姆定律知，定值电阻false两段电压增大，电压表的示数增大，故B错误；
C．电容器板间电压为
false
I增大，则UC减小，电容器上的电荷量减少，故C正确；
D．光敏电阻两端的电压为
false
由于总电流I增大，E、R1、r、RL不变，因此光敏电阻两端的电压减小，故D正确。
故选ACD。
15．1.8 28.0（27.8~282） R1 1.6
【详解】
(1)[1]若某次测量中电压表和毫安表的示数分别5.5V和3.0mA，根据欧姆定律得此时热敏电阻的阻值为
false
(2)[2]根据热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线，可知当达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.0kΩ，对应的温度为28.0℃；
(3)[3]根据如图（c）所示电路，假设R1是热敏电阻，根据欧姆定律得输出电压为
false
由题意知R2为定值电阻，当图中的输出电压达到或超过6.0V时，即环境温度高，便触发报警器报警，那么热敏电阻的阻值会减小，输出电压会变大，从而报警，所以图中R1应该用热敏电阻；
[4]若要求开始报警时环境温度为50℃，通过热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线，可知
false
代入数据得
false
解得
false
16．(1)见解析；(2)12:1；(3)不能
【详解】
(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯被短路不亮，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合．水烧干后，温度升高至103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热；温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态．
(2)加热时，电饭煲消耗的电功率
P1＝false
保温时，电饭煲消耗的电功率
false
两式中
false
从而有
false＝false
(3)如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80℃时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到70℃，S2自动闭合……温度只能在70℃～80℃之间变化，不能把水烧开，故不能煮熟饭。
17．(1)false；(2)AB；(3)false；(4)调大
【详解】
(1)因可变电阻R2=125Ω，电流是20mA，电压6V，则根据欧姆定律可得
false
解得
false
(2)由图可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，可见温度越高，电路中的电流越大，当电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合，电路应当断开，所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端；
(3)由题意可知，R1t=常数，当温度是100false时，则有
false
解得
false
(4)恒温箱的温度越高，热敏电阻的阻值越小，相同电流情况下，可变电阻应越大，则欲将恒温箱的温度调高一些，应将R2的阻值调大
18．（1）ad（2）false（3）false个
【详解】
(1)由于假定“霍尔材料”内的载流子是电子，所以当电流方向沿bc方向时，载流子沿cb方向做定向移动，由左手定则可以判定载流子所受的洛伦兹力方向由ad面指向bc面，因而电子聚集到bc面，使bc面带上负电，ad面由于失去电子而带上正电，故ad面电势比bc面电势高；
(2)在磁场作用下稳定后，载流子在沿宽度方向上受到的洛伦兹力和电场力平衡，由平衡条件可得
false
解得薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率
false
(3)根据电流的微观表达式false得这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数
false个
一、单选题(共30分)
1．(本题3分)人体含水量约为70%，水中有钠离子、钾离子等离子存在，因此容易导电，脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时，就可知道人体脂肪所占的比例，下列说法中不正确的是（ ）
4581525120015A．脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
B．脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
C．激烈运动之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
D．人在沐浴之后，脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
2．(本题3分)氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．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）—CO浓度曲线，如图乙所示．在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是（ ）
A．B．C． D．
4474845514353．(本题3分)下列说法中正确的是（ ）
A．硅、锗不属于半导体
B．在半导体中加入微量杂质，可以使其导电能力成百万倍增大
