高中物理传感器及其应用常见传感器的工作原理光控开关制作素材鲁科选修
鲁科版高中物理选修(3-2)-5.2《常见传感器的工作原理》参考教案
第二节常见传感器的工作原理［课时安排］1课时［教学目标］：（一）知识与技能1．通过实物认识光敏电阻，了解光传感器的工作原理。
了解光传感器的用途。
2．通过实物认识热电偶和热敏电阻，了解温度传感器的工作原理。
了解温度传感器的用途。
3．利用传感器制作简单的自动控制装置，通过实验认识传感器，体会非电学量转换成电学量好处。
（二）过程与方法实验探究及要求学生使用多种资源去收集信息，多整理信息，最后形成书面报告在课堂上与教师和同学交流。
（三）情感、态度与价值观激发学生的学习兴趣，拓展他们的视野，培养学生收集信息、与他人进行交流的能力，提高他们的创新意识。
通过分析事例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度。
［教学重难点］：光敏电阻和热敏电阻的工作原理及实验设计［教学器材］：光敏电阻和热敏电阻，小灯炮，干簧管，欧姆表，烧杯，导线，二极管，干电池，开水等［教学方法］：实验探究，讲授［教学过程］（一）引入新课通过教师演示实验，用光敏电阻控制小灯炮的亮暗。
（二）进行新课一、光电传感器原理1、工作原理：光电传感器是指能够感受光信号，并按照一定规律把光信号转换成电学量信号器件。
光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。
光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。
它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。
光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
近年来，新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。
2、干簧管：3、光敏电阻：A：实验探究及见课件：用多用电表测量光敏电阻的阻值，改变入射到光敏电阻上光的强度，再次测量阻值，并将各数据记人表格注意事项：应不断改变对光敏电阻的照射光强度，其方法是用手指张开与并拢、手掌上下移动；也可用白纸挡住部分光线。
鲁科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第5章 传感器及其应用 第1节 常见传感器的工作原理 (3)
)
提示 传感器的作用是将非电学量转换为电学量。
(2)白炽灯泡是传感器。( ×
)
提示 白炽灯泡不是传感器。
(3)监测天气变化的气象卫星用到了传感器。( √
(4)所有传感器的工作原理都一样。( ×
)
)
提示 不同的传感器的原理不同,但都是通过敏感元件把非电学量的变化转
错误;LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错误;白天和
晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,D正确。
规律方法
光敏电阻的特点
1.光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量。
2.光敏电阻器是利用半导体的光敏效应制成的一种电阻值随入射光的强
弱而改变的电阻器。入射光增强,电阻减小;入射光减弱,电阻增大。
提示 电学量具有易测量,易控制,测量精度和速度较高,易放大、反馈、存
储和可远距离传输等特点。特别是电信号能方便地与计算机连接而进行
信息处理,所以传感器一般都是将感受到的非电学量转换成电学量。
二、敏感元件
1.光敏元件
(1)特点:光照越强,电阻 越小 。
(2)原因:光敏电阻的构成物质为半导体材料。当光照射到这些半导体物质
小灯泡两端电压增大,小灯泡亮度变亮,故C正确,A、B、D错误。
探究四
磁敏元件
[情境探究]
霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔于1879年在研究金
属的导电机制时发现的。霍尔元件是磁传感器,是实际生活中的重要元件之一。
如图所示为长度一定的霍尔元件,在该元件中通有方向从E到F的恒定电流I,现在
号是非常微弱的,通常要经过放大后再输送给控制系统产生各种控制动作。
高中物理第5章传感器及其应用5.2_5.3常见传感器的工作原理大显身手的传感器课件鲁科版选修3_2
③临界温度系数的热敏材料(CTC)，它的电阻在很小的温度范围
(临界)内急剧减小.
2.金属热电阻
特点：电阻率随温度的升高而增大.
第2讲 第3讲
15
例预2习导如学图3所示是观察电阻值随温度变化情况的示梳意理图·识.现记在·点把拨
杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的
是( )
A.如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显
3.光敏电阻的阻值随光照的增强而减小. 4.常见的光电传感器：光敏电阻、光敏晶体管、光电二极管、光 电三极管、光电池等，它们都是利用某些物质在光照射下电学特 性随之变化的性质制成的.
第2讲 第3讲
5
二预、习探导究学温度传感器的原理
梳理·识记·点拨
1.温度传感器
温度传感器是一种将温度变化转换为 电学量 变 化 的 装 置 . 常 见 的温度传感器有 热敏电阻 和 热电偶 等.
2.热敏电阻
热敏电阻利用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显.
