高考物理实验十一传感器的简单使用课时作业

实验十一传感器的简单使用
一、单项选择题
1．如图KS11­1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距离较近，下列说法中正确的是( )
图KS11­1
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，R的电阻变小
D．无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率不变
2．传感器是一种采集信息的重要器件．如图KS11­2是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是( )
图KS11­2
①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流；
②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流；
③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生；
④若电流表有示数，说明压力F发生变化；
⑤若电流表有示数，说明压力F不会发生变化．
A．②④ B．①④ C．③⑤ D．①⑤
3．(2020年江苏卷)在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图KS11­3所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻R M发生变化，导致S两端电压U 增大，从而使装置发出警报，此时( )
图KS11­3
A．R M变大，且R越大，U增大越明显
B．R M变大，且R越小，U增大越明显
C．R M变小，且R越大，U增大越明显
D．R M变小，且R越小，U增大越明显
4．(2020年贵州遵义航天高级中学三模)如图KS11­4甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦交流电，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0和R1为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法中正确的是( )
甲乙
图KS11­4
A．R处出现火警时电压表示数增大
B．R处出现火警时电流表示数增大
C．图乙中电压的有效值为220 V
D．电压表的示数为22 V
5．如图KS11­5所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当入射光强度增大时，下列说法错误
．．的是( )
A．电压表的示数增大 B．R2中电流减小
C．小灯泡的功率增大 D．电路的路端电压增大
图KS11­5图KS11­6
6．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图KS11­6所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )
A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高
C．污水中离子浓度越高电压表的示数将越大
D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关
二、多项选择题
7．某一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KS11­7甲所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件)．为了确定各元件种类，小华同学用电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入如图乙所示的电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图①、②、③所示，则下列判断中正确的是( )
甲乙
①②③
图KS11­7
A．AB间是电容器 B．BC间是电感线圈
C．CD间是电容器 D．CD间是定值电阻
8．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻R随温度t变化的关系如图KS11­8中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO3、被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗．PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示．根据图线分析可知( )
图KS11­8
A．原处于冷态的PTC电熨斗比普通电熨斗升温快
B．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T0～T6
C．PTC电熨斗能自动控制温度，温度稳定在T6～T7
D．PTC电熨斗不能自动控制温度
三、非选择题
9．一些材料的电阻随温度的升高而变化．如图KS11­9甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t 变化的图象，若用该电阻与电池(电动势E＝1.5 V，内阻不计)、电流表(量程为5 mA，内阻不计)、电阻箱R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．
甲乙
图KS11­9
(1)电流刻度较大处对应的温度刻度________(填“较大”或“较小”)．
(2)若电阻箱阻值R′＝150 Ω，当电流为5 mA时对应的温度数值为________℃．
10．如图KS11­10所示，图甲为热敏电阻的R­t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100 Ω.当线圈的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．问：
图KS11­10
(1)应该把恒温箱内的加热器接在__________(填“A、B端”或“C、D端”)．
(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃，可变电阻R′的阻值应调节为________Ω．
11．如图KS11­11所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑动变阻器，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，与P1相连的金属细杆可在被固定的竖直光滑绝缘杆MN上保持水平状态，金属细杆与托盘相连．金属细杆所受重力忽略不计，弹簧处于原长时P1刚好指向A端，若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大通过信号转换后在显示屏上显示出质量的大小．已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源的电动势为E，电源的内阻忽略不计，信号放大器、信号转换器和显示器的分流作用忽略不计．求：
图KS11­11
(1)托盘上未放物体时在托盘的自身重力作用下P 1距A 端的距离x 1．
(2)在托盘上放有质量为m 的物体时P 1距A 端的距离x 2．
(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P 2，使P 2离A 点的距离也为x 1，从而使P 1、P 2间的电压为零，校准零点后将被称物体放在托盘上．试推导出被称物体的质量m 与P 1、P 2间电压U 的函数关系式．
实验十一 传感器的简单使用
1．A 2．A 3．C
4．B 解析：R 处出现火警时温度升高，电阻减小，副线圈中总电阻减小，而原、副线圈匝数不变，
所以副线圈中的总电压不变，电压表示数不变，所以总电流增大，根据公式I 1I 2＝n 2n 1
可得原线圈的电流增大，故原线圈中电流表示数增大，故A 错误，B 正确；根据交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等可得⎝ ⎛⎭⎪⎫U m 22
R ·T 2＝U 21R ·T，解得交流电电压有效值为U 1＝110 2 V ，故C 错误；根据U 1U 2
＝n 1n 2，其中U 1＝110 2 V ，n 1n 2＝101
，可得副线圈两端的电压为U 2＝11 2 V ，D 错误． 5．D
6．D 解析：由左手定则可以判断出正离子较多时，正离子受到的洛伦兹力使其向后表面偏转聚集而导致后表面电势升高，同理负离子较多时，负离子向前表面偏转聚集而导致前表面电势低，故A 项、B 项
错误；设前、后表面间的最高电压为U ，则qU b
＝qvB ，所以U ＝vBb ，由此可知U 与离子浓度无关，故C 项错；因Q ＝vbc ，而U ＝vBb ，所以Q ＝Uc B
，D 项正确． 7．ABD 解析：直流电路中接入电容器，电路中会产生充电电流，充电完毕后，电流消失；接入定值电阻，瞬间产生稳定电流；接入电感线圈，由于对变化的电流有阻碍作用，不能瞬间达到稳定电流．
8．AC 解析：冷态时PTC 材料电阻小，由P ＝U 2R
知其发热功率大、升温快，A 对；由题图可知，温度较低时，PTC 材料电阻小，热功率大，生热大于散热，温度升高，电阻迅速增大，发热功率会减小，当发热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻减小，发热功率会增大，故发热功率等于散热功率时，温度会稳定在题图中T 6～T 7，实现自动控制温度，所以C 对，B 、D 错．
9．(1)较小 (2)50
解析：(1)由题图甲可知，温度升高，电阻阻值增大，电路中电流减小，因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小．
(2)电流为5 mA 时，电路总电阻为300 Ω，电阻箱阻值R′＝150 Ω，则R ＝150 Ω，由题图甲得对应的温度为50 ℃.
10．(1)“A、B”端 (2)260
解析：要使恒温箱内的温度保持50 ℃，即50 ℃时线圈内的电流为20 mA.由闭合电路欧姆定律有I
＝E R ＋R′＋r ，r 为继电器的电阻．由图甲可知，50 ℃时热敏电阻的阻值为90 Ω，所以R′＝E I
－R －r ＝260 Ω.
11．解：(1)由力的平衡知识知
m 0g ＝kx 1，x 1＝m 0g k .
(2)放上重物重新平衡后
m 0g ＋mg ＝kx 2，x 2＝m ＋m 0g
k .
(3)设电路中的电流为I ，则E ＝IR.
设P 1、P 2间的电阻为R x ，距离为x ，则
U ＝IR x ，R x R ＝x
L ，x ＝x 2－x 1
解得m ＝kL
gE U.
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图，为某小型水电站电能输送的示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器T1的原、副线圈匝数比为1：20，降压变压器T2的原、副线圈匝数比为3：1。