C．N型半导体的载流子以空穴为主
D．PN结是构成晶体二极管的基础，不是构成三极管的基础
4．(本题3分)关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．所有传感器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．干簧管是一种能够感知电场的传感器
D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的
5．(本题3分)关于传感器，下列说法中正确的是（ ）
A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器
C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器
D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警
6．(本题3分)如图电路中，电阻R随温度升高均匀增大，用这个电阻做探头测温，把电流表的刻度改为相应的温度刻度。下列说法正确的是（ ）
50292003810A．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀
B．低温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀
C．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度均匀
D．高温对应电流较大的刻度上，且温度刻度不均匀
449580017754607．(本题3分)目前许多国产手机都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后，电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图像数据，根据文中信息，下列说法正确的是（ ）
A．用指纹的照片蒙在传感器上，也可以实现手机解锁功能
B．手指轻按和重按均可以解锁，说明形成的电容大小是相同的
C．潮湿的手指头不能形成指纹识，是因为嵴和峪没有电容差别了。
D．在峪处形成的电容器放电较慢
47523402679708．(本题3分)用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0～6 s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示．下列说法正确的是( )
A．0～6 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动
B．0～6 s内物体在4 s时的速度最大
C．物体在2～4 s时的速度不变
D．0～4 s内合力对物体做的功等于0～6 s内合力对物体做的功
38957254191009．(本题3分)酒精测试仪利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，其电阻r的倒数与酒精气体的浓度C成正比。如图所示的电路接在恒压电源上，R和R0为定值电阻，则电压表的示数U与酒精气体浓度C的对应关系为（ ）
A．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比
B．U越大，表示C越大，而且C与U成正比
C．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比
D．U越大，表示C越小，而且C与U成反比
445325541719510．(本题3分)如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和false均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是
A．金属热电阻温度升高，其他条件不变
B．金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变
C．光照增强，其他条件不变
D．光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变
二、多选题(共16分)
11．(本题4分)如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度减弱时（ ）
511492536195A．电压表的示数增大 B．R2中电流增大
C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大
449770590233512．(本题4分)如今，人们对手机的依赖程度越来越高，手机已成为现代人必不可少的随身物品，然而长时间的使用手机会对眼睛造成一定的伤害，因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某同学为了模拟该功能，设计了如图所示的电路，R1为光敏电阻，光照增强，阻值变小，R2为滑动变阻器，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，小灯泡变亮
B．仅光照变弱，小灯泡变亮
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮
D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
