資源簡介

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期末押題預測 傳感器
一．選擇題（共5小題）
1．（2024秋 天津期末）圖甲為交警常用酒精濃度檢測儀，可對駕駛員進行酒精測試，其工作原理如圖乙所示，R為氣敏電阻，其阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，電源的電動勢為E、內阻為r，電路中的電表均為理想電表，R0為定值電阻，且R0＝r。當酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法中正確的是（　　）
A．電流表的示數變大，電壓表的示數變大
B．電源的輸出功率變小
C．電壓表示數U與電流表示數I之比保持不變
D．電壓表示數變化量ΔU與電流表示數變化量ΔI之比的絕對值保持不變
2．（2024秋 武漢期末）如圖（a）是某同學在自行車的氣門芯上安裝的“簡易風火輪”，風火輪的感應裝置內部結構如圖（b）所示：一塊重物套在一根光滑的桿上，當自行車靜止時，LED燈不發光，當車輪達到一定轉速時，由于離心運動，重物上的觸點N與固定在A端的觸點M接觸后就會點亮LED燈。下列說法正確的是（　　）
A．自行車低速行駛時，LED燈一定能發光
B．安裝時應該讓感應裝置的A端離車輪軸心更近
C．增大重物質量可使LED燈在較低轉速下也能發光
D．自行車勻速行駛時，若LED燈轉到最低點時能發光，則在最高點時一定也能發光
3．（2024秋 豐臺區期末）為了保證行車安全和乘客身體健康，動車上裝有煙霧報警裝置，其簡化電路如圖所示。其中R1為定值電阻，R2為煙感傳感器（可等效為可變電阻），當環境中的煙霧濃度變化時，煙感傳感器的電阻值會發生變化。a、b間為報警裝置，當a、b兩端的電壓大于某一電壓值時，報警裝置將啟動。下列說法正確的是（　　）
A．當環境中的煙霧濃度升高時，a、b間的電壓將減小
B．當環境中的煙霧濃度升高時，定值電阻R1兩端電壓將增大
C．若定值電阻R1的阻值越小，啟動報警裝置時的煙霧濃度越大
D．若定值電阻R1的阻值越大，啟動報警裝置時的煙霧濃度越大
4．（2024秋 房山區期末）某同學在研究性學習活動中自制電子秤，原理示意圖如圖所示。用理想電壓表的示數指示物體的質量，托盤與電阻可忽略的金屬彈簧相連，托盤與彈簧的質量均不計，滑動變阻器R的滑動端與彈簧上端連接。當托盤中沒有放物體時，滑片恰好指在變阻器的最上端，此時電壓表示數為0設變阻器總電阻為R，總長度為l，電源電動勢為E，內阻為r，限流電阻阻值為R0，彈簧勁度系數為k，不計一切摩擦和其他阻力。在測量范圍內，下列說法不正確的是（　　）
A．彈簧的形變量x與被測物體質量m成正比
B．電壓表的示數U與被測物體質量m成正比
C．被測物體質量m變大，電路中總電流變小
D．保持彈簧長度不變，改變彈簧的勁度系數k，可以改變電子秤的測量范圍
5．（2024秋 滎陽市期末）2025年1月1日消息，科研人員開發了一種新型復合材料，能夠吸收99%以上的不同頻率電磁波，從而顯著提升智能手機和可穿戴設備的性能。關于無線電波、傳感器、電磁振蕩、電磁波譜，下列說法正確的是（　　）
A．已知河南新聞廣播頻道FM95.4的頻率為95.4MHz，則該電磁波在空氣中的波長約為3.14m
B．傳感器能將電學量按一定規律轉換成非電學量，電子秤應用的是光傳感器
C．LC振蕩電路中振蕩電流最大時，電容器兩極板間的電場強度最大
D．驗鈔機利用了紅外線的熒光作用，醫學上用透視來檢查器官用到了γ射線
二．多選題（共4小題）
（多選）6．（2024秋 長春期末）如圖所示為某種售貨機硬幣識別系統簡圖。虛線框內存在磁場，從入口A進入的硬幣或非硬幣沿斜面滾落，通過磁場區域后，由測速器測出其速度大小，若速度在某一合適范圍，擋板B自動開啟，硬幣就會沿斜面進入接收裝置；否則擋板C開啟，非硬幣進入拒絕通道。若非硬幣為非金屬材質，則下列說法正確的是（　　）
A．磁場能使硬幣的速度增加得更快
B．由于磁場的作用，硬幣的機械能增加
C．硬幣進入磁場的過程會受到磁場對它的阻力
D．如果沒有磁場，硬幣通過測速器時，測速器的示數會更大一些
（多選）7．（2024秋 淄博期末）某同學設計了一種測定風速的裝置，其原理如圖所示，絕緣彈簧的一端固定，另一端與導電的迎風板（電阻不計）相連，彈簧套在水平放置的電阻率較大的均勻金屬細桿上，迎風板與金屬桿接觸良好，并能在光滑的金屬桿上自由滑動。電路的一端與迎風板相連，另一端與金屬桿相連。彈簧的勁度系數k＝1300N/m，自然長度L0＝0.5m，迎風板面積S＝1m2，工作時總是正對著風吹來的方向，電路的限流電阻的阻值R＝2Ω，電源電動勢E＝12V，內阻r＝1Ω，合上開關，沒有風吹時，彈簧處于原長，電壓傳感器（內阻無窮大）的示數U1＝6V。假設風（運動的空氣）與迎風板作用后的速度變為零，空氣的密度為1.3kg/m3，如果某時刻風吹迎風板使其向左壓縮彈簧，電壓傳感器的示數變為U2＝2V。則（　　）
A．金屬桿每米長度的電阻為6Ω
B．金屬桿每米長度的電阻為3Ω
C．作用在迎風板上的風力大小為540N
D．風速大小為20m/s
（多選）8．（2024秋 西青區期末）酒精測試儀常用于對機動車駕駛員是否酒后駕駛的現場檢測，它利用了一種電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化的二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器。簡化電路如圖所示，若傳感器電阻與酒精氣體的濃度c成反比，且酒精氣體的濃度c＝0時，傳感器電阻極大。電流表A和電壓表V均可視為理想電表。當吹入酒精氣體時，下列說法正確的是（　　）
A．小燈泡L變亮
B．電流表A的示數變小
C．電壓表V的示數變小
D．電容器C上電荷量增多
（多選）9．（2023秋 奉化區期末）電子秤的原理如圖所示，壓敏電阻所受壓力越大阻值越小。電流表的讀數就能反映出物塊對壓敏電阻壓力的大小。如果把這樣的電子秤連同物塊放在升降機地板上，升降機靜止時電流表示數為I。在升降機運動過程中，電流表示數I′是穩定的，如果發現I′＜I，下面說法正確的（　　）
A．升降機勻減速上升 B．升降機勻加速上升
C．升降機勻加速下降 D．升降機勻減速下降
三．填空題（共3小題）
10．（2024春 龍巖期末）為了節能環保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統。如圖為街道路燈自動控制電路，利用直流電源E為電磁鐵供電，照明電源為路燈供電，光控開關由光敏電阻R控制。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在 　 　（填“AB”或“CD”）之間；清晨，天逐漸變亮，通過電磁鐵螺線管的電流變（“大”或“小”） 　 　，為了更加節能，讓天色稍亮時，路燈熄滅，變阻器R'的阻值應適當調些 　 　（選填“大”或“小”）。
11．（2023秋 靜安區校級月考）在測定小車運動的平均速度時選用的是 　 　傳感器，其中固定在小車上的是其 　 　部分。如圖所示是實驗時記錄的小車運動的位移隨時間變化的圖像，選擇區域AB范圍內平均速度為 　 　m/s；選擇區域AC范圍內平均速度為 　 　m/s。其中較接近A點瞬時速度為 　 　（選填“前者”或“后者”）。
12．（2023 松江區二模）如圖為某同學設計的森林火災預警裝置。R0是金屬熱電阻，其阻值隨溫度升高而變大，R1和R2為兩個滑動變阻器，a、b接報警器，當電壓增大到某一值時，會觸發報警。當溫度升高時電流表示數 　 　（選填“增大”、“減小”或“不變”）；冬季為了安全適當降低報警溫度，可采取的方法有 　 　。
四．解答題（共3小題）
13．（2024秋 海淀區校級期中）某同學在研究性學習活動中自制電子秤，原理示意圖如圖所示。用理想電壓表的示數指示物體的質量，托盤與電阻可忽略的金屬彈簧相連，托盤與彈簧的質量均不計，滑動變阻器R的滑動端與彈簧上端連接。當托盤中沒有放物體時，滑片恰好指在變阻器的最上端，此時電壓表示數為0。設變阻器總電阻為R，總長度為l，電源電動勢為E，內阻為r，限流電阻阻值為R0，彈簧勁度系數為k，重力加速度為g，不計一切摩擦和其他阻力。
（1）計算電壓表的最大示數；
（2）計算該電子秤能測量的最大質量；
（3）電壓表示數U與所稱物體質量m的關系式。
14．（2024秋 泉州期中）如圖甲是某同學在科技制作活動中自制的電子秤原理圖，利用電信號來顯示物體的質量，托盤與電阻可忽略的彈簧相連，托盤與彈簧的質量均不計。滑動變阻器的滑動端與彈簧上端連接，當托盤中沒有放物體時，電壓表的示數為零，放上重物后當滑片從最上端滑到最下端過程中，電流表示數I與電壓表示數U的關系圖像如圖乙所示。已知滑動變阻器總長度L＝20cm，電源內阻不計，電壓表、電流表均為理想電表，g取10m/s2，彈簧的勁度系數k＝10N/m，不計一切阻力。求：
（1）滑動變阻器R的最大阻值；
（2）電源電動勢E和限流電阻R0的阻值；
（3）電壓表示數Ux與所稱物體質量m的關系式。
15．（2024 閬中市校級開學）小孟在實驗室設計了一款測量物體重力的裝置，其示意圖如圖甲，物體放在有彈簧支撐的托盤上，彈簧底部固定，該裝置可以通過電表示數轉換測出重力大小。圖乙是變阻器接入電路中的阻值RP。與被測物體重力G的關系圖像。電源電壓恒為24V，定值電阻R0為30Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，變阻器標有“50Ω 1A”。
（1）閉合開關S，當電流表示數I＝0.4A時，求物體的重力G。
（2）在保證電路各元件安全的情況下，求RP的變化范圍。
期末押題預測 傳感器
參考答案與試題解析
一．選擇題（共5小題）
1．（2024秋 天津期末）圖甲為交警常用酒精濃度檢測儀，可對駕駛員進行酒精測試，其工作原理如圖乙所示，R為氣敏電阻，其阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小，電源的電動勢為E、內阻為r，電路中的電表均為理想電表，R0為定值電阻，且R0＝r。當酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，下列說法中正確的是（　　）
A．電流表的示數變大，電壓表的示數變大
B．電源的輸出功率變小
C．電壓表示數U與電流表示數I之比保持不變
D．電壓表示數變化量ΔU與電流表示數變化量ΔI之比的絕對值保持不變
【考點】常見傳感器的工作原理及應用；電路動態分析．
【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．
【答案】D
【分析】酒駕駕駛員吹氣時，R的阻值減小，電路中的電流變大，根據閉合電路的歐姆定律分析電壓表的示數變化；根據歐姆定律分析；根據閉合電路的歐姆定律分析；不知道外電阻與r的大小關系，無法判斷輸出功率的變化。
【解答】解：A、酒駕駕駛員吹氣時，R的阻值減小，電路中的電流變大，根據閉合電路的歐姆定律有U＝E﹣I（r+R0）可知，電壓表的示數減小，故A錯誤；
B、當電源的內阻等于外電阻時，電源的輸出功率最大，由于不確定外電阻與r的大小關系，無法判斷輸出功率的變化，故B錯誤；
C、電壓表與電流表的比值等于R，因此電壓表與電流表的比值變小，故C錯誤；
D、由 U＝E﹣I（r+R0）可知，，不變，故D正確。
故選：D。
【點評】掌握閉合電路的歐姆定律是解題的基礎，知道電源內阻和外電阻相等時，電源的輸出功率最大。
2．（2024秋 武漢期末）如圖（a）是某同學在自行車的氣門芯上安裝的“簡易風火輪”，風火輪的感應裝置內部結構如圖（b）所示：一塊重物套在一根光滑的桿上，當自行車靜止時，LED燈不發光，當車輪達到一定轉速時，由于離心運動，重物上的觸點N與固定在A端的觸點M接觸后就會點亮LED燈。下列說法正確的是（　　）
A．自行車低速行駛時，LED燈一定能發光
B．安裝時應該讓感應裝置的A端離車輪軸心更近
C．增大重物質量可使LED燈在較低轉速下也能發光
D．自行車勻速行駛時，若LED燈轉到最低點時能發光，則在最高點時一定也能發光
【考點】常見傳感器的工作原理及應用．
【專題】定性思想；推理法；圓周運動中的臨界問題；推理論證能力．
【答案】C
【分析】當車輪達到一定轉速時，重物上的觸點N與固定在A端的觸點M接觸后就會被點亮，則速度越大需要的向心力越大，則觸點N越容易與M點接觸，彈力越大越容易點亮，根據豎直方向圓周運動的特點分析即可。
【解答】解：AB、當車輪達到一定轉速時，重物上的觸點N與固定在A端的觸點M接觸后就會被點亮，則轉度越大需要的向心力就越大，觸點N越容易與M點接觸，所以感應裝置的B端離車輪軸心更近，故AB錯誤；
C、轉速較小時，向心力較小，則可以增加重物質量，在最低點等位置點亮風火輪，故C正確；
D、風火輪轉至最低點時，更容易發生離心現象，更容易發光，若LED燈轉到最低點時能發光，則在最高點時不一定也能發光，故D錯誤。
故選：C。
【點評】本題考查的是動力學的知識，要求學生能在具體生活案例中抽象出受力分析模型，能分析向心力的來源，難度適中。
3．（2024秋 豐臺區期末）為了保證行車安全和乘客身體健康，動車上裝有煙霧報警裝置，其簡化電路如圖所示。其中R1為定值電阻，R2為煙感傳感器（可等效為可變電阻），當環境中的煙霧濃度變化時，煙感傳感器的電阻值會發生變化。a、b間為報警裝置，當a、b兩端的電壓大于某一電壓值時，報警裝置將啟動。下列說法正確的是（　　）
A．當環境中的煙霧濃度升高時，a、b間的電壓將減小
B．當環境中的煙霧濃度升高時，定值電阻R1兩端電壓將增大
C．若定值電阻R1的阻值越小，啟動報警裝置時的煙霧濃度越大
D．若定值電阻R1的阻值越大，啟動報警裝置時的煙霧濃度越大
【考點】常見傳感器的工作原理及應用；電路動態分析．
【專題】定性思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．
【答案】D
【分析】當環境中的煙霧濃度升高時，a、b間的電壓將增大，報警裝置電壓等于a、b間的電壓，結合閉合電路歐姆定律分析。
【解答】解：AB.當環境中的煙霧濃度升高時，a、b間的電壓將增大，當a、b兩端的電壓大于某一電壓值時，報警裝置將啟動，總電壓一定，定值電阻R1兩端電壓將減小，故AB錯誤；
C.若定值電阻R1的阻值越小，電路中電流相對較大，當環境中的煙霧濃度變化時，R2兩端電壓變化更加明顯，啟動報警裝置時的煙霧濃度越小，故C錯誤；
D.若定值電阻R1的阻值越大，電路中電流相對小小，當環境中的煙霧濃度變化時，R2兩端電壓變化變得相對不明顯，啟動報警裝置時的煙霧濃度越大，故D正確。
故選：D。
【點評】此題考查了閉合電路歐姆定律的相關知識，屬于電路的動態分析問題，難度中等。
4．（2024秋 房山區期末）某同學在研究性學習活動中自制電子秤，原理示意圖如圖所示。用理想電壓表的示數指示物體的質量，托盤與電阻可忽略的金屬彈簧相連，托盤與彈簧的質量均不計，滑動變阻器R的滑動端與彈簧上端連接。當托盤中沒有放物體時，滑片恰好指在變阻器的最上端，此時電壓表示數為0設變阻器總電阻為R，總長度為l，電源電動勢為E，內阻為r，限流電阻阻值為R0，彈簧勁度系數為k，不計一切摩擦和其他阻力。在測量范圍內，下列說法不正確的是（　　）
A．彈簧的形變量x與被測物體質量m成正比
B．電壓表的示數U與被測物體質量m成正比
C．被測物體質量m變大，電路中總電流變小
D．保持彈簧長度不變，改變彈簧的勁度系數k，可以改變電子秤的測量范圍
【考點】常見傳感器的工作原理及應用；電路動態分析．
【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．
【答案】B
【分析】根據平衡條件列式，分析彈簧的形變量x與被測物體質量m。根據閉合電路歐姆定律、電阻定律和歐姆定律得到電壓表示數U與所稱物體質量m的關系式，再進行分析。
【解答】解：A、當托盤中沒有放物體時，電壓表示數為零，當物體質量為m時，設托盤下降x，由平衡條件有mg＝kx，則彈簧的形變量x與被測物體質量m成正比，故A正確；
BD、根據閉合電路的歐姆定律得，根據電阻定律有，由歐姆定律得U＝IRx，聯立可得電壓表示數U與所稱物體質量m的關系式為，可知電壓表的示數U與被測物體質量m不成正比，改變彈簧勁度系數k，可以改變電子秤的測量范圍，故B錯誤，D正確；
C、由于金屬彈簧的電阻可忽略，則當被測物體質量m變大，連接彈簧的滑片向下移，回路中的總電阻增大，則電路中電流減小，故C正確。
本題選不正確的，故選：B。
【點評】本題是力電綜合題，兩者聯系的橋梁是彈簧的形變量x，根據閉合電路歐姆定律、電阻定律和歐姆定律得到U與m的關系式是關鍵，結合電路構造即可完成分析。
5．（2024秋 滎陽市期末）2025年1月1日消息，科研人員開發了一種新型復合材料，能夠吸收99%以上的不同頻率電磁波，從而顯著提升智能手機和可穿戴設備的性能。關于無線電波、傳感器、電磁振蕩、電磁波譜，下列說法正確的是（　　）
A．已知河南新聞廣播頻道FM95.4的頻率為95.4MHz，則該電磁波在空氣中的波長約為3.14m
B．傳感器能將電學量按一定規律轉換成非電學量，電子秤應用的是光傳感器
C．LC振蕩電路中振蕩電流最大時，電容器兩極板間的電場強度最大
D．驗鈔機利用了紅外線的熒光作用，醫學上用透視來檢查器官用到了γ射線
【考點】常見傳感器的工作原理及應用；電磁振蕩及過程分析；電磁波的波長、頻率和波速的關系；紫外線的特點和應用．
【答案】A
【分析】根據電磁波、傳感器、電磁振蕩以及電磁波譜的相關知識逐一判斷。
【解答】解：A.已知河南新聞廣播頻道FM95.4的頻率為95.4MHz，即f＝95.4×106Hz。電磁波在空氣中的傳播速度近似為光速c＝3×108m/s。根據波長、波速和頻率的關系λ，可以計算出該電磁波在空氣中的波長λ≈3.14m，故A正確；
B.傳感器的功能是將非電學量（如溫度、壓力、位移等）按一定規律轉換成電學量（如電壓、電流等），而不是將電學量轉換成非電學量。電子秤應用的是壓力傳感器，將壓力信號轉換為電信號進行測量，故B錯誤；
C.在LC振蕩電路中，振蕩電流最大時，意味著電路中的磁場能最強，而電場能最弱，所以，當振蕩電流最大時，電容器兩極板間的電場強度應該是最小的，而不是最大的，故C錯誤；
D.驗鈔機利用的是紫外線的熒光作用，而不是紅外線的熒光作用，紫外線能夠使鈔票上的熒光物質發光，從而辨別鈔票的真偽。另外，醫學上用透視來檢查器官通常用到的是X射線，而不是γ射線。雖然γ射線也具有很強的穿透能力，但由于其輻射性強、對人體傷害大，所以一般不用于醫學透視，故D錯誤。
故選：A。
【點評】本題考查了電磁場基礎知識，只要記住相關知識即可完成。
二．多選題（共4小題）
（多選）6．（2024秋 長春期末）如圖所示為某種售貨機硬幣識別系統簡圖。虛線框內存在磁場，從入口A進入的硬幣或非硬幣沿斜面滾落，通過磁場區域后，由測速器測出其速度大小，若速度在某一合適范圍，擋板B自動開啟，硬幣就會沿斜面進入接收裝置；否則擋板C開啟，非硬幣進入拒絕通道。若非硬幣為非金屬材質，則下列說法正確的是（　　）
A．磁場能使硬幣的速度增加得更快
B．由于磁場的作用，硬幣的機械能增加
C．硬幣進入磁場的過程會受到磁場對它的阻力
D．如果沒有磁場，硬幣通過測速器時，測速器的示數會更大一些
【考點】常見傳感器的工作原理及應用．
【專題】定性思想；推理法；磁場 磁場對電流的作用；推理論證能力．
【答案】CD
【分析】硬幣進入磁場區域，硬幣的磁通量變化，根據法拉第電磁感應定律可知會產生感應電流，會阻礙硬幣的運動，使硬幣的能量減小。
【解答】解：AC、根據題意可知，硬幣進入磁場和離開磁場時，穿過硬幣的磁通量發生變化，根據法拉第電磁感應定律可知硬幣中產生感應電流，感應電流會阻礙硬幣的相對運動，即硬幣進入磁場的過程會受到來自磁場的阻力，若磁場阻力大于硬幣重力沿斜面的分力，硬幣將做減速運動，若磁場阻力等于硬幣重力沿斜面的分力，硬幣將勻速進入磁場，若磁場阻力小于硬幣重力沿斜面的分力，硬幣繼續加速運動，但速度增加變慢，綜上所述，磁場能使硬幣的速度增大變慢，故A錯誤，C正確；
B、根據題意可知，硬幣進入磁場和離開磁場時，穿過硬幣的磁通量發生變化，根據法拉第電磁感應定律可知硬幣中產生感應電流，感應電流會阻礙硬幣的相對運動，對硬幣做負功，使硬幣的機械能減小，故B錯誤；
D、如果沒有磁場，對硬幣沒有阻礙作用，由動能定理可知，硬幣到達測速器位置時速度更大一些，故D正確。
故選：CD。
【點評】本題是對電磁感應定律的考查，明確感應電流會阻礙硬幣的相對運動，從而減小物體的機械能的大小。
（多選）7．（2024秋 淄博期末）某同學設計了一種測定風速的裝置，其原理如圖所示，絕緣彈簧的一端固定，另一端與導電的迎風板（電阻不計）相連，彈簧套在水平放置的電阻率較大的均勻金屬細桿上，迎風板與金屬桿接觸良好，并能在光滑的金屬桿上自由滑動。電路的一端與迎風板相連，另一端與金屬桿相連。彈簧的勁度系數k＝1300N/m，自然長度L0＝0.5m，迎風板面積S＝1m2，工作時總是正對著風吹來的方向，電路的限流電阻的阻值R＝2Ω，電源電動勢E＝12V，內阻r＝1Ω，合上開關，沒有風吹時，彈簧處于原長，電壓傳感器（內阻無窮大）的示數U1＝6V。假設風（運動的空氣）與迎風板作用后的速度變為零，空氣的密度為1.3kg/m3，如果某時刻風吹迎風板使其向左壓縮彈簧，電壓傳感器的示數變為U2＝2V。則（　　）
A．金屬桿每米長度的電阻為6Ω
B．金屬桿每米長度的電阻為3Ω
C．作用在迎風板上的風力大小為540N
D．風速大小為20m/s
【考點】常見傳感器的工作原理及應用．
【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．
【答案】AD
【分析】定值電阻R與金屬桿串聯，當無風時，根據電壓表示數，應用閉合歐姆定律求出電流，再根據公式求出金屬桿接入電路的電阻，根據有風時電壓表示數可用第1題的方法求出金屬桿接入電路的電阻，由電阻再求出此時彈簧的長度，根據胡克定律 F＝Kx，求出風力，取極短時間內吹到迎風板上的空氣為研究對象，應用動量定理和牛頓第三定律求出風速。
【解答】解：AB.當無風時，定值電阻R與金屬桿串聯，由歐姆定律得，電路中電流，此時金屬桿接入電路中的電阻，故金屬桿單位長度的電阻為，故A正確，B錯誤；
CD.當有風時，由歐姆定律得，電路中電流，此時金屬桿接入電路中的電阻，此時金屬桿的長度為L＝0.1m，根據胡克定律得作用在迎風板上的風力F＝K（L0﹣L）＝1300×（0.5﹣0.1）N＝520N，以在極短時間Δt內吹到迎風板上的空氣為研究對象，取風的方向為正方向根據動量定理得：﹣F'Δt＝0﹣mv，又m＝pSvΔt，F′＝F，得到，故C錯誤，D正確。
故選：AD。
【點評】本題考查電壓、電流、電阻的計算，關鍵是歐姆定律的公式及其變形的應用以及串聯電路電壓的規律。解決力電綜合題，關鍵尋找力與電的橋梁，本題的橋梁是彈簧的長度。
（多選）8．（2024秋 西青區期末）酒精測試儀常用于對機動車駕駛員是否酒后駕駛的現場檢測，它利用了一種電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化的二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器。簡化電路如圖所示，若傳感器電阻與酒精氣體的濃度c成反比，且酒精氣體的濃度c＝0時，傳感器電阻極大。電流表A和電壓表V均可視為理想電表。當吹入酒精氣體時，下列說法正確的是（　　）
A．小燈泡L變亮
B．電流表A的示數變小
C．電壓表V的示數變小
D．電容器C上電荷量增多
【考點】常見傳感器的工作原理及應用；電路動態分析．
【專題】定性思想；推理法；恒定電流專題；理解能力．
【答案】AC
【分析】題目中提到的酒精測試儀利用了電阻隨酒精氣體濃度變化的原理，當酒精氣體濃度增加時，傳感器電阻減小。我們需要根據閉合電路的歐姆定律分析這種電阻變化對電路中各元件的影響。
【解答】解：當吹入酒精氣體時，由于傳感器電阻隨酒精氣體濃度增大而減小，故傳感器的電阻減小，則回路總電阻減小，根據閉合電路歐姆定律，總電流變大，燈泡L變亮，電流表示數變大，燈泡和電源內阻上的電壓變大，則傳感器上的電壓即電壓表示數減小，根據C，電容器兩板間電壓減小，帶電荷量減小，故BD錯誤，AC正確。
故選：AC。
【點評】本題的關鍵在于理解傳感器電阻變化對電路中電流、電壓以及電容器電荷量的影響。當傳感器電阻減小時，電路中的總電流增加，導致小燈泡L變亮，電壓表V的示數變大，以及電容器C上的電荷量增多。正確理解這些變化對于解答本題至關重要。
（多選）9．（2023秋 奉化區期末）電子秤的原理如圖所示，壓敏電阻所受壓力越大阻值越小。電流表的讀數就能反映出物塊對壓敏電阻壓力的大小。如果把這樣的電子秤連同物塊放在升降機地板上，升降機靜止時電流表示數為I。在升降機運動過程中，電流表示數I′是穩定的，如果發現I′＜I，下面說法正確的（　　）
A．升降機勻減速上升 B．升降機勻加速上升
C．升降機勻加速下降 D．升降機勻減速下降
【考點】常見的傳感器及分類；牛頓第二定律的簡單應用；閉合電路歐姆定律的內容和表達式．
【專題】定性思想；推理法；牛頓運動定律綜合專題；恒定電流專題；推理論證能力．
【答案】BD
【分析】根據電流的大小關系，推導出電路中的電阻變化，得知物塊所處狀態，進而得到升降機可能的運動情況。
【解答】解：I’＜I說明電流表示數減小，則路端電壓降低，內電壓增大，流過電源的總電流增加，電路中總電阻減小，壓敏電阻阻值減小，說明壓力在增大，即物塊處于超重狀態，升降機具有向上的加速度，升降機可能在加速上升，也有可能在減速下降，故BD正確，AC錯誤。
故選：BD。
【點評】要知道物體具有向上的加速度時，處于超重狀態；物體具有向下的加速度時，物體處于失重狀態。
三．填空題（共3小題）
10．（2024春 龍巖期末）為了節能環保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統。如圖為街道路燈自動控制電路，利用直流電源E為電磁鐵供電，照明電源為路燈供電，光控開關由光敏電阻R控制。為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在 　AB　（填“AB”或“CD”）之間；清晨，天逐漸變亮，通過電磁鐵螺線管的電流變（“大”或“小”） 　大　，為了更加節能，讓天色稍亮時，路燈熄滅，變阻器R'的阻值應適當調些 　小　（選填“大”或“小”）。
【考點】常見傳感器的工作原理及應用．
【專題】定性思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．
【答案】AB，大，小。
【分析】光照強度越大，光敏電阻的阻值越小，可知電路中的電流越大，銜鐵被吸下來，據此分析；清晨，光照強度逐漸變亮，光敏電阻的阻值逐漸變小，據此分析電流的變化；天色稍亮時，此時光敏電阻的阻值還比較大，據此分析。
【解答】解：由于天亮時光照強度較大，光敏電阻的阻值較小，根據歐姆定律可知電路中的電流較大，銜鐵被吸下，AB間斷開，CD間接通，為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在AB間。
清晨，天逐漸變亮，光敏電阻的阻值較小，通過電磁鐵螺線管的電流變大。
為了更加節能，讓天色稍亮時，路燈熄滅，可知熄滅時，光照強度還不太強，光敏電阻的阻值還比較大，則變阻器的阻值應適當調小些。
故答案為：AB，大，小。
【點評】知道光敏電阻的阻值隨著光照強度的增加而逐漸變小是解題的關鍵，熟練掌握歐姆定律的應用是解題的基礎。
11．（2023秋 靜安區校級月考）在測定小車運動的平均速度時選用的是 　位移　傳感器，其中固定在小車上的是其 　發射器　部分。如圖所示是實驗時記錄的小車運動的位移隨時間變化的圖像，選擇區域AB范圍內平均速度為 　1.2　m/s；選擇區域AC范圍內平均速度為 　1.0　m/s。其中較接近A點瞬時速度為 　后者　（選填“前者”或“后者”）。
【考點】常見的傳感器及分類；平均速度（定義式方向）；瞬時速度；利用x﹣t圖像的斜率求解物體運動的速度．
【專題】定量思想；推理法；直線運動規律專題；實驗探究能力．
【答案】位移；發射器；1.2；1.0；后者
【分析】DIS由傳感器、數據采集器和計算機組成．測定小車的平均速度時，選用的是位移傳感器．測定小車的瞬時速度時常用光電門傳感器；根據平均速度的定義進行求解。
【解答】解：在測定小車運動的平均速度時選用的是位移傳感器，其中固定在小車上的是其發射器部分。
由題圖可知，從A到B位移為
x＝2.0m﹣0.25m＝1.75m
所用時間為
t＝2.5s﹣1.0s＝1.5s
平均速度大小為
m/s≈1.2m/s
由題圖可知，從A到C位移為
x′＝0.75m﹣0.25m＝0.5m
所用時間為
t′＝1.5s﹣1.0s＝0.5s
m/s＝1.0m/s
由圖可知，小車做加速運動，根據極限思想法可知越靠近A點的平均速度越接近A點的瞬時速度，故答案為后者。
故答案為：位移；發射器；1.2；1.0；后者
【點評】要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用。
12．（2023 松江區二模）如圖為某同學設計的森林火災預警裝置。R0是金屬熱電阻，其阻值隨溫度升高而變大，R1和R2為兩個滑動變阻器，a、b接報警器，當電壓增大到某一值時，會觸發報警。當溫度升高時電流表示數 　減小　（選填“增大”、“減小”或“不變”）；冬季為了安全適當降低報警溫度，可采取的方法有 　減小R2或增大R1　。
【考點】常見的傳感器及分類．
【專題】探究題；定性思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．
【答案】減小；減小R2或增大R1。
【分析】根據火災報警系統的原理：“其電阻會隨溫度升高而增大”，結合歐姆定律分析電流表的變化；根據冬天溫度低，金屬熱電阻的電阻值較小的特點分析即可。
【解答】解：由題知，R0電阻會隨溫度升高而增大。當出現火災時，溫度升高，電阻R0增大，電路總電阻增大，電源電壓不變，由歐姆定律可知，電路中總電流變小。由歐姆定律知，R2兩端電壓U2＝I總R2減小，根據串聯電路的分壓原理可知R0兩端電壓增大，所以流過滑動變阻器R1的電流增大；則以流過R0的電流減小，即電流表示數減小。冬季為了安全適當降低報警溫度，即在R0的電阻值較小時a、b兩端的電壓達到報警的電壓，若保持R2不變，則報警時R0與R1的并聯電阻值不變，則要求增大R1的電阻值；若保持R1的電阻值不變，則報警時R0與R1的并聯電阻值減小，由于報警時并聯電路部分的電壓不變，所以電路中的總電流增大，則R2兩端電壓不變而電流增大時，的電阻值應減小。所以可采取的方法有減小R2或增大R1。
故答案為：減小；減小R2或增大R1。
【點評】本題是一道綜合題，考查了探究影響電阻大小因素的實驗、歐姆定律的應用、電功率公式的應用以及熱敏電阻的應用等知識
四．解答題（共3小題）
13．（2024秋 海淀區校級期中）某同學在研究性學習活動中自制電子秤，原理示意圖如圖所示。用理想電壓表的示數指示物體的質量，托盤與電阻可忽略的金屬彈簧相連，托盤與彈簧的質量均不計，滑動變阻器R的滑動端與彈簧上端連接。當托盤中沒有放物體時，滑片恰好指在變阻器的最上端，此時電壓表示數為0。設變阻器總電阻為R，總長度為l，電源電動勢為E，內阻為r，限流電阻阻值為R0，彈簧勁度系數為k，重力加速度為g，不計一切摩擦和其他阻力。
（1）計算電壓表的最大示數；
（2）計算該電子秤能測量的最大質量；
（3）電壓表示數U與所稱物體質量m的關系式。
【考點】常見傳感器的工作原理及應用．
【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；推理論證能力．
【答案】（1）計算電壓表的最大示數；
（2）計算該電子秤能測量的最大質量；
（3）電壓表示數U與所稱物體質量m的關系式為：。
【分析】（1）當滑片在R最下方時，電壓表示數最大，根據閉合電路歐姆定律求解；
（2）根據共點力平衡條件求解；
（3）根據電阻定律及共點力的平衡求解。
【解答】解：（1）經分析知，當滑片在R最下方時，電壓表示數最大，電路總電阻為：R′＝R+R0+r
由閉合電路歐姆定律可得
U′＝IR
解得：；
（2）又題意可知，電子秤測量得最小質量為0；電子秤測量最大質量時，彈簧形變量增加l，由胡克定律結合受力分析：
F增＝kl＝mg
解得：
電子秤測量范圍：；
（3）由閉合電路得歐姆定律可得：
當彈簧形變量增加x時，由電阻定律得：
由受力分析知：
kx＝mg
U＝IRx
解得：；
答：（1）計算電壓表的最大示數；
（2）計算該電子秤能測量的最大質量為；
（3）電壓表示數U與所稱物體質量m的關系式為：。
【點評】本題考查閉合電路歐姆定律及共點力的平衡條件的應用，解題的關鍵電路結構分析，注意電阻定律的運用。
14．（2024秋 泉州期中）如圖甲是某同學在科技制作活動中自制的電子秤原理圖，利用電信號來顯示物體的質量，托盤與電阻可忽略的彈簧相連，托盤與彈簧的質量均不計。滑動變阻器的滑動端與彈簧上端連接，當托盤中沒有放物體時，電壓表的示數為零，放上重物后當滑片從最上端滑到最下端過程中，電流表示數I與電壓表示數U的關系圖像如圖乙所示。已知滑動變阻器總長度L＝20cm，電源內阻不計，電壓表、電流表均為理想電表，g取10m/s2，彈簧的勁度系數k＝10N/m，不計一切阻力。求：
（1）滑動變阻器R的最大阻值；
（2）電源電動勢E和限流電阻R0的阻值；
（3）電壓表示數Ux與所稱物體質量m的關系式。
【考點】常見傳感器的工作原理及應用；用閉合電路的歐姆定律計算電源的電動勢和內阻；用閉合電路的歐姆定律計算電路中的電壓、電流或電阻；電路動態分析．
【專題】定量思想；推理法；恒定電流專題；理解能力．
【答案】（1）滑動變阻器R的最大阻值為20Ω；
（2）電源電動勢為9V和限流電阻的阻值為10Ω；
（3）電壓表示數為Ux與所稱物體質量m的關系式為Ux。
【分析】（1）根據題意和部分電路的歐姆定律可求；
（2）根據閉合電路歐姆定律可求電動勢和電阻值；
（3）根據物體受力平衡再結合電路可求電壓和物體質量的關系。
【解答】解：（1）滑動變阻器全部接入時U＝6V，I＝0.3A
由
（2）由圖可知滑動變阻器不接入時I'＝0.9A
根據E＝U+IR0，E＝I'R0
代入數據解得E＝9V，R0＝10Ω
（3）當物體質量為m時，壓縮量mg＝kΔx
電壓表示數Ux
當電壓最大時是6V，最大質量為0.2kg，代入數據解得，，m≤0.2kg。
答：（1）滑動變阻器R的最大阻值為20Ω；
（2）電源電動勢為9V和限流電阻的阻值為10Ω；
（3）電壓表示數為Ux與所稱物體質量m的關系式為Ux。
【點評】明確閉合電路歐姆定律的內容，知道電路中電阻、電壓和電流的關系。
15．（2024 閬中市校級開學）小孟在實驗室設計了一款測量物體重力的裝置，其示意圖如圖甲，物體放在有彈簧支撐的托盤上，彈簧底部固定，該裝置可以通過電表示數轉換測出重力大小。圖乙是變阻器接入電路中的阻值RP。與被測物體重力G的關系圖像。電源電壓恒為24V，定值電阻R0為30Ω，電流表量程為0～0.6A，電壓表量程為0～15V，變阻器標有“50Ω 1A”。
（1）閉合開關S，當電流表示數I＝0.4A時，求物體的重力G。
（2）在保證電路各元件安全的情況下，求RP的變化范圍。
【考點】利用傳感器制作簡單的自動控制裝置；閉合電路歐姆定律的內容和表達式；用閉合電路的歐姆定律計算電路中的電壓、電流或電阻．
【專題】計算題；學科綜合題；定量思想；圖析法；恒定電流專題；分析綜合能力．
【答案】（1）物體的重力G為4N。
（2）RP的變化范圍為18Ω～50Ω。
【分析】（1）由圖甲可知，R0與Rp串聯，電壓表測R0兩端電壓，電流表測電路中電流，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻，根據圖乙讀出物體的重力G；
（2）根據歐姆定律結合電壓表量程，求出R0能通過的最大電流。結合電流表量程以及滑動變阻器允許通過的最大電流，可知電路的最大電流，從而可求出Rp的最小阻值；由圖乙知，當物體重力為0N時，R取最大阻值50Ω，電路中電流最小，此時電路安全，從而可確定RP的變化范圍。
【解答】解：（1）閉合開關S，當電流表示數I＝0.4A時，電路中的總電阻為
RΩ＝60Ω
此時滑動變阻器接入電路的電阻為
RP＝R﹣R0＝60Ω﹣30Ω＝30Ω
根據圖乙可知，此時物體重力為
G＝4N
（2）已知電壓表的量程為0～15V，則R0能通過的最大電流為
I0A＝0.5A
結合電流表量程、滑動變阻器允許通過的最大電流可得，電路的最大電流為
Imax＝I0＝0.5A
此時RP的最小阻值為
當物體重力為0時，RP取最大阻值50Ω，此時電路安全，故
RPmax＝50Ω
所以RP的變化范圍為18Ω～50Ω。
答：（1）物體的重力G為4N。
（2）RP的變化范圍為18Ω～50Ω。
【點評】解答本題時，要明確電路的結構，理解裝置的工作原理，熟練運用歐姆定律和串聯電路的特點解答。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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