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【学练考】2015-2016学年高二人教版物理选修3-2练习册:单元测试3


单元测评(三) 第六章 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共 100 分,考试时间 90 分钟. 第Ⅰ卷 (选择题 共 40 分) 一、选择题(本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分.在每小题给出的四个选项中,有 的只有一个选项符合题意,有的有多个选项符合题意,全部选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分,选错或不答的得 0 分) 1.(多选)下列说法

正确的是( ) A.热敏电阻能够把热量这个热学量转换为电阻这个电学量 B.金属热电阻的化学稳定性好,但灵敏度差 C.电熨斗中的双金属片是温度传感器 D.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元件 2.(多选)关于传感器,下列说法正确的是( ) A.光照越强,光敏电阻的阻值越大 B.所有传感器都是由半导体材料做成的 C.霍尔元件可以把磁场的强弱转化为电压的大小 D.温度升高到居里点时铁氧体就会失去磁性 3.关于光敏电阻和热敏电阻,下列说法中正确的是( ) A.光敏电阻是用半导体材料制成的,其阻值随光照的增强而减小,随光照的减弱而增 大 B.光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器 C.热敏电阻是用金属铂制成的,它对温度感知很灵敏 D.热敏电阻是把电学量转换为热学量的传感器 4.图 C31 是火电报警器电路的示意图.其中 R3 为用半导体热敏材料制成的传感器, 这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大. 值班室的显示器为电路中的电流表, 电 源两极之间接报警器.当传感器 R3 所在处出现火情时,显示器的电流 I、报警器两端的电压 U 的变化情况分别是( )

图 C31 A.I 变大,U 变小 B.I 变小,U 变大 C.I 变小,U 变小 D.I 变大,U 变大 5.在探究超重和失重规律时,某体重为 G 的同学站在压力传感器上完成一次下蹲动 作.传感器和计算机相连,经计算机处理后得到压力 F 随时间 t 变化的图像,则图 C32中 的图像可能正确的是( )

A

B

C

D

图 C32 6. (多选)传感器是一种采集信息的重要器件. 图 C33 是用电容器作为传感器来测定压

力变化的电路,当待测压力作用于可动膜片电极上时,以下说法正确的是(

)

图 C33 A.若 F 向上压膜片电极,则电路中有从 a 到 b 的电流 B.若 F 向上压膜片电极,则电路中有从 b 到 a 的电流 C.若电流表有示数,则说明压力 F 发生变化 D.若电流表有示数,则说明压力 F 不会发生变化 7.(多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况,图 C34 甲为某工厂成品包装车间的光传感记录器示意图,光传感器 B 能接收到发光元件 A 发出的 光,每当工件挡住 A 发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号 与时间的关系,如图乙所示.若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为 0.2 m,则下 列说法正确的是( )

图 C34 A.传送带运动的速度是 0.1 m/s B.传送带运动的速度是 0.2 m/s C.该传送带每小时输送 3600 个工件 D.该传送带每小时输送 7200 个工件 8.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小.有位同学利用压敏电阻设计了判断小车 运动状态的装置, 其工作原理如图 C35 甲所示, 将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上, 中间放置一个绝缘小球.小车向右做直线运动的过程中,电流表的示数如图乙所示,下列判 断正确的是( )

图 C35 A.t1~t2 时间内,小车做匀速直线运动 B.t1~t2 时间内,小车做匀加速直线运动 C.t2~t3 时间内,小车做匀速直线运动 D.t2~t3 时间内,小车做匀加速直线运动 9.(多选)某电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如 图 C36 所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件).为了确定各元件的种类, 小华同学 用电流传感器(相当于电流表)与直流电源、 滑动变阻器、 开关串联后, 分别将“A、 B”“B、 C”“C、

D”接入电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图 C37 甲、乙、丙所 示,则下列判断中正确的是( )

图 C36

图 C37 A.A、B 间是电容器 B.B、C 间是电感线圈 C.C、D 间是电容器 D.C、D 间是定值电阻 10.如图 C38 甲所示,面积 S=0.2 m2 的线圈,匝数 n=630 匝,总电阻 r=1.0 Ω,线 圈处在变化的磁场中, 设磁场方向垂直于纸面向外为正方向,磁感应强度 B 随时间 t 按图乙 所示的规律变化,方向垂直于线圈平面.图甲中的传感器可看成一个纯电阻 R,并标有“3 V 0.9 W”的字样,滑动变阻器 R0 上标有“10 Ω 1 A”的字样,则下列说法正确的是( )

图 C38 A.通过电流表的电流方向向左 B.为了保证电路的安全,电路中允许通过的最大电流为 1 A C.线圈中产生的感应电动势随时间在变化 D.若滑动变阻器的滑片置于最左端,为了保证电路的安全,图乙中 t0 的最小值为 40 s 第Ⅱ卷(非选择题 共 60 分) 二、实验题(本题共 2 小题,11 题 6 分,12 题 9 分,共 15 分) 11.图 C39 是一种自动控制水温的装置,加热电路的两个端点 P、Q 应接在触头 a、b 之间还是 c、d 之间?热敏电阻两端 M、N 应接在哪两个触头之间?

