课时作业68 传感器 实验十六：利用传感器制作简单的自动控制装置-【红对勾讲与练·练习手册】2026年高考物理大一轮复习全新方案通用版

考虑到变压器有漏磁、铁芯发热、导 线发热，判断出U,为原线圈上电压 大小，则连接电源的线圈是。 课时作业67电磁振荡与电磁波 1.CD均匀变化的电场产生恒定的磁 场，所以A、B均错误；由麦克斯韦电磁 场理论可知，周期性变化的电场一定 产生同频率的周期性变化的磁场，C正 确：由麦克斯韦电磁场理论可知，D正确。 2.B电磁波的传播不需要介质，电磁波 能在真空中传播，故A错误；周期性变 化的电场产生周期性变化的磁场，周 期性变化的磁场产生周期性变化的电 场，周期性变化的电场和磁场由近及 远地传播形成电磁波，故B正确；均匀 变化的电场（磁场）产生稳定的磁场 (电场)，不能形成电磁波，故C错误； 赫兹第一次用实验证实了电磁波的存 在，故D错误。 3.B微波波长较短，直线传播性能好， 雷达是利用微波来测定物体位置的， 故A错误；太阳辐射在黄绿光附近辐 射最强，而人眼也对黄绿光最敏感，故 B正确；在电磁波的发射技术中，使载 波随各种信号而改变的技术叫调制， 故C错误紫外线的波长比可见光的 波长更短，频率更高，具有较高的能 量，可以用来灭菌消毒，故D错误。 4.BD由题图知，奋斗者号与探索一号 通信是通过水声通信，声波是纵波，故 信息载体属于纵波，故A错误；由题图 知，奋斗者号与沧海号通信是通过无 线蓝绿光通信，光波是横波，故信息载 体属于横波，故B正确：因为太空中没 有介质，机械波无法传播，所以探索一 号与通信卫星的实时通信无法通过机 械波实现，只能通过电磁波来实现，故 C错误：传递信息的过程也是传递能量 的过程，故探索一号与探索二号的通 信过程也是能量传播的过程，故D 正确。 5.D根据磁感线的方向，由右手螺旋定 则可以判断，电路中电流方向是逆时 针，再根据电容器极板上带电的性质 可以判断电容器在放电，A错误；电容 器在放电，所以电感线圈中的电流在 增大，磁场能在增大，自感电动势正在 阻碍电流的增大，B、C错误，D正确。 6.CD0.5一1s时间内，振荡电流是充 电电流，充电电流是由负极板流向正 极板，故A、B错误；1~1.5s时间内， 振荡电流是放电电流，放电电流是由 正极板流向负极板，由于电流为负值， 所以由Q流向P,Q点的电势比P点 的电势高，电场能正在转变成磁场能， 故C、D正确。 7.BLC振荡电路的周期T=2π√LC, 其电容器上的带电荷量从最大值变化 到宋的最短时间1=T故1=日C, 故B正确。 8.C由题图可知，t=0时电容器上极板 带正电荷且电荷量最大，开始放电，而 t=0.02s时电容器下极板带正电荷且 电荷量第一次达到最大值，即第一次 反向充电完毕，可知LC回路的周期 T=2X0.02s=0.04s,A错误：LC回 路的电流最大时，电容器放电完毕，电 容器中电场能最小，B错误；t=1.01s 时，经进8·T-25宁T,此时电 容器放电完毕，回路中电流沿逆时针 方向，线圈中磁场能最大，C正确， D错误。 9.C根据LC振荡电路的频率公式f= 1 1 2π√LC 可得电容C=4xrP所 以当频率范围为f到kf(k>1)时，可 调电容器的最大电容和最小电容之比 4元fL=k',故选C。 4π(kf)L 10.C若甲、乙两图中的磁场均匀变化， 就会产生稳定不变的电场，稳定不变 的电场不会产生磁场，就不会持续产 生电磁波，故A错误；对甲图，从上向 下看，感应电流沿顺时针方向，电子 在回路中沿逆时针方向运动，故B错 误；变化的磁场周围产生电场是一种 普遍存在的现象，与闭合电路是否存 在无关，甲图的闭合电路只是检验变 化的磁场产生电场，乙图即使没有闭 合电路，空间仍能产生电场，故C正 确；同理，变化的电场周围产生磁场 也是一种普遍存在的现象，与闭合电 路是否存在无关，故D错误。 11.C脉冲电流作用于不同人体时，根 据欧姆定律，不同人体的电阻不一定 相同，则电流大小不一定相同，故A 错误；放电过程中，电容器电场能逐 渐减小，根据能量守恒定律，线圈中 的磁场能逐渐增大，则电流大小逐渐 增大，故B错误：根据振荡周期T= 2π√LC,可知自感系数L越小，放电 脉冲电流的振荡周期越短，故C正 确；根据振荡周期T=2π√LC,可知 电容C越小，放电脉冲电流的振荡周 期越短，则电容器的放电时间越短， 故D错误。 