第五章 传感器-【金试卷】2025-2026学年高二物理选择性必修第二册&选择性必修第三册同步单元双测卷（人教版）

(2)①变压器的原理是电磁感应.由于a、b管上的球形电极间的电压很高，间隙中 电场很强，空气分子被电离，从而形成一个导电通路」 ②变化的电磁场以电磁波的形式在空间快速传播，当其经过导线环时，迅速变化的 电磁场在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了电火花. ③在此实验中，感应圈及铜管构成了电磁波的发射器，导线环成了电磁波的检 测器. 13.答案(1)T2=4π2LC(2)图见解题思路 (3)37.2mH(34.040.0mH都算对) 解析(1)将LC电路的周期公式T=2π√LC变换得T2=4π2LC. (2)T2一C图线为一条过坐标原，点的直线，正确作出图线如图所示. ↑T2/(108s2) 60 50 40 301 20 10 2 3 4 (3)由T2=4π2LC可知，图线斜率k=4π2L,则L= 4π2=37.2mH(在34.0~40.0 mH范围内均正确). 14.答案充电带正电 解析根据题意画出此LC电路的振荡电流随时间的变化图像，设电流逆时针方向 为正方向，如图所示， 2p/×102s) 结合图像，t=3.4X10一2s时刻设为图像中的P点，则该时刻正处于反向电流的减 小过程，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电 15.答案(1)2×10-7m(2)紫外线波段(3)6×10-13m 解析、①)波速cf解择入号二3议X0m=2X10m (2)该电磁波属于紫外线波段 (30=f,解得=号=1.605m=6×101m 900 16.答案(1)6.28×10-3s(2)负电荷逆时针(3)2.5×10-2A 解析(1)根据T=2π√LC 可得此LC振荡电路的周期T=2πX√0.25×4X10-6s=6.28×10-3s. (2=2.0X1035在从1=0时刻开始第二个子周期阶授，电容器反向充电，此时 上极板带负电荷，电流方向为逆时针方向。 (3)若电容器两板间电压最大为10V,则电容器带电荷量最大值为Q=CU=4X 10-5C 则在前千内的平均电流为7=号=，4×(10-) A≈2.5X10-2A. 4 4X6.28X10-3 第五章传感器 1.B题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个 是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足 条件即可，A、C、D错误，B正确. 2.C热敏电阻可以作为温度传感器的敏感元件，A正确；对气压的监测可以利用压力 传感器，B正确；光敏传感器通过将光信号转化为电信号实现太阳帆板对阳光的自 动跟踪，C错误；红外测距传感器通过将电磁波信号转化为电信号实现对距离的监 测，D正确.本题选不正确项，故选C 3.BR1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变 大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U=IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭 合电路欧姆定律U=E一I(R1十r),当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B 间的电压U增大，故C项错误；当减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的 电压U减小，故D项错误 4,D当扫描笔头在黑色线条上移动时，光敏三极管呈高阻抗，所以R。两端的电压较 低，信号处理系统获得低电压，在白色间隔上移动时，光敏三极管呈低阻抗，R。