高中物理利用传感器制作简单的自动控制装置试题

某课外活动小组利用力传感器和位移传感器进一步探究变力作用下的“动能定理”。图甲所示，他们用力传感器通过定滑轮直接拉固定在小车上的细绳，测出拉力F；用位移传感器测出小车的位移s和瞬时速度v。已知小车质量为200g。
某次实验得出拉力F随位移s变化规律如图乙所示，速度v随位移s变化规律如图丙所示。利用所得的F-s图象，求出s=0.30m到0.52m过程中变力F做功W=      J，此过程动能的变化△E_k=       J（保留2位有效数字）
指出下列情况可减小实验误差的操作是           （填选项前的字母，可能不止一个选项）。
A.使拉力F要远小于小车的重力         B.实验时要先平衡摩擦力     C.要使细绳与滑板表面平行

如图所示是测定压力F的电容式传感器，下列说法正确的是

A．压力变大，流过电流表上的电流向右.

B．压力变小，流过电流表上的电流向右.

C．压力不变时，电流表上仍有电流.

D．压力不变时，电流表无电流.

在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是

如图所示，R₁为定值电阻，R₂为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻)，L为小灯泡，当温度降低时                               (　　)

A．R1两端的电压增大

B．电流表的示数增大

C．小灯泡的亮度变强

D．小灯泡的亮度变弱

电容器是各种电器设备中必不可少的原件，如图所示为测定压力的电容式传感器，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片产生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流计指针偏转。下列说法正确的是：

A．若电流计有示数，则压力F恒定不变

B．当压力F逐渐变大时，电容器储存的电场能增大

C．当压力F逐渐变大时，有电流从左向右流过电流计

D．当压力F逐渐变大时，同时释放电容器内中央一个电子，电子将向某极板做匀加速直线运动

图示为位移传感器的原理图，物体在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属杆移动，通过理想电压表显示的数据来反映物体位移的大小，则下列说法正确的是

A．物体向右移动时，电压表的示数变大

B．物体运动时，电路中的电流会发生变化

C．电压表示数的改变量与物体位移成正比

D．电压表示数的改变量与物体位移不成正比

如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中为光敏电阻，为定值电阻，此光敏电阻计数器的工作原理是

A．当有光照时，信号处理系统获得高电压

B．当有光照时，信号处理系统获得低电压

C．信号处理系统获得一次低电压就计数一次

D．信号处理系统获得一次高电压就计数一次

广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中的温度传感器，是利用热敏电阻随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中，电源的电动势E =" 9.0" V，内电阻不可忽略；G为内阻不计的灵敏电流表；R₀为保护电阻；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R- t图象所示。则热敏电阻R与摄氏温度t的关系为R=_____________________；闭合电键S，当R的温度等于40℃时，电流表示数I₁=2.25 mA，则当电流表的示数I₂="3.6" mA时，热敏电阻R的温度是_______℃。

如图所示为一测定液面高低的传感示意图，Ａ为固定的导体芯，Ｂ为导体芯外面的一层绝缘物质，Ｃ为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同．如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度ｈ变化为（　　　）

A．ｈ正在增大	B．ｈ正在减小
C．ｈ不变	D．无法确定

家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由酞酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率与温度的关系如右图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、控温两重功能，对此以下说法中正确的是 (　　   )

A．通电后其功率先增大后减小

B．通电后其功率先减小后增大

C．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1或t2不变

D．当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1到t2的某一值不变

某实验装置将速度传感器与计算机相结合，可以自动作出物体运动的图象．某同学在一次实验中得到的运动小车的速度—时间图象如图所示，由此图象可知  (　　)

A．小车先做匀加速运动，后做匀减速运动

B．小车运动的最大速度约为0.8m/s

C．小车的最大位移在数值上等于图象中曲线与t轴所围的面积

D．小车做曲线运动

电子体重秤的原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随踏板变化的函数式为R =30–0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）．下列说法正确是

A 该秤能测量的最大体重是1400N
B 该秤能测量的最大体重是1300N
C 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0.375A处
D 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘0.400A处

霍尔元件能转换哪两个量

A．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量

B．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量

C．把力转换为电压这个电学量

D．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量

有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆AOB、压力传感器R（一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是电流表）。其中AO︰BO=4︰1。已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：

压力F/N	0	50	100	150	200	250	300	……
电阻R/	300	270	240	210	180	150	120	……

设踏板和杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.5V，则：
（1）利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；
（2）该电子秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘多少毫安处？
（3）如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20mA，这个人的体重是多少？

传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化，将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路。那么.

A．当F向上压膜片电极时，电容将减小.

B．当F向上压膜片电极时，电容将增大.

C．若电流计中有向上的电流，则表明压力F在减小.

D．若压力F不变，则电流计中有向上的电流.