第5章测评卷

第5章测评

(时间:75分钟　满分:100分)

一、单项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1.(2021湖南湘潭凤凰中学检测)如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图。现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是(　　)

A.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显

B.如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显

C.如果R为负温度系数热敏电阻(用半导体材料制作),读数变小,读数变化非常明显

D.如果R为负温度系数热敏电阻(用半导体材料制作),读数变小,读数变化不明显

解析当R为金属热电阻时,水的温度升高,电阻的阻值变大,欧姆表的示数会变大,但由于热传导需要时间,故其电阻变化不灵敏,A、B两项错误;若电阻为负温度系数热敏电阻,其阻值随着温度的升高会迅速减小,欧姆表的示数也会迅速减小,故C项正确,D项错误。

答案C

2.

(2020湖南浏阳检测)如图所示为电容式传感器部分构件的示意图。当动片(实线图)和定片(虚线图)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时,电容C便发生变化,图中能正确反映C和θ间的函数关系的是(　　)

解析当角度θ发生变化时,极板正对面积发生变化,S=πr2θ,又C=,所以C=,故D项正确。

答案D

3.(2020山东临沂罗庄一中检测)为了保证汽车刹车时车轮不被抱死,使车轮仍有一定的滚动而不是纯滑动,这样既可以提高刹车效果,又不使车轮失去控制。为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置,这种检测装置称为电磁脉冲传感器,如果该装置检测出车轮不再转动,它就会自动放松刹车机构,让车轮仍保持转动状态,这就是ABS防抱死系统。如图是电磁脉冲传感器示意图,B是一根永久磁体,外面绕有线圈,它们的左端靠近一个铁质齿轮A。齿轮与转动的车轮是同步的,则以下说法正确的是(　　)

A.车轮转动时,由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线,产生感应电流

B.车轮转动时,由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变化,产生感应电流

C.车轮转速减慢时,输出电流的周期变小,电流强度也变小

D.车轮转速减慢时,输出电流的周期变大,电流强度也变大

解析此传感器是利用线圈中磁通量的变化产生感应电流的原理来实现检测的。当车轮转动时,带动齿轮转动,相当于将铁块插入和拔出线圈,从而使线圈中磁通量发生变化而产生感应电流。故选项A错误,B正确;当车轮转速减慢时,线圈中磁通量的变化减慢,产生的感应电流的周期变大,由E=可知,电流强度变小。故选项C、D错误。

答案B

4.(2020河北保定唐县一中期中)如图所示为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、负温度系数半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图,要求是:正常情况绿灯亮,有险情时电铃报警,则图中的甲、乙、丙分别是              (　　)

A.小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡

B.半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡

C.绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻

D.半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃

解析甲的回路应为控制电路,甲当然是半导体热敏电阻;热敏电阻的特点是温度高,电阻小,电流大,继电器工作,触头被吸下,乙被接通应报警,即乙是小电铃;平常时,温度低,电阻大,电流小,丙导通,丙应是绿灯泡,即B正确。

答案B

二、多项选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分,每小题有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。

5.(2020甘肃白银期中)一些学校为了保证教室照明条件,采用智能照明系统,在自然光不足时接通电源启动日光灯,而在自然光充足时,自动关闭日光灯。其原理图如图所示,R为一光敏电阻,L为一带铁芯的螺线管,在螺线管上方有一用细弹簧系着的轻质衔铁,一端用铰链固定在墙上可以自由转动,另一端用一绝缘棒连接两动触头,有关这个智能照明系统的工作原理描述正确的是(　　)

A.光照越强,光敏电阻阻值越大,衔铁被吸引下来

B.在光线不足时,光敏电阻阻值变大,电流减小,衔铁被弹簧拉上去,日光灯接通

C.上面两接线柱和日光灯电路连接

D.下面两接线柱和日光灯电路连接

解析由光敏电阻的特性可知,光照强度越强,电阻越小,电流越大,所以选项A错误,选项B正确;上面两接线柱应接日光灯电路,所以选项C正确,选项D错误。

答案BC

6.(2021湖北荆门一中检测)如图所示,用两种不同的金属丝组成的一个回路,触点1插在热水中,触点2插在冷水中,电流表指针会发生偏转,这就是温差发电现象。下列有关温差发电现象的说法中正确的是(　　)