两端 电压较高，信号处理系统获得高电压，A、B错误；扫描速度不同，信号处理系统接收 到的同一黑色线条（白色间隔）产生的低（高）电压时间不同，C错误；外壳破损，外界 光线可能会照到光敏三极管上，导致信息读取错误，D正确. 5.A电流表示数越大，则电阻R阻值越小，由图像可知，温度越高，选项A正确，B错 E 误；根据闭合电路欧姆定律有IR千，因R与温度成非线性关系，则电流表示数与 温度不成正比，所改装的温度表刻度也是不均匀的，选项C、D错误， 6.B霍尔元件宽为d,设霍尔元件厚度为h,有g gU单=goB,又I=mgdh,则U山= ,A,D错误；若霍尔元件的载流子是自由电子，根据左手定则，电子向口侧面偏 BI 转，a表面带负电，b表面带正电，所以b表面的电势高，U<0,B正确；若霍尔元件 的载流子是正电荷，根据左手定则，正电荷向a侧面偏转，a表面带正电，b表面带负 电，所以a表面的电势高，U>0,C错误. 7.A根据题述分析可知，A处与电磁继电器相连，路灯与火线、零线相连接，开关应接 在火线上，画导线时要避免交叉，选项A正确，B、C、D错误. 8.BD电压表示数变大，而R3为定值电阻，说明流经R3的电流增大，由电路连接可 知，这可能是由于R,减小或R,增大，由热敏电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温 度降低或光照减弱，故B、D正确，A、C错误. 9.BCD铁氧体在温度上升到约103℃(“居里，点”)时，就失去了铁磁性，选项A错误； 由图形剖析知，选项B、C正确；在一个标准大气压下用电饭锅烧水，只要锅内有水， 锅内的温度就不可能达到103℃，感温铁氧体不会失去铁磁性，开关按钮不会跳起， 选项D正确， 感温铁氧体 内胆底 弹簧电热板 开关按钮 转轴 白 永磁体 6/ 接线螺钉 9 9 煮饭时按下开关按钮， 触点（电热板电源开关） 由于常温下感温铁氧 体具有较强的磁性，永 温度上升到约103℃ 磁体被吸引，则手松开 时，感温铁氧体失去铁 后开关按钮不会跳起， 磁性，不能吸引永磁体 两触点（电热板电源开 开关按钮会跳起，两触 关)持续接通加热 点断开，断电 10.BCD闭合开关S1后，滑动头P向右移动的过程中，闭合电路总电阻减小，千路电 流增大，螺线管的磁性增强，选项A错误；由图甲可知，温度升高，热敏电阻的阻值 减小，选项B正确：温度升高，左边控制电路中电流变大，螺线管的磁性变强，吸引 衔铁接通a所连触，点，则要使温度过高时报警器报警，则c应接在a处，选项C正 确；滑动头P向左移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，在温度更高时控制电路才 能有足够大的电流，使螺线管有足够大引力吸引衔铁，因此选项D正确， 11.BD按钮开关K按下前，发光二极管、限流电阻与灯泡串联，有小电流通过发光二 极管，因此发光二极管处于发光状态，选项A错误；按钮开关K按下再释放后，由 于接通电路瞬间延时开关触发，相当于S闭合，所以二极管和限流电阻被短路，处 于熄灭状态，由于延时开关S约在1min后断开，所以灯泡L发光持续时间约 1min,选项B正确，C错误；只有当限流电阻R的阻值比灯丝电阻RL,大得多时，S 断开时灯泡才会熄灭，通过发光二极管的电流才很小，二极管不烧坏，选项D正确. 12.答案(1)见解析图(2)④电阻箱的读数R ⑤仍为Io电阻箱的读数R1⑥Ro一R1+1502 解析(1)由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表，所以应该用“替代 法”，考虑到用电流表观察而保证电路中电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流 表串联形成测量电路，如图所示。 R (2)④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0,并记录电阻箱的读数R,: ⑤将RT的温度降为T1(20℃<T1<95℃)； 调节电阻箱，使得电流表的读数仍为I0,记录电阻箱的读数R1· ⑥由闭合电路欧姆定律可得，温度为95℃时，E=Io(r十RA+Rr十R0) 即E=Io(r+RA十150n+R0) 当RT的温度降为T1时，有E=Io(r十RA十RT1十R) 联立解得RT1=R,-R1+150n. 13.答案(1)减小(2)大(3)0.44(4)小 解析(1)由图像可知，压力传感器的电阻值R1随压力的增大而减小. 传送粉己三 六 A通道 压力秤 弹簧 B通道 R 放 且2电 R 路 铁 大鸡蛋通过压力秤， R两端电压较大，如果经放 压力较大，R,阻值较 大电路放大后电压超过某 小，通过R的电流较 数值，电磁铁可以吸动衔铁 大，R2两端电压较大 使弹簧下压，大鸡蛋就进入 B通道 (2)由图形剖析知从B通道通过的是大鸡蛋」 3)根据闭合电路欧姆定律有E=U2+IR1=U2+是R1,解得R1=10Q,由图像可 得当R1=102时，F=0.44N,所以选择的大鸡蛋对压力秤的压力要大于0.44N. (4)与原来相同的大鸡蛋传送到压力秤时，如果把R2的阻值调小，R2两端的电压比原来 的小，电磁铁不会吸动衔铁使弹簧下压，只有再增大压力，使R1阻值更小才能增大R2 两端的电压将衔铁拉下，则要选出更大的鸡蛋，需要把电阻R2的阻值调小 14.