2021版高考物理一轮复习考点集训四十五第3节实验：传感器的简单应用含解析.docx

1、考点集训(四十五)第3节实验：传感器的简单应用1下列情况中，应用了温度传感器的是()A商场里的自动玻璃门B夜间自动打开的路灯C夜间有声音时就亮的楼梯灯D自动恒温冰箱解析 商场里的自动玻璃门是应用了红外线传感器，A错误；夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，B错误；夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器，C错误；自动恒温冰箱是利用了温度传感器，D正确答案 D2如图甲所示为一种电容式位移传感器的原理图，当被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动已知电容器的电容与电介质板进入电容器的长度x之间的关系如图乙所示，其中C0为电介质没有插入电容器时的电容为判断被测物体是否发生微小

2、移动，将该电容式位移传感器与电源、电流表、开关组成串联回路(图中未画出)被测物体的初始位置如图甲所示电路闭合一段时间后，下列说法正确的是()A若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动B若电源为直流电源且直流电流表示数变大，说明物体一定在向右发生移动C若电源为交流电源且交流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动D若电源为交流电源且交流电流表示数变大，说明物体一定在向右发生移动解析 若电源为直流电源，物体不动，则直流电流表示数必定为零，直流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动，故A正确；物体左、右移动分别对应充电、放电，不管物体向左、右哪个方向移动，直流电流表都有示数，

3、如加速移动，则移动过程中电流表示数变大，故B错误；电容器有通交流、隔直流的特点，因此若电源为交流电源，物体不移动时，交流电流表示数也不为零，故C错误；若电源为交流电源且交流电流表示数变大，说明电容器容抗变小，即电容变大，说明物体一定向左发生移动，故D错误答案 A3随着科学的发展与生活水平的提高，传感器已经进入日常生活如图所示为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(随光照强度的增强，阻值减小)、R2为定值电阻，A、B接监控装置则下列说法正确的是()当有人通过遮蔽光线时，A、B之间的电压升高当有人通过遮蔽光线时，A、B之间的电压降低当仅增大R2的阻值时，A、B之间的电压升高

4、当仅减小R2的阻值时，A、B之间的电压升高A B C D解析 R1为光敏电阻，有光照射时，电阻减小，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之间的电压UIR2降低，故项错误，项正确，则A、B均错误；由闭合电路欧姆定律得UEI(R1r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B之间的电压U升高，故项正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B之间的电压U降低，故项错误，则C项正确，D错误答案 C4如图所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计(水银导电)则下列说法正确的是()A温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯

5、亮B温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警D温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不响解析 温度低于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，通路状态指示灯亮，电铃不报警，故B错、D对；温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃与工作电路接通，电路报警，此时通路状态指示灯的电路中没有电流，灯不亮，A、C错误答案 D5(多选)如图是一种风向和风速传感器的原理图两个收集板极是铜丝网状导体，有良好的导电性和通风能力，粒子源极是一条直

6、径很小的镍铬丝，粒子源极与两收集板极相互平行且等距粒子源极附近的空气在强电场作用下电离，正离子沿电场方向移动流向收集板极，从而形成正离子电流，由两电流表测量，测量时保持风向与收集板极垂直，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，I|I1I2|，已知有风时正离子的速度为电场引起的速度和风速的矢量和，则()A若I1I2，则风向向右B若I1I2，则风向向左C风速越大，I越大D风速越大，I越小解析 若风向向左，单位时间打到左收集极板上正离子数较多，则I1I2，选项B正确，A错误；风速越大，则单位时间打到两收集极板的正离子数之差越大，故两电流表的示数之差越大，即I越大，选项C正确，D错误答案 BC6(多

7、选)目前有些居民区内楼道灯的控制使用的是一种延时开关该延时开关的简化原理图如图所示图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为按钮开关，虚线框内S表示延时开关电路当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合释放K后，延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭根据上述信息和原理图，我们可推断()A按钮开关K按下前，发光二极管是熄灭的B按钮开关K按下前，发光二极管是发光的C按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约1 minD限流电阻的阻值R和灯丝电阻RL相比，应满足RRL解析 按钮开关K按下前，延时开关S为断开的，有电流经过发光二极管，故发光二极管是