12.Dt1时刻振荡电路中电流最大，磁 场能最大，电容器间的电场强度为最 小值，故A错误；t1一t2时间内，电流 减小，电容器处于充电过程，故B错 误；当车辆靠近地感线圈时，线圈自 感系数变大，根据T=2π√LC可知， 周期增大，频率减小，故C错误；从题 图乙波形可知频率越来越大，汽车正 远离地感线圈，故D正确。 13.AD由题图乙可知，01×10is电 容器极板上所带的电荷量减少，所以 电容器处于放电过程，故A正确；同 -663- 理，t=2X106s时电容器极板上所 带的电荷量达到峰值，极板间的电场 能最大，根据能量守恒定律可知此时 磁场能最小，故B错误：根据C= E:S 4πa可知，增大电容器的极板间距， 电容器的电容减小，根据T=2π√LC 可知电磁振荡的周期会减小，故C错 误；根据I=9可知q-t图线的斜率 表示电路中的电流，所以t=4×10-is 时，电路中电流为零，故D正确。 课时作业68传感器 实验十六：利用传感器制作 简单的自动控制装置 1.A干簧管为磁控开关，当门关闭时干 簧管靠近磁体，千簧管两簧片接通，故 D错误，A正确；铜或银不是磁性材料， 则干簧管不可以由铜或银等导电性能 更好的材料制成，故B错误；如将门上 镶嵌磁体的N、S极对调后，不影响磁 体吸引干簧管两簧片，该报警器能正 常工作，故C错误。 2.C日光充足时，电磁继电器把衔铁吸 下，根据闭合电路欧姆定律，可知控制 电路中电阻变小，电流变大，衔铁被吸 下，则当日光充足时光敏电阻R阻值 减小，故A错误；电动势增大，电阻不 变情况下，电流增大，电磁继电器把衔 铁吸下，减少了路灯照明时间，故B错 误：增大保护电阻R。,电流减小，延长 了照明时间，故C正确：LED灯的盏数 不影响控制电路，考虑到蓄电池容量 一定，可能减少照明时间，故D错误。 ,D由光敏电阻的特性可知，光照逐渐 变暗时，RG的电阻逐渐变大，所以光 敏电阻R。的分压逐渐变大，当光敏电 阻两端的电压即晶体三极管b极的电 压增大到一定值时，晶体三极管被导 通，A、B、C错误；想要在更暗的时候接 通LED灯，即三极管恰好导通时光敏 电阻对应阻值变大，即应将R,电阻调 大，D正确。 4.(1)25Rr>3k2(2)71(70~72均 可)B 解析：(1)由电路图可知，当满足 R 令2，即R1=3k0时9，=9%，此时由题 图(b)可知温度为25℃，即恒温箱内的 稳定温度为25℃；恒温箱内的电热丝 加热时，RT的取值范围为RT>3k2。 (2)由题知P。=0.1(t-to)(W),在 PR-t图像中作出P。与温度t之间的 关系图线如图所示； P /W 14 12 2■c 20406080100 参考答案“☑。 由图可知，当温度为71℃时，加热器发 热功率和散热功率相等，即此时加热 器的温度不再变化；由图可知，四个选 项中，3236℃时P一P。最大，即该 过程用时最短，故选B。 5.C31.8 解析：电路A,定值电阻和热敏电阻并 联，电压不变，故不能实现电路的控 制，故A错误；电路B,定值电阻和热 敏电阻串联，温度越低，热敏电阻的阻 值越大，定值电阻分得的电压越小，无 法实现1、2两端电压大于2V,控制开 关开启加热系统加热，故B错误：电路 C,定值电阻和热敏电阻串联，温度越 低，热敏电阻的阻值越大，热敏电阻分 得电压越大，可以实现1、2两端电压大 于2V,控制开关开启加热系统加热， 故C正确。由热敏电阻R,在不同温 度时的阻值表可知，20.0℃时的阻值 为60×1002=6k2,由题意可知 R 6k2 U:=R,十RE=6knRX3V=2 V,解得R=3k2,28℃时关闭加热系 统，此时热敏电阻阻值为4.5k,此时 3 1,2两点间的电压为，53X4.5V 1.8V,则1、2两端的电压小于1.8V 时，自动关闭加热系统。 6.(1)较小(2)通道B(3)①20 ②R。③16 解析：(1)由图乙可知当大苹果通过托 盘秤时，R所受的压力较大，电阻 较小。 (2)大苹果通过托盘秤时，R。