第五章传感器（选修第二册）-【人教版期末真题精选】安徽省高二下学期物理期末复习专题练习

第五章 传感器（选修第二册）-【人教版期末真题精选】安徽省高二下学期物理期末复习专题练习

一、单选题

1．（2022春·安徽滁州·高二校考期末）“新疆准东—安徽皖南”±1100kV特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程，输电容量1200万千瓦。输电线路流程可简化为

若直流输电线电阻为10Ω，不计变压器与整流等造成的能量损失，直流变交流时，有效值不会变大。当输电线路电流为5×103A时，下列说法正确的是（  ）

A．输电功率为1.2×1010W

B．输电导线上损失的功率为2.5×108W，损失的电压为50kV

C．降压变压器匝数比为11：5

D．若保持输送功率不变，用550kV输电，用户得到的功率比1100kV输电时减少1×109W

二、多选题

2．（2020春·安徽亳州·高二校考期末）如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通，当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则(　　)

A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用

C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用

D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长

三、实验题

3．（2022春·安徽滁州·高二校考期末）某研究性学习小组利用压敏电阻制作电子秤。已知压敏电阻在压力作用下发生微小形变，它的电阻也随之发生变化，其阻值R随压力F变化的图象如图（a）所示，其中R0=15Ω，图象斜率k=1.4Ω/N。小组同学按图（b）所示电路制作了一个简易电子秤（秤盘质量不计），电路中电源电动势E=3.5V，内阻r=5Ω，电流表量程为100mA，内阻未知，g取10m/s2。实验步骤如下：

步骤a：秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏；

步骤b：秤盘上放置已知重力的重物G，保持滑动变阻器电阻接入电阻不变；读出此时毫安表示数I；

步骤c：换用不同已知质量的重物，记录每一个质量值对应的电流值；

步骤d：将电流表刻度盘改装为质量刻度盘。

（1）当电流表半偏时，压敏电阻大小为___________。（结果保留2位有效数字）

（2）若电流表示数为20mA，则待测重物质量为m=___________kg；（结果保留2位有效数字）

（3）改装后的刻度盘，其零刻度线在电流表___________（填“零刻度”或“满刻度”）处；

（4）若电源电动势减小，内阻变大，其他条件不变，用这台电子秤称重前，进行了步骤a操作，则测量结果___________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

4．（2022春·安徽滁州·高二校考期末）某校综合实践活动小组进行简易温控报警系统研究。该系统核心元件采用热敏电阻来控制。该活动小组的同学首先对选用的热敏电阻的温度特性进行研究，可能用到以下实验器材：

A．热敏电阻RT（常温下的阻值约为30Ω）

B．烧杯、热水、温度计

C．电流表（量程0 ~ 0.6A，内阻R1= 5Ω）

D．电压表（量程0 ~ 6V，内阻约15kΩ）

E．滑动变阻器（最大阻值为500Ω，额定电流0.5A）

F．滑动变阻器（最大阻值为10Ω，额定电流2A）

G．电源（电动势6V，额定电流2A，内阻不计）

H．开关一个，导线若干

（1）要求通过热敏电阻的电流从零开始增大，为使测量尽量准确，则滑动变阻器应选择______；（填器材前的字母标号）

（2）请你按照实验要求在图甲虚线框中完成热敏电阻的温度特性测定实验电路图；______

（3）该小组测得的实验数据如下表所示，请在图乙坐标纸上作出RT-T图像______；

（4）在探明该热敏电阻特性的基础上，该研究小组设计了如图丙所示的简易温控报警系统。直流电源E（电动势3V，内阻不计），当1、2两端所加电压降低至1V时，温控控制开关自动启动报警系统。若要求当温度升高至70°C时启动报警系统，则可调电阻应该调节为______Ω（小数点后保留1位数字）；

（5）若要调低系统的报警温度，则可调电阻的阻值应该调______（选填“大”或“小”）。

5．（2022春·安徽滁州·高二校考期末）某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻R的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻R的阻值变化范围为50Ω～250Ω。供选择的实验器材如下：

A．电源E（电动势为3V，内阻不计）

B．电流表A1（量程为3mA，内阻r1=10Ω）

C．电流表A2（量程为30mA，内阻r2约为1Ω）

D．电压表V（量程为15V，内阻约为5kΩ）

E．电阻箱R1（0～9999.9Ω）

F．定值电阻R0=50Ω

G．开关S及导线若干

（1）为了较准确地测量电阻R，请在图甲中虚线框内将测量电阻R的实验电路图补充完整，并在图中标出所选器材的符号。(         )

（2）要测量电阻R，在电阻R上加一个竖直向下的力F，闭合开关S后，根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有___________。

