2019年高中物理第六章传感器单元评估检测6新人教版选修3_2.doc

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1、- 1 -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,15 题为单选,68 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

2、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

3、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)- 2 -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 ,ab 是一根长为 5 cm的均匀电阻丝,阻值 R1=25 ,电源输出电压恒为 U=3 V,理想电流表的量程为00.6 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

4、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 AD.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)- 3 -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

5、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,R 1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 )- 4 -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.

6、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,R G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、R G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 ;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 ;S 为开关。已知

7、 RT在 95 时的阻值为 150 ,在 20 的阻值约为550 。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。- 5 -(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 T 195 );调节电阻箱,使得电流表的读数_仍为 I0_,记录_电阻箱的读数 R1_。 f.温度为 T1时热敏电阻的电阻值 =_R

8、0-R1+150_。 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”)。 - 6 -(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。实验室提供的器

9、材有:电流传感器、电压传感器、滑动变阻器 A(阻值范围 010 )、滑动变阻器 B(阻值范围 0100 )、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。 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_。 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

10、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 ,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 80.0R1/ 199.5 145.4 108.1 81.8 62.9 49.1- 7 -(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(0200 )、滑动变阻器 R2(0500 )、热敏电阻 Rt,继电器、电阻箱(0999.9 )、开关 S、导线若干。为使该装置实现对 3080 之间任一温度的控制,电源 E应选用_E 2_(选填“E 1”或“E 2”),滑动变阻器 R应

11、选用_R 2_(选填“R 1”或“R 2”)。 (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_。(填写各步骤前的序号) 将热敏电阻接入电路观察到继电器的衔铁被吸合断开开关,将电阻箱从电路中移除合上开关

12、,调节滑动变阻器的阻值断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至 108.1 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- 8 -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

13、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、R 0、k 等物理量表示所测压力 F与电流 I的关系式:t= - (r+R+R g+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 ,设符号为“A 1”)。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 )C.滑动

14、变阻器 R1(020 )D.滑动变阻器 R2(020 k)E.电阻箱 R3(099.99 )F.电阻箱 R4(0999.9 )G.电压表 V 1(量程 3.0 V,内阻约为 3 k)H.电压表 V 2(量程 15.0 V,内阻约为 5 k)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,- 9 -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,R A1

15、=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)- 10 -(1)电动机的转速为_110 4_ 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 =_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= _3.610-5_kg。