13．(本题4分)为创建绿色校园，青岛二中分校科技小组设计一款节能路灯，该路灯通过光控开关实现自动控制：电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。如图为科技小组初步设计的路灯内部电路原理图，电源电动势为E，内阻为r，Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减4342765-142875小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ）
A．A灯变亮、B灯变暗
B．A灯变暗、B灯变亮
C．A、B灯都变暗
D．Rt上电流的变化量大于R0上电流变化量
523875040576514．(本题4分)如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，R1为定值电阻，R2为光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小），C为电容器，L为小灯泡，电表均为理想电表。闭合开关S稳定后，增大照射光强度，则（ ）
A．小灯泡变亮 B．电压表的示数减小
C．电容器上的电荷量减少 D．光敏电阻两端的电压减小
三、实验题(共15分)
15．(本题15分)已知一热敏电阻当温度从false升至false时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为false）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为false），设计电路如图（a）。
(1)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为________false（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（b）所示；
(2)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，得达到热平衡后热敏电阻的阻值为false。由图（b）求得，此时室温为__________false（保留3位有效数字）；
(3)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（c）所示。图中，E为直流电源（电动势为9V内阻可忽略）；当环境温度过高图中的输出电压达到或超过6.0V时，触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为false，则图中________（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为________false（保留2位有效数字）。
四、解答题(共39分)
16．(本题13分)下图是电饭煲的电路图，false是一个磁钢限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（false）时，会自动断开，且不能自动闭合false是一个双金属片自动控温开关，当温度低于false时，会自动闭合；温度高于false时，会自动断开。红灯是加热指示灯，黄灯是保温指示灯，分流电阻4438650-34925false，加热电阻丝false，两灯电阻不计。
(1)分析电饭煲的工作原理；
(2)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；
(3)如果不闭合开关false，能将饭煮熟吗？
4314825122999517．(本题13分)如图，电磁继电器和热敏电阻R1等元件组成了恒温箱控制电路，R1处于恒温箱内。电源电动势E=6V，内阻不计，继电器线圈的电阻R0=100Ω。下右图为热敏电阻的R1－t图象，且已知在50～150false范围内，热敏电阻的阻值随温度的变化规律是：R1t=常数，电阻R2是可变电阻。当线圈中的电流增加到20mA时，继电器的衔铁被吸合，已知此时可变电阻R2=125Ω，恒温箱保持60false恒温。左图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
(1)60false时，热敏电阻R1的阻值是多少？
(2)应该把恒温箱的加热器接在A、B端还是C、D端？
(3)如果要使恒温箱内的温度保持100false，可变电阻R2的阻值应调为多少？
(4)欲将恒温箱的温度调高一些，应将R2的阻值调大还是调小？
18．(本题13分) 有一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为霍尔元件，这种材料有可定向移动的电荷，称为载流子，每个载流子的电荷量大小为false.霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升降电动机的电源的通断等.在一次实验中，一块“霍尔材料”制成的薄片宽false，长false，厚false，水平放置在竖直向上的磁感应强度falsefalse的匀强磁场中，bc方向通有falsefalse的电流，如图所示，由于磁场的作用，稳定后，在沿宽度方向上产生falsefalse的横向电压.
440880561595（1）假定载流子是电子，ad、bc两端面中哪端电势较高？
（2）薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？
（3）这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数为多少？
参考答案
答案含解析
1．B
【详解】
AB．利用脂肪几乎不含水分，其导电性和其他成分不同，可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率，B错误A正确；
CD．激烈运动之后，人在沐浴之后，人体内含水量发生变化，人体脂肪所占比例发生变化，即人体的电阻大小变化，所以测量数据会不准确，CD正确。
故选B。
2．D
【详解】
