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2016年吉林单招物理模拟试题:传感器


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2016 年吉林单招物理模拟试题:传感器
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1: (多选) 图是霍尔元件的示意图, 一块通电的铜板放在磁场中, 板面垂直于磁场, 板内通有图示方向的电流, a、 b 是铜板上、下表面的两点,则 ( )

A、电势

B、电势

C、电流增大时,

增大

D、其他条件不变,将铜板改为 NaCl 水溶液时,电势结果仍然一样

2: 如图所示,是一个测定液面高度的传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放在导电液体中,导线芯和导 电液体构成电容器的两极,把这两极接入外电路,当外电路中的电流变化说明电容值增大时,则导电液体的深 度 ( )

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A、增大 B、减小 C、不变 D、无法确定

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3: (2014。湖南长郡中学期末)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升 降机运动状态的装置,如图甲所示,将压敏电阻平放在升降机内,受压面朝上,在上面放一物体 ,升降机静 止时电流表示数为 。某过程中电流表的示数如图乙所示,则在此过程中( )

A、物体处于失重状态 B、物体处于超重状态 C、升降机一定向上做匀加速运动 D、升降机可能向下做匀减速运动

4: (2012.广州)关于话筒,下列说法正确的是( )。

A、无论动圈式话筒、电容式话筒,还是驻极体话筒,作用都相同,都将声波这个力学量转换成了电压或电流这 个电学量 B、电容式话筒和驻极体话筒的原理相同,都是声波的变化引起电容变化,进而引起输出电压的变化

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C、动圈式话筒利用通电线圈在磁场中受安培力振动实现声向电的转化 D、因为驻极体话筒价格便宜、灵敏度高,会场大都使用驻极体话筒

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5:下列说法中正确的是: ( ) A、话筒是一种常用的声音传感器,其作用是将电信号转换为声信号 B、电子秤是利用力传感器进行测量 C、某些街旁的路灯,利用半导体的光敏特性,夜晚电阻小,白天电阻大,控制了电路的通斯 D、半导体热敏电阻常用作温度传感器,因为温度越高,它的电阻值越小

6: 如图所示为某一热敏电阻(电阻值随温度的改变而改变,且对温度很敏感)的 关系曲线。

(1) 为了通过测量得到

关系的完整曲线,在甲和乙两个电路中应选择的是图 _____ ;简要说明理由:

________(电源电动势为 9 V,内阻不计,滑动变阻器的阻值为 0~100 Ω)。

(2)在图丙电路中,电源电压恒为 9 V,电流表读数为 70 mA,定值电阻

=250 Ω,由热敏电阻的

关系曲线

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可知,热敏电阻两端的电压为______V;电阻 的阻值约为____Ω。

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(3)举出一个可以应用热敏电阻的例子:_____________________________。

7: (2012。上海浦东)按照你对以下几种传感器的理解填写下面的表格,必要时可以查阅资料或向内行人请教,

8:将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。如图所示就是用这种方法测得的小滑块在半球形 碗内沿竖直平面内来回滑动时,对碗的压力大小随时间变化的曲线。从这条曲线提供的信息,可以判断滑块约 每隔___________秒经过碗底一次,随着时间的变化滑块对碗底的压力___________(填“增大”、“减小”、“不变”

或“无法确定”) 。

9:将一个力传感器连接到计算机上,我们就可以测量快速变化的力。图中所示就是用这种方法测得的小滑块在 半球形碗内在竖直平面内来回滑动时,对碗的压力大小随时间变化的曲线。从这条曲线提供的信息,可以判断 滑块约每隔 秒经过碗底一次,随着时间的变化滑块对碗底的压力 (填“增大”、减小”、“不变”或“无法

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确定”) 。

10: (2014。安徽合肥一中月考)如图所示,实线是某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向运动时,数据采集 器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况。从图中可知道该钩码的重力约为______N, 图线中钩码处于超重状态的为_____,处于失重状态的为______。 、 、 、 四段

11:如图所示为一种加速度仪的示意图。质量为 m 的振子两端连有劲度系数均为 k 的轻弹簧,电源的电动势为 E,不计内阻,滑动变阻器的总阻值为 R,有效长度为 L,系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中,这时电压 表指针恰好在刻度盘正中。

求:⑴系统的加速度 a(以向右为正)和电压表读数 U 的函数关系式。 ⑵将电压表刻度改为加速度刻度后,其刻度是均匀的还是不均匀的?为什么? ⑶若电压表指针指在满刻度的 3/4 位置,此时系统的加速度大小和方向如何?