第2讲 第3讲
6
预习导学 3.热敏电阻器的两种型号及其特性
梳理·识记·点拨
热敏电阻是电阻值随温度变化而变化的敏感元件.在工作温度范围
内，电阻值随温度的升高而 增大 的是正温度 系数(PTC)热敏电阻；电阻值随温度的升高而减小的是 负温度
第2讲 第3讲
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预习导学
梳理·识记·点拨
例1 如图2所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电
阻，当照射光强度增大时( )
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2
第2讲 第3讲
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预习导学
梳理·识记·点拨
鲁科版选修32传感器及其应用常见传感器的工作原理
气敏电阻传感器气敏电阻传感器是一种将检测到的气体(特别是可燃气体)的成分、浓度等变化转换成电阻值的变化，最终以电压输出的传感器。
1 气敏电阻的工作原理气敏电阻是由金属氧化物添加催化剂按一定比例烧结而成的半导体材料，有N型和P型之分。
N型气敏电阻的型号有SnO2，ZnO，TiO2等；P型气敏电阻的型号有NiO，Cu2O，CrO3；等。
气敏电阻最主要的特点是对可燃件气体(如CO、H2，SO2，H2S)非常敏感。
当气敏电阻遇到此类可燃性气体时，由于可燃件气体易失去电子，这些电子向半导体元件的气敏电阻移动，半导体中载流子浓度变化(N型增加，P型减小)，从而使气敏电阻阻值变化(N型阻值减小，P型阻值增加)。
为了增加气敏电阻对气体的吸附作用，常在气敏电阻工作时，加热到(200一300)℃。
2 自动通风扇采用SnO2半导体气敏电阻的TGSl09型传感器，可以用于各种可燃性气体、有毒性气体的预警。
图2—2l是TGSl09传感器的结构图，图中兼作电极的加热器直接理入块状SnO2半导体内。
图2—22是这种传感器用于自动通风扇的原理框图。
如果气敏电阻感受气体污染，浓度达一定值，它的阻值发生变化，经过放大电路转换成电压送入比较器，与比较电压不相等，产生触发脉冲，使晶体管电路导通产生直流电压，给排风扇提供电源，白动通风，还可以产生报警信号。
图2—23是白动通风扇电路图。
气敏电阻申联一个4KΩ的负载电阻，外加l00v的电路电压。
当空气污染达一定程度，气敏电阻的阻值变化达一定值，超的给定值，VTr导通，继电器工作，启动通风扇。
当污染低于某一点，VTr 过RP2，用于补偿元件固有电阻和灵敏度偏差。
截止，通风扇停止工作。
图中Rl，RP1图中风扇的开启方式可以有白动和手动切换两种方式。
家用有毒气体报警器一氧化碳、液化气、甲烷、丙烷等都是有毒可燃件气体。
在家庭中，若有毒可燃性气体浓度超过一定值，将危及人身安全。
这里介绍的报警器有很高的灵敏度。
高中物理选择性必修件第五章常见传感器的工作原理及应用
单摆实验
采用光电门传感器测量单摆的周 期，结合长度测量工具探究单摆
周期与摆长的关系。
创新性实验设计与实施
01
利用传感器设计自动化实验
如利用温度传感器和控制系统设计恒温实验，通过实时监测温度并自动
调节加热功率来保持温度恒定。02多 Nhomakorabea感器融合实验
将不同类型的传感器组合使用，实现多物理量的同时测量，如结合力传
利用磁阻效应，即磁场作用下物质电 阻发生变化的原理来检测磁场。
03
传感器在物理实验中的应用
测量物理量实验
力学量测量
使用力传感器测量力的大小和方 向，结合位移传感器可测量物体
的加速度、速度和位移等。
热学量测量
利用温度传感器测量物体的温度， 通过热电偶或热敏电阻将温度转换 为电信号进行处理。
光学量测量
02
常见传感器类型及工作原理
温度传感器
01 热电偶
利用两种不同金属在温度变化时产生的热电势来 测量温度。
02 热电阻
利用金属或半导体材料的电阻随温度变化的特性 来测量温度。
03 集成温度传感器
将温敏元件、信号调理电路和接口电路集成在同 一芯片上，实现温度的测量和数字化输出。
压力传感器
01 压阻式压力传感器
传感器分类
根据其工作原理和应用领域，传感器可分为多种类型， 如光传感器、温度传感器、压力传感器、位移传感器等 。
发展历程及现状
发展历程
传感器的历史可以追溯到20世纪初，当时主要用于工业自动化领域。随着科技的不断进步，传 感器的种类和性能得到了极大的提升，应用领域也不断扩展。
现状
目前，传感器已经广泛应用于各个领域，如工业、医疗、环保、交通、安防等。同时，随着物 联网、人工智能等技术的快速发展，传感器在智能家居、智慧城市等领域的应用也越来越广泛 。
高中物理第5章传感器及其应用第2节常见传感器的工作原理+第3节大显身手的传感器教师用书鲁科版选修3_2word
第2节常见传感器的工作原理第3节大显身手的传感器[先填空]1．光传感器和温度传感器2.干簧管继电器(1)干簧管的工作原理干簧管可以感受外界磁场，当干簧管的两个铁质簧片处有磁场时，两簧片被磁化，在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态，磁场减弱时两簧片分开．(2)干簧管继电器①构造：由干簧管和绕在管外的线圈组成．②作用：在电路中，可以根据流经线圈的电流大小控制电路的通断．③如图521所示电路符号图5213．电容式传感器电容式传感器以各种类型的电容器为传感元件，它将被测量的非电学量的变化，转化成的变化．电容量电容式传感器可分为变间隙式、变根据改变电容的方式不同，介电常数式和变极板面积式三种．[再判断]1．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度的感知很灵敏．(×)2．半导体制成的热敏元件温度升高时电阻大幅度变化．(√)3．光照越强，光敏电阻的阻值越小．(√)[后思考]光敏传感器的敏感元件一定是光敏电阻吗？【提示】不一定，凡是在光照条件下电学特性随之改变的都可用作光敏传感器的敏感元件．[合作探讨]许多办公场所楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应．探讨1：请分析满足上述条件的控制电路中有哪些传感器？是物理传感器还是化学传感器？【提示】接入了两种传感器：光传感器(光敏电阻)；声传感器(通常用微型驻极体话筒)．以上两种传感器均为物理传感器．探讨2：光敏电阻一般由什么材料组成？和电学中的一般电阻一样吗？【提示】光敏电阻一般由半导体材料做成，而电学中常见电阻一般由金属材料制成．[核心点击]1．光敏电阻的特性当光敏电阻受到光照射时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性明显地增强，电阻减小．2．热敏电阻的两种类型热敏电阻的电阻率随温度变化而明显变化，常见的有两种类型，图中甲为PTC型，乙为NTC型．PTC型为正温度系数热敏电阻，NTC型为负温度系数热敏电阻．图5223．热敏电阻的应用(1)电熨斗①电熨斗的构造：如图523所示．