答案(1)100N/m(2)1kg4V 解析(1)当托盘内不放物体时，弹簧弹力为kx=0g 解得k=100N/m (2)当物体质量最大时，轻杆位于电阻棒的最下端，弹簧又缩短了△x=10cm 电阻棒的阻值R=1×102=102 参考答案77 E 此时电压表示数U=R+R十，R=4V 由平衡条件知，微粒受的洛伦兹力垂直OA斜向左上方，由左手定则可知，微粒带负 电，A错误；微粒受力分析如图所示，根据平衡条件得qE=mgtan0,mg=quBcos0, 由mg=k△x 可得m=1kg 由以上两式解得雅场的隆态应强度大小B心电场的电场强度E=m0, 9 故该电子秤能称出的最大物体质量为1kg,对应的理想电压表V的示数为4V. C正确，D错误. 15.答案(1)ad(2)5×10-4m/s(3)3.75×1027个 3.Aa小球下落时，重力和电场力都对a小球做正功；b小球下落时，只有重力做功；c 解析(1)电流沿bc方向，载流子（电子）沿cb方向做定向移动，由左手定则可以判 小球下落时，只有重力做功.重力做功的大小都相同，根据动能定理可知外力对a小 定载流子所受的洛伦兹力方向由ad所在端面指向bc所在端面，因而电子聚集到 球所做的功最多，即a小球落地时的动能最大，b、c两小球落地时的动能相等，由于 bc所在端面，使bc所在端面带上负电，ad所在端面由于失去电子而带上正电，故 三个小球质量相等，所以a>=V。,A正确. ad所在端面电势比bc所在端面电势高. 4A图甲中，带正电粒子在电场中的合力就是电场力9E:因乙中，由于0<号，则带 (2)在磁场作用下稳定后，载流子在沿宽度方向上受到的洛伦兹力和电场力平衡， 正电粒子的电场力qE大于洛伦兹力gB0,其合力小于gE;所以粒子在图甲电场中 由平衡条件可得q0B=q 运动的加速度大于在图乙电场中运动的加速度，粒子在图甲电场中的偏转距离比重 解得薄板中形成电流【的载流子定向运动的速率 叠时的偏转距离大；又由于洛伦兹力对粒子不做功，只有电场力做功，所以一定是 U W1>W2,故A正确. w=B。=5X104m/s (3)根据电流的微观表达式 5A小球在电场中由静止下落经过最低点时mgL-qEL=名m2,E-,F-mg I=ngSv 以24：，u名=T3u相学'鉍普每薪繁下甲中年驶水8u2=批想：1 得这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数 g0g。=375×10个 "m,解得B-m,选项A正确 -qu'B=mv'2 2gL 16.答案(1)0.12W(2)0.06A(3)1502 6.B小球在叠加场中做匀速圆周运动，则小球受到的电场力和重力满足mg=qE,则 小球带负电，A项错误；因为小球做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛顿第二 解析(1)当开关S1、S2、S3都闭合，压力传感器R压板上无人时，由图像知，压力 传感器的电阻为R=3002 r,qU= 定律和动能定理可得q0B=mv, 1 2m02,故小球做匀速圆周运动的半径r=B 所以左端包路清礼的息功率P货-需W=0,12W ，B项三痛：由T-2可以得出T-疆与电压U无关，CD项错民 g (2)当有人抢跑，对传感器的压力为900N时，由图像知，此时压力传感器的电阻为 7.A如图所示为粒子的运动轨迹，设粒子在磁感应强度为B1的磁场中的轨迹半径 R'=1002 为r1,在磁感应强度为B2的磁场中的轨迹半径为r2,由几何关系可得r12=(r1一 所以左瑞电路电流表的读数为r只-品A=0,05A h)2十（√3h)2,解得r1=2h.设第一次经过x轴时速度与x轴正方向夹角为a,则 (3)由题意知，红灯不亮时左端电路的最大电流为 6血a价-，故=60，由r四知，由于B,=2B故2h,粒子在磁感 I最大=30mA=0.03A U 应强度为B2的磁场中的轨迹所对应的圆心角为2=120°，则粒子第二次经过x轴 此时的电路电阻为R总7本0.03n=2000 时的横坐标为x=√3h+2r2sin60°=2√3h,选项A正确. 