由资料中给出的是电导（即电阻的倒数）—CO浓度曲线可知电导与CO浓度成正比，CO浓度越大，传感器电阻越小，电路中电流越大，电压表示数越大，但是电压表示数与CO浓度不是成正比关系。
故选D。
3．B
【详解】
A．硅、锗都属于半导体，选项A错误；
B．在半导体中加入微量杂质，可以使其导电能力成百万倍增大，选项B正确；
C．N型半导体的载流子以电子为主，P型半导体的载流子以空穴为主，选项C错误；
D．PN结是构成晶体二极管的基础，也是构成三极管的基础，选项D错误。
故选B。
4．B
【详解】
金属材料和半导体材料都可以制成传感器，传感器是通过把易感受的非电学量转换为易处理和控制的电压、电流或电路的通断来传递信号的。干簧管是一种能感知磁场的传感器。
故选B。
5．B
【详解】
A．电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，故A错误；
B．动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让扬声器的膜片振动，产生声音，故B正确；
C．金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，故C错误；
D．有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，故D错误。
故选B。
6．B
【详解】
根据图示，电路是串联电路，根据题意，当温度高时，电阻R增大，电路中总电阻增大，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流减小，即高温对应电流较小的刻度上；当温度低时，电阻R减小，电路中总电阻减小，根据闭合电路的欧姆定律，电路中的电流增大，即低温对应电流较大的刻度上。由题意电阻R随温度升高均匀增大可得
R=R0+kt
根据闭合电路得欧姆定律
false
I与温度t不成线性关系，所以电阻温度计得刻度是不均匀的，所以ACD错误，B正确。
故选B。
7．C
【详解】
A．用指纹的照片蒙在传感器上，由于没有指纹上凸起部分“嵴”和凹下部分“峪”，则不可以实现手机解锁功能，选项A错误；
B．手指轻压和重压，手指和小极板之间的距离不同，形成的电容大小是不同的，故B错误；
C．潮湿的手指头是因为指纹之间被水填充，嵴和峪就不能形成电容差别了，所以不能形成指纹识别，故C正确；
D．电容较小的电容器放电较快，在峪处形成的电容器电容较小，所以在峪处形成的电容放电较快，故D错误。
故选C。
8．D
【解析】
试题分析：由a－t图象可知：图线与时间轴围成的“面积”代表物体在相应时间内速度的变化情况，在时间轴上方为正，在时间轴下方为负．物体6s末的速度
，则0～6s内物体一直向正方向运动，A错误；由图象可知物体在5s末速度最大，为，B错误；由图象可知在2～4s内物体加速度不变，物体做匀加速直线运动，速度变大，C错误；在0～4s内合力对物体做的功由动能定理可知：，又，,
0～6s内合力对物体做的功由动能定理可知：,又，
则，D正确；故选D．
考点：a－t图象．
【名师点睛】根据加速度与时间的关系图线，分析质点速度随时间的变化情况，“面积”等于速度的变化量可求速度的变化量．根据在速度时间图象中，由运动学公式求位移和速度，结合动能定理进行判断．
9．A
【详解】
设酒精气体传感器电阻为r．由图知，酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测R0两端的电压。根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得
false （k是比例系数）…①
根据欧姆定律得
false …②
由①②整理得
false
由数学知识知，U越大，C越大，但C与U不成正比。
故选A。
10．B
【解析】
试题分析：金属热电阻温度升高，则电路电阻增大，总电流减小，路端电压增大，即光敏电阻两端的电压增大，所以通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以通过false的电流减小，故false两端的电压减小，A错误；金属热电阻温度降低，光照强度减弱，如果外电路电阻减小，则干路电流增大，内电压增大，路端电压减小，所以光敏电阻两端的端电压减小，即通过的电流减小，而总电流增大，所以通过false的电流增大，即电压表的示数增大，B正确；光照强度增大，则光敏电阻减小，总电阻减小，路端电压减小，即false和热电阻两端的电压减小，通过false的电流减小，电压减小，即电压表示数减小，C错误；光照增强，金属热电阻温度升高，一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻减小，则总电流增大，路端电压减小，而false两端的电压增大，所以并联电路电压减小，false所在支路的电阻增大，所以支路电流减小，电压表示数减小，一个电阻减小，一个电阻增大，若总电阻增大，则路端电压增大，总电流减小，而false两端的电压减小，所以并联电路电压增大，所以光敏电阻两端的电压增大，通过光敏电阻的电流增大，而总电流是减小的，所以false所在支路的的电流减小，电压表示数减小，故D错误；
考点：考查了电路动态分析
【名师点睛】在分析电路动态变化时，一般是根据局部电路变化（滑动变阻器，传感器电阻）推导整体电路总电阻、总电流的变化，然后根据闭合回路欧姆定律推导所需电阻的电压和电流的变化（或者电流表，电压表示数变化），也就是从局部→整体→局部
11．BD
【详解】
由图可知，L与R3串联后与R2并联，再由R1串联；当光照减弱时，光敏电阻的阻值增大；则电路中总电阻增大，总电流减小，由U=E－Ir可知，路端电压增大，因电流减小，则R1两端的电压减小，并联部分电压增大；R2中电流增大，则流过灯泡的电流减小，故灯泡的功率减小
故选BD。
12．AD
【详解】
