1、 【满分：110 分 时间：90 分钟】一、选择题(本大题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中. 18 题只有一项符合题目要求； 912 题有多项符合题目要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。)1如图所示为一种常见的身高体重测量仪，测量仪顶部向下发射超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪可记录发射和接收的时间间隔测量仪底部有一压力传感器，其输出电压作用在它上的压力 F 成正比，表达式为 （k 为比例系数） 。某同学已知了自己的身高 h、质量 m 和重力加速度 g，UF他想利用该装置测量超声波速度 v 和比例系数 k，
2、他多次研究发现，当他站上测重台时测量仪记录的时间间隔比他没站上时减少了 ；当他没站上测重台时，测量仪已有输出电压为 （ 0） ，当他站上测重t 0U台时测量仪输出电压为 U，那么超声波 v 与比例系数 k 为A B 02Uhvktmg， 02Uhvktmg，C D 0t， 0t，【答案】 C【解析】设身高体重测量仪高度为 L，没有站人时压力传感器的压力为 F0，设当测重台上没有站人时，测量仪记录的时间间隔为 t0，根据超声波的速度和位移关系可得 ；根据传感器输出电压与作用在其02vtL上的压力成正比可得 ；当测重台上站人时，测量仪记录的时间间隔为 t，同理可得UkF，联立解得 ，C 正确；故选
3、 C.02vtLhmg， 02Uhvktmg，点睛：本题为传感器类问题的应用，解题的关键在于明确题意，由题找出对应的信息再结合所学物理规律即可求解，注意在求身高要注意取单程时间，求质量要明确压力等于重力2压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体 m，升降机静止时电流表示数为I0。某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中A 升降机一定是先向上做匀加速运动然后做匀减速运动B 升降机可能是先向上做匀减速运动然后做匀加速运动C 物体一定是先超重后失重D 物体一定是先失重后超重【答案】
4、C【点睛】根据 I-t 图象得到电流变化情况，然后结合电路特点得到电阻变化情况，再有压敏电阻特性得到压力变化情况，最后得到加速度变化情况。3如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻 R1 能接收到发光元件 A 发出的光，每当工件挡住 A 发出的光，光传感器 B 就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10 、15、20(单位：cm)，则下述说法正确的是( 不计工件挡住的时间)()A 工件加速度为 0.1m/s2B 工件加速度为 0.4m/s2C 当无光照射 R1 时，
5、光传感器就输出一次高电压D 当无光照射 R1 时，光传感器就输出一次低电压【答案】 D【解析】考点：光敏电阻；匀变速直线运动的规律【名师点睛】此题考查了光敏电阻的特点以及匀变速直线运动的规律 ；要知道光敏电阻的特点，有光照射电阻较小，无光照射电阻较大，根据电路连接关系知当无光照射 R1 时，电阻较大，分压较大，R2 分压较小，故光传感器就输出一次低电压。4如图是磁报警装置中的一部分电路示意图，其中电源电动势为 E，内阻为 r， 、 是定值电阻， 是磁敏传感器，它的电阻随磁体的出现而减小，c、d 接报警器 电路闭合后，当传感器 所在处出现磁体时，则电流表的电流 I，c、d 两端的电压 U 将 A
6、 I 变大，U 变小B I 变小，U 变大C I 变大，U 变大D I 变小，U 变小【答案】 A【解析】点睛：本题是信息题，首先要抓住传感器 RB 电阻与磁体的关系，其次按“部分整体部分”的顺序进行动态分析。5压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，某位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图(a)所示，将压敏电阻和一块挡板固定在光滑绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右看做直线运动过程中，电流表示数如图(b)所示，下列判断正确的 是( )A 从到 时间内，小车做匀速直线运动B 从到 时间内，小车做匀加速直线运动C 从到 时间内，小车做匀速直线运动D 从到 时间内，小车
7、做匀加速直线运动【答案】 D【解析】试题分析：在 t1t 2 内，I 变大，阻值变小，压力变大，根据 牛顿第二定律可知，小车做变加速运动，故AB 错误；在 t2t 3 内，I 不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故 C 错误，故 D 正确；故选：D考点：牛顿第二定律的应用.6传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示的是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力 F 作用于可动膜片的电极上时，以下说法中 正确的是( )若 F 向上压膜片电极，电路中有从 a 到 b 的电流 若 F 向上压膜片电极，电路中有从 b 到 a 的电流 若 F 向上压膜片电极，电路中不会出现电流 若电流表有示数，则说明压力
