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新教材同步系列2024春高中物理章末综合测评5传感器粤教版选择性必修第二册
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这是一份新教材同步系列2024春高中物理章末综合测评5传感器粤教版选择性必修第二册，共11页。
章末综合测评(五) 传感器一、单项选择题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．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位( )A．力传感器 B．光传感器C．温度传感器 D．生物传感器3．下列说法不正确的是( )A．所有传感器都是由半导体材料制成的B．金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差C．霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的传感器D．热敏电阻可以把温度这个热学量转换为电阻这个电学量4．如图是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。下图是某同学画出的在t0时刻开关S由闭合变为断开，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是( )A．甲图是通过传感器1的电流随时间变化的情况B．乙图是通过传感器1的电流随时间变化的情况C．丙图是通过传感器2的电流随时间变化的情况D．丁图是通过传感器2的电流随时间变化的情况5．陶瓷气敏传感器可以用于分析气体中酒精蒸气的含量，常用于检查驾驶人员是否饮酒。如果司机饮酒，血液中的酒精成分会扩散到呼出的气体中，呼出的气体喷向传感器，传感器的电阻将发生相应的变化，从而可以检测血液中的酒精含量。某种陶瓷气敏传感器的电导(即电阻的倒数)与气体中酒精蒸气浓度C的关系如图甲所示。现用其组成如图乙所示的检测电路(电源内阻为r，电流表内阻不计)。对此，以下说法正确的是( )A．此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸气的浓度成正比B．气体中酒精蒸气的浓度越大，则电流表指针偏转的角度越小C．气体中酒精蒸气的浓度越大，则电池的路端电压越小，电阻R0两端的电压也越小D．电源用的时间长了，内阻变大，则会导致测得的酒精浓度偏低6．如图所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发光越强)，且R与D距离不变，下列说法中正确的是( )A．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率都不变7．在一些学校的教室里，为了保证照明条件，采用了智能照明系统，在自然光不足时接通电源启动日光灯，而在自然光充足时，自动关闭日光灯。其原理图如图所示，R为一光敏电阻，L为一带铁芯的螺线管。在螺线管上方有一用细弹簧悬着的轻质衔铁，衔铁的一端用铰链固定使其可以自由转动，另一端用一绝缘棒连接两动触头。关于该智能照明系统的工作原理，下列描述错误的是( )A．光照较强时，光敏电阻的阻值较小，衔铁被吸引下来B．光线不足时，光敏电阻的阻值较大，所在电路电流较小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通C．上面的两接线柱应该和日光灯电路连接D．下面的两接线柱应该和日光灯电路连接二、多项选择题8．如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中，C、O间距离为10 cm。当磁场力为0.2 N时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为( )A．电流方向C→O B．电流方向O→CC．电流大小为2 A D．电流大小为1 A9．为了保证汽车车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动，我们用一个自动检测车速的传感器来控制车轮的转动，其原理如图所示(铁质齿轮P与车轮同步转动，右端是一个绕有线圈的磁体)，下列说法正确的是( )A．M是一个电流检测器B．M是一个定值电阻C．该传感器是把运动情况转化为电学物理量D．该传感器是把运动情况转化为力学物理量10．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，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪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传感器电导(即电阻的倒数)-CO浓度关系图线如图乙所示，请判断，电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的对应关系不可能是图丙中的( )A B C D丙三、非选择题11．(2022·陕西渭南高二期末)传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用，如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中R1是保护电阻，R2是调零电阻(总电阻200 Ω)，理想电流表量程为10 mA，电源电动势E＝10 V(内阻不计)，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。(1)以下三个规格的保护电阻，R1应选择____________________。A．8 Ω B．80 ΩC．800 Ω(2)正确选取、安装保护电阻R1后，要对压力传感器进行调零(要求压力为零时电流表满偏)，则调零电阻R2应调为__________Ω。