由图像知，当传感器受到的压力是1500N时电阻为R=502 个y 所以电阻R0的阻值最小为R0=R总-R=2002-502=1502 ×××××××××××××××× 第二部分重点强化卷 ×××xx￥父X￥象父xxxx 重点强化一带电粒子在复合场中的运动 ··.0/10·人··. 由=器可知， 1.D粒子做匀速直线运动，且只受到电场力和洛伦兹力，则q0B=qE;若仅改变电场 I_B2_2 强度或磁感应强度，只有电场力或洛伦兹力改变，则电场力与洛伦兹力不再平衡，粒 2B11 子的轨迹将发生改变，故A、B错误.仅改变粒子速度的大小，只有洛伦兹力改变，洛 8.D粒子A进入磁场后沿逆时针方向做匀速圆周运动，由左手定则可得粒子A带正 伦兹力与电场力不再平衡，粒子的轨迹将发生改变，故C错误，仅粒子的电荷量改变 3 时，洛伦兹力与电场力的大小同时等比例改变，两个力仍然平衡，粒子的轨迹不发生 电，选项A错误.在磁场中，粒子A的洛伦兹力提供向心力，有gB=mR,可得R- 改变，故D正确. 巴，粒子A经电场加速次数越多，其速度越大，当R保持不变时，磁感应强度 2.C微粒沿OA做直线运动，则垂直OA方向上合力一定为零，由于F洛=quB与OA 垂直，故微粒做匀速直线运动，B错误； 慈大#据T=解得T=密，易知，随着磁感应强度的增大，粒子的周期减小， qvB 即板间电势差从0变为U的时间之差变小，选项B、C错误.设粒子A经n次加速后 - 的速度为，由动能定理可得9U=之m,2;设粒子A微第n次圆周运动的周期为 qE Tn,有Tn=2;粒子A运动的第n周，电场力对粒子A做功的平均功率为Pn Un mg ”-兴，可得几张密月见，粒子A运动的第a+1D周，电场力对粒子A数 T.T 78 参考答案 功的平均功率为P+1=票吧，到二者之比为行 πRV2m P。=，故D正确。 9.BC带负电粒子向右加速，所受电场力向右，场强向左，说明极板S1带负电，故A 错误：设粒子到达0点的速度大小为，由动能定理可得U=合m,解得g 四，故B正确；由几何关系可知粒子运动的圆心角为日=60°=行，此粒子在磁场 m 中运动的时同：=吉T-言×-器故C正确：老我交右侧磁场（左边济位显不 变)宽度，使粒子经过O点后恰好不能从右侧离开该有界磁场，画出临界轨迹如图所 示，洛伦孩力提供向心力，由牛顿第二定律可得qB=m二，把A选项中求得的速度 大发人了传7震发有要装区表生走-丽D S S, ×××× A ×××为 cL×××.× 10.BD小球受到的电场力与重力平衡，有Eq=g;小球在洛伦兹力的作用下将垂直 纸面向外做匀速圆周运动，故A错误，B正确.小球运动的周期为T=2x-2xE, qB gB' 则小球第一水运动到录低点历时为1一子T一器故C错灵，带电小晾在套直磁场 的平面内微匀逸國周运动，有q如B=m二，小球运动的最高点与最低点的高度差为 A=,解得有二蛋故D三确 11.AC血液中正、负离子向右流动的速度为0，根据左手定则，在洛伦兹力作用下，正 离子向上偏转，b点电势高，而负离子向下偏转，a点电势低，则两点之间形成电势 差，故A正确，D错误.当正、负离子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，离子不再偏 U 移，此时αb间有稳定的电势差，形成一个匀强电场，对离子有gB=g),解得血 U =Vπ（三)UE=xD吃y 管中各处液体的流速U一BD,故B错误；血液的流量Q= △t 4B, 故C正确. 12.CD当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上的G点，如图1所 示：在加速电场中有gU。=之m2,在偏转磁场中有g如B=m二，由几何关系可知 粒子运动轨遮的半径rL,解得U。B,选项A错误.设粒子轨莲与CD板在 H,点相切，如图2所示，则G、H间的距离为粒子打中区域的长度s;设此时对应的 半径为，根据几何关系有L一十30郎得/-台；则表子打中区战的长度。 =La0-(1-）L,选项B错误，粒子在磁场中有B=m,运动的月期 T-2,解得T-留：教子在骏场中运动的最大国心角a=180,所以最长时间为 4一会T-沿，选项C正确，打到N板上的所有粒子中，动能最大的粒子轨道丰径最 大，在磁场中的轨迹与CD板相切，对应的轨道半径，为=片；根据洛伦兹力提供 向心力有0B=m学，解特录大动能为B。合m:=,适项D正痛 18m第五章 传感器 测试建议用时：75分钟满分：100分 一、选择题（本题共11小题，共44分.