第五章 传感器（拔高练）-【学霸黑白题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019)

进阶 突被 第五章 传感器 第1、2节认识传感器 常见传感器的工作原理及应用 1.(2024·陕西咸阳三模)某力敏电阻的阻值随着压力的增大而线性减小.一同学利用该力敏电 阻设计了判断小车在水平方向上运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将力敏电阻和一 块挡板固定在绝缘小车上，之间放置一个光滑绝缘重物M,重物与挡板之间通过轻弹簧连 接.某次实验中，电压表示数随时间变化关系如图乙所示，已知0~，时间内，小车处于静止 状态，则 () 力敏 电机 R 甲 A.0~t,时间内，弹簧处于原长状态 B.t,~时间内，小车的加速度随时间均匀增大 C.t1~t2时间内，小车做匀变速直线运动 D.t2~3时间内，小车可能向左做匀减速直线运动 2.(2024·山东济南期中)如图所示，R为金属热电阻，R为光敏电阻，R2和R,均为定值电阻， 电源电动势为E,内阻为「，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是() 热电租 光敏电但R A.金属热电阻温度升高，其他条件不变 B.金属热电阻温度降低，光照减弱，其他条件不变 C.光照增强，其他条件不变 D.光照增强，金属热电阻温度升高，其他条件不变 3.(2023·河南周口期末)霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化 的匀强磁场，磁感应强度B=B。+hz(B。、k均为常数，且>0).将霍尔元件固定在物体上，保持 通过霍尔元件的电流1不变（方向如图所示），当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍 尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同.则 () A.磁感应强度B越大，霍尔元件的前、后表面的电势差U越大 进阶突破·拔高练15 B.k越大，传感器灵敏度越高 △x C.若图中霍尔元件是电子导电，则下表面电势高 D.电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差U越小 第3节利用传感器制作简单的自动控制装置 1.(多选)如图为“电容测厚传感器”系统的原理图.当被轧金属板材的厚度相对于要求值发生 变化时，电容传感器的电容C发生变化.C的变化通过测量电路后，一方面由仪表读出板材厚 度，另一方面通过反馈电路将偏差信号传送给压力调节器，使板材的厚度控制在规定的范围 内.若仅改变电容器的正对面积S或板材厚度h,可使电容C增大的是 () 洲量电路 仪表 战材⊙ ⊙ 压力调节器反愤电路 A.h减小 B.h增大 C.S减小 D.S增大 2.双金属温度传感器是将两种具有不同热膨胀系数的金属贴合在一起制成的.当它温度升高 时，两种金属伸长不一样而发生弯曲变形，使触，点接通或断开.日光灯启动器里就有一个双金 属温度传感器（如图）.取一个报废的日光灯启动器，去掉外壳，在充有氖气的玻璃泡内，有一 个U形的双金属片，其旁边有一根直立的金属丝，两者构成一对触点.常温下两触点是分离 的，温度升高时，双金属片因形变而与金属丝接触敲碎氖泡的玻璃，调节两触点之间的距离， 使温度升高到60℃时两触，点恰好接通.请你利用这个双金属温度传感器，设计一个电热水器 自动加热的控制方案.当水温低于60℃时自动通电加热，高于60℃时自动断电. 16黑白题物理|选择性必修第二册·RJ么，根整光票可知儿=号电阻R分得的电压， AP: -×100%47.4%. U2 nz 功率的百分比c=P +2△P 1,R=2U,故线圈abcd产生的感应电动势的有效值为U有= 4 P +,-,最大值2U52 U.故从图示位置开始 相比于之前，节省的总电功率△P=△P,-4 -4P2=1.02× 计时，线圈ad中产生的感应电动势的瞬时表达式为e= 10W 55sw,故B错误：C根据U.=NBw可知少。=S (3)由题意可知n0=m,1,+n,山2,10U,1,=U2l2, n U 得1o:1:I2=11,n2:on3:10non- _53C,故C正确：D.根据U。=NBSw可知，转动角速度 第四章电磁振荡与电磁波 No 2N@ 加倍.产生的感应电动势加倍，故电压表的示数为2U,故 第1节电磁振荡 D错误故选C. 1.C 2.B解析：A.由题图乙可知.曲线2的振荡周期是曲线1 第4节 电能的输送 的2倍，根据公式T=2π√C可知，曲线2对应的电容为曲 1.BC解析：若开关接cd端，则若电源电压为U。,理想变压器 线1对应的电容的4倍，故A错误：B.根据安培定则可知，题 T,工，的匝数比为==长，用户电阻为RR,输电线电阻 图甲中电流从电容器流出，电容器在放电，电场能转换为磁 场能，因此回路中的磁场能正在变大，故B正确：C根据电容 为R性，由变压器工作原理和闭合电路欧姆定律，升压变压 定义式可得Q=CU,由于改变电容器电容前后电容器两端的 器副线圈电压U=kU。,降压变压器原线圈电压U,=U,- 最大电压相同，且曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的 U=k,山 1,R降压变压器副线圈电压U,1RR了 4倍，因此曲线2对应电容器所带最大电荷量为曲线1对应 电容器所带最大电荷量的4倍，故C错误：D.