高考物理同步（人教版） 第10章第3講 實驗：傳感器的簡單使用③課后作業(yè)

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111 一、選擇題(每小題6分，共12分) 1．如圖所示的電路可將聲音信號轉化為電信號，該電路中右側固定不動的金屬板b與能在聲波驅動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜a構成一個電容器，a、b通過導線和靈敏電流計與恒定電源的兩極始終相接．若聲源S在水平方向做周期性的往復振動，則(　　) A．a振動過程中，a、b板間的電場強度不變 B．a振動過程中，a、b板所帶電荷量不變 C．a振動過程中，靈敏電流計中始終有方向不變的電流 D．a向右的位移最大時，a、b板所構成的電容器的電容最大 【解析】　由于平行板電容器兩極板與電池兩極始終連接，兩板間的電壓U保持不變，根據場強公式E＝、電容的決定式C＝，可判斷A錯，D對；a、b板所帶電荷量Q＝CU，電容C變化導致Q變化，B錯；由于聲源S在水平方向做周期性的往復振動，電容C不斷變化導致電荷量Q不斷變化，所以電容器出現(xiàn)周期性的充電、放電現(xiàn)象．顯然，電流計中電流方向不斷變化．本題正確答案為D. 【答案】　D 2．照明電路中，為了安全，一般在電能表后面電路上安接一漏電保護器，如下圖所示，當漏電保護器的ef兩端未接有電壓時，脫扣開關K能始終保持接通，當ef兩端有一電壓時，脫扣開關K立即斷開，下列說法中不正確的有 ( ) A．站在地面上的人觸及b線時(單線接觸電)，脫扣開關會自動斷開，即有觸電保護作用 B．當用戶家的電流超過一定值時，脫扣開關會自動斷開，即有過流保護作用 C．當相線和零線間電壓太高時，脫扣開關會自動斷開，即有過壓保護作用 D．當站在絕緣物上的帶電工作的人兩手分別觸到b線和d線時(雙線觸電)脫扣開關會自動斷開，即有觸電保護作用 【解析】當流過a點與c點的電流大小不同時，根據變壓器原理，在ef兩端會產生電壓，脫扣開關會立即斷開，產生保護作用.當站在地面上的人觸及b線時，有電流經人體導入大地，則流過a點與c點的電流不同，脫扣開關自動斷開，故A正確；B、C、D項中流過a點與c點的電流相同，則ef兩端不會產生電壓，脫扣開關不會自動斷開，故B、C、D錯誤. 【答案】A 二、非選擇題(共48分) 3. (12分)如圖所示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的裝置示意圖，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同軸相連的齒輪．車輪轉動時，A發(fā)出的光束通過旋轉齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被B接收并轉換成電信號，由電子電路記錄和顯示．若實驗顯示單位時間內的脈沖數為n，累計脈沖數為N，則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量或數據是______；小車速度的表達式為v＝______；行程的表達式為x＝________. [ 【解析】　A、B均固定在車身上，C、D同軸相連，所以角速度相同．單位時間內的脈沖數為n，則齒輪旋轉的頻率為，小車的速度即為車輪邊緣單位時間內的弧長，v＝；小車的行程x＝vt＝. 【答案】　車輪半徑R和齒輪的齒數P 　 4．(10分)在信息技術高速發(fā)展、電子計算機廣泛應用的今天，擔負著信息采集任務的傳感器在自動控制、信息處理技術中發(fā)揮著越來越重要的作用．熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號轉換成電信號的元件．某學習小組的同學在“用多用電表研究熱敏特性”實驗中，安裝好如圖所示的裝置． (1)多用電表的選擇開關應置于________擋． (2)向杯內加入冷水，溫度計的示數為20 ℃，多用電表選擇適當的倍率，讀出熱敏電阻的阻值R1，然后向杯內加入適量熱水，水溫均勻后溫度計的示數為60 ℃，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉角度變大了．為了較準確地讀出此溫度下熱敏電阻的阻值R2，多用電表的倍率應______．(填“增大”或“減小”) 【解析】　實驗要研究的是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，因此應使用多用電表的歐姆擋，測出不同溫度下的電阻值．指針的偏轉角較大，則說明電阻減小了許多，減小倍率時，指針的偏轉角會減?。疄榱藴p小測量誤差，歐姆表一般使用中值電阻附近．注意，改變倍率后重新調零后才可繼續(xù)測量． 【答案】　(1)歐姆　(2)減小 5．(10分)光敏電阻在各種自動化裝置中有很多應用，比如用于街道路燈的自動控制．如圖為模擬電路，其中A為光敏電阻，B為電磁繼電器，C為照明電路，D為路燈，請連成正確的電路，達到日出燈熄，日落燈亮的效果． 【解析】　本題考查光敏電阻的特性及在傳感器中的應用，同時考查了電路的連接．在能力方面重點考查學生的實驗與探究能力．當天亮時，光線照射光敏電阻A.其阻值迅速減小，控制回路電流增大，繼電器B工作，吸住銜鐵使觸點斷開，路燈熄滅．當夜晚降臨，光線變暗，光敏電阻A的阻值增大，控制回路電流減小，彈簧將銜鐵拉起，觸點接通，路燈點亮． 【答案】　如圖所示 6．(16分)有一種角速度計可以測量航天器的轉動角速度，其結構如圖所示，角速度計固定在待測裝置上，元件A可在光滑桿上滑動，靜止時，電壓輸出剛好為零．當裝置繞豎直軸OO′轉動時，元件A在光滑桿上發(fā)生位移并輸出電壓信號，成為航天器制導系統(tǒng)的信息源．已知A的質量為m，彈簧的勁度系數為k，自然長度為l0，電源的電動勢為E，滑動變阻器B總長度為l，當系統(tǒng)以角速度ω轉動時，求U與ω的函數關系．  111