A.该实验符合能量守恒定律

B.该实验中有部分内能转化为电路的电能

C.该实验中热水的温度降低,冷水的温度升高

D.该实验中热水的温度降低,冷水的温度不变化

解析该实验遵循能量守恒定律,最终将达到热平衡,内能转化为电能,热水温度降低,冷水温度升高。

答案ABC

7.(2020河南商丘九校期末联考)计算机光驱的主要部分是激光头,它可以发射脉冲激光信号,激光扫描光盘时,激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统,再通过计算机显示出相应信息。光敏电阻自动计数器的示意图如图所示,其中R1为光敏电阻,R2为定值电阻,此光电计数器的基本工作原理是(　　)

A.当有光照射R1时,处理系统获得高电压

B.当有光照射R1时,处理系统获得低电压

C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次

D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次

解析R1、R2和电源组成一个闭合电路,当激光照到光敏电阻时,R1的阻值变小,总电流变大,则R2两端获得高电压,只有R2两端获得高电压时,处理系统才能进行信号处理,因此选A、D。

答案AD

8.(2021江西赣州四校联考)如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是光敏电阻,R是普通定值电阻,下列说法中正确的是(　　)

A.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小

B.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大

C.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小

D.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大

解析B是光敏电阻,其阻值随光照强度的增强而减小。当没有物品挡住光时,光射向B,B的阻值减小,其电流变大,由U=E-Ir知电压表读数变小,A项正确,B项错误;有物品时,光被挡住,B的阻值增大,电流减小,电压表读数变大,C项错误,D项正确。

答案AD

三、非选择题:共60分。考生根据要求作答。

9.(4分)(2020长春检测)利用负温度系数热敏电阻制作的温度传感器,一般体积很小,可以用来测量很小范围内的温度变化,反应快,而且精确度高。

(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和电阻串联成一个电路,如图甲所示,其他因素不变,只要热敏电阻所处区域的温度降低,电路中电流将变　　 (选填“大”或“小”)。 

(2)上述电路中,我们将电流表中的电流刻度(如图乙所示)换成相应的温度刻度,就能直接显示出热敏电阻附近的温度。如果刻度盘正中的温度为20 ℃,则25 ℃的刻度应在20 ℃的刻度的　　　(选填“左”或“右”)侧。 

解析(1)因为负温度系数热敏电阻温度升高时电阻减小,温度降低时电阻增大,故电路中电流会减小。

(2)由(1)的分析知,温度越高,电流越大,25 ℃的刻度对应较大电流,故在20 ℃对应电流刻度的右侧。

答案(1)小　(2)右

10.(4分)(2020福建莆田七中期中)一些材料的电阻随温度的升高而变化。如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图像,若用该电阻与电池(电动势E=1.5 V,内阻不计)、电流表(量程为5 mA,内阻不计)、电阻箱R'串联起来,连接成如图乙所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

(1)电流刻度较大处对应的温度刻度　　　　;(选填“较大”或“较小”) 

(2)若电阻箱阻值R'=150 Ω,当电流为5 mA时对应的温度数值为　　　　 ℃。 

解析(1)由题图甲可知,温度升高,电阻阻值增大,电路中电流减小,因此电流刻度较大处对应的温度刻度较小。

(2)电流为5 mA时,电路总电阻为300 Ω,电阻箱阻值R'=150 Ω,则R=150 Ω,由题图甲得对应的温度为50 ℃。

答案(1)较小　(2)50

11.(5分)在开展研究性学习的过程中,某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置(如图所示)。在轮子的边缘贴上一小磁铁,将小线圈靠近轮边放置,接上数据采集器和电脑(DIS实验器材)。如果小线圈的面积为S,匝数为N,回路的总电阻为R,小磁铁附近的磁感应强度最大值为B。实验发现,轮子转过θ弧度时,小线圈处的磁感应强度由最大值变为零。他说:“只要测得此过程感应电流的平均值I,就可以求得转轮转速的大小。”请你运用所学的知识推证该同学的判断是否正确,如果正确,请推导出转轮转速的表达式;如果不正确,请说明理由。

解析设转轮的角速度、转速分别为ω和n。轮子转过θ角度所需时间为Δt,穿过线圈的磁通量的变化量为ΔΦ,线圈中产生的感应电动势的平均值为E。根据法拉第电磁感应定律有E=

由闭合电路欧姆定律,感应电流的平均值I=

又Δt=,n=,解得n=

由解得的结果看,该同学的判断是正确的。

答案见解析

12.(7分)(2020辽宁实验中学月考)如图所示,一热敏电阻RT放在控温容器M内;A为毫安表,量程为6 mA,内阻为数十欧姆;E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小;R为电阻箱,最大阻值为999.9 Ω;S为开关。已知RT在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃时的阻值约为550 Ω。现要求在降温过程中测量在95 ℃到20 ℃之间的多个温度下RT的阻值。