A．通过电流表A1的电流I1 B．通过电流表A2的电流I2

C．电压表V两端的电压U                 D．电阻箱R1的电阻R1

（3）所测电阻R的表达式为R=___________（用题目所给物理量和（2）中所选物理量的字母表示）。

（4）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻R随所加外力F的R﹣F图像，如图乙所示。该同学将这种压敏电阻R与一个量程为3V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源E=4V，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为0～100N，压力为100N时对应电压表3V的刻度，则定值电阻R=___________Ω，电压表2V刻度对应压力表___________N的刻度。这样改装的压力表的压力刻度___________（选填“均匀”或“不均匀”）。

6．（2022春·安徽合肥·高二校考期末）某实验小组的同学为了研究某热敏电阻的性质，进行了如下操作。

（1）已知该热敏电阻的阻值随环境温度的升高而增大，小组同学利用伏安法测量了常温以及高温环境下该热敏电阻的阻值，通过实验数据描绘了该热敏电阻在这两个环境下的图线，如图甲所示，则图线_______（填“a”或“b”）对应的是高温环境。

（2）该小组的同学为了进一步研究热敏电阻的特性，设计了如图乙所示的电路。实验时，闭合开关S并调节滑动变阻器的滑片，读出电流表的示数分别为，已知定值电阻的阻值为，电流表的内阻为，则热敏电阻的阻值为_______（用已知物理量符号表示）。

（3）该小组的同学得出了该热敏电阻的阻值关于温度t的关系式为。将该热敏电阻接入如图丙所示的电路中，已知恒压电源的电压为，定值电阻，接通电路后，理想电压表的示数为7 V，理想电流表的示数为0.7 A，则定值电阻_______Ω，热敏电阻所在环境的温度为_______℃。

7．（2022春·安徽合肥·高二校考期末）（1）某同学利用如图甲所示电路，测量一表盘有刻度但数值已模糊的电流表的满偏电流Ig及内阻Rg。闭合开关S前滑动变阻器的滑动触头应置于最___________端（填“左”或“右”），闭合开关后，多次调节滑动变阻器和变阻箱，使电流表每次都满偏，分别记录每次电压表的示数U和电阻箱的阻值R。得出电压表示数U随电阻箱的电阻R变化的关系图像如图乙所示，根据图乙可求出电流表的满偏电流值Ig=_____mA，电流表内阻Rg=________Ω。（后两空结果均保留两位有效数字）

（2）该同学利用上述电流表及一热敏电阻制作成一体温计，热敏电阻随温度变化规律及实验电路图分别如图丙、丁所示。已知所用电源的电动势E为3.0V、内阻r=6Ω，R0为保护电阻，热敏电阻RT做测温探头，并把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻体温计”。若要求电流表指针满偏的位置标为42°C，则电阻R0=________Ω，电流表7.5mA处应标为_______°C。（结果均保留三位有效数字）

8．（2022春·安徽滁州·高二校考期末）已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃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20 Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100 Ω）。

(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图________________。

(2)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5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_____kΩ（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（a）所示。

(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图（a）求得，此时室温为_____℃（保留3位有效数字）。

(4)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（b）所示。图中，E为直流电源（电动势为10 V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为50℃，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_________kΩ（保留2位有效数字）。

9．（2020春·安徽·高二统考期末）为防控新冠肺炎疫情，每位学生在上学之前都需要测量体温，数字体温计是常用的测量工具，它的核心元件是热敏电阻，某实验小组利用如下器材探究热敏电阻的温度特性：

热敏电阻R（常温下约8k）；

电流表A（量程1mA，内阻约200）；

电压表V（量程3V，内阻约10k）；

电池组E（电动势4.5V，内阻约1）；

滑动变阻器R（最大阻值为20）；

开关S、导线若干、烧杯和水、温度计，

(1)先用螺旋测微器测量此热敏电阻的直径如图甲所示，其直径为________mm；

(2)根据提供器材的参数将图乙所示的实物图中所缺的导线补接完整_________；

(3)实验开始前滑动变阻器的滑动触头P应置于________端（选填“a”或“b”）；

(4)利用图乙的电路测出热敏电阻的阻值比真实值________（选填“大”或“小”）；

(5)本实验测得热敏电阻的阻值R与温度t的关系如图丙所示，现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中，当它产生的热量与向周围环境散热达到平衡时，热敏电阻的温度稳定在某一值t，且满足关系式，其中k是散热系数，t是电阻的温度，t0是周围环境温度，I为电流强度），已知，，，由丙图可知该热敏电阻的温度稳定在___________℃。

参考答案：

1．B

【详解】A．理想变压器本身不消耗能量，输入功率等于输出功率，输电导线输送功率为

发电机输电功率不可能比它低，A错误；

B．输电导线上损失的功率

损失的电压

B正确；

C．输电导线末端电压

则

C错误；

D．用1100kV输电时输电导线上损失的功率

保持输送功率不变，只用550kV输电，输电导线上损失的功率

则用户得到的功率比1100kV输电时减少

D错误。

故选B。

2．BC

【详解】AB.当S1断开时，A中电流消失，此时穿过A、B线圈的磁通量均减小，由于A线圈已经断开，不产生感应电流，对磁场强度的减弱没有抑制作用；而B线圈的开关S2是闭合的，内部产生感应电流，B线圈中有感应电流产生的磁场，这即是延迟效应产生的原因，A错误，B正确；

