人教版高中物理选修3-2章末综合测评3.docx

高中物理学习材料
桑水制作
章末综合测评(三)
(时间：60分钟满分：100分)
一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，在每小题给出的四选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．在街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的
( ) A．压敏性B．光敏性
C．热敏性D．三种特性都利用
【解析】街旁的路灯和江海里的航标，都是利用半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小，控制电路的通断．
【答案】 B
2．下列仪器或装置不是利用传感器的是( )
A．汽车防盗报警器
B．宾馆房间内的火灾报警器
C．工兵用的地雷探测仪
D．用钥匙打开房门
【解析】A、B、C三种仪器都是将非电学量转换成电学量的装置，都是利用了传感器，用钥匙打开房门是利用了机械原理，不是利用的传感器．【答案】 D
3．某仪器内部电路如图1所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片间隙很小(b固定在金属块上)，当金属块处于平衡状态时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，下列说法正确的是( )
图1
A．当汽车加速前进时，甲灯亮
B．当汽车加速前进时，乙灯亮
C．当汽车刹车时，乙灯亮
D．当汽车刹车时，甲、乙两灯均不亮
【解析】汽车匀速时，a、b、c金属片不接触，所以甲、乙灯都不亮；当加速前进时，M受合外力向右，故b向后运动与a接触，乙灯亮；同理当刹车时，b向前运动与c接触，甲灯亮，故选B.
【答案】 B
4．(2016·温州高二检测)演示位移传感器的工作原理如图2所示，物体M 在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小s.假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )
图2
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M不动时，电压表没有示数
【解析】电压表为理想电表，则电压表不分流，故触头移动时不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，故A错误；电压表测的是触头P左侧电
阻分得的电压，故示数随物体M的移动亦即触头的运动而变化，故B正确，C、D 错误．
【答案】 B
5．传感器是一种采集信息的重要器件．如图3所示为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现已知该电容式传感器充电完毕且电荷量不变，将它与静电计相连，如图所示．当待测压力增大时( )
图3
A．电容器的电容将增大，静电计指针偏角将增大
B．电容器的电容将增大，静电计指针偏角将减小
C．电容器的电容将减小，静电计指针偏角将减小
D．电容器的电容将不变，静电计指针偏角不变
【解析】本题考查电容器、传感器等有关知识．当压力增大时，平行板间
距d减小，根据C＝
εS
4πkd
可知，电容器的电容增大，电容器所带电荷量Q不变，
根据C＝Q
U
可知，电压减小，则静电计指针偏角减小，B正确．
【答案】 B
6．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，正确的是( )
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器
B．电子体温计主要是采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器
D．电子秤主要是采用了力电传感器
【解析】电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以A、C项错误．
【答案】BD
7．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图4所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )
图4
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻
【解析】一般定值电阻的阻值不会随光照强度或温度的变化而变化太大；对于热敏电阻来说，热敏电阻的阻值会随温度的升高而逐渐变小，它对温度的反应是十分灵敏的；对于光敏电阻来说，它的阻值随光照强度的变化而变化，当光照强度增强时光敏电阻的电阻值会随之而减小．本题是采用用黑纸包裹和放入热水中两个条件来改变电阻周围的环境的．不管放入热水中还是用黑纸包裹，一般电阻的阻值都不会发生太大变化；若电阻是光敏电阻，则当用黑纸包裹电阻时欧姆表的示数会有明显的改变；而当电阻是热敏电阻时，当把电阻放在热水中时，电阻值会发生明显的变化．所以本题答案是A、C.