12:如图为“用 DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度与质量关系”的实验装置。

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(1) (2 分)在图示装置中,①是固定在小车上位移传感器的 部分。在该实验中采用控制变量法,保持小 车所受拉力不变,即用钩码所受的重力作为小车所受拉力,为了减小实验误差,应使钩码质量尽量 些。

(2)改变小车的质量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出小车加速度与小车质量的倒数 a-l /M 关系图线, ① (2 分) 如果摩擦力不能忽略, 则画出的 a-1/M 图线为图示中的 。 (填“甲”或“乙”或“丙”) ②(2 分) (单选题)该实验中某同学画出的图线中 AB 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是( )

13:(9 分)如图甲为“用 DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)“研究加速度和力的关系”的实验装置。

(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持___________不变,用钩码所受的重力作为小车所受外力,用 DIS 测小车的加速度.。 (2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出 a-F 关系图线(如图乙所 示) 。 ①分析此图线的 OA 段可得出的实验结论是: ②此图线的 AB 段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是( )

14: (2012。广州模拟)当前大量使用的磁敏器件是霍尔元件与集成电路制成的磁传感器,它有以下两种: (1) -种是“线性”的,它是将霍尔元件和放大器集成在一个芯片内,其输出的电压与感受到的磁感应强度成正比地 连续变化,请你提出一种方案,利用它来测量电流的大小。 (2)另一种是“开关”型的,当磁场强到一定程度时它才会输出高电平,而在磁场弱到一定程度时输出低电平(或

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者相反) 。也就是说,它只能在高、低电平之间跃变。请你提出一种方案,利用它来测量有齿车轮的转速。

15:有一种测量物体重量的电子秤,其电路原理图如图中的虚线所示,主要由三部分构成:踏板、压力传感器 R (实际上是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器) 、显示体重的仪表 G(实质上是电流表) 。不计踏板的质量, 已知电流表的量程为 2A, 内阻不计, 电源电动势为 12V, 内阻为 1Ω, 电阻 R 随压力 F 变化的函数式为 R =35–0.01F (F 和 R 的单位分别是 N 和 Ω) 。则该秤能测量的最大体重是__________________,

该秤将电流表的电流刻度 I 转换成体重刻度 F 的关系式为______________________。

答案部分

1、AC 铜板中的自由电荷是电子,电子定向移动的方向与电流的方向相 反,由左手定则可判断出电子因受洛伦兹力作 用向 b 侧偏转,所以 ,A 对,B 错;因 ,所以电流增大时, 增大,C 对;若将铜

板改为 NaCl 溶液,溶液中的正、负离子均向 b 侧偏转,

,即不产生霍尔效应,故 D 错。

2、A 由题意知,导线芯和导电液体构成电容器的两极板,当液面高度发生变化时相当于两极板正对面积发生变化,自 然就会引起电容的变化。与平行板电容器类比可得,电容器的电容值变大时,导线芯和导电液体正对面积增大, 增大,故 A 正确。

3、BD 因为压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小, 由乙图知, 此过程电流大于静止时的电流且稳定, 故压力增大,

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物体处于超重状态,选项 B、D 正确。

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4、A,B 动圈式话筒利用金属薄膜的振动带线圈在磁场中运动,从而产生感应电流,故选项 C 错误,虽然驻极体话筒价格 便宜、灵敏度高,但是驻极体话筒的功率太小,而且保真度较差,所以会场一般不使用驻极体话筒,选项 D 错 误。

5、B,D 话筒是一种常用的电容传感器,其作用是将声信号转换为电信号,A 错误,电子秤是利用力传感器进行测量,B 正确,某些街旁的路灯,利用半导体的光敏特性,通过控制电路电流,从而控制电磁继电器的通断,C 错误,半 导体热敏电阻常用作温度传感器,因为温度越高,它的电阻值越小,D 正确,

