(時間：90分鐘，滿分：100分)
一、(本題共12小題，每小題5分，共60分．在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分)
1．如圖6－2所示，某半導(dǎo)體熱敏電阻I－U圖線可能是( )
圖6－2
解析：選B.半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度的升高電阻減小，在I－U圖線中，斜率越大，電阻越小，故B選項正確．
2．傳感器擔負著信息采集的任務(wù)，它常常是( )
A．將力學(xué)量(如形變量)轉(zhuǎn)變成電學(xué)量
B．將熱學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量
C．將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量
D．將電學(xué)量轉(zhuǎn)變成力學(xué)量
答案：ABC
3．為了保護電腦元件不受損害，在電腦內(nèi)部有很多傳感器，其中最重要的就是溫度傳感器，常用的溫度傳感器有兩種，一種是用金屬做的熱電阻，另一種是用半導(dǎo)體做的熱敏電阻．關(guān)于這兩種溫度傳感器的特點說法正確的是( )
A．金屬做的熱電阻隨著溫度的升高電阻變大
B．金屬做的熱電阻隨著溫度的升高電阻變小
C．用半導(dǎo)體做的熱敏電阻隨著溫度的升高電阻變大
D．用半導(dǎo)體做的熱敏電阻隨著溫度的升高電阻變小
解析：選AD.金屬的電阻率隨著溫度的升高而變大，半導(dǎo)體在溫度升高時電阻會變小．
4.如圖6－3所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，測光敏電阻時，表針的偏角為θ；現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角為θ′，則可判斷( )
圖6－3
A．θ′＝θ B．θ′<θ
C．θ′>θ D．不能確定
答案：B
5.(2011年渦陽高二檢測)傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機在室內(nèi)溫度達到設(shè)定的溫度后，會自動停止工作，空調(diào)機內(nèi)使用的傳感器是( )
A．生物傳感器 B．紅外傳感器
C．溫度傳感器 D．壓力傳感器
解析：選C.空調(diào)機根據(jù)溫度調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，所以內(nèi)部使用了溫度傳感器，故C正確．
6．(2011年如皋高二檢測)下列說法正確的是( )
A．熱敏電阻是把熱量這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)為電阻這個電學(xué)量
B．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差
C．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器
D．霍爾元件是能夠把磁學(xué)量磁感應(yīng)強度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感元件
解析：選BCD.熱敏電阻是把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量，A錯誤．
7.傳感器是一種采集信息的重要器件，圖6－4是由電容器作為傳感器測定壓力變化的電路，當待測壓力作用于膜片電極上時，下列說法中正確的是( )
圖6－4
①若F向下壓膜片電極，電路中有從a到b的電流；
②若F向下壓膜片電極，電路中有從b到a的電流；
③若F向下壓膜片電極，電路中不會有電流產(chǎn)生；
④若電流表有示數(shù)，說明壓力F發(fā)生變化；
⑤若電流表有示數(shù)，說明壓力F不會發(fā)生變化．
A．②④ B．①④
C．③⑤ D．①⑤
解析：選A.當下壓時，因為C＝εrS4πkd，d減小，C增大，在U不變時，因為C＝QU，Q增大，從b向a有電流流過，②正確；當F變化時，電容器兩板的間距變化，電容變化，電容器上的帶電量發(fā)生變化，電路中有電流，④正確，故選A.
8．(2010年高考重慶理綜卷)某電容式話筒的原理示意圖如圖6－5所示，E為電，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板．對著話筒說話時，P振動而Q可視為不動．在P、Q間距增大過程中( )
圖6－5
A．P、Q構(gòu)成的電容器的電容增大
B．P上電荷量保持不變
C．點的電勢比N點的低
D．點的電勢比N點的高
解析：選D.由C＝εrS4πkd可知P、Q間距離d增大時電容C減小，A項錯誤．電容減小將放電，電荷量減小，故B項也錯．放電時電流從點經(jīng)R到N點，說明點電勢高于N點電勢，所以C項錯誤D項正確．
9.如圖6－6所示為測定壓力的電容式傳感器，將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電串聯(lián)成閉合回路，當壓力F作用于可動膜片電極上時，膜片發(fā)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)，在對膜片開始施加壓力使膜片電極從圖中的虛線推到圖中實線位置并保持固定的過程中，靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏)
圖6－6
A．向右偏到某一刻度后回到零刻度
B．向左偏到某一刻度后回到零刻度
C．向右偏到某一刻度后不動
D．向左偏到某一刻度后不動
解析：選A.壓力F作用時，極板間距d變小，由C＝εrS4πkd，電容器電容C變大，又根據(jù)Q＝CU，極板帶電量變大，所以電容器應(yīng)充電，靈敏電流計中產(chǎn)生由正接線柱流入的電流，所以指針將右偏，極板保持固定后，充電結(jié)束，指針回到零刻度．
10.(2011年西安八校聯(lián)考)酒精測試儀用于對機動車駕駛?cè)藛T是否酒后駕車及其他嚴禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器．酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖6－7所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系．如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是( )
圖6－7
A．U越大，表示c越大，c與U成正比
B．U越大，表示c越大，但是c與U不成正比
C．U越大，表示c越小，c與U成反比
D．U越大，表示c越小，但是c與U不成反比
解析：選B.傳感器電阻r′的倒數(shù)與濃度c是正比關(guān)系，即1r′＝kc.電路中的電流為I＝Er′＋R＋R0＋r，電壓表示數(shù)U＝IR0＝ER0r′＋R＋R0＋r＝kR0EkR＋R0＋r＋1c，可見電壓與濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系．但隨濃度的增加而增加．故B正確．
11.全自動洗衣機中，排水閥是由程序控制器控制其動作的．當洗衣機進行排水和脫水工序時電磁鐵的線圈通電，使電磁鐵的鐵芯2動作，牽引排水閥的活塞，排出污水，牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖6－8所示．以下說法正確的是( )
圖6－8
A．若某時刻輸入控制電流時，a為正，b為負，則鐵芯2中A端為N極，B端為S極
B．若某時刻輸入控制電流時，a為正，b為負，則鐵芯2中A端為S極，B端為N極
C．若a，b處輸入交變電流，鐵芯2不能吸入線圈中
D．若a，b處輸入交變電流，鐵芯2能吸入線圈中
解析：選BD.若輸入控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯1左端為N極，右端為S極，它將使鐵芯2磁化，A端為S極，B端為N極，并吸入線圈中，若a、b處輸入交變電流，鐵芯2仍能被吸入線圈中，故選B、D.