图523②电熨斗的自动控温原理其内部装有双金属片温度传感器，其作用是控制电路的通断．常温下，上、下触点是接触的，当温度过高时，由于双金属片的热膨胀系数不同，上部金属膨胀系数大，下部金属膨胀系数小，双金属片向下弯曲，使触点分离，从而切断电源，停止加热．温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通加热，这样循环进行，起到自动控制温度的作用．(2)电冰箱电冰箱中的自动控制系统要获取的信息都要通过传感器转化为容易传输和处理的电信号．电子温控的核心之一是冷藏室传感器和冷冻室传感器．它们是一种负温度系数的热敏电阻．当温度升高时，其阻值减小；当温度降低时，其阻值增加．1．如图524所示，R1、R2为定值电阻，L为电阻丝，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，下列选项中不正确的是( )图524A．电压表的示数增大B．R2中电流减小C．电阻丝的功率增大D．电路的路端电压增大【解析】当光照强度增大时，R3阻值减小，外电路电阻随R3的减小而减小，干路电流增大，R1两端电压因干路电流增大而增大，同时内电压增大，故电路路端电压减小，而电压表的示数增大；由路端电压减小，而R1两端电压增大知，R2两端电压必减小，则R2中电流减小；结合干路电流增大知流过电阻丝的电流必增大，则电阻丝的功率增大，故本题选项为D.【答案】D 2．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的，如图525甲所示，电源的电动势E＝9 V，内阻不计，G为灵敏电流表，内阻R g保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的关系如图乙所示．闭合S，当R的温度等于20 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻的温度是多少？图525【解析】由乙图知，t＝20℃时，R＝4 kΩ根据闭合电路欧姆定律I＝ER＋Rg得2×10－3＝94×103＋Rg.求得R g＝500 Ω.又因I2＝ER′＋Rg 即3.6×10－3＝9R′＋500故R′＝2 kΩ.由乙图知t＝120 ℃.【答案】120 ℃光电传感器电路的分析方法对含光电传感器的电路一般按以下思路分析：(1)判断电路的整体连接特点．(2)由光敏电阻的变化判断出整个电路总电阻的变化．(3)根据闭合电路欧姆定律判断干路中电流的变化．(4)根据电路串并联特点和欧姆定律判断出各部分电路电压和电流的变化，进而得出电压表、电流表示数的变化和各部分功率的变化．[先填空]1．洗衣机的水位控制装置凸起的，当筒内水位到达设定高度时，传感器压力全自动洗衣机的水位控制装置中使用洗涤电动接通，进水电磁阀门关闭，使控制电路接通，膜片使动触点接触控制电路的静触点机电源．2．自动门(1)控制自动门开关的是一种红外线传感器(2)自动门工作流程传感器―→处理电路―→驱动电路―→继电器自动门电动机↓延时电路3．指纹识别器指纹识别器是通过电容电容传感器来识别指纹的．手指皮肤与电容传感器表面构成了阵列由于指纹的凹凸导致不同位置的电容差异．，4．传感器与机器人(1)机器人传感器的分类机器人传感器分为外部传感器和内部传感器．(2)传感器用途①．使机器人拥有类似外部传感器用于感知外部工作环境刺激和外界事物对机器人的听觉人的视觉、，、触觉、嗅觉、味觉等感觉从而使机械人具有拟人化的特点．器内部传感(②用于检测机器人自身的状态．)如角度传感器、等关节传感器[再判断]1．洗衣机的自动控制装置利用了压力传感器．(√)2．自动门利用了红外线传感器．(√)3．指纹识别器是利用压力传感器．(×)[后思考]压力传感器在洗衣机中实现了怎样的信号转化？其作用是什么？【提示】传感器的膜盒中的膜片受力大小不同，膜片凸起情况不同，当压力达到一定程度时凸起的膜片使动触点a与静触点b脱离，并与静触点c接触，从而接通控制电路．压力传感器将压力这个力学信号转化成电路的通断，相当于电路中的开关．[合作探讨]在机场的出入口等公共场所快速准确地筛查体温偏高的人员，应用普通的体温计不可能完成，现在用非接触式测温仪可以很好地完成检测．探讨1：这种测温仪利用了什么传感器？【提示】红外线传感器．由于物体的温度不同，发射红外线的情况不同，因此利用红外线敏感元件可以实现无接触测温．探讨2：这种测温仪的优点是什么？【提示】有两大优点：(1)非接触式红外测温仪在测温时不必与被测物体表面接触．(2)可立即显示体温值．[核心点击]1．洗衣机水位控制装置——压力传感器工作原理图及结构：图531(1)结构：1是洗衣机的外筒，2是洗衣机的内筒，3是气室，4是传感器的膜盒．(2)工作原理：如图(a)所示，气室下部与外筒连通，上部与软管、传感器的膜盒连通．当向桶内注水后，有一部分水进入气室，气室内被密封的空气压强增大，使传感器的膜盒中的膜片受力向上凸起，如图(b)所示，当筒中水位达到设定的高度时，凸起的膜片使动触点a与静触点b 脱离，并与静触点c接触，从而接通控制电路，关闭进水电磁阀门，接通洗涤电动机电源，洗衣机开始工作．2．自动门——红外线传感器(1)工作原理当有人接近自动门时，人体发出的红外线被传感器接收到，就会产生电压输出信号，信号经过电路处理后，使定时器工作，由定时器构成的电路使继电器通电，自动门电动机转动，门自动打开；当人通过自动门几秒后，定时器又使继电器断电，自动门电动机反转，门自动关闭．(2)工作流程图3．指纹识别器——电容传感器工作原理：指纹识别器是通过电容器来识别指纹的．传感器表面集合了很多个电容器的极板，其外面是绝缘表面，当用户的手指放在绝缘表面上时，手指的皮肤就成了电容器的另一个极板，由于指纹的脊和谷相对于另一个极板的距离不同，使电容阵列不同位置的电容器的电容值也不同．通过读取这些电容的差异，就能够获取指纹信息．这样就把指纹的信息转化成了电信号，再经过电路对电信号的比较，就可以实现对指纹的识别．4．机器人与传感器(1)机器人：①定义：是一种拟人化的电子机械装置，具有一定的运动、感觉和判断功能．②组成：机械系统、传感器系统、信息处理和控制系统．(2)传感器系统①作用：机器人的感觉器官．②分类：外部传感器和内部传感器．3．电子秤使用的传感器是( )B．温度传感器A．超声波传感器C．压力传感器D．红外线传感器【解析】电子秤通过感知物体对它的压力，将其转换为电信号，并由仪表显示，来测量物体质量，所以它感知的是压力，使用了压力传感器，故C选项正确．【答案】C 4．在发生地震及泥石流灾害时，救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了( )B．压力传感器A．红外线传感器D．电容传感器C．振动传感器【解析】伤员被深埋在废墟中，借助红外线传感器，可以感知人与周围环境的差别，因伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员．A正确．【答案】A 5．(2016·大同期末)传感器是把非电学物理量(如位移、压力、流量、声强等)转换成电学量的一种元件．如图532所示为一种电容传感器，电路可将声音信号转化为电信号．