高中物理利用传感器制作简单的自动控制装置试题

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c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

如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R₀表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k 。若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器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A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）根据图甲，温度为t（t>0℃）时电阻R的大小为___________________。
（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R₀、R′（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式
t＝____________________________。
（3）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值________15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）。

已知磁敏电阻在没有磁场时电阻很小，有磁场时电阻变大，并且磁场越强阻值越大，为探测磁场的有无，利用磁敏电阻作为传感器设计了如图所示电路，电源的电动势E和内阻r不变，在没有磁场时调节变阻器R使电灯L正常发光，若探测装置从无磁场区域进入强磁场区，则

A．电灯L变亮	B．电灯L变暗
C．电流表的示数减小	D．电流表示数增大

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，处理系统获得低电压

B．当有光照射R1时，处理系统获得高电压

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

为了儿童安全，布绒玩具必须检测其中是否存在金属断针，可以先将玩具放置强磁场中，若其中有断针，则断针被磁化，用磁报警装置可以检测到断针的存在，如图所示是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中R_B是磁敏传感器，它的电阻随断针的出现而减小，a、b接报警器，当传感器R_B所在处出现断针时，电流表的电流I、ab两端的电压U将（ ）

A．I变大，U变小	B．I变小，U变小
C．I变大，U变大	D．I变小，U变大

如图所示，R₁、R₂为可调电阻，R₃为标准电阻，R₄为热敏电阻（阻值随温度升高而减小）。下列说法中正确的是（    ）

A．当环境温度升高时，电容器所带电荷量减小

B．若R1的阻值减小，电容器所带电荷量保持减小

C．若R2的阻值增大，电容器所带电荷量增加

D．若R2的阻值减小，电流表的示数减小

如图甲所示的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器。其原理是发射端
发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过
光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间△t，则可以求出运动物体
通过光电门时的瞬时速度大小。

（1)为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度比较    （选填“宽”或“窄”）的挡光板。
（2)图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置A点静止释放。
①如图丙所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度d=____mm，实验时将小车从图乙A点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔△t="0.02" s，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为    m/s；（结果保留两位有效数字）
②实验中设小车的质量为m₁，重物的质量为m₂，则在m₁与m₂满足关系式    时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等；
③测出多组重物的质量m₂和对应挡光板通过光电门的时间△t，并算出小车经过光电门时的速度v ，通过描点作出两物理量的线性关系图象，可间接得出小车的加速度与力之间的关系。处理数据时应作出    图象（选填“v² - m₁”或“v²一m₂”）；
④某同学在③中作出的线性关系图象不过坐标原点，如图丁所示（图中的m表示m1或m2），其可能的原因是____    。

压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。其工作原理图如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。0～t₁时间内升降机停在某一楼层处，t₁时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化情况如图乙所示。则下列判断正确的是

A．t1～t2时间内绝缘重物处于超重状态

B．t3～t4时间内绝缘重物处于失重状态

C．升降机开始时可能停在10楼，从tt时刻开始，经向 下加速、匀速、减速，最后停在l楼

D．升降机开始时可能停在l楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼

在如图甲所示的电路中，R_T是半导体热敏电阻，其电阻R_T随温度T变化的关系图象如图乙所示，当R_T所在处温度升高时，下列关于通过理想电流表的电流I，ab间电压U和电容器电量q的说法正确的是（    ）

A．I变大，U变大	B．I变大，U变小
C．U变小，q变小	D．U变大，q变大

如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R₁、R₂为定值电阻，L为小灯泡，R₃为光敏电阻，当照射光强度减小时，R₃阻值增大，则(     )

A．电压表的示数增大

B．R2中电流增大

C．小灯泡的功率减小

D．电路的路端电压升高

如图所示，某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。A、B为两个相同的双向力传感器，该型号传感器在受到拉力时读数为正，受到压力时读数为负。A连接质量不计的细绳，可沿固定的轨道做圆弧形运动。B固定不动，通过光滑铰链连接长0.3m的直杆。将细绳连接在杆右端O点构成支架。保持杆在水平方向，按如下步骤操作：

①测量绳子与水平杆的夹角∠AOB＝θ
②对两个传感器进行调零（使其示数归零）
③用另一根绳在O点悬挂一个钩码，记录两个传感器的读数
④取下钩码，移动传感器A改变θ角
重复上述实验步骤，得到表格。

F1/N	1.001	0.580		1.002
F2/N	－0.868	－0.291		0.865
θ	30°	60°		150°

（1）根据表格数据，A传感器对应的是表中力________（选填“F₁”或“F₂”）。钩码质量为________ kg（保留一位有效数字）。
（2）本实验中多次对传感器进行调零，对此操作目的是________
A．因为事先忘记调零
B．何时调零对实验结果没有影响
C．为了消除横杆自身重力对结果的影响
D．可以完全消除实验的误差

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

在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R₁、R₂为定值电阻，（其阻值均大于电源内阻r）R₃为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，电压表为理想电压表．若将照射R₃的光的强度减弱，则

A．电压表的示数变大

B．小灯泡消耗的功率变小

C．电源输出功率变小

D．通过R2的电流变小

在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示，R₁为电阻箱，R₂为半导体热敏电阻，C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则有（ ）

A．若R1固定，当环境温度降低时电压表的示数减小

B．若R1固定，当环境温度降低时R1消耗的功率增大

C．若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，电容器C的电荷量增大

D．若R1固定，环境温度不变，当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小

如图所示，R₃是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，两点等电势，当用光照射电阻R₃时

A．R3的电阻变小，点电势高于点电势

B．R3的电阻变小，点电势低于点电势

C．R3的电阻变大，点电势高于点电势

D．R3的电阻变大，点电势低于点电势