第五章測評一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.機器人裝有作為眼睛的“傳感器”,猶如大腦的“控制器”,以及可以行走的“執行器”,在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉彎。下列有關該機器人“眼睛”的說法正確的是()A.該機器人的“眼睛”利用了力傳感器B.該機器人的“眼睛”利用了光傳感器C.該機器人的“眼睛”利用了溫度傳感器D.該機器人的“眼睛”利用了聲音傳感器2.如圖所示,電容式觸摸屏的構造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導體層,再在導體層外加上一塊保護玻璃,電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極,在導體層內形成一個低電壓交流電場。在觸摸屏幕時,由于人體是導體,手指與內部導體層間會形成一個特殊電容(耦合電容),四邊電極發出的電流會流向觸點,而電流強弱與手指到電極的距離成正比,位于觸摸屏后的控制器便會計算電流的比例及強弱,準確算出觸摸點的位置。由以上信息可知()A.電容式觸摸屏的內部有兩個電容器的電極板B.當用手觸摸屏幕時,手指與屏的接觸面積越大,電容越大C.當用手觸摸屏幕時,手指與屏的接觸面積越大,電容越小D.如果用戴了絕緣手套的手觸摸屏幕,照樣能引起觸摸屏動作3.如圖為大型電子地磅電路圖,電源電動勢為E,內阻不計。不稱物體時,滑片P在A端,滑動變阻器接入電路的有效電阻最大,電流較小;稱物體時,在壓力作用下滑片P下滑,滑動變阻器的有效電阻變小,電流變大,這樣把重力值轉換成電信號,將電流對應的重力值刻在刻度盤上,就可以讀出被稱物體的重力值。已知滑動變阻器A、B間距離為L,最大阻值等于定值電阻的阻值R0,兩彈簧的總彈力與形變量成正比,比例系數為k,則所稱重物的重力G與電流I的關系為()A.G=2-B.G=EIC.G=EID.G=kIL4.利用現代信息技術進行的實驗叫作DIS實驗,DIS由傳感器、數據采集器和計算機組成。如圖為“用DIS測變速直線運動的瞬時速度”實驗的裝置圖,圖中①所示的器材的傳感器為()A.位移傳感器B.速度傳感器C.時間傳感器D.光傳感器5.在信息技術高速發展、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、信息處理技術中發揮著越來越重要的作用,其中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,安裝好如圖所示裝置。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。然后向杯內加入熱水,溫度計的示數為60℃,發現多用電表的指針偏轉角度較大,則下列說法正確的是()A.應選用電流擋,溫度升高換用大量程測量B.應選用電流擋,溫度升高換用小量程測量C.應選用歐姆擋,溫度升高時換用倍率大的擋D.應選用歐姆擋,溫度升高時換用倍率小的擋6.如圖所示的電路中,電源電動勢為E,內阻為r,L為小燈泡(其燈絲電阻可以視為不變),R1和R2為定值電阻,R3為光敏電阻,其阻值的大小隨照射光強度的增強而減小。閉合開關S后,將照射光強度增強,則()A.電路的路端電壓將減小B.燈泡L將變暗C.R1兩端的電壓將減小D.內阻r上發熱的功率將減小7.氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測,它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化。在如圖甲所示的電路中,不同的一氧化碳濃度對應著傳感器的不同電阻。這樣,理想電壓表的指針位置就與一氧化碳濃度有了對應關系,觀察電壓表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標。有一種氧化錫傳感器,其技術資料中給出的是電導(即電阻的倒數)—CO濃度曲線,如圖乙所示。下列表示一氧化碳濃度c與電壓表示數U0之間關系的圖像正確的是()二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。8.計算機光驅的主要部分是激光頭,它可以發射脈沖激光信號,激光掃描光盤時,激光頭利用光敏電阻自動計數器將反射回來的脈沖信號傳輸給信號處理系統,再通過計算機顯示出相應信息。光敏電阻自動計數器的示意圖如圖所示,其中R1為光敏電阻,R2為定值電阻,此自動計數器的基本工作原理是()A.當有光照射R1時,信號處理系統獲得高電壓B.當有光照射R1時,信號處理系統獲得低電壓C.信號處理系統每獲得一次低電壓就計數一次D.信號處理系統每獲得一次高電壓就計數一次9.為了鍛煉身體,小明利用所學物理知識設計了一個電子拉力計,其原理圖如圖所示。輕質彈簧右端和金屬滑片P固定在一起(彈簧的電阻不計,P與R1間的摩擦不計),彈簧勁度系數為100N/cm。定值電阻R0=5Ω,ab是一根長為5cm的均勻電阻絲,阻值R1=25Ω,電源輸出電壓恒為U=3V,理想電流表的量程為0~0.6A。當拉環不受力時,滑片P處于a端。下列關于這個電路的說法正確的是()A.小明在電路中連入R0的目的是保護電路B.當拉環不受力時,閉合開關后電流表的讀數為0.1AC.當拉力為400N時,電流表指針指在0.3A處D.當拉力為400N時,電流表指針指在0.5A處10.電容式話筒的保真度比動圈式話筒好,其工作原理如圖所示,Q是絕緣支架,薄金屬膜片M和固定電極N形成一個電容器,被直流電源充電,當聲波使膜片M振動時,電容發生變化,電路中形成變化的電流。當膜片M向右運動的過程中有()A.電容變大B.電容變小C.導線AB中有向左的電流D.導線AB中有向右的電流三、非選擇題:本題共5個小題,共54分。11.(8分)霍爾效應是電磁基本現象之一。如圖甲所示,在一矩形半導體薄片的P、Q間通入電流I,同時外加與薄片垂直的磁場B,在M、N間出現電壓UH,這個現象稱為霍爾效應,UH稱為霍爾電壓。(1)若該半導體材料是空穴(可視為帶正電粒子)導電,電流與磁場方向如圖甲所示,該同學用電壓表測量UH時,應將電壓表的“+”接線柱與(選填“M”或“N”)端通過導線相連。