(3)接下来对表盘进行重新赋值，原5 mA刻度线应标注__________N。12．(2022·河北卷)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图甲所示。选用的器材有：限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103 ℃时自动断开，之后不能自动闭合)；保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开，温度低于70 ℃时自动闭合)；电饭煲的框架(结构如图乙所示)。自备元件有：加热电阻丝R(阻值为60 Ω，用于加热煮饭)；限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ)；指示灯L1和L2(2.5 V，0.6 W，当电流低于30 mA时可视为熄灭)；保险丝T。(1)按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是__________(多选)。A．按下S1，L1和L2均发光B．当锅内温度高于103 ℃时，S1自动断开，L1和L2均发光C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换D．当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭(2)简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是__________(填写各步骤前的字母)。A．将选择开关旋转到“×100”位置B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度D．测量指示灯L1两端的阻值E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图丙所示，可判断是__________断路损坏；若指针如图丁所示，可判断是__________断路损坏。(用电路中的元件符号表示)13．如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图，薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图乙。图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：(1)开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？(2)当O点被施加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？14．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 的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。(电压表可看成理想电表)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。15．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线框内所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R(一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表A(其实质是电流表)。其中AO∶BO＝5∶1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：设踏板和杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68 V，则：(1)利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式。(2)该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘多少毫安处？(3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20 mA，这个人的体重是多少。章末综合测评(五)1．D [除了物理传感器，还有化学、生物传感器也可将非电学量转化为电学量，故A错误；湿敏传感器也可能是化学传感器，故B错误；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错误；由物理传感器的定义知D正确。]2．B [太阳能电池板的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当正对太阳时电流最大，所以应用的是光传感器，选项B正确，选项A、C、D错误。]3．A [传感器材料可以是半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，选项A错误；金属热电阻由金属材料制成，其化学稳定性好，但灵敏度差，选项B正确；霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的传感器，选项C正确；热敏电阻可以把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，选项D正确。]4．C [开关S由闭合变为断开，传感器1中的电流立刻变为零，如题图丁；传感器2中的电流由于线圈的自感作用，电流反向并逐渐减小，如题图丙，故C正确，A、B、D错误。]5．D [由题图甲可知，传感器的电阻与气体中酒精蒸气的浓度成反比，故A错误；因为酒精蒸气的浓度C越大，传感器的电阻越小，电路中的电流越大，电流表指针偏转的角度越大，路端电压越小，R0两端电压越大，故B、C错误；若电源用的时间长了，内阻变大，则相同浓度时总电阻变大，电流变小，测量的酒精浓度C偏低，故D正确。]