升压变压器原线圈两端接入一电压
的交流电源，用户的总电阻为R(可视为纯电阻)，输电线总电阻r=R，不考虑其他因素的影响，用户获得的电压U为
A．B．C．D．
2．过山车是青少年喜欢的一种游乐项目。

为了研究过山车的原理，可简化为如图所示模型：让质量为m 的小球在光滑竖直圆轨道上做圆周运动，在轨道的最高点和最低点分别安装有压力传感器。

让小球从同一位置静止下滑，经多次测量得到最高点和最低点压力的平均值分别为F1、F2，则当地的重力加速为
A．B．C．D．
3．图甲和图乙是演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈，A1、A2、A3是三个完全相同的灯泡。

实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是( )
A．图甲中，A1与L1的电阻值相同
B．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同
C．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流
D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等
4．某运动员（可看成质点）参加跳板跳水比赛，t=0是其向上起跳瞬间，其速度与时间关系图象如图所示，则（）
A．t1时刻开始进入水面
B．t2时刻开始进入水面
C．t3时刻已浮出水面
D．t2—t3的时间内，运动员处于失重状态
5．现用某一光电管进行光电效应实验，当用频率为v的光照射时，有光电流产生。

下列说法正确的是A．光照时间越长，光电流就越大
B．减小入射光的强度，光电流消失
C．用频率小于v的光照射，光电效应现象消失
D．用频率为2v的光照射，光电子的初动能变大
6．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计．该装置由绝缘材料制成，其长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加一匀强磁场，前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )
A．M端的电势比N端的高
B．电压表的示数U与a和b均成正比，与c无关
C．电压表的示数U与污水的流量Q成正比
D．若污水中正、负离子数相同，则电压表的示数为0
二、多项选择题
7．下列关于热现象的叙述正确的是_________。