8、 F 发生变化 若电流表有示数，则说明压力 F 不发生变化A B C D 【答案】 A【点评】本题是实际问题，实质是电容器动态变化分析的问题，关键要抓住不变量：电压不变7如图所示的实验电路中，电源两端的电压恒定，L 为小灯泡，R 为光敏电阻，D 为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且 R 与 D 相距很近，下列说法正确的是 （ )A 当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率增大B 当滑动触头 P 向左移动时，L 消耗的功率减小C 当滑动触头 P 向右移动时，L 消耗的功率可能不变D 无论怎样移动触头 P，L 消耗的功率都不变【答案】 A【解析】思路分析：根据发光二极管中的电流变化，判断二
9、极管发光变化，发光二极管为光敏电阻 R 提供光源，从而判断光敏电阻的阻值变化，再根据公式 判断灯泡消耗的功率。试题点评：考查了电路的动态变化，本题的关键是理解发光二极管为光敏电阻 R 提供光源和光敏电阻随着光照的增强阻值在减小8我国于 2011 年 5 月 1 日起，醉酒驾驶由交通违法行为升级为犯罪行为。 “陶瓷气敏传感器”可以用于分析气体中酒精蒸汽的含量。如果司机饮酒，血液中的酒精成分扩散到呼出的气体中，呼出的气体喷在传感器上，传感器的电阻将随酒精蒸汽浓度发生相应的变化，从而可以检测血液中的酒精含量。某种陶瓷气敏传感器的电导（即电阻的倒数）与气体中酒精蒸汽浓度 C 的关系如图甲所示。现用其组
10、成如图乙所示的检测电路（电池内阻为 r，电流表内阻不计） 以下判断正确的是（ ）A 此陶瓷气敏传感器的电阻与气体中酒精蒸汽的浓度 C 成正比B 气体中酒精蒸汽的浓度 C 越大，则电流表指针偏转的角度越小C 气体中酒精的蒸汽浓度 C 越大，则电池路端电压越小，传感器上电压也越小D 气体中酒精的蒸汽浓度 C 越大，则传感器电阻越小，电源的总功率越小【答案】 C【解析】【详解】9电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压点薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器 C、电阻 R 组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车 的前、后轮先后经过感应线，
11、回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即现为“闯红灯” ，电子眼拍照，则红灯亮时（ ）A车轮停在感应线上时，电阻 R 上有恒定电流B车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C车轮经过感应线的过程中，电阻 R 上的电流先增加后减小D汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照【答案】 BD【解析】试题分析：车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻 R 上没有电流，故 A 错误；由乙图可知，当车轮经过时电流先增大后减小，然后再反向增大减小；因电压是在受压时产生的；故说明电容器先充电后放电；故 B 正确，C 错误；若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，
12、仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，故 D 正确。考点：电容器的动态分析【名师点睛】根据电流和电路图分析电容器的充放电过程，并根据工作原理明确汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内是否符合拍照条件。10如图，a 是用电流传感器 S1、S 2（其电阻忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为 R，L 是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为 R，不计电源内阻图 b 是某同学画出的在 t0时刻开关 S 切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图像关于这些图像，下列说法中正确的是（ ）ab甲 乙 丙 丁A甲是开关 S 由断开变为闭合，通过传感器 S1的电流随时间变化的情
13、况B乙是开关 S 由断开变为闭合，通过传感器 S1的电流随时间变化的情况C丙是开关 S 由闭合变为断开，通过传感器 S2的电流随时间变化的情况 D丁是开关 S 由闭合变为断开，通过传感器 S2的电流随时间变化的情况【答案】 BC【解析】考点：自感11如图所示的电路中，电源的电动势 E 和内阻 r 一定，A、B 为平行板电容器的两块正对金属板，R 1 为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小 )。当 R2 的滑动触头 P 在 a 端时，闭合开关 S，此时电流表 A 和电压表 V 的示数分别为 I 和 U。以下说法正确的是( )A 若仅将 R2 的滑动触头 P 向 b 端移动，则 I 不变，U 增大
14、B 若仅增大 A、B 板间距离，则电容器所带电荷量减少C 若仅用更强的光照射 R1，则 I 增大，U 增大，电容器所带电荷量增加D 若仅用更强的光照射 R1，则 U 变化量的绝对值与 I 变化量的绝对值的比值不变【答案】 BD【解析】点睛：解决本题的关键电路稳定时 R3 相当于导线，电容器两端间的电压等于 R1 两端间的电压，再利用闭合电路欧姆定律进行动态分析对于电容的动态分析，应根据电容的决定式 和电容的定义式C=Q/U 结合进行分析12电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制。转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面
