高中物理选修2认识传感器实验探究题专项训练Word文档下载推荐.docx

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A．小车与轨道之间存在摩擦 

B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大 

D．所用小车的质量太大

3、（6分）DIS实验是利用现代信息技术进行的实验。

学生实验“用DIS研究机械能守恒定律”的装置如图（a）所示，某组同学在一次实验中，选择DIS以图像方式显示实验的结果，所显示的图像如图（b）所示。

图像的横轴表示小球距D点的高度h，纵轴表示摆球的重力势能Ep、动能Ek或机械能E。

试回答下列问题：

（1）图（b）的图像中，表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是__________________（按顺序填写相应图线所对应的文字）。

（2）图（a）所示的实验装置中，小球起到_______________的作用，传感器K的名称是_______________。

（3）根据图（b）所示的实验图像，可以得出的结论是____________________________。

4、某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示．测量时先调节输入端的电压。

使转换器空载时的输出电压为0；

而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。

现有下列器材：

力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。

请完成对该物体质量的测量。

（l）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。

（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．

（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。

5、热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，其阻值随温度升高而减小，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，备用的实验器材和器具有：

待测热敏电阻R1（常温下的阻值约40―50

）和温度计插入带塞的保温杯中（杯内有一定的冷水）；

盛有热水的暖水瓶（图中未画出）；

电原E（3V、内阻可忽略）；

直流电流表A（内阻约1

）；

直流电表V（内阻约5k

滑动变阻器R（0―10

开关S、导线若干。

（1）如图a，b，c三条图线中，能反映出热敏电阻伏安特性曲线的是 

（2）在方框中画出实验电路图，要求得到的特性曲线尽可能完整，测量误差尽可能小。

（3）根据电路图，在实物图中连线。

6、如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，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，则说明 

这样的电容式传感器的两电极分别由 

和 

构成。

7、2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。

材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。

若图l为某磁敏电阻在室温下的电阻-磁感应强度特性曲线，其中RE、RO。

分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。

为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。

请按要求完成下列实验。

（1）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。

要求误差较小。

提供的器材如下：

A．磁敏电阻，无磁场时阻值RO=150

B．滑动变阻器R，全电阻约20

C．电流表

，量程2.5mA，内阻约30

D．电压表

，量程3v，内阻约

E．直流电源E，电动势3v，内阻不计

F．开关S，导线若干

（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中，测量数据如下表：

根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB= 

，结合图1可知待测磁场的磁感应强度B= 

T。

（3）试结合图l简要回答，磁感应强度B在0―0.2T和0.4～1.0T范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同’

（4）某同学查阅相关资料时看到了图3所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻一磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？

8、（7分）在“DIS研究机械能守恒定律”中，将实验装置中的 

传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律。

实验中A、B、C、D四点高度为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m，已由计算机默认，不必输入。

现某位同学要测定摆锤在D点的瞬时速度。

其实验装置如图所示，接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处，如图。

（1）请问该实验中所用传感器的名称是_________传感器。

（2）请指出该同学实验中的错误之处：

① 

；

② 

。

（3）摆图中计算机记录的数据与真实值相比将 

（填“偏大”、“偏小”或“仍准确”）

9、

（1）如图实一-8甲所示,某同学将一端固定有滑轮的长木板水平放置在桌面上,利用钩码通过细绳水平拉小车,让小车从静止开始运动,利用打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.如图乙所示,其中O点为纸带上记录到的第一点,A、B、C是该同学在纸带上所取的一些点.已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz（打点计时器每隔0.02s打一个点）,利用图中给出的数据,算出打点计时器打下B点时小车的速度大小vB=_____m/s,小车运动过程中的加速度大小a=_____m/s2.（结果均保留3位有效数字）

（2）某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图12所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，表中是记录的实验数据.木块的重力为10.00N，重力加速度g=9.80m/s2，根据表格中的数据回答下列问题（答案保留3位有效数字）：

木块与桌面间的最大静摩擦力fm一定不小于__ 

_ 

N；

木块匀加速运动时受到的摩擦力f=_______N.

