专题8传感器元件性能的研究-2024年高考物理实验最新模拟题精练

《高考物理选择性必修实验最新模拟题精练》 专题8传感器元件性能探究 1. （2024安徽安庆市二模）某半导体材料制成的压敏电阻的阻值随所受压力的增大先减小后趋于不变，某同学利用伏安法量其阻值随压力的变化关系。除该压敏电阻外，实验中还用到的器材有：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为10Ω）、电压表（内阻约为2000Ω）和毫安表（内阻Rg=10Ω）。实验时，将压敏电阻置于水平地面上，记录不同压力下电压表和毫安表的示数，计算出相应的压敏电阻阻值。实验得到该压敏电阻阻值R随压力F变化的曲线如图乙所示（重力加速度g取10m/s2）。 （1）实物连图中还有两条导线没有连接，请你补充完整_________。 （2）若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为6V和30mA，则此时压敏电阻的阻值______。 （3）某工厂车间操作时需两位单个质量均不低于70kg（含所穿的防护服）的操作人员同时进入，单人不可进入，双人单个质量小于70kg也不可进入。将上述实验中两个相同的压敏电阻并联可以制作一个控制电路，其电路的一部分如图丙所示，图中，E为直流电源（电动势为10V，内阻可忽略），电磁继电器电阻可视为恒定，其大小为。图中为踏板空置，电动门处于闭合状态，若两个满足质量要求的操作人员同时站在踏板上且电流表（内阻Rg=10Ω）示数不小于40mA时，电动门控制电路将打开电动门，操作人员方可进入车间，则图中电阻R的阻值应为________Ω；现因装备改良，可要求两位操作人员单个质量均不低于65kg时即可进入车间，则电阻R的阻值需要调________（选填“大”、“小”）。 2. （2024年2月广东大联考） 某同学利用下列实验器材设计一个电路来研究某压敏电阻的压阻效应，然后将该压敏电阻改装为压力传感器测量压力。已知该电阻的阻值变化范围为50Ω~250Ω。供选择的实验器材如下： A．电源E（电动势为3V，内阻不计） B．电流表（量程为3mA，内阻） C．电流表（量程为30mA，内阻约为1Ω） D．电压表V（量程为15V，内阻约为5kΩ） E．电阻箱（0~9999.9Ω） F．定值电阻 G．开关S及导线若干 （1）为了较准确地测量电阻，请在图甲中虚线框内将测量电阻的实验电路图补充完整，并在图中标出所选器材的符号。________ （2）要测量电阻，在电阻上加一个竖直向下的力F，闭合开关S后，根据所设计的电路需要测量和记录的物理量有________。 A．通过电流表的电流 B．通过电流表的电流I2 C．电压表V两端的电压U D．电阻箱的电阻 （3）该同学根据实验测量结果，作出压敏电阻随所加外力F的–F图像，如图乙所示。该同学将这种压敏电阻与一个量程为3V的理想电压表按如图丙所示电路改装成测量压力的仪表，已知电源，内阻不计，为了使改装后的压力表的量程为0~100N，压力为100N时对应电压表3V的刻度，则定值电阻________Ω，电压表2V刻度对应压力表________的刻度。 3. （2024山东威海期末）某同学查阅资料后发现，金属丝的电阻率ρ随温度变化的规律为ρ=ρ0（1+αt），其中α称为电阻温度系数，ρ0是金属丝在t=0℃时的电阻率。该同学利用实验室中的器材测定某种金属丝的电阻温度系数。实验的主要步骤如下： a.将满偏电流Ig=120mA、内阻rg=2.0Ω的灵敏电流计并联一电阻R，改装成量程为0.6A的电流表； b.用螺旋测微器测量金属丝的直径； c.将金属丝接入如图甲所示的电路中，用米尺测量金属丝接入电路中的有效长度； d.闭合电键，调节滑动变阻器滑片的位置，测量金属丝的温度并记下电压表及灵敏电流计的多组示数； e.改变金属丝的温度，重复实验； f.算出不同温度下金属丝的电阻率，将电阻率与温度的数据在坐标纸中描出点迹，如图乙所示。 请回答以下问题： （1）R=______Ω。 （2）某次测量螺旋测微器的读数如图丙所示，则读数为______mm。 （3）某次实验中，电压表的示数为2V，灵敏电流计的示数为100mA，则金属丝的电阻为______Ω。 （4）该金属丝的电阻温度系数α=______℃-1（结果保留2位有效数字）。 4（2024湖南名校联考）电子体温计(图1)正在逐渐替代水银温度计。电子体温计中常用的测温元器件是热敏电阻。某物理兴趣小组制作一简易电子体温计,其原理图如图2所示。 (1)兴趣小组测出某种热敏电阻的I—U图像如图3所示，..那么他们选用的应该是图 电路（选填“甲”或“乙”）；.  （2）现将上述测量的两个相同的热敏电阻（伏安特性曲线如图3所示）和定值电阻，恒压电源组成如图4所示的电路，电源电动势为6V，内阻不计，定值电阻R0=80Ω。每个热敏电阻消耗的电功率为 W（结果保留2为有效数字）