图 C39

12.某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性.现有器材如下:直流恒流电源(在正常 工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等. (1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在如图 C310 所示的实 物图上连线.

图 C310 (2)实验的主要步骤: ①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流 值; ② 在 保 温 容 器 中 添 加 少 量 热 水 , 待 温 度 稳 定 后 , 闭 合 开 关 , ______________ , ______________,断开开关; ③重复第②步操作若干次,测得多组数据. (3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值, 并据此绘得 Rt 关系图像如图 C311 所示,请根据图像写出该热敏电阻的 Rt 关系式:R=________+________t(Ω)(保留三位有 效数字).

图 C311 三、计算题(本题共 3 小题,13 题 12 分,14 题 15 分,15 题 18 分,共 45 分.解答应 写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分) 13.逻辑电路在电子线路中有着重要的应用.某同学利用“非”门电路设计了一个路灯自 动控制门电路.天黑了,让路灯自动接通;天亮了,让路灯自动熄灭.图 C312 中的 RG 是一个光敏电阻,当有光线照射时,光敏电阻的阻值会显著减小.R 是可调电阻,起分压作 用.“非”门电路能将输入的高压信号转变为低压信号,或将低压信号转变为高压信号,J 为 路灯总开关控制继电器,它在获得高电压时才启动(图中未画路灯电路). (1)当天黑时,RG 变大还是变小?“非”门电路获得高电压还是低电压?J 得到高电压还 是低电压? (2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮,现要调节自动控制装置,使得它在天色较 暗时才会自动接通开关,应将 R 调大一些还是调小一些?

图 C312

14.电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,它们一般具有加热和保温功能, 其工作原理大致相同.图 C313 为某种电热式电器的简化电路图,主要元件有电阻丝 R1、 R2 和自动开关 S. (1)当自动开关 S 闭合和断开时,用电器分别处于什么状态? (2)用电器由照明电路供电(U=220 V),设加热时用电器的电功率为 400 W,保温时用电 器的电功率为 40 W,则 R1 和 R2 分别为多大?

图 C313

15. 在航天事业中要用角速度计测得航天器的自转角速度, 角速度计的结构如图 C314 所示,当系统绕轴 OO′转动时元件 A 在光滑杆上发生滑动,并输出电信号成为航天器的制 导信号源.已知元件 A 的质量为 m,弹簧的劲度系数为 k,原长为 l0,电源的电动势为 E, 内阻不计,滑动变阻器总长为 l,电阻分布均匀,系统静止时滑动变阻器的触头 P 在中点, 与固定接头 Q 正对.当系统以角速度 ω 转动时,求: (1)弹簧的形变量 x 与 ω 的关系式; (2)电压表示数 U 与角速度 ω 的关系式.

图 C314

参考答案 单元测评(三) 1. BCD [解析] 热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量, 选项 A 错误; 选项 B、C、D 正确.

2.CD [解析] 光敏电阻由半导体材料制成,温度升高,半导体导电性增强,光敏电 阻阻值减小,选项 A 错误;并不是所有传感器都是由半导体材料制成的,例如金属热电阻 就是由金属制成的,选项 B 错误;在磁场中霍尔元件可以输出霍尔电压,将磁感应强度的 大小转化为电压的大小,选项 C 正确;铁氧体常温下具有磁性,当温度升高到 103 ℃附近 的居里点时,磁性就会消失,选项 D 正确. 3.A [解析] 光敏电阻是把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量的元件;热敏 电阻是把温度这个热学量转换为电阻这个电学量的元件,故选项 B、D 错误;热敏电阻和光 敏电阻都是用半导体材料制成的,半导体具有光敏性和热敏性,故选项 A 正确,选项 C 错 误. 4.D [解析] 当 R3 所在处出现火情时,R3 的阻值增大,电路中的总电阻增大,总电 流减小,路端电压增大,所以报警器两端的电压增大,电流表所在支路的电流也增大,选项 D 正确. 5.D [解析] 该同学站在压力传感器上完成一次下蹲动作的过程中,先向下加速,后 向下减速,其加速度先向下后向上,即先失重后超重,选项 D 正确. 6.AC Q [解析] 当 F 向上压可动膜片电极时,电容 C 变大;而 C= ,U 不变,故 Q 变 U

