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【优化方案】高中物理 第3章章末综合检测 教科版选修3-2


(时间:90 分钟,满分:100 分) 一、选择题(本题共 14 小题,每小题 5 分,共 70 分.在每小题给出的四个选项中,有的小题 只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得 5 分,选对但不全的得 2 分, 有选错或不答的得 0 分) 1.下列说法正确的是( ) A.凡将非电信息转化为电信息的传感器都是物理传感器 B.湿敏传感器只能是物理传感器 C.物理传感器

只能将采集到的信息转化为电压输出 D.物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应 解析:选 D.各种传感器虽然工作原理不同,但基本功能相似,多数是将非电信息转化为电信 息,故 A 错;湿敏传感器为化学传感器,故 B 错;传感器既可将信息转化为电压输出,也可 转化为电流、电阻等输出,故 C 错;由物理传感器定义知 D 正确. 2.有一电学元件,温度升高时电阻却大幅度减小,则这种元件可能是( ) A.金属导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体 解析: C.金属导体的电阻随温度升高而增大, 选 超导体的电阻几乎为零, 半导体(如热敏电阻) 的阻值随温度升高而减小. 3.(2011 年盐城高二检测)当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中,下述关于常用 的几种家用电子器件所采用传感器说法中,正确的是( ) A.电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器 B.电子秤中主要是采用了光电传感器 C.电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器 D.电子体温计中主要是采用了温度传感器 解析:选 AD.电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器即光电传感器,A 正 确.电子秤中主要是采用了压力传感器,而不是光电传感器,B 错误.电脑所用的光电鼠标主 要是采用光电传感器而不是声波传感器,C 错误.电子体温计中主要是采用了温度传感器,将 温度转化为电信号,D 正确. 4. 2007 年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家, 以表彰他们发现“巨磁电阻效 应”,基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正 应用.在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是( ) A.热敏电阻可应用于温度测控装置中 B.光敏电阻是一种光电传感器 C.电阻丝可应用于电热设备中 D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用 解析:选 D.热敏电阻对温度很敏感,光敏电阻对光照很敏感,电阻丝可用于电加热,这很常 见,所以 A、B、C 均正确.交流电、直流电均可通过电阻,电阻对它们均可产生阻碍作用, 所以 D 错误. 5.唱卡拉 OK 用的话筒,内有传感器.其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片 后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将 声音信号转变为电信号.下列说法正确的是( ) A.该传感器是根据电流的磁效应工作的 B.该传感器是根据电磁感应原理工作的 C.膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变 D.膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势 解析:选 B.当声波使膜片前后振动时,膜片后的金属线圈就跟着振动,从而使处于永磁体的 磁场中的线圈切割磁感线,穿过线圈的磁通量发生变化,产生感应电流,从而将声音信号转
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化为电信号,这是利用电磁感应原理. 6.

图 3-5 如图 3-5 所示,将一光敏电阻接入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡, 测光敏电阻时, 表针的偏角为 θ ; 现用手掌挡住部分光线, 表针的偏角为 θ ′, 则可判断( ) A.θ ′=θ B.θ ′<θ C.θ ′>θ D.不能确定 答案:B 7.为了保护电脑元件不受损害,在电脑内部有很多传感器,其中最重要的就是温度传感器, 常用的温度传感器有两种,一种是用金属做的热电阻,另一种是用半导体做的热敏电阻.关 于这两种温度传感器的特点说法正确的是( ) A.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大 B.金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小 C.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大 D.用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小 解析:选 AD.金属的电阻率随着温度的升高而变大,半导体在温度升高时电阻会变小. 8.如图 3-6 所示 RT 为正温度系数热敏电阻,R1 为光敏电阻,R2 和 R3 均为定值电阻,电源电 动势为 E,内阻为 r,V 为理想电压表,现发现电压表示数增大,可能的原因是( )

图 3-6 ①热敏电阻温度升高,其他条件不变 ②热敏电阻温度降低,其他条件不变 ③光照增强,其他条件不变 ④光照减弱,其他条件不变 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 解析:选 D.电压表示数变大,而 R3 为定值电阻,说明流经 R3 的电流增大,由电路结构可知, 这可能是由于 RT 减小或 R1 增大,由热敏电阻和光敏电阻特性知,可能是由于温度降低或光照 减弱,故②、④正确,①、③错误. 9.