(2)該同學查閱資料發現,使半導體薄片中的電流反向再次測量,取兩個方向測量的平均值,可以減小測量誤差,為此該同學設計了如圖乙所示的測量電路,S1、S2均為單刀雙擲開關,虛線框內為半導體薄片(未畫出)。為使電流從Q端流入、P端流出,應將S1擲向(選填“a”或“b”),S2擲向(選填“c”或“d”)。

12.(10分)電控調光玻璃能根據光照強度自動調節玻璃的透明度,將光敏電阻Rx和定值電阻R0接在9V的電源上,光敏電阻阻值隨光強的變化關系如表所示。光強Iv/cd12345電阻值/Ω18963.6[“光強”是表示光強弱程度的物理量,符號為Iv,單位為坎德拉(cd)](1)當光照強度為4cd時光敏電阻Rx的大小為Ω。

(2)其原理是光照增強,光敏電阻Rx阻值變小,施加于玻璃兩端的電壓降低,玻璃透明度下降,反之則玻璃透明度上升。若電源電壓不變,R0是定值電阻,則下列電路圖符合要求的是。

(3)現已知定值電阻R0為12Ω,用電壓表測得光敏電阻兩端的電壓為3V,則此時光照強度為。

13.(10分)如圖所示,A是浮子,B是金屬觸頭,C為住宅樓房頂上的蓄水池,M是帶水泵的電動機,D是彈簧,E是銜鐵,F是電磁鐵,S1、S2分別為觸點開關,S為開關,J為電池。請利用上述材料,設計一個住宅樓房頂上的自動注水裝置。(1)連接電路圖。(2)簡述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)。14.(12分)如圖是電飯煲的電路圖,S1是一個限溫開關,手動閉合后,當此開關溫度達到居里點(103℃)時,開關會自動斷開。S2是一個自動溫控開關,當溫度低于70℃時,會自動閉合;溫度高于80℃時,會自動斷開。紅燈是加熱時的指示燈,黃燈是保溫時的指示燈,分流電阻R1=R2=500Ω,加熱電阻R3=50Ω,兩燈電阻不計。(1)分析電飯煲的工作原理。(2)計算加熱和保溫兩種狀態下,電飯煲消耗的電功率之比。(3)簡要回答,如果不閉合開關S1,能將飯煮熟嗎?15.(14分)某同學設計了一種“自動限重器”,如圖甲所示。該裝置由控制電路和工作電路組成,其主要元件有電磁繼電器、貨物裝載機(實質是電動機)、壓敏電阻R1和滑動變阻器R2等。壓敏電阻R1的阻值隨壓力F變化的關系如圖乙所示。當貨架承受的壓力達到限定值時,電磁繼電器會自動控制貨物裝載機停止向貨架上擺放物品。已知控制電路的電源電動勢E=6V,r=2Ω,電磁繼電器線圈的阻值忽略不計。請你解答下列問題:甲乙(1)用筆畫線代替導線將圖甲的電路連接完整。(2)當電磁繼電器線圈中的電流大小為15mA時,銜鐵被吸下。若貨架能承受的最大壓力為800N,則所選滑動變阻器R2的最大阻值至少為多少?