大,电容器充电,选项 A 正确,选项 B 错误;若电流表有示数,说明压力 F 发生变化,选 项 C 正确,选项 D 错误. 7.BC [解析] 从乙图可以知道,每间隔 1 秒的时间光传感器就输出一个电信号,而在 这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离, 所以传送带运动的速度是 v= 0.2 m/s=0.2 1

s m/s.故 A 错误, B 正确; 传送带每小时传送的距离为 s=vt=0.2× 3600 m, 工件个数为 n= = L 3600 个,C 正确,D 错误. 8.D [解析] 由小球的受力情况可知 a∝FN,而压敏电阻的阻值随压力的增大而减小, 则电流的大小反映了加速度的大小, 故 t2~t3 时间内小车做匀加速运动, t1~t2 时间内小车做 加速度增大的变加速运动,选项 D 正确. 9.ABD [解析] 由题图甲可知,电流先达到最大,然后变为零,因电容器在充电时, 电路中有充电电流,充电完毕后,电路中的电流为零,所以 A、B 间应是电容器,选项 A 正确;题图乙中电流先慢慢增大,然后不再发生变化,而电感线圈由于自感的作用,使得电 路中的电流只能先慢慢增大,然后稳定不变,故 B、C 间是电感线圈,选项 B 正确;题图丙 中电流立即达到最大值,最后电流的大小保持不变,所以 C、D 间是定值电阻,选项 C 错 误,选项 D 正确. 10.D [解析] 由楞次定律可知,通过电流表的电流方向向右;传感器正常工作时的电 U2 (3 V) U 3V 阻 R= = =10 Ω,工作电流 I= = =0.3 A,由于滑动变阻器的工作电流是 1 P 0.9 W R 10 Ω A,所以电路中允许通过的最大电流为 Imax=0.3 A;由于磁场随时间均匀变化,所以线圈中 产生的感应电动势是不变的; 滑动变阻器的滑片位于最左端时, 外电路的电阻为 R 外=20 Ω, nΔΦ nSΔB 630× 0.2× 2.0 故电动势的最大值 Emax= = = ,又 Emax=Imax(R 外+r),联立解得 t0=40 Δt Δt t0 s.故只有选项 D 正确. 11.a、b 之间 e、f 之间 [解析] P、Q 应该分别接在触头 a、b 之间,同时,M、N 应该分别接 e、f,其工作原理 是,当水温升高时,热敏电阻的阻值减小,电磁铁中的电流增大,吸引力增大,使衔铁被吸
2

下,a、b 断开,使加热装置停止加热;当水温降低到一定程度时,热敏电阻阻值增大,电 磁铁中的电流减小,吸引力减小,衔铁被弹簧拉上去,使 a、b 之间连接,加热装置开始加 热,从而实现水温控制. 12.(1)如图所示

(2)②记录电压表的示数 记录温度计的示数 (3)100 0.400 [解析] 每次添加热水后, 都需要重新读出温度计和电压表的示数.根据绘得的 Rt 图像 可以看出,电阻值 R 与温度 t 之间是线性关系,故可写成数学表达式 R=a+bt(Ω),其中 b 为直线的斜率,据图线可得 b = 128-104 = 0.400 , a = 100 ,所以上式可写为 R = 100 + 70-10

0.400t(Ω). 13.(1)变大 低 高 (2)大 [解析] (1)天黑时,光线减弱,光敏电阻的阻值 RG 变大,A 端输入低电压,Y 端输出高 压信号,J 得到高压,开始控制路灯工作. (2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮,应将 R 调大,这样 A 端输入电压较高,不 会触发继电器. 14.(1)S 闭合时,处于加热状态;S 断开时,处于保温状态 (2)121 Ω 1089 Ω U2 [解析] (1)当 S 闭合时,R2 被短路,此时电路总电阻最小,由 P= 知功率最大,此时 R 为加热状态,当 S 断开时,R1、R2 串联,电路总电阻最大,功率最小,此时为保温状态. U2 (2)S 闭合时,处于加热状态,有 Pmax= ; R1 U2 S 断开时,处于保温状态,有 Pmin= . R1+R2 联立解得 R1=121 Ω,R2=1089 Ω. mω2l0 15.(1)x= k-mω2 (2)U= mω2l0E l(k-mω2)

[解析] (1)由牛顿第二定律知 kx=mω2(l0+x),即 kx-mω2x=mω2l0, mω2l0 故 x= . k-mω2 x mω2l0E (2)由串联电路的规律知 U= E= . l l(k-mω2)


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