图 3-7 (2010 年高考重庆卷)某电容式话筒的原理示意图如图 3-7 所示,E 为电源,R 为电阻,薄片 P 和 Q 为两金属极板. 对着话筒说话时, 振动而 Q 可视为不动. P、 间距增大过程中( P 在 Q ) A.P、Q 构成的电容器的电容增大 B.P 上电荷量保持不变 C.M 点的电势比 N 点的低
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D.M 点的电势比 N 点的高 ε S 解析:选 D.当 P、Q 间距增大时,据平行板电容器公式 C= 知 d 增大则 C 减小,选项 A 4π kd 错. 稳定后电容器两极板间的电压不变, 则据 Q=CU 知 C 减小 U 不变, Q 减小, 则 选项 B 错. 电 容器两极板的电荷量减少,产生放电电流,方向从 M→N,因此 M 点的电势比 N 点的电势高, 选项 C 错、选项 D 正确. 10.如图 3-8 所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,R1 为光敏电阻、R2 为定值电阻,A、B 接监控装置.则( )

图 3-8 ①当有人通过而遮蔽光线时,A、B 之间电压升高 ②当有人通过而遮蔽光线时,A、B 之间电压降低 ③当仅增大 R2 的阻值时,可增大 A、B 之间的电压 ④当仅减小 R2 的阻值时,可增大 A、B 之间的电压 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ ??解析:选 C.R1 是光敏电阻,有光照射时,电阻变小,当有人通过而遮蔽光线时,R1 的阻 值变大,回路中的电流 I 减小,A、B 间的电压 U=IR2 减小,故①项错误,②项正确;由闭合 电路欧姆定律得:U=E-I(R1+r),当仅增大 R2 的阻值时,电路中的电流减小,A、B 间的电 压 U 增大,故③项正确;当减小 R2 的阻值时,电路中的电流增大,A、B 间的电压 U 减小,故 ④项错误,故应选 C. 11.如图 3-9 所示,RT 为负温度系数的半导体热敏电阻,其他电阻都是普通的电阻,当灯泡 L 的亮度变暗时,说明( )

图 3-9 A.环境温度变高 B.环境温度变低 C.环境温度不变 D.都有可能 解析:选 B.当灯泡 L 变暗时,通过 L 的电流变小,RT 的阻值变大,根据热敏电阻的特点知环 境温度变低了. 12.(2010 年高考福建卷)如图 3-10 甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0 时 刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点, 然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复.通过安装在弹簧下端的压力 传感器,测出这一过程弹簧弹力 F 随时间 t 变化的图像如图乙所示,则( )

图 3-10 A.t1 时刻小球动能最大 B.t2 时刻小球动能最大 C.t2~t3 这段时间内,小球的动能先增加后减少
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D.t2~t3 这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 解析:选 C.0~t1 时间内小球做自由落体运动,落到弹簧上并往下运动的过程中, 小球重力 与弹簧对小球弹力的合力方向先向下后向上,故小球先加速后减速, t2 时刻到达最低点,动 能为 0,A、B 错;t2~t3 时间内小球向上运动,合力方向先向上后向下,小球先加速后减速, 动能先增加后减少,C 对;t2~t3 时间内由能量守恒知小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势 能减去小球增加的重力势能,D 错. 13.

图 3-11 全自动洗衣机中,排水阀是由程序控制器控制其动作的.当洗衣机进行排水和脱水工序时电 磁铁的线圈通电,使电磁铁的铁芯 2 动作,牵引排水阀的活塞,排出污水,牵引电磁铁的结 构如图 3-11 所示.以下说法正确的是( ) A.若某时刻输入控制电流时,a 为正,b 为负,则铁芯 2 中 A 端为 N 极,B 端为 S 极 B.若某时刻输入控制电流时,a 为正,b 为负,则铁芯 2 中 A 端为 S 极,B 端为 N 极 C.若 a,b 处输入交变电流,铁芯 2 不能吸入线圈中 D.若 a,b 处输入交变电流,铁芯 2 能吸入线圈中 解析:选 BD.若输入控制电流由 a 流入,由 b 流出,则铁芯 1 左端为 N 极,右端为 S 极,它将 使铁芯 2 磁化,A 端为 S 极,B 端为 N 极,并吸入线圈中,若 a、b 处输入交变电流,铁芯 2 仍能被吸入线圈中,故选 B、D. 14.