在每小题给出的四个选项中， 第1一7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8一11题有多项 符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的 得0分) 1.有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下 列说法正确的是 () A.两个传感器都是光电传感器 B.两个传感器分别是光电传感器和温度传感器 密 C.两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器 D.只有光照和温度都适合时排气扇才能工作 吹 2.在中国空间站中，多种传感器担负着对舱内气压 封 监测、温度监控、交会对接的距离监测、太阳帆板 樊 自动迎对日光等任务.下列有关传感器的说法中 不正确的是 ( 线 A.热敏电阻可以作为温度传感器的敏感元件 B.对气压的监测可以利用压力传感器 C.光敏传感器通过将电信号转化为光信号实现太阳帆板对阳光 的自动跟踪 % 内 D.红外测距传感器通过将电磁波信号转化为电信号实现对距离 的监测 3.如图所示是某居民小区门口利用光敏 通道 才 电阻设计的行人监控装置，R,为光敏电 阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置. b-r-- 则 ( 光源 設 A.当有人通过而遮蔽光线时，A、B之 间电压升高 B.当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低 答 C.当仅增大R2的阻值时，可减小A、B之间的电压 D.当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压 4.如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移 动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极 茶 题 管接收不到反射光，呈高阻抗；遇到白色间隔，光线被反射到光敏 三极管，三极管呈低阻抗.光敏三极管将条形码变成一个个电脉 冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别， 等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，R。为 定值电阻，下列判断正确的是 ( 光敏三极管 发光二极管 扫描笔 丝 条形码卡片 如 反射光主 信号处 理系统 A.当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压 B.当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得低电压 C.扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响 D.扫描笔头外壳出现破损时可能无法正常工作 5.如图所示，图甲表示某半导体 热敏电阻R随温度t的变化情 况.把该半导体电阻与电池、电 流表串联起来，如图乙所示，用 0 该半导体作测温探头，把电流 甲 表的电流刻度改为相应的温度刻度，于是就得到一个最简单的热 敏电阻温度计.则下列说法正确的是 ( ) A.电流表示数大说明温度较高 B.电流表示数小说明温度较高 C.电流表示数与温度成正比 D.所改装的温度表刻度是均匀的 6.霍尔元件是一种利用霍尔效应的磁传感器， ↑y ↑B 广泛应用于各领域，如在翻盖手机中，常用 b 霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程 a 序.一霍尔元件的示意图如图所示，通入沿 x轴正方向的电流I,沿y轴正方向加恒定的匀强磁场B,图中 a、b是垂直于之轴方向上元件的前后两侧面，霍尔元件宽为d(a、 b间距离)，a、b间将出现电压U.,则 () A.a、b间电压U,仅与磁感应强度B有关 B.若霍尔元件的载流子是自由电子，则a、b两端电压U<0 C.若霍尔元件的载流子是正电荷，则a、b两端电压U<0 D.若增大霍尔元件宽度d,则a、b间电压U一定增大 7.光敏电阻在自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其 应用之一，图示电路为其模拟电路，其中干电池的内阻可忽略不 计，A处接电磁继电器，B为三极管，R1是光敏电阻，阻值随光照 强度的增强而减小，R2是定值电阻，C为电磁继电器，D为路灯. 