(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图。

(2)完成下列实验步骤中的填空:

①依照实验原理电路图连线。

②调节控温容器M内的温度,使得RT的温度为95 ℃。

③将电阻箱调到适当的初值,以保证仪器安全。

④闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

⑤将RT的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃);调节电阻箱,使得电流表的读数　　　　　　　　,记录　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=　　　　　　　。 

⑦逐步降低T1的数值,直至20 ℃为止;在每一温度下重复步骤⑤⑥。

解析(1)由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表,所以应该用“替代法”,考虑到用电流表观察而保证电路中电阻不变,因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路,如图所示。而且热敏电阻RT在95 ℃和20 ℃时的阻值是已知的,所以热敏电阻的初始温度为95 ℃,则电流表示数不变时,热敏电阻和电阻箱的阻值应保持150 Ω和电阻箱的初值之和不变;如果热敏电阻的初始温度为20 ℃,则电流表示数不变时,热敏电阻和电阻箱的阻值应保持550 Ω和电阻箱的初值之和不变。因此可以测量任意温度下的电阻。

(2)④闭合开关,调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录电阻箱的读数R0。⑤将RT的温度降为T1(20 ℃<T1<95 ℃);调节电阻箱,使得电流表的读数仍为I0,记录电阻箱的读数R1。⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1=R0-R1+150 Ω。

答案(1)实验原理电路图见解析　(2)④电阻箱的读数R0　⑤仍为I0　电阻箱的读数R1　⑥R0-R1+150 Ω

13.(10分)为设计一个白天自动关灯,黑夜自动开灯的自动控制装置,可供选择的仪器如下:光敏电阻、继电器、电池、交流电源、开关、导线若干和灯泡等。

(1)用导线连接各仪器。

(2)简述其工作原理。

答案(1)电路连接如图所示。

(2)当天亮时,光线照射光敏电阻A,其阻值迅速减小,控制回路中电流增大,电磁继电器B工作,吸住衔铁使触点断开,路灯熄灭。当夜晚降临时,光线变暗,光敏电阻A的阻值增大,控制回路中电流减小,弹簧将衔铁拉起,使触点接通,路灯点亮。

14.(12分)(2021福建厦门湖滨中学期中)有一种测量压力的电子秤,其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源,R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻,G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压力传感器,其阻值可随压力大小变化而改变,其关系如表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。

(1)利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式。

(2)若电容器的耐压值为5 V,该电子秤的最大称量值为多少?

(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度,则该测力显示器的刻度是否均匀?

解析(1)由表中数据可知k==0.4 Ω/N,

所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R=(300-0.4F) Ω。

(2)R上受到的压力越大,R的阻值越小,电容器两端电压越大,但不能超过5 V,所以,解得R的最小值Rmin=60 Ω,又因为R=(300-0.4F) Ω,得出最大称量值Fmax=600 N。

(3)电流表中的电流I=,电流I与压力F不是线性关系,则该测力显示器的刻度不均匀。

答案(1)R=(300-0.4F) Ω　(2)600 N

(3)否

15.(18分)(2021山东泰安中学检测)如图所示为检测某传感器的电路图。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。

(1)求传感器的电阻和额定电流。

(2)为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少?

(3)如果传感器的电阻变化超过标准值1 Ω,则该传感器就失去作用。实际检测时,将一个恒压电源加在图中a、b之间,闭合开关S,通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压。检测记录如下:

若不计检测电路对传感器电阻的影响,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)R传= Ω=10 Ω,

I传= A=0.3 A。

(2)最大电流Im=I传=0.3 A,

电源电压最大值Um=U传+U0,U传为传感器的额定电压,

U0为R0 m=10 Ω时R0两端的电压,

即U0=I传·R0 m=0.3×10 V=3 V,

Um=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',根据第一次实验记录数据有U=I1R传'+U1

根据第二次实验记录数据有U=I2R传'+U2

代入数据,解得R传'=9.5 Ω,U=3 V

传感器的电阻变化为ΔR=R传-R传'=10 Ω-9.5 Ω=0.5 Ω<1 Ω,所以此传感器仍可使用。

答案(1)10 Ω　0.3 A　(2)6 V　(3)此传感器仍可使用　3 V