图 3-12 (2011 年西安八校联考)酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业 人员的现场检测,它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器.酒精气体传感器的电 阻随酒精气体浓度的变化而变化,在如图 3-12 所示的电路中,不同的酒精气体浓度对应着 传感器的不同电阻,这样,显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系.如果二氧化锡 半导体型酒精气体传感器电阻 r′的倒数与酒精气体的浓度成正比, 那么, 电压表示数 U 与酒 精气体浓度 c 之间的对应关系正确的是( ) A.U 越大,表示 c 越大,c 与 U 成正比 B.U 越大,表示 c 越大,但是 c 与 U 不成正比 C.U 越大,表示 c 越小,c 与 U 成反比 D.U 越大,表示 c 越小,但是 c 与 U 不成反比 1 解析:选 B.传感器电阻 r′的倒数与浓度 c 是正比关系,即 =kc.电路中的电流为 I= r′

E ER0 kR0E ,电压表示数 U=IR0= = ,可见电压与浓度的 r′+R+R0+r r′+R+R0+r 1 k? R+R0+r? + c
关系不是正比关系.但随浓度的增加而增加.故 B 正确. 二、计算题(本题共 2 小题,共 30 分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
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15.(12 分)如图 3-13 所示为大型电子地磅电路图,电源电动势为 E,内阻不计,不称物体 时,滑动头 P 在 A 端,滑动变阻器接入电路中有效电阻最大,电流最小;称重物时,在压力 作用下滑动头下移,滑动变阻器有效电阻变小,电流变大.这样把电流对应的质量值刻在刻 度盘上,就可以读出被称物体的质量,若滑动变阻器上 A、B 间长度为 l,最大阻值为 R0,已 知两弹簧的总弹力与形变量成正比,比例系数为 k,试导出所称重物重力 G 与电路中电流 I 的函数关系.

图 3-13 解析:设称重物 G 时弹簧的压缩量为 x,由题意得 G=kx① 此时,滑动头 P 距 B 端距离为 l-x,滑动变阻器有效电阻为 R0- R0,由欧姆定律有

x l

E I= ② x R0+? R0- R0? l Ekl 由①②解得 G=2kl- . IR0 Ekl 答案:G=2kl- IR0
16. 分)如图 3-14 所示为检测某传感器的电路图, (18 传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传 感器可看做一个纯电阻),滑动变阻器 R0 上标有“10 Ω 1 A”的字样,电流表的量程为 0.6 A,电压表的量程为 3 V.

图 3-14 (1)根据传感器上的标注,计算该传感器的电阻和额定电流. (2)若电路各元件均完好,检测时,为了确保电路各部分的安全,在 a、b 之间所加的电源电 压的最大值是多少? (3)根据技术资料可知,如果传感器的电阻变化超过 1 Ω ,则该传感器就失去了作用.实际检 测时,将一个电压恒定的电源加在图中 a、b 之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值), 闭合开关 S,通过调节 R0 来改变电路的电流和 R0 两端的电压,检测记录如下: 电压表示数 U/V 电流表示数 I/A 第一次 1.48 0.16 第二次 0.91 0.22 若不计检测电路对传感器电阻的影响,通过计算分析,你认为这个传感器是否仍可使用?此 时 a、b 间所加的电压是多少? 解析:(1)传感器的电阻 2 U2 3 传 R 传= = Ω =10 Ω . P传 0.9

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传感器的额定电流 I 传=

P传 0.9 = A=0.3 A. U传 3

(2)为了做到电路各部分安全,则要求电路的最大电流 I=I 传=0.3 A,此时电源电压最大值 Umax=U 传+U0,U 传为传感器的额定电压,U0 为 R0 调至最大值 R0max=10 Ω 时,R0 两端的电压, 即 U0=I 传 R0max=0.3×10 V=3 V. 所以电源电压最大值 Umax=U 传+U0=3 V+3 V=6 V. (3)设实际检测时加在 a、b 间的电压为 U,传感器的实际电阻为 R 传′,根据第一次实验的记 录数据: U=0.16×R 传′+1.48 V. 根据第二次的记录数据有 U=0.22×R 传′+0.91 V. 解得 R 传′=9.50 Ω ,U=3 V. 所以传感器的电阻变化为 Δ R=R 传-R 传′=0.50 Ω <1 Ω ,此传感器仍可使用. 答案:见解析

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