10、在实际应用中有多种自动控温装置，以下是其中两种控温装置：

（1）图（a）为某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1=2kΩ，R2=1.5kΩ，R3=4kΩ，Rt为热敏电阻，其电阻随温度变化的图像如图（b）所示。

当a、b两点电势Ua<

Ub时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；

当Ua>

Ub时，电压鉴别器会使S断开，停止加热，则恒温箱内的稳定温度为____℃，恒温箱内的电热丝加热时Rt的取值范围为_____。

（2）有一种由PTC元件做成的加热器，它产生的焦耳热功率PR随温度t变化的图像如图（c）所示。

该加热器向周围散热的功率为PQ=k（t-t0），其中t为加热器的温度，t0为室温（本题中取20℃），k=0.1W/℃。

①当PR=PQ时加热器的温度即可保持稳定，则该加热器工作的稳定温度为________℃；

②（单选）某次工作中，该加热器从室温升高至稳定温度的过程中，下列温度变化过程用时最短的是（ 

）

（A）20℃~24℃ 

（B）32℃~36℃ 

（C）48℃~52℃ 

（D）60℃~64℃

11、利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。

图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U—I关系图线。

（1）实验室提供的器材有：

电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A（阻值范围0~10Ω）、滑动变阻器B（阻值范围0~100Ω）、电动势为6V的电源（不计内阻）、小灯泡、电键、导线若干。

该同学做实验时，滑动变阻器选用的是 

（选填“A”或“B”）；

请在图乙的方框中画出该实验的电路图。

（2）如果将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为0.3A，电源电动势为3V。

则此时小灯泡的电功率为 

W，电源的内阻为 

Ω。

12、电流传感器可以像电流表一样测量电流，它的优点是反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化，还可以与计算机相连，能在很短的时间内画出电流随时间的变化图象．

按图6－2－15甲连接电路，提供8V直流电源，先使开关S与1相连，电源向电容器充电，这个过程可在瞬间完成，然后把开关S掷向2，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏上显示出电流随时间变化的I－t曲线，如图乙所示．

图6－2－15

（1）图乙中画出的竖直狭长矩形（图乙最左端），其面积表示的物理意义是：

________；

（2）估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量是________C；

（3）根据以上数据估算，电容器的电容是________F.

============参考答案============

一、实验,探究题

1、1.0 

减小

2、

（1）小车的总质量 

小车所受外力；

（2）①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；

②C。

3、

（1）乙、丙、甲

（2）挡光片（或遮光片、遮光板），光电门传感器（或光电门、光电传感器）；

（3）在误差允许的范围内，在只有重力做功的情况下，小球的机械能守恒。

4、

（1）设计的电路图如图所示。

（2）测量步骤与结果：

①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；

②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0；

③将待测物放在转换器上，记下输出电压U1；

由U0＝km0g，得k＝U0/m0g 

测得U＝kmg，所以m＝m0U/U0。

（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零；

②待测物体质量超出转换器量程。

5、

（1）c

（2）如下图

（3）图略（电流表量程选0―0.6A；

电压表量程选0―3V

6、说明液面在下降；

固定的导体芯A；

导电液体C

7、

（1）如下图所示

（2）1500 

0.90

（3）在0-0.2T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度非线性变化（或不均匀变化）；

在0.4-1.0T范围内，磁敏电阻的阻值随磁感应强度线性变化（或均匀变化）

（4）磁场反向，磁敏电阻的阻值不变

8、（7分）

（1） 

光电门 

；

（2）① 

光电门传感器未放在标尺盘最低端的D点 

摆锤释放器未置于A点 

（3） 

偏小 

9、

（1）1.03 

1.34 

（2）4.01 

4.01

10、

（1）25，>

3kΩ

（2）①70（68~72均可） 

②（B）

11、

（1）A 

（2分） 

电路如图（3分）

（2）0.66~0.72 

（2分） 

2~2.67 

（2分）

12、 

（1）0.1s内的放电电荷量

（2）6.0×

10－3

（3）7.5×

10－4