电路中a、b构成一个电容器，b是固定不动的金属板，a是能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜．若声源S发出频率恒定的声波使a振动，则a在振动过程中( )图532A．a、b板之间的电场强度不变B．a、b板所带的电荷量不变C．电路中始终有方向不变的电流D．向右位移最大时，电容器的电容最大【解析】a、b始终跟电源相连，电势差U不变，由于a、b间距离变化，由E＝Ud知场强变化，A错误．由C＝εS4πkd知d变化时C变化，a向右位移最大时，电容最大，D正确．由Q＝CU知a、b所带电荷量变化，电路中电流方向改变，B、C错误．【答案】D压力传感器1．常见压力传感器的敏感元件是金属应变片和半导体力敏电阻．2．半导体力敏电阻的阻值随压力的增大而减小，常将力敏电阻与电流计串联起来，压力变化，力敏电阻变化，电流变化，把力学量转换成电学量．学业分层测评(十四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．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】由题意可知，这一装置要对光敏感，能区分白天与夜晚，所以选B.虽然白天与夜晚温度也不相同，但温度除与昼夜有关外还与季节有关，因此不能选C.【答案】B2．关于干簧管，下列说法正确的是( )A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的【解析】干簧管的簧片在磁力的作用下闭合或断开，从而在接入电路中相当于开关的作用．【答案】C3．“嫦娥一号”卫星上装有8种24件探测仪器，其中可能有( )B．气体传感器A．味觉传感器D．视觉传感器C．听觉传感器【解析】“嫦娥一号”月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器，真正需要的是为月球“画像”的视觉传感器——立体相机．【答案】D4．下列情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是( )A．洗衣机不加水B．洗衣机加水不能自动停止C．洗衣机不排水D．洗衣机不洗衣【解析】洗衣机水位控制装置正常，才能正常加水，且加到合适的水位，若损坏可能导致一直不加水或一直不停地加水，所以A、B可能，而这两种情况都会导致洗衣机洗衣程序不工作，所以D可能，故选C.【答案】C 5．(2016·乐东高二检测)当你走近某些写字楼、机场、宾馆等大厅的入口时，大门会自动打开，进入大厅后，门又会自动关闭，关于这种自动门的下列说法中正确的是( )A．控制这种自动门开关的是一种红外线传感器B．控制这种自动门开关的是一种普通光电传感器，能使自动门“见光开”C．大人走近门会自动打开，小孩走近门，门不会自动打开D．男孩走近门会自动打开，女孩走近门，门可能不会开【解析】控制自动门开关的传感器是红外线传感器，A对，B错；尽管不同物体(包括大人、孩子)不同温度发出的红外线波长不同，但在设置这个传感器范围时应当充分考虑到大人、小孩个体的差异及人体体温的变化范围．大人、小孩、男孩、女孩靠近，门都应当会自动打开，C、D错．【答案】A 6．(多选)电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图526所示．Q是绝缘支架，薄金属膜片M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片M振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片M向右运动的过程中有( )【导学号：78870094】图526A．电容变大B．电容变小C．导线AB中有向左的电流D．导线AB中有向右的电流【解析】当声波使膜片M向右运动时，电容器极板间距减小，电容变大，电荷量Q＝UC变大，电源要继续给电容器充电，所以导线AB中有向左的电流，故选项A、C正确．【答案】AC 7．(2016·长沙高二检测)传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器．如图527所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号．这种计算机键盘使用的是( )图527B．压力传感器A．温度传感器D．光传感器C．磁传感器【解析】小金属片被按下时，对该键有一个压力，小金属片向下移动，两个极板之间的距离改变，电容改变，将压力这个力学量转化为电容这个电学量，所以计算机键盘使用的是压力传感器，B正确，A、C、D错误．【答案】B 8．如图528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h的变化情况为( )【导学号：78870095】图528A．h增大B．h减小C．h不变D．无法确定【解析】由题图知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，导电液体深度的变化引起两极正对面积S的改变，电容的计算公式为C＝εS4πkd，电容增大，说明正对面积增大，故导电液体深度h增大．【答案】A[能力提升]9.如图529所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )图529A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低C．当仅增大R2的阻值时，可减小A、B之间的电压D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压【解析】R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C项错误；当减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D项错误．【答案】B 10．(多选)(2016·长春高二期末)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．如图5210甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，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均为0.2 m ，则下列说法中正确的是( )图5210A ．传送带运动的速度是0.1 m/sB ．传送带运动的速度是0.2 m/sC ．该传送带每小时输送3 600个工件D ．该传送带每小时输送7 200个工件【解析】 在该计数装置中，A 是发光的光源，B 是光传感器，B 中的主要元件是光敏电阻．当没有光照射B 时，传感器计数一次，由图可看出，1 s 计数1次，两工件间距离为0.2 m ，所以传送带运动速度是0.2 m/s ，每小时输送3 600个工件．故正确答案为B 、C. 