CD.如果S2断开，线圈B也不产生感生电流，将不会有延时的作用，C正确，D错误。

故选BC。

3．     50Ω     10     满刻度     偏大

【详解】（1）[1]秤盘上不放重物时，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表指针满偏，满偏电流

此时

解得

当电流表半偏时

解得压敏电阻大小为

R=50Ω

（2）[2]电流表示数为

I0=20mA①

②

③

联立①②③得，待测重物质量为

（3）[3] 由于压敏电阻阻值R随压力增大而增大，则电流表随压力的增大而减小，所以改装后的刻度盘，其零刻度线在电流表的满刻度处

（4）[4]根据操作过程a可知，当电源内阻增大，电动势减小时，仍要使得电流表满偏，则电源内阻与滑动变阻器接入电路的阻值之和会减小，当放置重物时，导致电流表示数偏小，则测量结果偏大。

4．     F               28.0（27.5~28.5范围内均可）     大

【详解】（1）[1]要求通过热敏电阻的电流从零开始增大，则滑动变阻器应采用分压式接法，为了便于控制分压，应选择最大阻值较小的F。

（2）[2]由于电流表内阻已知，所以应采用内接法，从而消除由于电压表分流带来的系统误差，电路图如图所示。

（3）[3]如图所示。

（4）[4]根据RT –T图像可知当温度升高至70°C时，RT≈14Ω。根据闭合电路欧姆定律有

解得

（5）[5]若要调低系统的报警温度，则报警时RT的阻值增大，根据串联电路分压规律可知可调电阻的阻值应该调大。

5．          ABD          150     50     不均匀

【详解】(1)[1]因电源电动势只有3V，则电压表量程过大，可用已知内阻的电流表A1和电阻箱串联来代替，则电路如图所示

(2)[2] 由实验原理可知，电流表A1和串联后和并联，根据欧姆定律得

故需要读取的数据为电流表A1和A2的读数、，电阻箱的阻值R1。故选ABD。

(3)[3]所测电阻R的表达式

 (4)[4]由乙图可知

由丙图利用欧姆定律得

联立得

由题意，时，，得

[5] 电压表2V刻度对应压力

[6]由整理得

知与不是线性关系，故压力表的刻度不是均匀的。

6．     b          17.5     40

【详解】（1）[1] 图线的斜率表示电阻的倒数，图甲中图线b对应的阻值大于图线a对应的阻值，所以图线b对应的为高温环境。

（2）[2]由图乙可知，通过热敏电阻的电流为

热敏电阻两端电压

则热敏电阻的阻值为

（3）[3][4]由图丙可知，流过定值电阻的电流为

又理想电流表示数为0.7 A，则通过热敏电阻的电流为

则定值电阻的阻值为

又两端电压为2 V，则

代入

解得

7．     右     10     4.0     100     38.6（或38.5）

【详解】（1）[1]分压法测电阻，应使待测元件两端电压从零开始增大，所以滑片应置于右端；

[2]电压表示数与滑动变阻器电阻之间的关系为

由此可得图像斜率为满偏电流，大小为10mA；

[3]由以上分析可知，电流表内阻与满偏电流的乘积为纵轴截距，可得内阻为4.0Ω；

（2）[4]当温度为42°C时，热敏电阻的阻值为190Ω，有

解得定值电阻阻值为100Ω；

[5]当电流表示数为7.5mA时，代入上式可得热敏电阻的阻值为290Ω，查图可知，对应温度为38.5°C或者38.6°C。

8．          1.8     25.5     R1     1.2

【详解】(1)[1]滑动变阻器由用分压式，电压表可视为理想表，所以用电流表外接。连线如图

(2)[2]由部分电路欧姆定律得

(3)[3]由图(a)可以直接可读该电阻的阻值为2.2kΩ对应的温度为25.5℃。

(4)[4]温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少。而温度高时要求输出电压升高，以触发报警，所以R1为热敏电阻。

[5]由图线可知，温度为50℃时，R1=0.8kΩ，由欧姆定律可得

，

代入数据解得

9．     0.520          a     电流表的分压     45（43-46）

【详解】(1)[1] 其直径为

(2)[2]如图

(3)[3]实验开始前为了安全，滑动变阻器的滑动触头P应置于最大阻值处，故置于a端。

(4)[4]利用图乙的电路测出热敏电阻的电压包含了电流表的分压，根据可知，偏大，故测出的阻值比真实值偏大。

(5)[5] 将，，带入

变形得

带入数据等号两边同时除以1000得

其中R的单位为，并在丙图中作出其图线如下，两条图线的交点即为电阻的实际工作状态，可以看出温度约为。