曲线2对应的 PU ,可得输电功率为P:=U,山R+状R ，输电线上损耗 电流最大时，电容器两端的电压为零，由题图乙可知，此时曲 线1对应的电容器两端电压也为零，曲线1对应的电流也最 哈 的电功率为P4线=R年(R+状RR) 大，故D错误故选B. R,用户得到的 第2~4节电磁场与电磁波 电功率为P鱼戴= R+状Rs户·R,若开关接6编， 20g 无线电波的发射和接收电磁波谱 B解析：A发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性 则负载得到的功率a(RR了·R,输电线上损 C电路，无线电波与光波均属于电磁波，A正确，不符合题意： B.由左手定则，电子集中于上侧面，所以上侧面的电势低于下 耗的电功率为P产(R+R了R,将R雅R= 侧面的电势，B错误，符合题意：C题图2是接收电磁波的调谐 电路，利用电谐振的原理接收特定频率的电磁波，C正确，不 R2=200,Rn段=1 60=20n,k=3代人可得P>质，即 合题意：D,电磁波可以在真空中进行传播，D正确.不符合题意 L,比L,更亮：P<P,R,上消耗的功率比R,的大故 故选B 选BC 第五章传感器 2.()1.6x10W1.8x10W(2)4 47.4%1.02×10W 第1、2节认识传感器 (3)11n,n3:n:10nm 常见传感器的工作原理及应用 1.D解析：A.0~4时间内电压表示数不变，说明力敏电阻所 解析：(1)输电电流为1= P 打 受压力不变，由题意可知，弹簧上一定有力，M处于静止状 输电线损耗功率为△P,=R,代入数据解得△P,=1.6× 态，合力为零，力敏电阻对M的弹力水平向左，弹簧对M的 10W. 弹力水平向右，所以在0~时间内弹簧处于压缩状态： 故A错误；BC.1,~1时间内，R两端电压均匀减小，电路中电 AP 由题意得sP,+AP ×100%=10%,电晕类损耗功率为△P:≈ 流均匀减小，力敏电阻阻值变大，设：=4，时电路中总电阻为 1.8×10W. 几，电路中电流为，由闭合电路的欧姆定律得：尾女解 (2)由(1)可知，输电电压增大为2倍，则输电电流减小为原 E Ra E Ro 得F= 来的了，箱电线损失功率减小为紧来的} 左，由题图乙可知1=6-，解得F从 电晕类损耗功率提升为原来的2倍，则电晕类损耗占总损耗 所以物块的加速度a=T-F,T为弹簧弹力，大小不变，所以 参考答案与解析黑白题47 小车的加速度随时间不是均匀变化，小车也不做匀变速直线：第3节 利用传感器制作简单的自动控制装置 运动，故BC错误；D.2~时间内，电流不变，力敏电阻上所 B,5 受压力不变.且M受到弹簧向右的力大于力敏电阻对M的 1.BD解析：CD.由C=4h 可知，在只改变正对而积时. 压力，可知M的加速度向右且大小不变，所以小车可能向右 C∝S,C错误，D正确：AB.在只改变板材厚度h时效果上相 做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动，故D正确故 选D 当于改变了板同距商⅓增大时4减小，而此时Cx行A错 2.B 误，B正确.故选BD 3.B解析：4.根据左手定则可知，电荷将在洛伦兹力的作用下 2.见解析 向上、下偏转，因此上、下表面之间存在电势差，前、后表面不 解析：控制电路如图所示， 存在电势差，A错误：BD.设霍尔元件长，宽.高分别为a、b、c, 如图所示，达到平衡时，有g=B,又g=mc,整理 得Us ①，可知电流越大，霍尔元件的上、下表面的电势差 ngb U越大，由①式可得U=以_(B,+恤) ngb ngb 从而 ,因此k △xng 220V 越大，传感器灵敏度 越高，B正确，D错误：C.由于电子运 A为调节后的U形的双金属片，一端固定在金属杆上，另一 △ 端固定与金属丝构成一对触点将它密封在玻璃罩B内， 动的方向与电流方向相反，根据左手定则可知，电子向下偏 成为温度传感器，浸人电热水器C的水中，」为电磁继电器 转，上表面电势高.C错误故选B 的线图，为该继电器的常闭触点，R为大功率电热元件.闭 合开关S,若水的温度低于60℃，双金属片A与触点b分离， 继电器触点a闭合，电热元件通电发热.当水温升高到60℃ 时双金属片A因温度升高面与触点b接触，则触点a断开， 加热电路断开，就停止对水的加热了，水温下降到60℃以下 时，A与b又断开，触点a闭合，加热电路闭合再度给水加热 进阶突破·专项练 专项突破1带电粒子在匀强磁场中 轨道半径为，=2R,则大量粒子的轨迹如图3所示，阴影 运动的临界问题 1.c 部分面积为5，= 4R 8,故C错误；D.若 2.AD解析：A.当粒子的速度较小时，正电粒子从M0边界离 开磁场，其轨迹对应的圆心角为240°，如图1，此时粒子在磁 ,.粒子的轨道半径为，-号，则大量粒子的轨迹如图 3 3m 360=x2m 场中运动的时间最长，最长时间为，0， 3*9B 4所示，根据几何关系有cosα= 3D故A正确：B当粒子的速度较小时，负电粒子从ON边 4行m 2,解得a=309,大量 界离开磁场，其轨迹对应的圆心角为120°，如图2，此时粒子 粒于在圆孤上扫过的范围为孤QPM,弧长为L=909+30 360P 在磁场中运动的时何最长，最长时间为2= 120° 1 T= 360 3 2mh=2mR 故D正确故选AD, 丽故B结误 R2 图3 图4 C.根据洛伦兹力提供向心力B=m,若=，粒子的3.(1)1.6x10/g(2)g0x10s(3)016m 2m 选择性必修第二册·RJ黑白题48