【答案】BC11. (2016·大庆高二检测)一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度T 变化的关系如图5211中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，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．图5211有一种用主要成分为BaTiO 3被称为“PTC ”的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点，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： (1)为什么处于冷态的“PTC ”熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？ (2)通电一段时间后电熨斗温度T 自动稳定在______范围之内．【解析】 (1)由于冷态时PTC 材料电阻较小，故由P ＝U2R 知，其发热功率较大，所以升温快．(2)从图上看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以生热快于散热，温度升高，电阻值迅速增大，相应的生热功率减小，当生热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，生热功率会相应增大，故当生热功率等于散热功率时，温度会稳定在图中T 6～T 7之间． 【答案】 (1)见解析 (2)T 6＜T ＜T 712．有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图5212中的虚线所示．它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO 、压力传感器R (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(其实质是电流表)．其中AO ∶BO ＝5∶1.已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：【导学号：78870096】图5212(1)利用表中数据归纳出电阻R 随压力F 变化的函数关系式； (2)该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘多少毫安处？ (3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20 mA ，这个人的体重是多少？ 【解析】 (1)由表中数据可归纳得出： R ＝300－0.6F (R 和F 的单位分别为Ω和N)．(2)依题意可知，电子秤空载时压力传感器的电阻R 1＝300 Ω，电路中的电流为I ＝UR＝4.68300A ＝15.6 mA ，所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6 mA 处． (3)当电流表刻度盘的读数为I 2＝20 mA 时，压力传感器的电阻R 2＝U I2＝4.680.02Ω＝234 Ω由R ＝300－0.6F (Ω)，算得F 2＝110 N 再由F 2·AO ＝G ·BO 得G ＝550 N. 【答案】 (1)R ＝300－0.6F (R 和F 的单位分别为Ω和N) (2)15.6 mA (3)550 N。
鲁科版高二物理选修3《常见传感器工作原理》说课稿
鲁科版高二物理选修3《常见传感器工作原理》说课稿一、引言感谢大家的到来。
今天我将为大家分享鲁科版高二物理选修3中《常见传感器工作原理》这一单元的授课内容。
本单元的学习将帮助学生理解常见传感器的基本原理和应用，培养学生的科学观察和实验设计能力，为将来科学研究和工程技术打下坚实的基础。
二、教学目标本单元的教学目标主要分为以下几个方面： - 理解常见传感器的工作原理； - 掌握常见传感器的分类和应用； - 培养学生的科学观察和实验设计能力； - 培养学生对科学研究和工程技术的兴趣和探索精神。
三、教学重点和难点本单元的教学重点主要包括： - 了解常见传感器的工作原理； - 熟悉常见传感器的分类和应用； - 培养学生的实验设计能力。
教学难点主要包括： - 理解常见传感器的纳米尺度原理；- 运用物理知识分析传感器的工作原理。
四、教学过程4.1 导入阶段在导入阶段，我将通过提问和讲解的方式激发学生对传感器的兴趣，并引导学生回顾前几节课学习的内容，为本节课的学习做好铺垫。
4.2 讲解传感器的基本原理在这一环节，我将通过多媒体展示的方式，详细讲解传感器的基本原理。
主要包括以下内容： - 传感器的定义和作用；- 传感器的分类和常见应用； - 传感器的工作原理和信号处理方法； - 传感器的灵敏度和精度。
4.3 进行实验演示和讨论在这一环节，我将引导学生进行实验演示，并通过观察、记录和讨论的方式加深学生对传感器工作原理的理解。
具体的实验演示可以包括以下内容： - 用压敏电阻测量外界力的大小； - 利用温度传感器测量物体的温度变化； - 使用光敏传感器检测光线的强度变化。
4.4 引导学生进行小组讨论和分享在这一环节，我将引导学生进行小组讨论和分享，让学生们在互相交流的过程中进一步深化对传感器工作原理的理解，培养学生的团队合作和表达能力。
4.5 总结和展望在这一环节，我将对本节课的内容进行总结和展望，激发学生进一步学习和探索的兴趣。
高中物理第5章传感器及其应用5.2常见传感器的工作原理课件鲁科选修3-2
1.干簧管继电器在光电报警装置中相当于一般电路中的什 么器件?
解答:开关(电键)。
2.光敏电阻能将什么信号转换成什么信号?
解答:把光信号转换为电信号。
3.测热敏电阻的阻值时一定要记录下相应的温度是为什么?
解答:因为热敏电阻的阻值与温度有关。
1.(多选)图示是测试热敏电阻 R 的实验电 路图,滑动变阻器已调节到某一适当的值。实验 中观察到当温度升高时灯更亮。对实验现象分 析正确的有( )。 A.温度升高,电路中的电流减小 B.温度升高,电路中的电流增大 C.温度升高,热敏电阻的阻值增大 D.温度升高,热敏电阻的阻值减小
(2)根据乙图中的器材设计一个以热敏电阻为传感器的间歇自 动报警器。要求当温度升高到一定程度时,响呤报警。
乙
解答:(1)若往 Rt 上擦一些酒精,由于酒精蒸发吸热,热敏电阻 Rt 温度降低,电阻值增大,指针应向左偏;若用吹风机将热风吹向电阻, 电阻 Rt 温度升高,电阻值减小,指针将向右偏。 (2)如图丙所示
丙
知识链接:热敏电阻和金属热电阻相比较,金属热电阻的化学稳 定性好、测温范围大,而热敏电阻的灵敏度较好。
1.(多选)如图所示,R1、R2 为定值电阻,L 为小灯泡,R3 为光敏电 阻,当照射光强度增大时( )。 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
导入新课:春夏秋冬不同的季节,日落的时间不断地变化,路灯 开启的时间不断要调整。但很多城市的路灯到了天色变暗时就会自 动点亮,不需要人为调整。你知道这是为什么吗?