A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，跟单位体积内的分子数及温度有关
B．布朗运动是液体分子的运动，它说明液体分子不停地做无规则热运动
C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
D．如果气体分子总数不变，当气体温度升高时，气体分子的平均动能一定增大，压强也必然增大
E.能量消耗反映了与热现象有关的宏观自然过程具有不可逆性
8．下列说法正确的是___________。

A．固体可以分为晶体和非晶体两类，非晶体和多晶体都没有确定的几何形状
B．给篮球打气时，会越来越费力这说明分子间存在斥力
C．布朗运动表明了分子越小，分子运动越剧烈
D．在太空里的空间站中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果
E. 水的饱和汽压与温度有关
9．如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法正确的是（）
A．小球恰能过轨道最高点P的速度为零
B．轨道对小球不做功，小球在P点的角速度大于在Q点的角速度
C．小球在Q点的向心加速度大于在P点的向心加速度
D．小球在Q点对轨道的压力大于在P点对轨道的压力
10．关于热现象和热学规律，下列说法正确的是________
A．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显
B．给自行车打气时气筒压下后被反弹，是由于空气分子间存在分子斥力
C．雨水没有透过布雨伞，是因为水分子表面有张力
D．晶体内部的微粒是静止的，而非晶体内部的微粒在不停地运动
E. 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡
三、实验题
11．一个滑雪的人，质量m＝75kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ＝300，在t ＝5s的时间内滑下的位移x＝60m，求：
（1）滑雪人的初动能；
（2）滑雪人的加速度；
（3）滑雪人受到的阻力（g＝10m/s2）。

12．为测量一段粗细均匀、直径为d、电阻较大的金属丝的电阻率，某同学设计了如图（a）所示的电路，其中MN为金属丝，R0是保护电阻。

调节滑动变阻器的滑片P，记录电压表的示数U，电流表的示数I以及对应的金属丝PN的长度x。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图（b）所示，则金属丝的直径d=______________mm；（2）在坐标纸上描绘出图线，如图（c）所示。

若图线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则金属丝的电阻率ρ=____________（用题目中所给符号表示）；
（3）如果不考虑偶然误差，通过该实验测得金属丝的电阻率__________金属丝电阻率的真实值（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

四、解答题
13．如图所示，MN、PQ两平行光滑水平导轨分别与半径r=0.5m的相同竖直半圆导轨在N、Q端平滑连接，M、P端连接定值电阻R，质量M=2kg的cd绝缘杆垂直静止在水平导轨上，在其右侧至N、Q端的区域内充满竖直向上的匀强磁场。

现有质量m=1kg的ab金属杆以初速度v0=12m/s水平向右与cd绝缘杆发生正碰后，进入磁场并最终未滑出，cd绝缘杆则恰好能通过半圆导轨最高点，不计其它电阻和摩擦，ab金属杆始终与导轨垂直且接触良好，取g=10m/s2，求：
（1）cd绝缘杆通过半圆导轨最高点时的速度大小v；
（2）电阻R产生的焦耳热Q。

14．一列沿x轴传播的简谐横波，t＝0时刻的波形如图所示，介质中x＝6m处的质点P沿y轴方向做简谐运动的表达式为y＝0.2cos(4πt)m。

求：
（1）该波的传播速度；
（2）从t＝0时刻起，介质中x＝10m处的质点Q第一次到达波谷经过的时间。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B D B B D C
二、多项选择题
7．ACE
8．ADE
9．CD
10．ACE
三、实验题
11．（1）150J；（2）4m/s2；（3）75N。

12．679-0.681 等于
四、解答题
13．（1）（2）
14．（1）48m/s （2）s
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．下列关于曲线运动的说法正确的是
A．平抛运动是一种匀变速运动
B．做曲线运动的物体，其加速度方向可以和速度方向相同
C．物体如果做曲线运动，其受力一定是变力
D．物体做圆周运动时，其合外力一定指向圆心
2．m、n两种单色光以相同的入射角和入射点从空气斜射向长方形玻璃砖，其光路如图所示。