6．A [电源电压恒定，也就是说，并联电路两端的电压恒定，当滑动触头向左移动时，发光二极管发光变强，光敏电阻的电阻变小，所以电流变大，则L的功率变大。]7．D [由光敏电阻的特性可知，光照强度较强时，电阻较小，电流较大，衔铁被吸引下来，日光灯电路断开；光线不足时，电阻较大，电流较小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯电路接通。因此，上面的两接线柱应该和日光灯电路连接。选项A、B、C正确，故选D。]8．BC [只有当OC受到向左的安培力时，闸门才能自动跳开，根据左手定则知电流的方向是O→C，CO所受安培力大小为F安＝BIl＝0.2 N，从而解得I＝2 A。]9．AC [当车轮带动齿轮转动时，线圈中会有电流，这是由于轮齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，轮齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流。将这个电流放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死。所以，A、C两项正确。]10．ACD [当一氧化碳浓度增大时，传感器的电导增大，电阻R传减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流I＝增大，电压表示数U0＝IR0＝增大，故选项C、D错误；由题图乙知，传感器的电阻R传与浓度成反比，即R传＝，则U0＝，所以电压表示数U0与一氧化碳浓度之间的关系图线并不是直线，选项A错误，B有可能，故选ACD。]11．解析：(1)根据闭合电路欧姆定律得10×10-3 A＝解得R1＝900 Ω，C项接近这一数值，故选C。(2)根据闭合电路欧姆定律得10×10-3 A＝解得R2＝100 Ω。(3)根据闭合电路欧姆定律得5×10-3 A＝解得R＝1 100 Ω，根据题图乙得R＝F＋100(仅数值关系式)解得F＝1 000 N。答案：(1)C (2)100 (3)1 00012．解析：(1)按下S1后L2支路被短路，则L2不会发光，A错误；当锅内温度高于103 ℃时，S1断开，而要温度降到70 ℃以下时S2才会闭合，则此时L2可能发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，则回路中RL2≈10.42 Ω，并联的整体电阻R并≈56.64 Ω则回路总电阻R总＝1 067.06 Ω则回路总电流I总＝≈0.21 A则L2一定发光，此时并联的整体的电压为U并＝I总R并≈11.89 V则流过L1的电流为IL1＝＝ A≈0.012 A则流过L1的电流小于30 mA，则L1熄灭，B错误；由题知，S2在锅内温度高于80 ℃时自动断开，锅内温度降到70 ℃以下时自动闭合，C正确；当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L2支路被短路，则L2不会发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，则此时流过L1的电流为I′L1＝＝ A≈0.218 A则此时流过L1的电流大于30 mA，则L1发光，D正确。(2)多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度——机械调零；将选择开关旋转到“×100”位置——选挡；将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点——欧姆调零；测量指示灯L1两端的阻值——测量；将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。故正确顺序为CABDE。由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，如图丙可看出L1两端有1 100 Ω左右的电阻，则说明L1始终不亮的原因是L1断路损坏。由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，如图丁可看出欧姆表的示数几乎为零，但由于RL1＝10.42 Ω，此时选用的是“×100”档，则说明灯泡L1正常，则说明L1始终不亮的原因是R1断路损坏。答案：(1)CD (2)CABDE L1 R113．解析：(1)本题是求电路A、B两点的电压与4个电阻的关系，由于电压表的电阻可以看作无穷大，因此本电路是R1与R2串联，R3与R4串联，然后它们再并联。设上面部分电流为I上，下面部分电流为I下，要使A点电势等于B点电势，则应有电阻R1上的电压等于R3上的电压，电阻R2上的电压等于电阻R4上的电压，即I上R1＝I下R3①，I上R2＝I下R4②，联立①②式得到＝。(2)当在O点施加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此R1、R4被拉长，R2、R3被拉宽，即R1、R4增大，R2、R3减小，这时A、B两点电势不再相等。答案：(1)＝ (2)R1、R4增大 R2、R3减小14．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：由U1＝R1得R1＝4.5 Ω所以金属杆单位长度的电阻r0＝＝ Ω/m＝4.5 Ω/m。(2)有风时：由U2＝R2得R2＝1.5 Ω此时，弹簧长度L＝＝ m压缩量x＝L0－L＝ m＝ m由平衡条件得此时风力：F＝kx＝120× N＝80 N。答案：(1)4.5 Ω/m (2)80 N15．解析：(1)由表中数据可归纳得出R＝300－0.6F(Ω)。(2)依题意可知，电子秤空载时压力传感器受到的压力为0，由表可知，此时压力传感器的电阻R1＝300 Ω，电路中的电流为I1＝＝A＝15.6 mA，所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6 mA处。(3)当电流表刻度盘的示数为I2＝20 mA时，压力传感器的电阻R2＝＝ Ω＝234 Ω，由R＝300－0.6F(Ω)得F2＝110 N，再由F2·AO＝G·BO得G＝550 N。答案：(1)R＝300－0.6F(Ω) (2)15.6 mA(3)550 N 压力F/N050100150200250300…电阻R/Ω300270240210180150120…12345678910DBACDADBCACACD