1.光电传感器的原理 (1)光电传感器是一种能够感受①光 将其转换成电信号的装置。
信号,并按照一定规律
(2)光电传感器采用的敏感元件是②光敏电阻。 (3)光敏电阻的特性:光敏电阻器是用金属硫化物等③半导体材 料制成的。光敏电阻的电阻率随光照强度的增强而④减小(选填“增 大”或“减小”)。
高中物理传感器及其应用常见传感器的工作原理蜂鸣器介绍素材鲁科版选修
蜂鸣器介绍1蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，本文介绍如何用单片机驱动蜂鸣器，他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。
接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。
压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（1.5~15V直流工作电压），多谐振荡器起振,输出1.5～2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
下面是电磁式蜂鸣器的外形图片及结构图。
电磁式蜂鸣器实物图：电磁式蜂鸣器结构示意图：图 1 图 2电磁式蜂鸣器内部构成：1. 防水贴纸 5. 底座9. 封胶2. 线轴 6. 引脚10. 小铁片3. 线圈7. 外壳11. 振动膜4. 磁铁8. 铁芯12. 电路板一、电磁式蜂鸣器驱动原理蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。
S51增强型单片机实验板通过一个三极管C8550来放大驱动蜂鸣器，原理图见下面图3：S51增强型单片机实验板蜂鸣器驱动原理图：图 3如图所示，蜂鸣器的正极接到VCC（＋5V）电源上面，蜂鸣器的负极接到三极管的发射极E，三极管的基级B经过限流电阻R1后由单片机的P3.7引脚控制，当P3.7输出高电平时，三极管T1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P3.7输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。
因此，我们可以通过程序控制P3.7脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。
2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．图甲是利用光电管进行光电效应的实验装置。
高中物理 第5章 第2讲 第3讲 常见传感器的工作原理 、大显身手的传感器课件 鲁科版选修32
同理可知 L功率变小
二极管的电流增大 发光增强
光敏电阻阻值减小 灯泡L的电流增大
L功率增大
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课堂讲义 常见传感器的工作原理 大显身手的传感器
例4 如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现在把杯中的 水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是( ) A．如果(rúguǒ)R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显 B．如果(rúguǒ)R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显 C．如果(rúguǒ)R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显 D．如果(rúguǒ)R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显
急剧下降．
3．金属热电阻特点：电阻率随温度的升高而增大．
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课堂(kètáng常)讲见传感器的工作原理 大显身手的传感器 义
例2 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(zǔ zhí)随光照增强而减小 ，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．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器
严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大 LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化 白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻
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再见(zà
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换为电信号的主要工具
电视遥控接收(jiēshōu)器主要是利用传感器来接收(jiēshōu)信息的
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课堂(kètáng)讲
义
常见传感器的工作原理 大显身手的传感器
常见传感器的工作原理-高二物理(鲁科版2019选择性必修第二册)
新课学习 初识传感器
将麦克风靠近西瓜，并将麦克风的输 出端接入计算机。敲击西瓜，麦克风 能将声音信号转化为电信号，传输给 计算机。计算机通过对信号的处理， 就可显示声音的波形。
传感器
新课学习 初识传感器
能感受外界信息，并 将其按照一定的规律 转换成可用输出信号 （主要是电信号）的 器件或装置，我们称 之为传感器。
称重传感器
新课学习 初识传感器
传感器通常应用在自动测量和自动控制系 统中，担负着信息采集和转化任务。
为什么传感器通常需要把非电学量转化为 电学量呢？
电学量更便于仪表显示和用于自动控制
在计算机内部，应用热 传感器把探测到的温度 信号转化为电信号，通 过对电信号的处理，能 自动控制散热风扇的转 速，保持电源内部温度 均衡。
新课学习 敏感元件
2.热敏元件 热敏电阻是一种常用的热敏元 件，广泛应用于温度传感器中。
温度越高，阻值越小的热敏电阻称为负温 度系数热敏电阻。 温度越高，阻值越大的热敏电阻称为正温 度系数热敏电阻。
新课学习 敏感元件
3.磁敏元件
霍尔元件是根据半导体 材料的霍尔效应制成的 一种磁敏元件，广泛应 用于磁传感器中。
第五章 传感器及其应用
第1节 常见传感器的 工作原理
生活疑惑
很多商场都有自 动门，为什么人 靠近自动门时， 门会打开？
生活疑惑
为什么手靠 近风干机， 热风会自动 吹出？
传感器
生活疑惑
什么是传感器？ 它是如何实现这 些神奇功能的？
新课学习 初识传感器
如何识别西瓜的 成熟度？
仅靠听觉识别不 准确，能否用仪 器替代人耳？
常见传感器 的工作原理
传感器 常见传感器原理
高二物理鲁科版选修3-2课件5.2常见传感器的工作原理(问题探究式)
法正确的是(
)
A．常温时上下触点是接触的
B．双金属片温度升高时，上金属片形变
较大，双金属片将向下弯曲
C．原来温度控制在80 ℃断开电源，现
要求60 ℃断开电源，应使调温旋钮下移
一些
D．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻
切断温度要升高 则应使调温旋钮 下移一些
衣物状态，应使调温旋钮下移一些
二、探究温度传感器的原理——电饭锅
电饭锅的构造
5