两端的电 压达到放大电路的激励电压，使放大 电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔 铁，大苹果进入下面的通道B。 (3)①杠杆对R的压力为1N,R阻值 为30k2,为使该装置达到题中分拣目 的，R,的阻值需满足=5-2)V ΓR。 2V 则R。=20k2。 ②随着苹果质量增大，R阻值减小，分 压减小，电源电动势不变，R。分压增 大，为了满足电压表的示数随苹果质 量的增大而增大，需要将电压表并联 在R。两端。 ③根据四-可知分拣标准到0,3kg m2 F2 时，R所受压力为2.2N,此时R的阻 值为24k,根据①分析R。的阻值应 该调至16kn。 7.(1)20(2)减小(3)见解析图 (4)0.4 解析：(1)由多用电表电阻挡的读数规 则可知，励磁线图的电阻约为r= 202。 (2)从图乙中可以看出，光敏电阻的阻 值随照度的增大而逐渐减小。 (3)根据电磁开关的内部构造和图乙 可得，自动控制电路图如图所示。 红对勾·讲与练·高三物理 2 E 电磁开关 (4)当控制电路中的电流为0.05A时， 控制电路的总电阻为R= E一 0.05=1200,因定值电阻R0宁 602,励磁线圈的电阻r=202,故此 时光敏电阻的阻值应为R1=R一R。一 r=402,由图乙可知此时的照度约为 0.41x。 第十四章光 课时作业69光的折射全反射 1,C由折射率的定义式n=m日可知， sin 0, 折射率的大小可以由空气中入射角的 正弦值与介质中折射角的正弦值的比 值来计算，但折射率是由介质和光的 频率共同决定的，且n=二，与入射角 U 和折射角无关，所以A、B错误，C正 确：新铅车烟=台一-疗时同一复车的 光由第一种介质进入第二种介质时， 折射率与波长成反比，D错误。 2.A因为地球表面附近空气的折射率 随高度降低而增大，则太阳光斜射向 地面的过程，总是由折射率较小的空 气射向折射率较大的空气，即由光疏 介质斜射入光密介质，光线始终会向 靠近法线的方向偏折，法线在竖直方 向上，故光线始终会向竖直方向偏折， 故A正确，B、C、D错误。 3.B由题意可知，折射率n>√2，根据 sin C 工可得临界角C小于45°，所以 光线在AC和BC面上发生全反射，由 几何关系及光路可逆性可知B正确。 4.D根据题意画出光路图、 知图所示，根据几何关系可沙 得∠1=60°，∠2=30°，根 据光的折射定律可得n=盖 sin60° =√3，故选D。 sin30° 5.C作出两种情况下 的光路图如图所示。 设OP=x,在A处 发生全反射，故有 1 sin C= =尺，由 出射光与入射光平行可知，光线从玻 璃砖的最高点B射出，故n= sin 60 sin∠OBp,由于sin∠OBp= √+R -664- 联立可得m=5-R故AB错 哈 误：由=行可得u=号，就C正确： 1=5 由于sinC=n ，所以临界角不为 30°，故D错误。 6.C作出光路图如图所示，从内壁上发 出任意两根光线，它们折射出空气反 向延长线交点位置即为管外观察到的 内径位置，设玻璃管外径为L,由题意 R 可得sin&三元，sinB=二，折射率n d sin&-,解得d,=,故选C d B 7.BC潜水爱好者发现只有当a大于 41°时，岸上救援人员才能收到他发出 的激光光束，说明α=41°时激光恰 好发生全反射，则sin(90°-41)=1 n 1 则n=sn49,A错误，B正确：当他以 Q=60°向水面发射激光时，入射角i1= 30°，则根据折射定律有nsin i1=sini2, 折射角i2大于30°，则岸上救援人员接 收激光光束的方向与水面夹角小于 60°，C正确，D错误。 8.C根据对称性，先来分析一下a光 线，光路图如图，第一次折射在D点， 设入射角为《，折射角为B。根据折射 章公式有”部台由几行知识，可得 sina=sin∠oDE=5,又OE= ,0D=R,解得a=∠0DE=60, 3R B=30°，可得∠EOD=30°，第二次折射 发生在F点，设入射角为α'，折射角为 。根据折射率公式有”0，又 。=x-∠B0D-月-受=30，解得 B'=∠OMF=60°，在△DFO中，DF= R 2 FO=- _5R,又tan∠OMF= =c0s30=3 OM,解得OM=R」 tan60°-=F 3,故选C课时作业68 传感器 实验十六：利 (总分 基础巩固 1.