8、发光的，选项A错误，选项B正确当按下按钮开关K后，延时开关S闭合，二极管和电阻R被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1 min后断开，故电灯L能持续发光1 min，选项C正确由于R为限流电阻，二极管只要有很小的电流通过就能发光，且为了保证K按下前电灯不发光，故应满足RRL，选项D正确故选BCD.答案 BCD7热敏陶瓷是一类电阻率随温度发生明显变化的新型材料，可用于测温某同学利用实验室提供的一种电阻阻值随温度呈线性变化(关系式为：Rtktb，其中k0，b0，t为摄氏温度)的热敏电阻，把一灵敏电流计改装为温度计除热敏电阻和灵敏电流计外，还用到如下器材：直流电源(电动势为E，内阻不计)；滑动变阻器

9、；单刀双掷开关；标准温度计；导线及其他辅助材料该同学设计的电路如下图所示，按如下步骤进行操作(1)按电路图连接好器材(2)将滑动变阻器滑片P滑到_(填“a”或“b”)端，单刀双掷开关S掷于_(填“c”或“d”)端，调节滑片P使电流计满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路(3)容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5 ，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流计的示数I，然后断开开关请根据温度计的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式(用题目中给定的符号)I_(4)根据对应温度记录的电流计示数，重新刻制电流计的表盘，改装成温度计根

10、据改装原理，此温度计表盘刻度线的特点是：低温刻度在_(填“左”或“右”)侧，刻度线分布是否均匀？_(填“是”或“否”)解析 (2)根据实验的原理可知，需要先选取合适的滑动变阻器的电阻值，结合滑动变阻器的使用的注意事项可知，开始时需要将滑动变阻器滑片P滑到a端，以保证电流表的使用安全；然后将单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流表满偏，设此时电路总电阻为R，断开电路；(3)当温度为t时，热敏电阻的阻值与摄氏温度t的关系为：Rtktb，根据闭合电路的欧姆定律可得I；(4)由上式可知，温度越高，电流表中的电流值越小，所以低温刻度在表盘的右侧；由于电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀

11、的答案 (2)ac(3)(4)右否8导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值发生相应变化，这种现象称为应变电阻效应如图甲所示，用来称重的电子吊秤，就是利用了这个应变效应电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传感器其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变)，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流)，从而将所称物体重量变换为电信号物理小组找到一根拉力敏感电阻丝R，其阻值随拉力F变化的图象如图乙所示，小组按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”电路中电源电动势E3 V，内阻r1 ；灵敏毫

12、安表量程为10 mA，内阻Rg50 ；R1是可变电阻器，A、B两接线柱等高且固定现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B两接线柱之间固定不动通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，现完成下列操作步骤：步骤a.滑环下不吊重物时，闭合开关调节可变电阻R1使毫安表指针满偏；步骤b.滑环下吊上已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为；步骤c.保持可变电阻R1接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数I；步骤d.换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤e.将电流表刻度盘改装为重力刻度盘(1)试写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F_；(2

13、)设RF图象斜率为k，试写出电流表示数I与待测重物重力G的表达式I_(用E、r、R1、Rg、R0、k、表示)；(3)若RF图象中R0100 ，k0.5 /N，测得60，毫安表指针半偏，则待测重物重力G_N；(4)关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是_；A重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线均匀B重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线均匀C重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线不均匀D重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线不均匀(5)若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“简易吊秤”称重前，进行了步骤a操作；则测量结果_(填“偏大”“偏小”或“不变”)解析 (1)对滑环受力分析，由平衡知识可知2Fcos G，解得F；(2)由图乙可知RkFR0；由丙电路可知I；(3)将R0100 ，k0.5 /N，60，IIg5 mA，E3 V，内阻r1 ，Rg50 代入上式可得G600 N；(4)当不挂重物时，电流计满偏，则重力零刻度线在电流表满刻度处，因G与I不是正比关系，则刻度线不均匀，故选C；(5)实验前进行了a操作，则Ig，则当挂重物G时I，则I不变，对实验的结果无影响，测量结果不变答案 (1)F(2)I(3)600(4)C(5)不变