章末综合测评(五) 传感器一、单项选择题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．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位( )A．力传感器 B．光传感器C．温度传感器 D．生物传感器3．下列说法不正确的是( )A．所有传感器都是由半导体材料制成的B．金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差C．霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的传感器D．热敏电阻可以把温度这个热学量转换为电阻这个电学量4．如图是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。下图是某同学画出的在t0时刻开关S由闭合变为断开，通过传感器的电流随时间变化的图像。关于这些图像，下列说法中正确的是( )A．甲图是通过传感器1的电流随时间变化的情况B．乙图是通过传感器1的电流随时间变化的情况C．丙图是通过传感器2的电流随时间变化的情况D．丁图是通过传感器2的电流随时间变化的情况5．陶瓷气敏传感器可以用于分析气体中酒精蒸气的含量，常用于检查驾驶人员是否饮酒。如果司机饮酒，血液中的酒精成分会扩散到呼出的气体中，呼出的气体喷向传感器，传感器的电阻将发生相应的变化，从而可以检测血液中的酒精含量。某种陶瓷气敏传感器的电导(即电阻的倒数)与气体中酒精蒸气浓度C的关系如图甲所示。现用其组成如图乙所示的检测电路(电源内阻为r，电流表内阻不计)。对此，以下说法正确的是( )A．此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸气的浓度成正比B．气体中酒精蒸气的浓度越大，则电流表指针偏转的角度越小C．气体中酒精蒸气的浓度越大，则电池的路端电压越小，电阻R0两端的电压也越小D．电源用的时间长了，内阻变大，则会导致测得的酒精浓度偏低6．如图所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发光越强)，且R与D距离不变，下列说法中正确的是( )A．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率都不变7．在一些学校的教室里，为了保证照明条件，采用了智能照明系统，在自然光不足时接通电源启动日光灯，而在自然光充足时，自动关闭日光灯。其原理图如图所示，R为一光敏电阻，L为一带铁芯的螺线管。在螺线管上方有一用细弹簧悬着的轻质衔铁，衔铁的一端用铰链固定使其可以自由转动，另一端用一绝缘棒连接两动触头。关于该智能照明系统的工作原理，下列描述错误的是( )A．光照较强时，光敏电阻的阻值较小，衔铁被吸引下来B．光线不足时，光敏电阻的阻值较大，所在电路电流较小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通C．上面的两接线柱应该和日光灯电路连接D．下面的两接线柱应该和日光灯电路连接二、多项选择题8．如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度B＝1 T的匀强磁场中，C、O间距离为10 cm。当磁场力为0.2 N时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为( )A．电流方向C→O B．电流方向O→CC．电流大小为2 A D．电流大小为1 A9．为了保证汽车车轮在制动时不是完全刹死滑行，而是让车轮仍有一定的滚动，我们用一个自动检测车速的传感器来控制车轮的转动，其原理如图所示(铁质齿轮P与车轮同步转动，右端是一个绕有线圈的磁体)，下列说法正确的是( )A．M是一个电流检测器B．M是一个定值电阻C．该传感器是把运动情况转化为电学物理量D．该传感器是把运动情况转化为力学物理量10．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，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪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传感器电导(即电阻的倒数)-CO浓度关系图线如图乙所示，请判断，电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的对应关系不可能是图丙中的( )A B C D丙三、非选择题11．(2022·陕西渭南高二期末)传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用，如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中R1是保护电阻，R2是调零电阻(总电阻200 Ω)，理想电流表量程为10 mA，电源电动势E＝10 V(内阻不计)，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。(1)以下三个规格的保护电阻，R1应选择____________________。A．8 Ω B．80 ΩC．800 Ω(2)正确选取、安装保护电阻R1后，要对压力传感器进行调零(要求压力为零时电流表满偏)，则调零电阻R2应调为__________Ω。