如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为 103 ℃时， 下列说法中正确的是( ) A．常温下感温磁体具有较强的磁性 B．当温度超过103 ℃时，感温磁体的磁性较强 C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103 ℃，这时开关 按钮会跳起 D．常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103 ℃，开关按 钮就不会自动跳起
二、探究温度传感器的原理
金属热电阻
铂电阻
二、探究温度传感器的原理
热敏电阻或金属热电阻： 把温度这个热学量转换为电阻这个电学 量
电阻——温度特性曲线
二、探究温度传感器的原理
你能设计一个简易温度报警器吗？
3
有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件分别接入如 图所示电路中A、B两点后，用黑纸包住元件置入热水中， 观察欧姆表的示数，下列说法正确的是（ ）
第五章 传感器及其应用
学案2 常见传感器的工作原理
盒子里面有什么装置？
原理：当磁铁靠近干簧管
时，两个簧片被磁化而接通， 所以干簧管能起到开关的作 用！
一、光电传感器的原理
1、光敏电阻 光敏电阻实物图
光敏电 阻.png
光照情况
受光表面暴露
受光表面遮住
电阻阻值
鲁科版高中物理选修3-2课件5.2常见传感器的工作原理(讲授式)
三、制作传感器常用的敏感元件
电容式传感器
如右图，被测物体在左右方向 发生位移时，电介质板随之在电 容器两极板之间移动。物体位移 的变化，就转换成了电容量的变 化。
电容式位移传感器能把物体位移这个力学量转换为电容这个电 学量
6
传感器是一种采集信号的重要器件，如图是一种测定压力的电 容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片产生变形，引起电 容的变化，若将电容器、灵敏电流计和电源串联接成闭合电路， 那么（） A．当F向上压膜片电极时，电容将减小 B．当F向上压膜片电极时，电容将增大 C．若电流计有示数，则压力F发生变化 D．若电流计有示数，则压力F不发生变化
固定电极
膜片电极
待测压力F
2．在防治“非典”期间，在机场、车站等交通出入口，使用了红外线热像 仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而 可以有效控制疫情的传播．关于红外线热像仪，下列说法正确的是( ) A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线光子能量小，可以节约能量 B．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测 C．红外线热像仪同时还具有杀菌作用 D．一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率 和强度不同
阅读教材
1温度传感器的主要元件是什么？
感温铁氧体
2感温铁氧体的组成物质是什么？
氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成
3感温铁氧体有何特点？什么是“居里点”？ 常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，温度达到约 103℃，失去铁磁性． 居里点，又称居里温度，即指103℃。
二、探究温度传感器的原理:2.电饭锅 电饭锅的构造
4如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不变，温度 低于“居里点103℃”，电饭锅不能自动断电。只有水烧干后， 温度升高到103℃才能自动断电。
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光控开关制作V1是光电三极管能把光信号转变成电信号。
当它的基极受到光线（或红外线）照射时，集电极和发射极之间就导通电位器RP可调节V1导通时发射极的输出电压。
反相器元件D1、D2、R1和V2组合在一起，相当于一个控制开关当光电三极管V1导通时，反相器D1输入端为高电平，D2也输出高电平。
这样V2导通，这个“控制开关”就导通,于是三极管V2的集电极电流促使继电器的开关S k闭合。
元器件的选择序号名称规格序号名称规格1 光电三极管 V13DU31 8 继电器 K JPC-22F(HG4102)2 三极管 V2S9013 β>100 9 反相器 A CD 40693 二极管 V3IN4001 10 开关 S 微型开关4 发光二极管 V4BT202(红色) 11 电源 E 5号电池5 电位器 RP 4.7 kΩ WH15 12 印刷板60mm × 30mm6 电阻器 R110 kΩ 1/8 W 13 机壳7 电阻器 R2100 kΩ 1/8 W2、制作电源电路图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．在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为 10:1，a、b 两端接入图乙所示的电压，图中电压表和电流表均为理想电表，D 为理想二极管，R0 为定制电阻，L 为电阻恒定的指示灯，RT 为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。
下列说法中正确的是A．电压表的示数为 22VB．若 RT 处出现火灾时，电压表示数将变大C．若 RT 处出现火灾时，电流表示数将变大D．若 RT 处出现火灾时，指示灯 L 将变亮2．如图所示，小车放在木板上，小车的前端系一条细绳，绳的一端跨过定滑轮挂一个小盘，盘中放重物，用悬吊重物的方法为小车提供拉力。
小车后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。
以小车为研究对象，用该装置进行物理实验，下列说法正确的是A．若探究动能定理, 必须调整定滑轮的高度使细线与木板平行B．若探究动能定理，必须使盘和盘上重物的质量远大于小车质量C．若研究匀变速直线运动规律，必须垫高木板一端以平衡小车受到的摩擦力D．若研究匀变速直线运动规律，必须使盘和盘上的重物质量远大于小车质量3．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源s，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）．则一下说法中正确的是（）A．a光的频率比b光大B．水对a光的折射率比b光大C．a光在水中的传播速度比b光大D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，a光的干涉条纹比b光窄4．如图所示，一辆有四分之一圆弧轨道的小车停在粗糙的水平地面上，小球从静止开始由车的顶端无摩擦滑下，且小车始终保持静止状态，当小球运动到A点(A点图中未画出)时，地面对小车的静摩擦力有最大值，则A点和轨道圆心O点的连线与水平方向的夹角θ为( )A．37° B．30° C．60° D．45°5．如图所示，匀强电场的方向平行于xOy坐标系平面，其中坐标原点O处的电势为2V，a点的坐标为（0，4），电势为8V，b点的坐标为（3，0），电势为8V，则电场强度的大小为A．250V/m B．200V/mC．150V/m D．120V/m6．如图甲所示，标有“220V 40W”的灯泡和标有“”的电容器并联到交流电源上，V为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示。
闭合开关，下列判断正确的是（）A．时刻，V的示数为零B．灯泡恰好正常发光C．电容器不可能被击穿D．V的示数保持不变二、多项选择题7．如图甲所示，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，取g= 10m/s2，。
