高中物理第六章传感器单元评估检测6新人教版选修32.docx

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高中物理第六章传感器单元评估检测6新人教版选修32

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,1～5题为单选,6～8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）

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100N/cm。

定值电阻R0=5Ω,ab是一根长为5cm的均匀电阻丝,阻值R1=25Ω,电源输出电压恒为U=3V,理想电流表的量程为

0～0.6A,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0.1A

D.当拉力为400N时,电流表指针指在0.5A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）

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,R1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　）

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.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、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6mA,内阻为数10Ω;E为直流电源,电动势约为3V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9Ω;S为开关。

已知RT在95℃时的阻值为150Ω,在20℃的阻值约为

550Ω。

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。

（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℃

f.温度为T1时热敏电阻的电阻值

=__R0-R1+150__Ω__。

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”）。

（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。

①实验室提供的器材有:

电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围0～10Ω）、滑动变阻器B（阻值范围0～100Ω）、电动势为6V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。

②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0.3A,电源电动势为3V。

则此时小灯泡的电功率为__0.75__W,电源的内阻为__1.67__Ω。

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15mA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20Ω,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

80.0

R1/Ω

199.5

145.4

108.1

81.8

62.9

49.1

（1）提供的实验器材有:

电源E1（3V,内阻不计）、电源E2（6V,内阻不计）、滑动变阻器R1（0～200Ω）、滑动变阻器R2（0～500Ω）、热敏电阻Rt,继电器、电阻箱（0～999.9Ω）、开关S、导线若干。

为使该装置实现对30～80℃之间任一温度的控制,电源E应选用__E2__（选填“E1”或“E2”）,滑动变阻器R应选用__R2__（选填“R1”或“R2”）。

（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__⑤④②③①__。

（填写各步骤前的序号） 

①将热敏电阻接入电路

②观察到继电器的衔铁被吸合

③断开开关,将电阻箱从电路中移除

④合上开关,调节滑动变阻器的阻值

⑤断开开关,用电阻箱替换热敏电阻,将阻值调至108.1Ω

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、R0、k等物理量表示所测压力F与电流I的关系式:

t= 

-

（r+R′+Rg+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3mA,内阻约为200Ω,设符号为“A1”）。

已知实验室还有下列器材:

A.电源E（电动势12V,内阻r较小）

B.电流表A2（量程0.6A,内阻约为0.3Ω）

C.滑动变阻器R1（0～20Ω）

D.滑动变阻器R2（0～20kΩ）

E.电阻箱R3（0～99.99Ω）

F.电阻箱R4（0～999.9Ω）

G.电压表V1（量程3.0V,内阻约为3kΩ）

H.电压表V2（量程15.0V,内阻约为5kΩ）

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,

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,RA1=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）

（1）电动机的转速为__1×104__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θ=__30°__的半径上某处需要磨削。

（3）已知飞轮直径为120mm,如果在其背面离边缘10mm处进行磨削,需要磨掉的质量m=__3.6×10-5__kg。