(3)接下来对表盘进行重新赋值，原5 mA刻度线应标注__________N。12．(2022·河北卷)某物理兴趣小组利用废弃电饭煲的部分器材自制简易电饭煲，设计电路如图甲所示。选用的器材有：限温开关S1(手动将其按下，开始持续加热煮饭，当锅内温度高于103 ℃时自动断开，之后不能自动闭合)；保温开关S2(当锅内温度高于80 ℃时自动断开，温度低于70 ℃时自动闭合)；电饭煲的框架(结构如图乙所示)。自备元件有：加热电阻丝R(阻值为60 Ω，用于加热煮饭)；限流电阻R1和R2(阻值均为1 kΩ)；指示灯L1和L2(2.5 V，0.6 W，当电流低于30 mA时可视为熄灭)；保险丝T。(1)按照兴趣小组设计的电路，下列说法正确的是__________(多选)。A．按下S1，L1和L2均发光B．当锅内温度高于103 ℃时，S1自动断开，L1和L2均发光C．保温过程中，S2自动在闭合、断开状态之间交替切换D．当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L1发光，L2熄灭(2)简易电饭煲制作完成后，试用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常。在不增加元件的前提下，断开电源，使用多用电表判断发生故障的元件。下列操作步骤的正确顺序是__________(填写各步骤前的字母)。A．将选择开关旋转到“×100”位置B．将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点C．调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度D．测量指示灯L1两端的阻值E．将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡操作时，将多用电表两表笔与L1两端接触，若指针如图丙所示，可判断是__________断路损坏；若指针如图丁所示，可判断是__________断路损坏。(用电路中的元件符号表示)13．如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图，薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图乙。图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：(1)开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？(2)当O点被施加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？14．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 的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。(电压表可看成理想电表)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。15．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线框内所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R(一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表A(其实质是电流表)。其中AO∶BO＝5∶1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：设踏板和杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68 V，则：(1)利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式。(2)该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘多少毫安处？(3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20 mA，这个人的体重是多少。章末综合测评(五)1．D [除了物理传感器，还有化学、生物传感器也可将非电学量转化为电学量，故A错误；湿敏传感器也可能是化学传感器，故B错误；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错误；由物理传感器的定义知D正确。]2．B [太阳能电池板的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当正对太阳时电流最大，所以应用的是光传感器，选项B正确，选项A、C、D错误。]3．A [传感器材料可以是半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料等，选项A错误；金属热电阻由金属材料制成，其化学稳定性好，但灵敏度差，选项B正确；霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量的传感器，选项C正确；热敏电阻可以把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，选项D正确。]4．C [开关S由闭合变为断开，传感器1中的电流立刻变为零，如题图丁；传感器2中的电流由于线圈的自感作用，电流反向并逐渐减小，如题图丙，故C正确，A、B、D错误。]5．D [由题图甲可知，传感器的电阻与气体中酒精蒸气的浓度成反比，故A错误；因为酒精蒸气的浓度C越大，传感器的电阻越小，电路中的电流越大，电流表指针偏转的角度越大，路端电压越小，R0两端电压越大，故B、C错误；若电源用的时间长了，内阻变大，则相同浓度时总电阻变大，电流变小，测量的酒精浓度C偏低，故D正确。]6．