(5分)图甲是一种家用门窗防盗报警装置，图乙是 干簧管元件。安装时，在门的上沿嵌入一小块永 磁体M,门框内与M相对的位置嵌入干簧管SA, 并将干簧管接入报警电路（蜂鸣报警器），睡觉前 连接好电路，启动防盗报警装置，当门紧闭时，蜂 鸣报警器不响，当门被打开时，蜂鸣报警器发出声 音警报，下列有关说法正确的是 报警电路 门窗防盗报警装置 干簧管 甲 乙 A.当门关闭时，干簧管两簧片接通 B.干簧管可以由铜或银等导电性能更好的材料制成 C.如将门上镶嵌磁体的N、S极对调后，该报警器 不能正常工作 D.本装置是利用电磁感应原理控制电路 2.(5分)如图是利用太阳能给IED路灯供电的自动 控制电路的示意图。R是光敏电阻，R。是保护定 值电阻，日光充足时，电磁继电器把衔铁吸下，GH 接入电路，太阳能电池板给蓄电池充电，光线不足 时，衔铁被弹簧拉起，EF接入电路，蓄电池给LED 路灯供电，路灯亮起，下列关于该电路分析正确 的是 点F G LED路灯 蓄电池 R 太阳能电池板 光敏电阻 A.该光敏电阻阻值随光照强度增大而增大 B.增加电源电动势可以增加路灯照明时间 C.增大保护电阻R。阻值可延长每天路灯照明时间 D.并联更多的IED路灯可延长每天路灯照明时间 3.(5分)光控路灯可以根据光照 o+V 的变化自动开启或关闭，如图 R 所示是利用光敏电阻和晶体 LED 三极管制作的光控开关的原 理电路图。当天色逐渐变暗 时，LED灯自动点亮，关于此 时光控电路的判断，下列说法正确的是 A.光敏电阻Rc的阻值逐渐变小 B.光敏电阻Rc的电压变小 C.晶体三极管被断开 (横线下方不可作答) 49 班级： 姓名： 用传感器制作简单的自动控制装置 65分) D.如果想要在更暗的时候LED灯被点亮，应将 R,调大一点 4.(12分)在实际应用中有多种自动控温装置，如图 (a)是一种控温装置。 得分 R 220V a电压 b鉴别器 -Y00000WT R 图(a) P /W ↑Rk 12 10 8: 6题 2 0102030405060 0 20 4060 80100 图(b) 图(c) (I)图(a)为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻 R1=2k2,R2=1.5k2,R3=4k2,Rr为热敏电 阻，其电阻随温度变化的图像如图(b)所示。当a、 b两点电势9。<9时，电压鉴别器会令开关S接 通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当 9。≥9时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则 恒温箱内的稳定温度为 ℃，恒温箱内的 电热丝加热时RT的取值范围为 (2)有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的 焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图(c)所 示。该加热器向周围散热的功率为P。=k(1 t。),其中t为加热器的温度，t。为室温（本题中取 20℃)，k=0.1W/℃. 当P®=P。时加热器的温度即可保持稳定，则该 加热器工作的稳定温度为 ℃；某次工作 中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下 列温度变化过程用时最短的是 (填字母)。 A.2024℃ B.32~36℃ C.48~52℃ D.60~64℃ 5.(12分)(2024·浙江1月选考)在探究热敏电阻的 特性及其应用的实验中，测得热敏电阻R,在不同 温度时的阻值如下表： 得分 温度 /℃ 4.1 9.0 14.320.028.038.245.560.4 电阻/ 220 160 100 60 45 30 25 15 1022) 某同学利用上述热敏电阻R,、电动势E=3V(内 阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有3k2、5k2、 12k2三种可供选择)、控制开关和加热系统，设计 了A、B、C三种电路。