AB．光照变强，光敏电阻变小，所以电路中的电流变大，即通过灯泡的电流变大，灯泡变亮；反之，若光照变弱，则灯泡变暗，故A正确，B错误；
C．仅将滑片向a端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电路中总电阻变大，总电流变小，即通过灯泡的电流变小，灯泡变暗，故C错误；
D．仅将滑片向b端移动，变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，总电流变大，所以通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，故D正确。
故选AD。
13．CD
【详解】
ABC．光照强度增大，光敏电阻阻值减小，电路总电阻减小，故电路总电流I增大，消耗在内电阻上的电压增大，路端电压U=E-Ir减小，即A灯两端电压减小，通过A灯的电流IA减小，所以A灯变暗，通过定值电阻R0的电流I0=I-IA增大，所以R0两端电压U0=I0R0增大，B灯两端电压UB=U-I0R0减小，B灯变暗，故AB错误，C正确；
D．通过R0上电流等于通过光敏电阻Rt与B灯的电流之和，即I0=It+IB，根据前面的分析，通过B灯的电流IB减小，故Rt上电流的变化量大于R0上电流变化量，故D正确。
故选CD。
14．ACD
【详解】
A．由图可知，L和R2串联后和C并联，再与R1串联，电容器在电路稳定时相当于断路；当增大照射光强度时，光敏电阻R2减小，电路的总电阻减小，总电流I增大，流过小灯泡的电流增大，则小灯泡的功率增大，故A正确；
B．由欧姆定律知，定值电阻false两段电压增大，电压表的示数增大，故B错误；
C．电容器板间电压为
false
I增大，则UC减小，电容器上的电荷量减少，故C正确；
D．光敏电阻两端的电压为
false
由于总电流I增大，E、R1、r、RL不变，因此光敏电阻两端的电压减小，故D正确。
故选ACD。
15．1.8 28.0（27.8~282） R1 1.6
【详解】
(1)[1]若某次测量中电压表和毫安表的示数分别5.5V和3.0mA，根据欧姆定律得此时热敏电阻的阻值为
false
(2)[2]根据热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线，可知当达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.0kΩ，对应的温度为28.0℃；
(3)[3]根据如图（c）所示电路，假设R1是热敏电阻，根据欧姆定律得输出电压为
false
由题意知R2为定值电阻，当图中的输出电压达到或超过6.0V时，即环境温度高，便触发报警器报警，那么热敏电阻的阻值会减小，输出电压会变大，从而报警，所以图中R1应该用热敏电阻；
[4]若要求开始报警时环境温度为50℃，通过热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线，可知
false
代入数据得
false
解得
false
16．(1)见解析；(2)12:1；(3)不能
【详解】
(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯被短路不亮，红灯亮，电饭煲处于加热状态．加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合．水烧干后，温度升高至103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态．由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热；温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态．
(2)加热时，电饭煲消耗的电功率
P1＝false
保温时，电饭煲消耗的电功率
false
两式中
false
从而有
false＝false
(3)如果不闭合开关S1，开始S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80℃时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到70℃，S2自动闭合……温度只能在70℃～80℃之间变化，不能把水烧开，故不能煮熟饭。
17．(1)false；(2)AB；(3)false；(4)调大
【详解】
(1)因可变电阻R2=125Ω，电流是20mA，电压6V，则根据欧姆定律可得
false
解得
false
(2)由图可知，热敏电阻R1的阻值随温度的升高而减小，可见温度越高，电路中的电流越大，当电流达到20mA时，继电器的衔铁被吸合，电路应当断开，所以应该把恒温箱的加热器接在A、B端；
(3)由题意可知，R1t=常数，当温度是100false时，则有
false
解得
false
(4)恒温箱的温度越高，热敏电阻的阻值越小，相同电流情况下，可变电阻应越大，则欲将恒温箱的温度调高一些，应将R2的阻值调大
18．（1）ad（2）false（3）false个
【详解】
(1)由于假定“霍尔材料”内的载流子是电子，所以当电流方向沿bc方向时，载流子沿cb方向做定向移动，由左手定则可以判定载流子所受的洛伦兹力方向由ad面指向bc面，因而电子聚集到bc面，使bc面带上负电，ad面由于失去电子而带上正电，故ad面电势比bc面电势高；
(2)在磁场作用下稳定后，载流子在沿宽度方向上受到的洛伦兹力和电场力平衡，由平衡条件可得
false
解得薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率
false
(3)根据电流的微观表达式false得这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数
false个