A [电源电压恒定，也就是说，并联电路两端的电压恒定，当滑动触头向左移动时，发光二极管发光变强，光敏电阻的电阻变小，所以电流变大，则L的功率变大。]7．D [由光敏电阻的特性可知，光照强度较强时，电阻较小，电流较大，衔铁被吸引下来，日光灯电路断开；光线不足时，电阻较大，电流较小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯电路接通。因此，上面的两接线柱应该和日光灯电路连接。选项A、B、C正确，故选D。]8．BC [只有当OC受到向左的安培力时，闸门才能自动跳开，根据左手定则知电流的方向是O→C，CO所受安培力大小为F安＝BIl＝0.2 N，从而解得I＝2 A。]9．AC [当车轮带动齿轮转动时，线圈中会有电流，这是由于轮齿靠近线圈时被磁化，使磁场增强，轮齿离开线圈时磁场减弱，磁通量变化使线圈中产生了感应电流。将这个电流放大后去控制制动机构，可有效地防止车轮被制动抱死。所以，A、C两项正确。]10．ACD [当一氧化碳浓度增大时，传感器的电导增大，电阻R传减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流I＝增大，电压表示数U0＝IR0＝增大，故选项C、D错误；由题图乙知，传感器的电阻R传与浓度成反比，即R传＝，则U0＝，所以电压表示数U0与一氧化碳浓度之间的关系图线并不是直线，选项A错误，B有可能，故选ACD。]11．解析：(1)根据闭合电路欧姆定律得10×10-3 A＝解得R1＝900 Ω，C项接近这一数值，故选C。(2)根据闭合电路欧姆定律得10×10-3 A＝解得R2＝100 Ω。(3)根据闭合电路欧姆定律得5×10-3 A＝解得R＝1 100 Ω，根据题图乙得R＝F＋100(仅数值关系式)解得F＝1 000 N。答案：(1)C (2)100 (3)1 00012．解析：(1)按下S1后L2支路被短路，则L2不会发光，A错误；当锅内温度高于103 ℃时，S1断开，而要温度降到70 ℃以下时S2才会闭合，则此时L2可能发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，并联的整体再和L2、R2串联，则回路中RL2≈10.42 Ω，并联的整体电阻R并≈56.64 Ω则回路总电阻R总＝1 067.06 Ω则回路总电流I总＝≈0.21 A则L2一定发光，此时并联的整体的电压为U并＝I总R并≈11.89 V则流过L1的电流为IL1＝＝ A≈0.012 A则流过L1的电流小于30 mA，则L1熄灭，B错误；由题知，S2在锅内温度高于80 ℃时自动断开，锅内温度降到70 ℃以下时自动闭合，C正确；当锅内温度低于70 ℃时，S2自动闭合，L2支路被短路，则L2不会发光，此时电路中R与R1和L1的串联部分并联，则此时流过L1的电流为I′L1＝＝ A≈0.218 A则此时流过L1的电流大于30 mA，则L1发光，D正确。(2)多用电表的操作步骤为：调整“指针定位螺丝”，使指针指到零刻度——机械调零；将选择开关旋转到“×100”位置——选挡；将两支表笔直接接触，调节“欧姆调零旋钮”，使指针指向欧姆零点——欧姆调零；测量指示灯L1两端的阻值——测量；将选择开关置于OFF位置或交流电压最高挡——关闭多用电表。故正确顺序为CABDE。由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，如图丙可看出L1两端有1 100 Ω左右的电阻，则说明L1始终不亮的原因是L1断路损坏。由于使用时L1始终不亮，但加热和保温功能均正常，则说明R、L2、R2、T均正常，如图丁可看出欧姆表的示数几乎为零，但由于RL1＝10.42 Ω，此时选用的是“×100”档，则说明灯泡L1正常，则说明L1始终不亮的原因是R1断路损坏。答案：(1)CD (2)CABDE L1 R113．解析：(1)本题是求电路A、B两点的电压与4个电阻的关系，由于电压表的电阻可以看作无穷大，因此本电路是R1与R2串联，R3与R4串联，然后它们再并联。设上面部分电流为I上，下面部分电流为I下，要使A点电势等于B点电势，则应有电阻R1上的电压等于R3上的电压，电阻R2上的电压等于电阻R4上的电压，即I上R1＝I下R3①，I上R2＝I下R4②，联立①②式得到＝。(2)当在O点施加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此R1、R4被拉长，R2、R3被拉宽，即R1、R4增大，R2、R3减小，这时A、B两点电势不再相等。答案：(1)＝ (2)R1、R4增大 R2、R3减小14．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：由U1＝R1得R1＝4.5 Ω所以金属杆单位长度的电阻r0＝＝ Ω/m＝4.5 Ω/m。(2)有风时：由U2＝R2得R2＝1.5 Ω此时，弹簧长度L＝＝ m压缩量x＝L0－L＝ m＝ m由平衡条件得此时风力：F＝kx＝120× N＝80 N。答案：(1)4.5 Ω/m (2)80 N15．解析：(1)由表中数据可归纳得出R＝300－0.6F(Ω)。(2)依题意可知，电子秤空载时压力传感器受到的压力为0，由表可知，此时压力传感器的电阻R1＝300 Ω，电路中的电流为I1＝＝A＝15.6 mA，所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6 mA处。(3)当电流表刻度盘的示数为I2＝20 mA时，压力传感器的电阻R2＝＝ Ω＝234 Ω，由R＝300－0.6F(Ω)得F2＝110 N，再由F2·AO＝G·BO得G＝550 N。答案：(1)R＝300－0.6F(Ω) (2)15.6 mA(3)550 N 压力F/N050100150200250300…电阻R/Ω300270240210180150120…12345678910DBACDADBCACACD
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