因环境温度低于20℃，现要 求将室内温度控制在20~28℃范围，且1、2两端 第十三章交变电流电磁波传感器 电压大于2V,控制开关开启加热系统加热，则应 选择的电路是 ,定值电阻R的阻值应选 k2,1、2两端的电压小于 V时， 自动关闭加热系统（不考虑控制开关对电路的 影响)。 加热系统 加热系统 加热系统 控制开关 控制开关 控制开关 2 B C /综合提升、 6.(14分)(2025·湖北武汉阶段检测)如图甲所示为 苹果自动分拣装置的示意图，该装置把大小不同 的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小 苹果。该装置的托盘秤压在一个以O,为转动轴 的杠杆上，杠杆末端压在压力传感器R上，R的阻 值随压力变化的曲线如图乙所示。调节托盘秤压 在杠杆上的位置，使质量等于分拣标准(0.15kg) 的大苹果经过托盘秤时，杠杆对R的压力为1N。 调节可调电阻R。,可改变R、R。两端的电压比，使 质量等于分拣标准的大苹果通过托盘秤时，R。两 端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸动分拣 开关的衔铁，此电压叫作放大电路的激励电压。 该放大电路中包含保持电路，能够确保大苹果在 衔铁上运动时电磁铁始终保持吸动状态。 得分 通道A一→ 托盘秤 通道B→ 电源 路 甲 R/kO 十十 10 0 出田FN 3 4 乙 (1)当大苹果通过托盘秤时，R所受的压力较大， 电阻 (选填“较大”或“较小”)。 (2)自动分拣装置正常工作时，大苹果通过 (选填“通道A”或“通道B”) (3)若电源电动势为5V,内阻不计，放大电路的激 励电压为2V: ①为使该装置达到上述分拣目的，R。的阻值等于 k。(结果保留两位有效数字) 红对勾·讲与练 50( ②某同学想在托盘秤压在杠杆上的位置不变的情 况下，利用一块电压表测出每个苹果的质量，电压 表的示数随苹果质量的增大而增大，则电压表应 该并联在电阻 (选填“R”“R。”或“电源”) 两端。 ③若要提高分拣标准到0.33kg,仅将R。的阻值 调为 k2即可实现。（结果保留两位有效 数字，提示：托盘秤压在杠杆上的位置不变的情况 下，压力传感器受到的压力与苹果的质量成正比) 7.(12分)利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关， 可以实现路灯自动在白天关闭，黑夜打开。某同 学利用如下器材制作了一个简易的路灯自动控制 装置。 A.励磁线圈电源E1,B.路灯电源E2,C.路灯灯泡 L,D.定值电阻R。,E.光敏电阻R1,F.电磁开关， G.导线、开关等 得分 3074 4R/2 弹簧片 80 2 只触点 60 501 ·铁片 40外 电磁铁 301 20 绝缘 10 照度x 支架 00.20.40.60.8.01.21.4 为 丙 (1)电磁开关的内部结构如图甲所示。1、2两接线 柱接励磁线圈（电磁铁上绕的线圈），3、4两接线柱 分别与弹簧片和触点连接，相当于路灯的开关。 当流过励磁线圈的电流大于某个值时，电磁铁吸 合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开，路灯熄灭。 该同学首先用多用电表的电阻挡测量励磁线圈的 电阻，将选择开关置于“×1”挡，调零后测量时的示 数如图丙所示，则励磁线圈的电阻约为 2. (2)图乙为光敏电阻的阻值随照度的变化关系（照 度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为 1x)。从图中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的 增大而 (选填“减小”“不变”或“增大”)。 (3)如图丁所示，请你用笔画线代替导线，将该同 学设计的自动控制电路补充完整。 R E 电磁开关 E (4)已知励磁线圈电源E,=6.0V(内阻不计)，定 值电阻R。=60Ω。若设计要求当流过励磁线圈的 电流为0.O5A时点亮路灯，则此时的照度约为 1x。 高三物理