为了达到日出路灯熄，日落路灯亮的效果，则下列设计图正确的 是 () 、零线 火线 OD 点 人零线 火线 R B 零线 D 8.如图所示，R,为正温度系数热敏电阻，R为 热敏电阻 光敏电阻，R2和R均为定值电阻，电源电动 R 势为E,内阻为x,⊙为理想电压表，现发现电 压表示数增大，可能的原因是 过R A.热敏电阻温度升高，其他条件不变 光敏电阻 B.热敏电阻温度降低，其他条件不变 E,r C.光照增强，其他条件不变 D.光照减弱，其他条件不变 9.电饭锅中应用了温度传感器，它的 感温铁氧体 主要元件是感温铁氧体，其特点是： 内胆底 弹簧电热板 常温下感温铁氧体具有铁磁性，能 开关按钮 够被磁体吸引，但是温度上升到约 转轴 永磁体 103℃时，就失去了铁磁性，不能被 接线螺钉 磁体吸引了.这个温度在物理学中 [ 称为该材料的“居里点”.电饭锅的 触点（电热板电源开关） 结构如图所示，关于该电饭锅，下列说法正确的是 ( ) A.在材料的“居里点”，感温铁氧体的磁性最强 B.煮饭时按下开关按钮，常温下感温铁氧体具有较强的磁性，永 磁体被吸引，手松开后开关按钮不会跳起 C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103℃，这时感 温铁氧体失去铁磁性，开关按钮会跳起 D.在一个标准大气压下用电饭锅烧水，只要锅内有水，锅内的温 度就不可能达到103℃，开关按钮就不会跳起 10.热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏 电阻R,作为传感器制作的简单自动报警器原理图.则( ) 000000 螺线管 衔 弹簧 铁 报 中 a t/℃ 甲 乙 E2 A.由图乙可知，闭合开关S后，滑动头P向右移动的过程中， 螺线管的磁性减弱 B.由图甲可知，热敏电阻R的阻值随着温度的升高而减小 C.闭合开关S1、S2,为了使温度过高时报警器铃响，开关c应接 在a处 D.保持开关S、S2闭合，若使启动报警的温度提高些，应将滑动 变阻器的滑动头P向左移动 11.目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的 是一种延时开关，该延时开关的简化原理 如图所示.图中D是红色发光二极管（只 要有很小的电流通过就能使其发出红色 亮光)，R为限流电阻，K为按钮式开关， 220V 虚线框内电路表示延时开关电路，按下K 接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合，这时释放K后， 延时开关S约在1min后断开，灯泡熄灭.根据上述信息和原理 选择性必修第二册19 图，我们可推断 A.按钮开关K按下前，发光二极管是熄灭的 B.按钮开关K按下再释放后，灯泡L发光持续时间约1min C.按钮开关K按下再释放这一过程中发光二极管是发光的 D.限流电阻R的阻值和灯丝电阻R,相比，应满足R>R 二、实验或填空题（本题共2小题，共16分） 12.(7分)如图所示，一热敏电阻RT放在控温容 器M内；④为毫安表，量程为6mA,内阻为 数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V, 内阻很小；R为电阻箱，最大阻值约为999.9 E 2;S为开关.已知RT在95℃时的阻值为 1502,在20℃时的阻值约为5502.现要求在降温过程中测量 在20~95℃之间的多个温度下RT的值. (1)在图中画出连线，完成实验原理电路图. (2)完成下列实验步骤中的填空， ①依照实验原理电路图连线： ②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95℃. ③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全. ④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I。,并记录 ⑤将RT的温度降为T,(20℃<T1<95℃)；调节电阻箱，使得 电流表的读数 ,记录 ⑥温度为T时热敏电阻的电阻值RT= ⑦逐步降低T,的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步 骤⑤⑥. 13.(9分)如图1所示为一个自动筛选鸡蛋大小的装置，可以筛选出两 类大小不同的鸡蛋.