专题9利用传感器制作简单自动控制装置-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9. 利用传感器制作简单的自动控制电路 1．（8分）(2024湖南顶级名校质检)现要组装一个酒精测试仪，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。此传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，规律如图甲所示。酒精测试仪的调试电路如图乙所示。目前国际公认的酒驾标准是“酒精气体浓度”，醉驾标准是“酒精气体浓度”，提供的器材有： A．二氧化锡半导体型酒精传感器 B．直流电源（电动势为，内阻不计） C．电压表（量程为，内阻非常大） D．电阻箱（最大阻值为） E．定值电阻（阻值为） F．定值电阻（阻值为） G．单刀双郑开关一个，导线若干 （1）为使电压表改装成酒精浓度测试表以判断是否酒驾，应选用定值电阻_________（填“”或“”）； （2）按照下列步骤调节此测试仪： ①电路接通前，先将电阻箱调为，然后开关向端闭合，将电压表此时指针对应的刻度线标记为_________；（保留小数点后一位） ②逐步减小电阻箱的阻值，电压表的示数不断变大。按照甲图数据将电压表上“电压”刻度线标为对应的“酒精浓度”，此浓度表刻度线上对应的浓度值是_________（填“均匀”或“非均匀”）变化的； ③将开关向另一端闭合，测试仪即可正常使用。 （3）在电压表刻度线上标注一段红色的长度以提醒酒驾的读数范围，该长度与电压表总刻度线长度的比例为1∶_________。（保留一位有效数字） 2.（10分）（2024湖南顶级名校期末） 小明的外婆家养了许多的鹅，外公想通过人工方式将鹅蛋孵化出来，温度测量是其中一个重要的环节。小明想帮外公设计一个简易电子温度计，用来监测孵化箱中的温度，他从自己的实验套装中找到以下器材： A.热敏电阻（常温下阻值约为几千欧姆）一个； B.电流表（满偏电流为300A，内阻为90Ω）； C.电阻箱（阻值范围为0~999.99Ω）； D.电阻箱（阻值范围为0~9999.9Ω）； E.滑动变阻器（最大阻值为10kΩ）； F.电源一个（电动势为3V，内阻不计）； G.单刀双掷开关一个； H.单刀单掷开关一个； I.导线若干。 （1）由于没有电压表，小明设计了如图甲所示电路来测量该热敏电阻在不同温度下的阻值，闭合开关S1前，应该将滑动变阻器R1的滑片滑到______（填“a”或“b”） 端，电阻箱R2应该选______（填“C”或“D”）并调到最大值，将开关S2打到1位置。将热敏电阻RT放至某温度下的水中，调节滑动变阻器R1，让电流表达到接近满偏的值I，将开关S2打到2位置，逐渐减小电阻箱R接入电路的阻值，当电流表的示数再次为I时，此时电阻箱R的阻值就是此温度下热敏电阻RT的阻值，重复此方法得到如下数据： 温度 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 70℃ 80℃ 90℃ 100℃ 阻值/kQ 9.99 5.20 3.00 1.60 1.00 0.70 0.83 0.40 0.31 0.24 0.20 （2）其中部分数据已经在如图乙所示的坐标纸上标出，请将剩余的点标上并描绘出热敏电阻RT电阻随温度的变化曲线。 （3）小明又设计了一个如图丙所示的电路通过电流表的示数来推算温度，可实现两种测量范围，其中______Ω（保留到小数点后2位），为了监测烧水壼内的水温，应该将开关打到______（填“”或“”）位置。 3．（8分）（2024山东淄博期末）半导体薄膜压力传感器阻值会随压力变化而改变．某小组设计实验测量一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值，其阻值约几十千欧，现有以下器材： 电源：电动势，内阻不计 电流表：量程，内阻约为 电流表：量程，内阻约为 电压表V：量程，内阻约为 滑动变阻器：阻值范围 压力传感器，开关，导线若干请完成下列问题： 甲 乙 丙 （1）为了提高测量的准确性，电流表应选__________（选填“”或“”），并请补充完整图甲中虚线框内的测量电路． （2）通过多次实验测得其阻值随压力变化的图像如图乙所示，由图乙可知压力越大，压力传感器的阻值__________（选填“越大”或“越小”）． （3）完成前面的实验工作后，将该压力传感器接入如图丙所示电路中，制作成简易电子秤，它主要构成有：压力传感器，定值电阻，理想电流表（量程），电动势为的电源，电源内阻不计．将该电子科水平放置在竖直方向运动的电梯里，在托盘上放一砝码，托盘和砝码的总质量为，电流表示数为，取重力加速度．通过计算可知压力传感器的阻值为__________，可得电梯的加速度大小为__________，电梯的运动状态可能是__________． 4. （2024河北沧州市1月质检