2025-2026学年高二寒假物理作业（十六）传感器

2025-2026学年高二上学期 物理寒假作业（十六）传感器 一、单选题 1．如图所示是某兴趣小组设计的电热水器模拟电路原理图，其中为加热电阻丝 （可视为定值电阻），为正温度系数热敏电阻（阻值随温度升高而变大），为电容器。开关闭合后，当温度降低时，下列说法正确的是（　　） A．电容器的带电荷量减小 B．灯泡L变亮 C．电容器两板间的电场强度增大 D．电阻丝消耗的功率减小 2．某同学自制电子秤的原理如图所示。托盘与金属弹簧相连，为定值电阻，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。闭合开关S，托盘空载时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时理想电压表示数为0。忽略弹簧的电阻、托盘与弹簧的质量及一切阻力，所有测量均在电压表量程和弹簧弹性限度内。下列说法正确的是（    ） A．若称量物的质量增大，则电压表的示数增大 B．称量物的质量越大，则电源的输出功率一定越大 C．更换不同劲度系数的弹簧后，电子秤的量程不变 D．电压表的示数与称量物的质量成正比 3．高速公路上用位移传感器测车速，它的原理如图所示，汽车D向右匀速运动，仪器C在某一时刻发射超声波脉冲（即持续时间很短的一束超声波），经过时间接收到被D反射回来的超声波，过一小段时间后又发射一个超声波脉冲，发出后经过时间再次接收到反射回来的信号，已知超声波传播的速度为，两次发射超声波脉冲的时间间隔为，则下面说法正确的是（　　） A．第一次脉冲测得汽车和仪器C的距离为 B．第二次脉冲测得汽车和仪器C的距离为 C．汽车在接收到两个超声波脉冲信号的时间内，前进的距离为 D．测得汽车前进速度为 4．如图所示是一种可测量油箱内油面高度的装置，是定值电阻，滑动变阻器R的金属滑片是杠杆的一端，通过油量表（由电表改装而成）的示数变化可以反映油面的高度变化。关于此装置，下列说法正确的是（　　） A．油量表是由电压表改装而成的 B．当油面高度升高时，滑动变阻器R接入电路的阻值变大 C．当油面高度降低时，油量表的示数减小 D．当油面高度降低到最低时，油量表的示数为零 5．传感器是把非电学量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学量（如电压、电流、电阻等）的一种元件或装置。如图所示的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是（　　） A．图甲中两极板所带电荷量不变，若电压减小，可判断出h变小 B．图乙中两极板所带电荷量不变，若电压增大，可判断出θ变小 C．图丙中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变大 D．图丁中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大 6．有一种测定压力变化的传感器，其结构原理如图所示。A为固定电极板，B为可动电极板，可动电极板与固定电极板相距较近且两端固定，当待测压力施加在可动电极板上时，使可动电极板发生形变，从而改变其与固定电极板间的距离。两电极板通过灵敏电流计G和保护电阻R与电源相连，电源两端的电压恒定，已知电流计电流从哪个接线柱流入指针就偏向哪个接线柱。对于这个压力变化传感器的工作情况，下列说法中错误的是（　　） A．当待测压力减小时，电流计的指针向左偏转 B．当待测压力增大时，电流计的指针向左偏转 C．当待测压力不变时，电流计的示数为零 D．当待测压力为零时，电流计的示数为零 7．如图是“温度自动报警器”的电路图，图中金属丝下端与95°C刻度线对齐，温度超过95°C，铃响表示报警。下列说法正确的是（　　） A．图中的是电磁铁，通电后电磁铁的上方是S极 B．控制电路电源的正、负极对调后不会影响自动报警器工作 C．该液体温度计使用水银的主要原因是水银的密度很大 D．如果要降低报警温度，需要将金属丝往上提 二、多选题 8．某小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图甲所示，、、为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，C、D间连接电压传感器（内阻可视为无穷大）。读出电压传感器示数以及微小压力F，可得到图示的图像。下列说法正确的是（　　） A．电压传感器示数为0时，的阻值为 B．若压力增大，则的阻值将随之增大 C．若换用非理想电压表测量C、D间的电压，则测得的电压会偏大 D．若换用非理想电压表测得C、D间的电压为时，此时的实际压力大于 9．如图所示，某同学设计了一个加速度计：较重的滑块可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用两劲度系数相同的轻弹簧与框架连接；为滑动变阻器，其滑动片与滑块固定连接；两个电池的电动势均恒为，内阻不计。按图连接电路后，电压表指针的零点位于表盘中央，此时两弹簧均为原长，滑动片恰好在变阻器的中间位置。已知滑动片与变阻器任一端之间的电阻值都与其到这端的距离成正比，当端的电势高于端时电压表的指针向零点右侧偏转。将此加速度计固定在运动的物体上，物体沿弹簧方向运动。下列说法正确的是（　　） A．当物体向右加速时，电压表的指针将向左偏 B．电压表的示数不变，说明物体做匀速直线运动 C．电压表的示数增大，说明物体的速度一定增大 D．电压表表盘上各刻度对应加速度的值是均匀的 10．