第五章測評1.B遇到障礙物會繞開,說明該機器人的“眼睛”利用了光傳感器,故選項B正確,A、C、D錯誤。2.B電容觸摸屏在原理上把人體當作電容器元件的一個極板,把導體層當作另一個極板,故選項A錯誤;手指與屏的接觸面積越大,即電容器兩個極板的正對面積越大,故電容越大,選項B正確,C錯誤;如果戴了絕緣手套或手持不導電的物體觸摸時沒有反應,這是因為手不能形成另一個電極,不能構成電容器,不能引起導體層電場的變化,選項D錯誤。3.A設稱重物時,在壓力作用下P下滑距離x,則G=kx,滑動變阻器有效電阻R=R0xLR0,由閉合電路歐姆定律得I=ER+R04.D光傳感器能夠測量并記錄擋光片通過光電門的時間t,若擋光片的寬度為d,則瞬時速度v=dt5.D多用電表與熱敏電阻構成的回路中未接入電源,故不能選用電流擋,A、B錯誤;當溫度升高時多用電表指針偏轉角度較大,說明熱敏電阻的阻值變小了,應該換用倍率小的擋,C錯誤,D正確。6.A光照增強,光敏電阻的阻值減小,電路中的總電阻減小,由閉合電路歐姆定律可得,電路中總電流增大,所以電源內部的電壓增大,所以路端電壓將減小;內阻r上發熱的功率將增大,R1兩端的電壓增大,故A正確,C、D錯誤。因路端電壓減小,同時R1兩端的電壓增大,故并聯電路部分電壓減小,則流過R2的電流減小,而總電流增大,所以通過燈泡L的電流增大,所以燈泡L變亮,故B錯誤。7.AU0=IR0=ER0R0+R+R傳8.ADR1、R2和電源組成一個閉合電路,當激光照到光敏電阻時,R1的阻值變小,總電流變大,則R2兩端獲得高電壓;R2兩端獲得高電壓時,信號處理系統就計數一次,因此A、D正確。9.ABC若電路無電阻R0,且金屬滑片P在b端時,電路短路會損壞電源,R0的存在使電路不會出現短路,故A正確;當拉環不受力時,滑片P在a端,由閉合電路歐姆定律得I=UR0+R1=0.1A,故B正確;當拉力為400N時,由F=kΔx可得Δx=4cm,對應的電阻為RaP=20Ω,R1接入電路的電阻RPb=10.AC當聲波使膜片M向右運動時,電容器極板間距減小,電容變大,電荷量Q=UC變大,電源要繼續給電容器充電,所以導線AB中有向左的電流,故選項A、C正確。11.答案(1)M(2)bc解析(1)通過矩形半導體薄片中的電流由P向Q,根據左手定則可知帶正電粒子受到的洛倫茲力由N端指向M端,即帶正電粒子向M端偏轉,所以M端聚集正電荷,M端電勢高于N端,故電壓表的“+”接線柱應接M端。(2)為使電流自Q端流入、P端流出,應將S1擲向b,將S2擲向c。12.答案(1)4.5(2)C(3)3cd解析(1)由表格數據可知,光敏電阻與光強的乘積均不變,則當Iv=4cd時,光敏電阻的阻值Rx=184Ω=4.(2)由題意可知,光敏電阻Rx與定值電阻R0串聯連接,光照增強時,光敏電阻Rx的阻值減小,電路中的總電阻減小,由歐姆定律可知,電路中的電流增大,由U=IR可知,R0兩端的電壓增大,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,所以Rx兩端的電壓減小,反之光照減弱時,光敏電阻Rx的阻值增大,R0兩端的電壓減小,Rx兩端的電壓增大,則玻璃并聯在R0兩端時不符合,玻璃并聯在Rx兩端時符合,故A錯誤,C正確;若玻璃與電源并聯,光照變化時,玻璃兩端的電壓不變,故B、D錯誤。(3)當R0=12Ω時,光敏電阻Rx兩端的電壓Ux=3V,因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和,R0兩端的電壓U0=UUx=(93)V=6V,因串聯電路中各處的電流相等,所以電路中的電流I=U0R0=UxRx,解得Rx=13.答案見解析解析(1)連接線路如圖所示。(2)按圖連接好電路,合上開關S,水泵工作,水位升高,當浮子上升使B接觸到S1時,左側電路(控制電路)工作,電磁鐵F有磁力,拉下銜鐵E,使S2斷開,電動機M不工作,停止注水;當水位下降使B與S1脫離,電路停止工作,F無磁性,D拉動E,使S2接通,電動機M工作,再次注水。14.答案見解析解析(1)電飯煲盛上食物后,接通電源,S2自動閉合,同時手動閉合S1,這時R1與黃燈被短路,紅燈亮,電飯煲處于加熱狀態,加熱到80℃時,S2自動斷開,S1仍閉合;水燒開后,至飯煮熟溫度升高到103℃時,開關S1自動斷開,黃燈亮,電飯煲處于保溫狀態。由于散熱,待溫度降至70℃時,S2又自動閉合,電飯煲重新加熱,溫度達到80℃時,S2又自動斷開,再次處于保溫狀態。(2)加熱時電飯煲消耗的電功率P1=U2R并,保溫時電飯煲消耗