【答案】AC
8．振弦型频率传感器的结构如图5所示，它由钢弦和永磁铁两部分组成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连接，当弦上的张力越大时，弦的振动频率越大．这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变
化．下列说法正确的是( )
【导学号：94530098】
图5
A．当软铁块与磁铁靠近时，a端电势高
B．当软铁块与磁铁靠近时，b端电势高
C．膜上的压力较小时，线圈中感应电动势的频率高
D．膜上的压力较大时，线圈中感应电动势的频率高
【解析】当铁块靠近磁铁时，铁块被磁化，线圈中的磁通量增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向应与原磁场变化方向相反，因此b端电势比a 端电势高，选项B正确；膜上压力越小时，钢弦上的张力越大，振动频率越高，线圈中感应电动势的频率越高，所以选项C正确．
【答案】BC
二、非选择题(本题4小题，共52分)
9．(10分)某实验探究小组为了探究物体的加速度与所受合外力之间的关系，设计了如图6甲所示的实验装置．该实验小组成员用钩码的重力作为小车所受的合力，用传感器测小车的加速度，通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受合力F的关系图象，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a­F图象，如图乙所示．
甲乙
图6
(1)图乙中的图象________(选填“①”或“②”)是在轨道右侧抬高的情况下得到的．当钩码的数量增大到一定程度时，图乙中的图象明显偏离直线，造成
此误差的主要原因是___________________________________________．
(2)小车和传感器(接收器)的总质量m＝________kg，小车和轨道间的动摩擦因数μ＝________.(g取10 m/s2)
【解析】(1)由图象可知，①图象中没有拉力的时候已经有加速度了，因此是在轨道右侧抬高的情况下得到的；钩码的数量增大到一定程度时，图象明显偏离直线，是因为所挂钩码的总质量太大，钩码的重力不能看作小车所受的合力了．
(2)由题图乙可知图象斜率为1
m
；由图中数据可求得m＝0.5 kg，μ＝0.2.
【答案】(1)①所挂钩码的总质量太大
(2)0.5 0.2
10．(12分)广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的．在图7甲中，电源的电动势E＝9.0 V，内电阻可忽略；G为内阻不计的灵敏电流表；R0为保护电阻；R 为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图7乙的R­t图象所示．则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R＝________；闭合开关S，当R的温度等于40 ℃时，电流表示数I1＝2.25 mA，则当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻R的温度是________℃.
图7
【解析】根据题图乙直线的特点求出热敏电阻R与摄氏温度t的关系，设R＝kt＋b，根据t＝0时，R＝4.25 kΩ(此处易误读为R＝4.5 kΩ，要小心)，
得b＝4.25 kΩ，再根据t＝120 ℃时，R＝2 kΩ，得k＝2－4.25
120
＝－0.01875，
所以得R与t的关系为R＝－1.875×10－2t＋4.25.
由题图甲，有E＝I(R＋R0)，由图乙读出，当t＝40 ℃时，R＝3.5 kΩ，代
入得9＝2.25×(3.5＋R0)，可求出R0＝0.5 kΩ，又有9＝3.6×(0.5＋R)，解得R＝2 kΩ，查题图乙得t＝120 ℃.
【答案】－1.875×10－2t＋4.25 120
11．(14分)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的．在图8甲中，电源的电动势E＝9.0 V，电源内电阻可忽略不计；G为小量程的电流表，电流表内阻R G保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R­t图线所示．闭合开关S.
甲乙
图8
(1)当R的温度等于40 ℃时，电流表示数I1＝2.25 mA，求电流表内阻R G；
(2)当电流表的示数I2＝4.5 mA时，求热敏电阻R的温度T.
【解析】(1)由I1＝
E
R＋R
G
，得R G＝500 Ω.
(2)I2＝
E
R′＋R
G
，代入数据得：
R′＝1 500 Ω
由R­t图象可知，此时的温度是140 ℃.
【答案】(1)500 Ω(2)140 ℃
12．(16分)在航天事业中要用角速度计测得航天器的自转角速度ω，结构如图9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A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为l
，电源电动势为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：
【导学号：94530099】
图9
(1)弹簧形变量x与ω的关系式；
(2)电压表示数U与角速度ω的关系式．【解析】(1)由圆周运动规律知
kx＝mω2R＝mω2(l
＋x)
即kx－mω2x＝mω2l0，所以x＝
mω2l
k－mω2
.
(2)由串联电路的规律知U＝x
l
E＝
mω2l
E
l(k－mω2)
.
【答案】(1)x＝
mω2l
k－mω2
(2)U＝
mω2l
E
l(k－mω2)。