当不同大小的鸡蛋传送到压力秤上时，压力秤 作用在压力传感器R上，其电阻值随压力秤所受压力的变化图像 如图2所示.R2是可调节电阻，其两端电压经放大电路放大后可以 控制电磁铁是否吸动衔铁并保持一段时间.当电压超过某一数值时 电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B通道.已知电源电 动势E=6V,内阻不计，R2调节为102. 传送文 4通道 压力秤 弹簧」 B通道 电 图1 R/2 60 50 40 20,0 10 3456 →F/(×10-1N 图2 20选择性必修第二册 (1)由图像可知，压力传感器的电阻值R随压力的增大而 (选填“增大”或“减小”). (2)从B通道通过的是 鸡蛋（选填“大”或“小”） (3)由两图可知，若R2两端的电压超过3V时，电磁铁可以吸动 衔铁向下，则选择的大鸡蛋对压力秤的压力要大于 N. (保留到小数点后两位) (4)要想选择出更大的鸡蛋，需要把电阻R2的阻值调 (选填“大”或“小”). 三、计算题（本题共3小题，共40分） 14.(10分)如图所示为某同学自制的 ⑧ 电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒 (每厘米长的电阻为12)竖直放 托盘 轻杆 置，其总长度L=10cm,电源电动 势E=6V,内阻r=12,保护电阻 R R。=42,托盘连接在竖直放置、下 端固定的轻弹簧上端，其质量m。= 0.1kg,水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻 棒接触.当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量x=1cm,轻 杆的滑片刚好与电阻棒上端接触.若电路各处接触良好，导线及 轻杆电阻不计，弹簧的形变始终未超过限度，轻杆只能上下平 移，g取10m/s2.求： (1)弹簧的劲度系数k; (2)该电子秤能称出的最大物体质量m及对应的理想电压表V 的示数U. 15.（14分)有一种半导体材料称为“霍 尔材料”，用它制成的元件称为霍尔 元件，这种材料有可自由移动的电 荷，称为载流子，每个载流子的电荷 量大小为q=1.6×10-19C.霍尔元 件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录 像磁鼓的转速，电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升 降电动机电源的通断等.在一次实验中，一块由“霍尔材料”制成 的薄片宽l=1.0×10-2m,长l.=4.0×10-2m,厚h=1.0× 10-3m,水平放置在竖直向上的磁感应强度B=2.0T的匀强 磁场中，bc方向通有I=3.0A的电流，如图所示，由于磁场的 作用，稳定后，在沿宽度方向上产生1.0×10-5V的横向电压. (I)假定载流子是电子，ad、bc所在的两端面中哪端面电势 较高？ (2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？ (3)这块“霍尔材料”中单位体积内的载流子个数为多少？ 16.(16分)为了比赛的公平公正，学校短跑比赛设计安装了一款防 抢跑装置，该装置安装在起跑线前，如图甲所示，图丙是其工作 原理图.起跑发令枪发令前，开关S、S2、S3都闭合，K与A端相 连，绿灯亮；发令枪扳机和开关S,相联动，扣动扳机，枪响同时 开关S2断开；当电流表示数小于或等于30mA时，在弹簧弹力 作用下，K与A端相连，绿灯亮，无人抢跑；当电流表示数大于 30mA时，衔铁被吸下，K与B端相连，红灯亮同时铃声响，有 人抢跑.已知两电路电源电压均为6V,保持不变，压力传感器 R的阻值随所受压力变化的图像如图乙所示，压板重力不计，电 磁铁线圈电阻不计、 ↑R/2 300 起跑线压板250 200 150 100 50 030060090012001500F/N 绿灯 压板 A⑧ K B电铃 R。 R 8元 压力传感器 红灯 ④H。 丙 (1)起跑发令枪发令前，开关S1、S2、S都闭合，压力传感器R压 板上无人（压力F=0)时，左端电路消耗的电功率为多大？ (2)比赛时，起跑发令枪发令前，抢跑同学踩在压板上的压力F 为900N时，左端电路电流表的读数为多少？ (3)比赛时，枪声响起后，若某同学踩在压板上的力为1500N, 要使得红灯不亮，电阻R。的阻值至少为多大？