根据图象可求出A．物体的初速率v0＝6m/sB．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5C．当时，物体达到最大位移后将保持静止D．取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移x的最小值8．如图所示，固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨，间距为1m，其左端用导线接有两个阻值为4Ω的电阻，整个装置处在竖直向上、大小为2T的匀强磁场中。
一质量为2kg的导体杆MN垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为2Ω，杆与导轨之间的动摩擦因数为0. 5。
对杆施加水平向右、大小为20N的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2。
则A．M点的电势高于N点B．杆运动的最大速度是10m/sC．杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等D．当杆达到最大速度时，MN两点间的电势差大小为20V9．2017年10月16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号。
关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在。
1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现赫尔斯－泰勒脉冲双星，这双星系统在互相公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据。
上述叙述中，若不变考虑赫尔斯－泰勒脉冲双星质量的变化，则关于赫尔斯－泰勒脉冲双星的下列说法正确的是（）A．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变B．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期逐渐变小C．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但半径的比值保持不变D．若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量10．回旋加速器的核心部分如图所示，两个D形盒分别与交变电源的两极相连。
下列说法正确的是（）A．D形盒之间电场力使粒子加速B．D形盒内的洛伦兹力使粒子加速C．增大交变电压的峰值，最终获得的速率v增大D．增大磁感应强度，最终获得的速率v增大三、实验题11．如图所示，匝数N=100匝，截面积S=0.2m2，电阻r=0.5Ω的圆形线圈MN处于垂直纸面向里的匀强磁场内，，磁感应强度随时间按B=0.6+0.02t（T）的规律变化，处于磁场外的电阻R1=3.5Ω，R2=6Ω，电容C=30μF，开关S开始时未闭合，求：（1）闭合S后，线圈两端M、N两点间的电压U MN和电阻R2消耗的电功率；（2）闭合S一段时间后又打开S，则S断开后通过R2的电荷量为多少？12．如图所示，用半径相同的A、B两球的碰撞可以验证“动量守恒定律”。
实验时先让质量为m1．的A 球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端抛出，落到位于水平地面的复写纸上，在下面的白纸上留下痕迹。
重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。
再把质量为m2的B球放在斜槽轨道末端，让A球仍从位置S 由静止滚下，与 B球碰撞后，分别在白纸上留下各自的落点痕迹，重复操作10次。
M、P、N为三个落点的平均位置。
①实验中，直接测定小球碰撞前后的速度足不容易的。
但是，可以通过仪测量_____，间接地解决这个问题。
A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距地面的高度H C．小球做平抛运动的射程②以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是 ______．A．刻度尺 B．天平 C．游标卡尺 D．秒表③关于本实验，下列说法正确的是___。
A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽轨道末端必须水平C．实验过程中，复写纸和白纸都可以移动④在实验误差允许范围内，若满足关系式____，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。
A． m1．OP= m1．OM+ m2·ON B．mc．OP=m1.ON+ m2．OMC． m1．OM= m1．OP+ m2．ON D．m1．ON=m l．OP+m2．OM⑤在实验中，为了让A球碰后沿原方向运动，应满足A球的质量m1大于B球的质量m2，请推理说明_____。
四、解答题13．如图所示，一束光从空气沿与玻璃球直径BA的延长线成60°角的方向射入玻璃球．已知玻璃球的折射率为n=3，直径为D=20cm光在真空中的速度为c=3×108m/s求：（1）光线刚进入玻璃球时与直径AB的夹角；（2）光线从刚进入玻璃球并在玻璃球内部经过一次反射而离开坟璃球经历的时间。
14．我国某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁3 s，而后才会变成黄灯，再在3秒黄灯提示后再转为红灯．2013年1月1日实施新的交通规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为．（本题中的刹车过程均视为匀减速直线运动）（1）若某车在黄灯开始闪烁时刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于18 m，该车刹车前的行驶速度不能超过多少?（2）若某车正以v0＝15 m／s的速度驶向路口，此时车距停车线的距离为L＝48.75 m，当驾驶员看到绿灯开始闪烁时，经短暂考虑后开始刹车，该车在红灯刚亮时恰停在停车线以内．求该车驾驶员的允许的考虑时间．【参考答案】一、单项选择题二、多项选择题7．BD8．BC9．BC10．AD三、实验题11．（1），（2）12．C AB B A 答案见解析四、解答题13．①②14．（1）12 m/s （2）0.5 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．在平面直角坐标系的x轴上关于原点O对称的P、Q两点各放一个等量点电荷后，x轴上各点电场强度E随坐标x的变化曲线如图所示。
规定沿x轴正向为场强的正方向，则下列说法正确的是A．将一个正试探电荷从P点沿x轴移向Q点的过程中电势能先增大后减小B．x轴上从P点到Q点的电势先降低后升高C．若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中一定是电场力先做正功后做负功D．若将一个正试探电荷从两点电荷连线的垂直平分线上的一侧移至另一侧对称点的过程中受到的电场力可能先增大后减小2．一电子在电场中仅受静电力作用，从A到B做直线运动，其电势能E p随距A点的距离x的关系如图所示，则下列说法正确的是A．该电场是匀强电场B．该电子的动能逐渐增大C．A点的电势低于B点的电势D．该电子运动的加速度逐渐减小3．一辆小汽车以18m/s的速度直线行驶，通过某路段时，发现正前方浓雾中一辆卡车，卡车正以6m/s的速度匀速行驶，小汽车立即减速，两车恰好没有追尾，该过程用时3s且视小汽车做匀减速直线运动，在这3s内A．小汽车平均速度为9m/sB．小汽车的平均速度为12m/sC．小汽车的加速度大小为6m/sD．小汽车的加速度大小为8m/s24．2019年2月,国产科幻电影《流浪地球》的上映引起了人们对天体运动的极大兴趣。