6、 (1)甲 电压可从 0 V 调到所需电压, 调节范围较大(2)5.3 108.8(3)热敏温度计 (提出其他实例, 只要合理均可) (1)由题给热敏电阻的 图线知 关系图线是连续曲线,且电压从零开始变化,所以电路应选择甲电路。

(2)根据电源电压可求出电阻 电压为 5.3 V,因此

的电流为 36 mA,所以热敏电阻的电流为 34 mA,由图可以读出热敏电阻两端的 电阻约为 108.8 Ω。

两端的电压为 3.7 V,即可求

7、 气体压强传感器:输入压力(受力面积一定时,压力与压强成正比) ,输出电压(或电流) ,原理是力电转换。硅 光电池:输入光能,输出电能,原理是光电转换。例如人造卫星上的光电源。湿敏电阻:输入湿度,输出电阻, 原理是把湿度热学量转换为电阻电学量。话筒:输入声波,输出电信号,原理是电磁感应,声波使振片振动,使 线圈在磁场中运动产生感应电流,把声音转换为电信号。

8、 1.0,减小

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9、 0.6 减小

试题分析:当滑块滑动碗底时压力最大,所以从图中可得 T=06s 因为阻力的存在,滑块的速度越来越小,所以到最低点时对碗底的压力越来越小 考点:考查了牛顿第二定律的应用 点评:图像信息题,关键是读懂题意,能从图中挖掘我们所需要的信息

10、10





当拉力的大小不变时,力传感器悬挂的钩码在竖直方向匀速运动,此时力传感器的读数是钩码的重力,约 10 N。 当力传感器读数大于重力时,钩码处于超重状态,即 态,即 、 段。 、 段。当力传感器读数小于重力时,钩码处于失重状

11、 (1)

(2)见答案(3)

方向向左

试题分析: (1)当振子向左偏离中间位置 x 距离时,由牛顿第二定律得



电压表的示数为



由以上两式解得



(2)均匀,因为加速度 a 与电压表示数 U 是一次函数(线性关系) 。

(3 ) 当滑动触头滑到最右端时, 电压表最大示数

, 电压表指针指在满刻度的 3/4 位置时,



入③式解得

方向向左。

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考点:传感器 点评:本题通过弹簧振子的简谐振动,将加速度转化为容易测量的电信号,从而实现传感器的功能。

12、



13、 (1)小车质量 (2)①物体质量一定时,加速度与受到的合外力成正比;② C

试题分析:由牛顿第二定律 F=ma,研究加速度和力的关系,应该保持质量不变,本实验是由钩码的重力代替小 车受到的合外力,实际钩码的重力大于绳子的拉力,只有在钩码的质量较小时,钩码的重力才更接近绳子的拉力 考点:考查验证牛顿第二定律 点评:难度较小,在此实验中,小车加速运动的加速度由绳子的拉力提供,但必须要平衡掉木板的摩擦力作用

14、(1)如图 6-6 甲所示,1 为铁芯,2 为霍尔元件,3 为电压表。输入待测电流,形成磁场,电流变化引起磁场 变化,从电压表可以测出电压有效值,B 不同,则 不同,找出待测电流不同时,所对应的 B、 之间的关

系,即可用 UH 测出待测电流。(2)如图 6-6 乙所示,l 为永磁体,2 为霍尔元件,3 为电压表,4 为车轮,5 为车 轮上的齿,永磁体在霍尔元件附近,电压表有示数,当车轮转到有齿的位置时,因为齿由金属制成,为导磁性 材料,故可以改变霍尔元件周围的磁场,磁场增强,输出高电平,当转至车轮空隙处(无齿处)时,磁场减弱, 输出低电平,我们可以根据高、低电平出现的时间规律,测得车轮的转速。

因为磁场是变化的,对于霍尔元件,有 k 相同,不同材料的 n、e 不同,k 不同。

,由此可得

,其中

由材料决定,同一材料

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15、3000N

此题考查传感器。由电阻 R 随压力 F 变化的函数式可知,当电阻 R 为零时,所测压力最大

.

由闭合电路欧姆定律得

,所以

。本题结合了传感器和闭合电路欧姆

定律,重点还是对闭合电路欧姆定律的理解,有一定的创新行。


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