15、如图甲。永久磁铁的左右两侧分别为 N、S 极，开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙。随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的霍尔电压，己知电压与车速关系如图丙，以下关于“霍尔转把” 叙述正确的是( )A 为提高控制的灵敏度，应该使永久磁铁的上下端分別为 N、S 极B 按图甲顺时针转动电动车的右把手（手柄转套） ，车速将变快C 图乙中从霍尔器件的前后面输出控制车速的霍尔电压D 若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制【答案】 BC点睛：考查霍尔元件的工作原理，掌握“霍尔转把”结构图，理解霍尔器件能输出控制车速的电势差与什么
16、因素有关，注意图丙中电势差的正负，不会影响车速二、非选择题（本大题共 4 小题，第 13、14 题每题 10 分；第 15、16 题每题 15 分；共 50 分）13图示是“加速度 计” 的原理图水平支架 A、B 固定在待测物体上，小 球穿在 A、B 间 的水平光滑金属杆上，将轻质弹簧一端固接于支架 A 上，另一端与小球相连，其下的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动随着系统沿 AB 方向做变速运动，滑块在支架上相对 AB 中点发生位移，并通过电路转换为电信号从1、2 两接线柱输出已知小球的质量为 m， 弹簧的劲度系数为 k， 电源电动势为 E， 内阻为 R， 滑动变阻器总阻值 R=4R， 有效总长
17、度为 L 当待测系统静止时，滑动臂 P 位于滑动变阻器的中点，取AB 方向为正方向(1)请写出待 测物体沿 AB 方向做变速运动的加速度 a 与 1、2 两接线柱间的输出电压 U 间的关系式(2)确定该“加速度计”能测量的最大值【答案】 (1) ；(2)【解析】【分析】电压表测量滑动变阻器左侧部分的电压，由闭合电路欧姆定律可得出电压的表达式；由弹簧的移动可得出此时的受到的弹力，由牛顿第二定律可得出加速度与电压间的关系；由题意可知电压表测量的电压范围及m 的运动范围；则由（1）中的表达式可得出测量范围。【详解】(2) 由题意可知：结合 a 与 U 的表达式,可知加速度计能测量的最大值为14酒后驾
18、车危害极大，为此，新交规实施以来，鹤壁市交通警察重点查处酒后驾车酒精测试仪是交警用来检测机动车驾驶员是否酒后驾车的仪器，它的原理示意图如图所示电源电压为 6V 恒定，当电流表的示数为 0.3A 时，表明该驾驶员没有酒驾，酒精气体传感器正常工作R 0 为定值电阻，阻值为 10请计算：(1)酒精气体传感器正常工作的电阻 R1；(2)酒精气体传感器正常工作一天（24h） ，所消耗的电能【答案】 (1) ；(2)W=77760J【解析】【分析】由电路图可知，定值电阻 R0 与酒精气体传感器电阻串联，电流表测电路中的电流，根据欧姆定律求出酒精气体传感器正常工作时电路中的总电阻，利用电阻的串联求出酒精气体
19、传感器正常工作的电阻 R1；根据求出酒精气体传感器正常工作一天所消耗的电能；【详解】(2)酒精气体传感器正常工作一天所消耗的电能：15如图所示，一条形磁铁置于水平转台上随转台一起做匀变速转动，一磁传感器位于转台边缘从而可以获得传感器所在位置的磁感应强度随时间的变化曲线如图图中横坐标为时间轴，读数为 3 秒/格，纵坐标为磁感应强度(1)请类比平均速度的定义方法，定义平均角速度，并求出转台在测量期间的平均角速度；(2)请类比加速度的定义方法，定义角加速度，并求出转台向心加速度【答案】 (1) ；(2)【解析】【详解】解:（1）类比平均速度的定义，平均角速度为弧度与所用时间的比值，由图象可知，在测量
20、期间，取 磁铁转动的最大周期数为 7 个周期，用时 51s，故平均角速度为；16如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒尺（每厘米长的电阻为 1）竖直放置、其总长度 L=10cm ， 电源电动势 E=6V ， 内阻 r=1Q ， 保护电阻 R0=4 ， 托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量 mo=0.1kg ， 水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触当托盘内不放物体静止时，弹簧的形变量 x=1cm ， 轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移，g 取 10m/s2 求:（1）弹簧的劲度系数 k；（2）该电子秤能称出的最大物体质量 m 及对应的理想电压表 V 的示数 U 【答案】 （1） （2） ，4V【解析】【分析】弹簧劲度系数可用胡克定律来求；当托盘放上重物时，弹簧被压缩，电压测量电阻范围增大，示数增加，利闭合电路欧姆定律可求最大电压【详解】（1）当托 盘内 不放重物时，弹簧弹力为 可得 ，（2） ，当重量最大时，轻杆位于 R 最下端，此时电压表示数为 R 的电压，即，此时弹簧又缩短了 10cm，所放重物重量 ，可得 【点睛】本题为传感器知识，为力学与电学知识结合的题目，需着重注意力学物理量与电学物理量之间的对应和联系，解题时将题目一分为二，力电分家处理