为响应国家严禁在公共场所吸烟的号召，小硕同学设计了一种烟雾报警装置，其工作原理电路图如图-1所示，电源电压恒为12V，内阻不计，为定值电阻，阻值为30Ω，为烟雾传感器，它的阻值与空气中烟雾浓度的关系如图-2所示，当空气中烟雾浓度达到15%时，电路发出警报。下列说法不正确的是（　　） A．电流表示数为0.2A时，电路发出警报 B．当烟雾浓度为10%时，的功率为2.7W C．空气中烟雾浓度升高，电流表示数变小 D．若需要降低烟雾报警的最低浓度，可以将换成阻值更小的电阻 三、实验题 11．公共场所的照明系统普遍使用声、光控开关，其示意图如图甲所示，该系统在光线较暗且有活动声音时启动照明。 (1)声控开关和光控开关的连接方式为______（填“串联”或“并联”）。 (2)其中光控开关的控制电路如图乙所示，电源电动势为3.0V，电磁继电器控制光控开关接通或断开，流过继电器的电流为0.05A 时光控开关闭合，光敏电阻的阻值随照度（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx） 的变化关系如图丙所示，已知继电器线圈电阻为10Ω，电源内阻不计。 ①若要求照度为0.6lx 时光控开关闭合，则电阻箱的阻值应调为______Ω； ②为了节约用电，在更低光照度值时光控开关闭合，应该把电阻箱的阻值调______ （ 填“大”或“小”）。 如图为某电子秤的电路图，E为电源，R0为定值电阻。    12．它是利用弹簧长度的变化使连入电路的电阻变化，实现将力信号转换为___________信号，将压力的大小与电流表示数一一对应，便可得到所称重物的重力。 13．当称重物时，滑片P向下端滑动，连入电路的电阻和电流表的示数将分别（　　） A．变大、变大 B．变大、变小 C．变小、变大 D．变小、变小 14．闭合开关，滑片P滑动过程中，若变阻器两端电压U与电流表示数I的关系图线如图所示，未称重时对应图中a点。由图可知，变阻器的最大阻值为___________Ω，在滑片P滑动过程中变阻器消耗的最大功率为___________W。    四、解答题 15．健康饮食，从“减”开始：减糖、减盐、减脂。某科技小组利用所学知识设计了简易的电子秤，原理如图所示。轻弹簧竖直放置，下端固定在绝缘地面上，上端与塑料托盘相连，并与滑动变阻器的滑片连接，塑料托盘与弹簧的质量均不计。当托盘中没有放物体时，轻弹簧处于原长，滑片恰好在滑动变阻器的最上端，此时理想电压表示数为0。当放上物体时，轻弹簧被竖直压缩，带动滑动变阻器的滑片向下移动相等的距离，根据电压表的示数可计算托盘中物体的质量。滑动变阻器总电阻为，总长度为，电源电动势为，内阻为，限流电阻的阻值为，轻弹簧的劲度系数为，重力加速度为，不计一切摩擦和其他阻力。求： (1)电压表的最大示数； (2)电子秤能测量的最大质量； (3)电子秤电压表示数与所称物体质量的关系式。 16．某同学设计了一款水位测量装置，如图甲所示。柱体A与B被连杆连接于轻质杠杆CD的两端，且CO:OD=2:1，柱体A重10N，底面积为20cm2，高1m，注水前其底部与容器底部刚好接触；重为30N的柱体B置于压敏电阻上，其阻值随压力F的变化关系如图乙所示，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程0-3V，电源电压恒定。注水前电压表的示数为1.2V，逐渐向容器中注水，当水位为0.5m时，电压表的示数为2.1V，整个过程中，杠杆始终保持水平位置平衡，忽略连杆和杠杆的重力及各种摩擦、g取10N/kg，，求： (1)柱体A的密度： (2)注水前B对压敏电阻的压力； (3)水位为0.5m时，A受到的浮力； (4)电源电压和的阻值。 17．热爱物理的小南同学在家制作了一个简易台秤，用来测物体质量。内部电路如图甲所示，电源电压为18V定值电阻R0为30Ω，电阻R为压敏电阻，其阻值与所受压力的变化情况如图乙所示，电压表得量程为0~15V，电压表的表盘被改装为台秤的示数。他在该台称上放置一个底面积为200cm2、重为5N的足够深的柱形薄壁容器，用轻杆将一个质量为3kg的物体A（不吸水）固定于容器内正上方，物体A为高10cm、底面积为150cm2且质量分布均匀的长方体。现向容器中注水直到水面刚好与物体A的下表面相平，如图丙所示，此时台秤的示数为2.5kg。求： （1）在保证电路安全的情况下，该台秤所能称量物体的最大重力为多少N； （2）在图丙中，水对容器底的压强为多大； （3）若将图丙中的长方体A左、右两侧沿竖直方向各切掉总体积的六分之一，并将切掉的部分放入容器浸没于水中，水面静止时电压表示数为多少？    18．下图是电饭煲的电路图，是一个磁钢限温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点（）时，会自动断开，且不能自动闭合是一个双金属片自动控温开关，当温度低于时，会自动闭合；温度高于时，会自动断开。红灯是加热指示灯，黄灯是保温指示灯，分流电阻，加热电阻丝，两灯电阻不计。 （1）分析电饭煲的工作原理； （2）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比； （3）如果不闭合开关，能将饭煮熟吗？    （十六）参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D C D A B AD AD AC 11．(1)串联 (2) 20 小 12．电 13．C 14． 24 0.75 15．(1) (2) (3) 16．(1) (2)10N (3)10N (4), 17．（1）100N；（2）；（3） 18．（1）见解析；（2）；（3）不能煮熟饭 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $