选择性必修第第二册第五章测试（有解析）

选择性必修第第二册第五章测试
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．热敏电阻能将热信号转换为电信号是因为(　)
A．电阻阻值的大小随热量的变化而变化
B．电阻阻值的大小随温度的变化而变化
C．电阻体积的大小随热量的变化而变化
D．电阻体积的大小随温度的变化而变化
2．如图是电熨斗的结构图，下列说法不正确的是（　　）
A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属
B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离
C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移
D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断
3．传感器是将非电学量转化为电学量的装置，下列说法正确的是（　　）
A．半导体材料可以制成光敏电阻，有光照射时其阻值将减小
B．干簧管可以起到开关作用，“操纵”开关的是电场
C．电容式位移传感器是通过改变两极板间距改变电容的
D．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
4．在地震抢险救灾中,有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员,根据所学知识,你认为“生命探测仪”可能用到了（　　）
A．红外线传感器 B．压力传感器
C．振动传感器 D．电容传感器
5．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现人靠近它就开启；而在白天，即使有人靠近它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是（　　）
①温度传感器②人体红外线传感器③声音传感器④光敏传感器
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
6．用图甲所示电路测量电流表的内阻。闭合开关S，当变阻器的滑片滑至c处时，电流表和电压表的读数分别为40mA、9V，已知图甲中热敏电阻的I -U关系图线如图乙所示，则电流表的内阻为多少（　　）
A．0．14Ω B．85Ω C．140Ω D．225Ω
7．在示波器、电子显微镜等器件中都需要将电子束聚焦，常采用的聚焦装置之一是静电透镜。静电透镜内电场分布的截面图如图中所示，虚线为等势面，实线为电场线，相邻等势面间电势差相等。现有一束电子以某一初速度从左侧进入该区域，P、Q为电子运动轨迹上的两点。下列说法正确的是（　　）
A．P点的电场强度大于Q点的电场强度
B．P点的电势高于Q点的电势
C．电子在P点的电势能小于在Q点的电势能
D．电子在P点的动能小于在Q点的动能
二、多选题
8．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。如果右侧线圈L2中产生感应电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K而切断家庭电路，仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（　　）
A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零
B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量将增加
C．家庭电路中的电器发生短路时，开关K将被电磁铁吸起
D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起
9．家用灯暖型浴霸的电路如图所示，其中照明灯额定电压为、额定功率为；四只相同的取暖灯额定电压均为、额定功率均为；排气扇电机的内阻为。当将浴霸接入的交流电路中时，闭合全部开关后各用电器均正常工作，此时通过保险丝的电流为8.6A。以下判断中正确的是（　　）
A．交流电的频率为
B．排气扇电机的输出功率为
C．闭合全部开关，浴霸的总功率为
D．只闭合、，通过保险丝的电流为
10．温度传感器是空调温度自动调节的重要元件，温度传感器中热敏电阻阻值随温度升高而减小。如图所示电路，热敏电阻和一个电阻串联后，加5V电压，分压后的采样电压加到CPU输入端，通常采用时的阻值为标称值，对应CPU的采样电压（输入电压）设计为电源电压的一半，温度变化，CPU端输入电压U也随之变化。CPU根据电压的变化决定空调的工作状态，则（　　）
A．当环境温度升高时，CPU的输入电压增大
B．当环境温度降低时，CPU的输入电压增大
C．若取时的阻值为标称值，R的阻值应该调整增大
D．若取时的阻值为标称值，R的阻值应该调整减小
三、实验题
11．已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20 Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100 Ω）。
(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图________________。
(2)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为_____kΩ（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（a）所示。
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图（a）求得，此时室温为_____℃（保留3位有效数字）。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E为直流电源（电动势为10 V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过6.0 V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为50℃，则图中_________（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为_________kΩ（保留2位有效数字）。
12．某实验小组选择使用铂丝自制热敏电阻，首先测试铂丝的温度特性。所用器材除了置于温控室（图中虚线区域）中的铂丝，还有下列器材：
A．电源E（6V，0.5Ω）
B．电流表A（量程50mA）
C．电阻箱（阻值范围0~999.9Ω）
D．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
E.滑动变阻器（最大阻值为100Ω）
F.单刀单掷开关和单刀双掷开关。
实验时，先按图甲连接好电路，再将温控室的温度t升至 。将与1端接通，调节滑动变阻器的滑片位置，使电流表读数为某一值；保持滑动变阻器的滑片位置不变，将置于最大值，将与2端接通，调节，使电压表读数仍为；记下此时的读数。逐步降低温控室的温度t到 ，再测得4组t和的对应值，如表所示。
40 80 120 160 200
115.5 130.9 146.1 161.1 175.9
（1）滑动变阻器应选用________（填器材前字母）；
（2）在图乙的坐标纸上根据所描数据点，做出图线；( )
（3）按照图甲实验时，某温度下电阻箱的相应读数如图丙所示，该读数为________Ω，则此时温控室的温度为________。
（4）实验室制备乙烯时，需要将温度控制在 。某实验小组为此设计如图丁所示自动控温装置，设置温度在时，通过线圈M的电流达到30mA，衔铁被吸引，触点N闭合，加热器工作；已知线圈M直流电阻不计。利用该铂丝作为热敏元件，为达上述要求，图丁中应调整变阻箱为________Ω。
四、解答题
13．如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒尺（每厘米长的电阻为1Ω）竖直放置、其总长度L=10cm，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，保护电阻R0=4Ω，托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量mo=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 ．
14．请列举一个你认为很“神奇”的利用传感器工作的例子，简单说明它的原理。
15．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用。街道路灯自动控制就是应用之一，如图所示电路为模拟电路，其中A为一光敏电阻，B为电磁继电器，C为电流放大器，D为路灯。请连成正确的电路，达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果。
16．在某创新竞赛中，一位学生设计了一个利用压力传感器、光控开关等元件的机动车超载自动拍照电路。一有车辆通过路口且此车超重，摄像机便会自动拍摄。简述他的设计思路。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】热敏电阻随温度的升高其电阻值减小，电阻随温度的降低其电阻值增大，可见温度变化，电阻变化，接入电路中时电路中的电流，电压变化，故应选B．
2．A
【详解】AB．由电路可知：温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离，因此双金属片上层金属的膨胀系数应大于下层金属，A错误，B正确；
C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，双金属片虽发生弯曲也不使触点分离，应使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，C正确；
D．利用双金属片热胀冷缩是控制电路的通断，D正确；
故选A。
3．A
【详解】A．光敏电阻属于敏感元件，由半导体材料制成，有光照射时其阻值将减小，故A正确；
B．干簧管时一种能够感知磁场的传感器，“操纵”开关的是磁场，故B错误；
C．电容式位移传感器是通过通过改变电介质，来改变电容器的电容，故C错误；