关于m、n 两种单色光，下列说法正确的是
A．玻璃砖对m光的折射率较小
B．m光的光子能量较小
C．对同一双缝干涉装置，m光的干涉条纹间距较小
D．m光在该玻璃中传播的速度较大
3．下列说法正确的是
A．气体吸热后温度一定升高
B．热量不一定从内能多的物体传递到内能少的物体上
C．一定质量的理想气体在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比
D．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也在不断减小
E. 液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离
4．关于原子和原子核，下列说法中正确的是
A．甲图所示的氢原子光谱的分离特征可以用经典物理学解释
B．由乙图可知，原子核中的平均核子质量比的要小
C．要产生丙图所示的链式反应，裂变物质必须具有一定的体积或质量
D．根据丁图可知，1g氡经过38天还剩下0.1g没发生衰变
5．双星系统是由两颗恒星组成的，在两者间的万有引力相互作用下绕其连线上的某一点做匀速圆周运动，研究发现，双星系统在演化过程中，两星的某些参量会发生变化.若某双星系统中两星运动周期为T,经过一段时间后，两星的总质量变为原来的m倍，两星的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为
A． B． C． D．
6．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2 。

在T的原线圈两端接入一电压的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )
A．B．C．D．
二、多项选择题
7．下列说法中正确的是____________。

A．机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功从而转化成机械能
B．将两个分子由距离极近移动到相距无穷远处的过程中，它们的分子势能先减小后增大
C．当气体分子间的作用力表现为引力时，若气体等温膨胀，则气体对外做功且内能增大
D．液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，所以液体存在表面张力
E.单位时间内气体分子对容器壁单位面积碰撞的次数减少，气体的压强一定减小
8．一个带电粒子仅在电场力作用下在x轴上由静止开始从向做直线运动，其速度平方随位置x 变化的图线如图所示，图象关于纵轴对称，由图象可知（）
A．粒子从向运动过程中，加速度先减小后增大
B．x=0处电势最高
C．在x轴上，和两个位置的电场强度不同
D．粒子沿x轴正向运动过程中，电势能先减小后增大
9．现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则
A．运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下
B．起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后
C．运动员在空中最高点时处于失重状态
D．运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同
10．如图所示电路中，P为发光氖泡，发光电压U>60V，L为自感系数很大、电阻不为零的电感线圈，直流电源电动势E=6V.接通开关S，氖泡不亮；稳定时，L中电流恒定为I0；断开S时，氖泡能短时间内发光.关于该现象，下列说法正确的有
A．S接通瞬间，L中电流是逐渐增加的
B．S接通稳定时，P两端电压为零
C．S断开瞬间，氖泡P发光时电流最大值可能超过I0
D．S断开瞬间，氖泡P发光时电流从右向左
三、实验题
11．若将此灯泡接在E＝2.0V，r＝10Ω的电源上，则小灯泡的实际电阻是_____Ω，实际功率是_____W．12．在一次课外探究活动中，某同学设计了一个试验如图所示，用水平力F向左拉金属板B，使其向左运动，而A保持静止，放大的弹簧测力计示数如图所示．则A、B间的摩擦力F f=_________N，要使弹簧测力计示数保持不变，B向左运动的过程中是否一定要做匀速直线运动________（填“一定”或“不一定”）
四、解答题
13．用轻弹簧相连的质量均为m＝2kg的A、B两物体都以v＝6m/s的速度在光滑的水平地面上运动,弹簧处于原长,质量M＝4kg的物体C静止在前方,如图所示.B与C碰撞后二者粘在一起运动,在以后的运动中,求:
(1)当弹簧的弹性势能最大时物体A的速度.
(2)弹性势能的最大值.
14．如图所示，光滑的水平面上有P、Q两个竖直固定挡板，A、B是两档板连线的三等分点。

A点处有一质量为m2的静止小球，紧贴P挡板的右侧有一质量为m1的等大小球以速度v0向右运动并与m2相碰。

小球与小球、小球与挡板间的碰撞均为弹性正碰，两小球均可视为质点。

求：
(1)两小球m1和m2第一次碰后的速度v1和v2；
(2)若两小球之间的第二次碰撞恰好发生在B点，且m1<m2，求m1和m2的可能比值。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A C B C C C
二、多项选择题
7．BCD
8．CD
9．ACD
10．AD
三、实验题
11．如图所示：
最暗增大温度升高，电阻率增大 5.4±0.1
0.09±0.01
甲、乙两同学在同一实验室做“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验．12．50；不一定
四、解答题
13．(1) v A=3m/s (2)E P=12J
14．(1) (2) 或。