12．如圖6－9所示是一火警報警器的一部分電路示意圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器，當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是( )
圖6－9
A．I變大，U變大 B．I變小，U變小
C．I變小，U變大 D．I變大，U變小
解析：選B.當R2處出現(xiàn)火情時，熱敏材料制成的傳感器的電阻將減小，則此時電路中的總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知：外電路電壓將減小，電路中的總電流增大，所以R1上的電壓增大，顯示器的兩端電壓將減小，電流減小，故正確選項為B.
二、題(本題共2小題，每小題8分，共16分．按題目要求作答)
13．影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小．某題研究組在研究某種導(dǎo)電材料的用電器件Z的導(dǎo)電規(guī)律時，利用如圖6－10甲所示的分壓電路測得其電壓與電流的關(guān)系如下表所示：
U/V0.400.600.801.001.201.501.60
I/A0.200.450.801.251.802.813.20
圖6－10
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷用電器件Z可能屬于上述哪類材料？______________________.
(2)把用電器件Z接入圖乙所示的電路中，閉合開關(guān)，電流表的讀數(shù)為1.8 A，電池的電動勢為3 V，內(nèi)阻不計，電阻R的電功率為______．
解析：(1)由表格中數(shù)據(jù)可得，電阻隨電壓的增大而減小，而電壓越大，用電器件溫度越高，所以材料為半導(dǎo)體．
(2)查表I＝1.8 A時，Z的電壓為1.2 V，
則UR＝E2－UZ＝3 V－1.2 V＝1.8 V，
PR＝IUR＝3.24
答案：(1)半導(dǎo)體 (2)3.24 W
14．某實驗小組探究一種熱敏電阻的溫度特性．現(xiàn)有器材：直流恒流電(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計、開關(guān)和導(dǎo)線等．
(1)若用上述器材測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請你在圖6－11甲的實物圖上連線．
圖6－11
(2)實驗的主要步驟：
①正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電，調(diào)節(jié)并記錄電輸出的電值；
②在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關(guān)，
________________________________________________________________________，
______________________，斷開開關(guān)；
③重復(fù)第②步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)．
(3)實驗小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖乙的R－t關(guān)系圖線，請根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R－t關(guān)系式：R＝________＋________t(Ω)(保留三位有效數(shù)字)．
解析：(1)連線如圖．
(2)每次加熱水后都需要重新讀出溫度計和電壓表的示數(shù)．故閉合開關(guān)，應(yīng)記錄電壓表電壓值、溫度計數(shù)值．
(3)根據(jù)R－t圖象可以看出，R與t之間是線性關(guān)系．設(shè)R＝a＋bt(Ω)，由圖線可求得：b＝128－10470－10＝0.400.當t＝0時，a＝100 Ω，故R＝100＋0.400 t(Ω)．
答案：見解析
三、(本題共2小題，共24分．解答時應(yīng)寫出必要的字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
15．(12分)(2011年濰坊統(tǒng)考)如圖6－12所示為檢測某傳感器的電路圖．傳感器上標有“3 V,0.9 W”的字樣(傳感器可看做一個純電阻)，滑動變阻器R0上標有“10 Ω，1 A”的字樣，電流表的量程為0.6 A，電壓表的量程為3 V．求：
圖6－12
(1)傳感器的電阻和額定電流．
(2)為了確保電路各部分的安全，在a、b之間所加的電電壓最大值是多少？
解析：(1)R傳＝U2傳/P傳＝10 Ω，(2分)
I傳＝P傳/U傳＝0.3 A．(2分)
(2)最大電流I＝I傳＝0.3 A，(1分)
電電壓最大值U＝U傳＋U0，(3分)
U傳為傳感器的額定電壓，U0為R0＝10 Ω時R0兩端的電壓，即U0＝I傳•R0＝0.3×10V＝3 V，(2分)
小于電壓表量程，所以
U＝U傳＋U0＝3 V＋3 V＝6 V．(2分)
答案：(1)10 Ω 0.3 A (2)6 V
16. (12分)如圖6－13所示，“神舟”七號飛船發(fā)射升空時，火箭內(nèi)測試儀平臺上放一個壓力傳感器，傳感器上面壓一質(zhì)量為的物體，火箭點火后從地面向上加速升空，當升到某一高度時，加速度為a＝g2，壓力傳感器此時顯示出物體對平臺的壓力為點火前壓力的1716，已知地球的半徑為R，g為地面附近的重力加速度，試求此時火箭離地面的高度．
圖6－13
解析：設(shè)此時火箭升空高度為H，此處重力加速度為g′，則有F－g′＝a(4分)
由萬有引力定律得(R＋H)2g′＝R2g(4分)
又F＝1716g(1分)
解得H＝R3.(3分)
答案：R3
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