D．话筒使用了声音传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故D错误。
故选A。
4．A
【详解】伤员被深埋在废墟中，与周围环境和尸体的温度不同,所以生命探测仪是利用红外线传感器探测到活着的被困人员,A正确；
故选A。
5．D
【详解】由题意知，该楼道照明灯具有人体红外线传感器及光敏传感器，D正确。
故选D。
6．B
【详解】当电流表读数为40mA时，说明热敏电阻的电流为40mA，由图知热敏电阻两端电压UR＝5.6V，则电流表两端电压
U＝9V－5.6V＝3.4V
由欧姆定律得
故选B。
7．D
【详解】A．电场线的疏密表示场强的强弱，所以P点的电场强度小于Q点的电场强度，所以A错误；
B．沿着电线方向电势逐渐降低，电场线方向总是由高的等势面指向低的等势面，则P点的电势低于Q点的电势，所以B错误；
C．电子带负电，负电荷在电势越高的地方电势能越低，在电势越低的地方电势能越高，则电子在P点的电势能大于在Q点的电势能，所以C错误；
D．电子所受电场力方向向右，从P到Q电场力做正功，由动能定理可得电子动能增大，所以电子在P点的动能小于在Q点的动能，所以D正确；
故选D。
8．AD
【详解】AB．分析题意可知，火线和零线中电流等大反向，并行绕制时，线圈L1中产生的磁通量相互抵消，合磁通量为零，线圈L1、L2绕制同一铁芯上，即使用电器增多时，线圈L2中的磁通量同样为零，故A正确，B错误；
C．家庭电路中的电器发生短路时，根据闭合电路欧姆定律可知，火线和零线的电流同时增大，合磁通量为零，开关K不会被电磁铁吸起，故C错误；
D．地面上的人接触火线发生触电时，火线的电流变大，线圈L1中的磁通量不为零，线圈L2中的磁通量发生变化，产生感应电流，电磁铁将开关K吸起，故D正确。
故选AD。
9．AD
【详解】A．根据
可得交流电的频率为
故A正确；
BC．照明灯电流
取暖灯电流
则通过排气扇的电流为
排气扇电机的输出功率为
排气扇功率
故浴霸的总功率为
故BC错误；
D．只闭合、，通过保险丝的电流为
故D正确。
故选AD。
10．BD
【详解】A．环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，根据串联分压的规律可知热敏电阻分压减小，则CPU的输入电压减小，A错误；
B．环境温度降低时，热敏电阻阻值增大，分压增大，CPU的输入电压增大，B正确；
CD．若取时的阻值为标称值，则热敏电阻的标称电阻减小，为了满足CPU的采样电压（输入电压）设计为电源电压的一半，所以的阻值也应该调整减小，C错误，D正确。
故选BD。
11． 1.8 25.5 R1 1.2
【详解】(1)[1]滑动变阻器由用分压式，电压表可视为理想表，所以用电流表外接。连线如图
(2)[2]由部分电路欧姆定律得
(3)[3]由图(a)可以直接可读该电阻的阻值为2.2kΩ对应的温度为25.5℃。
(4)[4]温度升高时，该热敏电阻阻值减小，分得电压减少。而温度高时要求输出电压升高，以触发报警，所以R1为热敏电阻。
[5]由图线可知，温度为50℃时，R1=0.8kΩ，由欧姆定律可得
，
代入数据解得
12． D 113.5 35（34~36） 34.7（34.0~36.0）
【详解】（1）[1]此电路是分压是电路，为了便于操作控制，滑动变阻器选择阻值较小的，即D
（2）[2] 图线如图所示
（3）[3] 电阻箱的读数
[4] 电阻箱的读数时由图可知对应的温度为
（4）[5] 温度为时，的阻值为，根据
解得
13．（1） （2） ，4V
【分析】弹簧劲度系数可用胡克定律来求；当托盘放上重物时，弹簧被压缩，电压测量电阻范围增大，示数增加，利闭合电路欧姆定律可求最大电压．
【详解】（1）当托盘内不放重物时，弹簧弹力为可得，
（2），当重量最大时，轻杆位于R最下端，此时电压表示数为R的电压，即，
此时弹簧又缩短了10cm，所放重物重量，可得．
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4V．
【点睛】本题为传感器知识，为力学与电学知识结合的题目，需着重注意力学物理量与电学物理量之间的对应和联系，解题时将题目一分为二，力电分家处理．
14．见解析
【详解】例如温度传感器，原理是热敏电阻在不同温度下有不同的阻值，所以可以改变电路中的电压电流，从而达到示数变化的目的。
15．
【详解】当有光照射到光敏电阻时，产生较大的电流，经过放大器输出一个更大的电流，它驱动电磁继电器吸下衔铁，使两个触点断开；当无光照时，光电流很小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制路灯电路接通，路灯开始工作，电路如图所示
16．见解析
【详解】电路设计图如下
工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化达到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机就工作，拍摄违规车辆．光控开关未受到该种光照射就自动断开，衔铁不被吸引，工作电路中的指示灯发光。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

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