《2020年基于核心素养下的34个中考物理特色专题专题17传感器问题含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年基于核心素养下的34个中考物理特色专题专题17传感器问题含解析（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题17 传感器问题传感器它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量,并能把它们按一定规律转换为电压、电流等电学量,或转换为电路的通断。即传感器能将被测信号量的微小变化转换成电信号的变化。近几年来,各地年中考出现以传感器件为背景的试题,综合考查学生的基础知识和技能。希望毕业班学生在中考复习时要重视这类问题。【例题1】距离传感器是一种测量距离的仪器,它发出的超声波遇到物体后反射回传感器,传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离,并显示物体的s-t图象。已知超声波在空气中的速度是340m/s。（1）若传感器在发出信号后0.01s收到从物体反射回来的信号,物体距传感器多远？（2）若显示物
2、体的s-t图象如图甲,物体在0至15s的运动情况如何？为什么？（3）另外一物体在F=10N的水平拉力作用下,沿水平地面做直线运动。传感器显示物体的s-t图象如图乙。求：在0至15s物体受到的摩擦力是多大？（写出分析过程）【答案】见解析。【解析】（1）s=vt=3400.012 m =1.7m（2）物体处于静止状态。因为物体运动的路程s没有随时间t改变。（3）由图可知该物体运动的路程s与t成正比,说明物体在做匀速运动,故受力平衡则f=F=10N【例题2】如图甲是某种型号的轿车,车的质量为600kg,每个轮胎与地面的接触面积为200cm2。一次该车在一段平直的公路上匀速行驶,遇到车速监控检测点。检
3、测点的距离传感器从向车发出超声波信号到接收到信号共用了0.6s。在连接距离传感器的计算机屏幕上显示的该车运动的st图像如图乙所示（超声波在空气中传播速度为340m/s）。求：该小轿车空载时对地面的压强。超声波信号遇到小车时,小车与检测监控点的距离。若小车在运动中所受阻力大小为3000N,则小车在10s内牵引力所做的功。【答案】见解析。【解析】F=G=mg=600kg10N/kg=6000Np=F/S=6000N/（0.024）m2=7.5104Pas=vt=340m/s0.6s=204m s=s/2=102mv=s/t=80m/4s=20m/sW=Fs=3000N20m/s10s=6105J【
4、例题3】如图甲所示是某电器中的一个电路,R是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示；电源电压U保持不变,R0为定值电阻。闭合开关电路工作时,随着工作环境温度的升高,电压表的示数_（选填“变大”、“变小”或“不变”）；电路消耗的电功率的表达式P=_（用题中所给字母表示）；已知当温度为40时,定值电阻与热敏电阻的阻值相等,则温度由40上升到100时,定值电阻R0先后消耗的电功率之比是_。 【答案】变大；9:16【解析】抓住图像的特点,分别找出温度由40、100时,热敏电阻的阻值,结合已知条件确定定值电阻R0的阻值,欧姆定律公式和电功率公式分别把前后温度不同时定值电阻消耗的电功率,用数学表达式表
5、示出来,然后就很容易求出比值。由乙图可知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,故由欧姆定律可得电路中电流增大,由欧姆定律得,R0两端的电压增加,即电压表示数增大。电路总电阻为R总=R+R0,根据P=U2/R总得电路总的电功率P=U2/（R+R0）当温度为40时,定值电阻与热敏电阻的阻值相等,即R1=R0=200 定值电阻消耗的电功率P1=I12R0= U2R0/（R1+R0）2= 200U2/（400）2=U2/800100时,热敏电阻的阻值R=100 R0=200 这时定值电阻消耗的电功率P2=I22R0= U2R0/（R2+R0）2=200U2/（300）2=2U2/900则温度由40上升到1
6、00时,定值电阻R0先后消耗的电功率之比是P1：P2= U2/800：2U2/900=9:161如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图其中S为激光源,R1为光敏电阻（有光照射时,阻值较小；无光照射时,阻值较大）,R2为定值保护电阻,a、b间接“示波器”（示波器的接入对电路无影响）水平传送带匀速前进,每当传送带上的产品通过S与R1之间时,射向光敏电阻的光线会被产品挡住若传送带上的产品为均匀正方体,示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V,保护电阻R2的阻值为400则（）A有光照射时光敏电阻R1的阻值为800B有光照射和无光照射时保护电阻R2两端
7、的电压之比为1：2C有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1：2D每lh通过S与R1之间的产品个数为6000个【答案】D【解析】（1）由甲图可知：R1、R2串联,由光敏电阻有光照射时阻值较小可知,当有光照射时,R1的阻值变小,电路的总电阻变小；根据I=可知,电路中的电流变大；根据U=IR可知,R2两端的电压变大；根据串联电路总电压等于各分电压之和可知,R1两端的电压变小,即R1两端的电压较低,由图象知R1的电压U1=2V,则U2=UU1=6V2V=4V,电路中的电流：I=0.01A,光敏电阻的阻值：R1=200,故A不正确（2）R1无激光照时,由图象可得U1=4V,U2=UU1=6V4V=2
8、V,所以,有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比U2：U2=4V：2V=2：1,故B不正确；I=0.005A,此时电阻R1的阻值：R1=800,所以,光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比R1：R1=200：800=1：4,故C不正确；（3）由图象可知：每经过0.6s,就有一个产品通过计数装置n=6000个,故D正确2.如图所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一拉力位移传感器竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图所示据图可知金属杆重（）A5 N B10 N C20 N D40 N【答案】B 【解析】根据
9、图像知道Fx=8N m设杆重力为G, 对应力臂为L=0.8 m根据杠杆平衡条件有Fx=GLG= Fx/L=8N m/0.8 m=10N 3压敏电阻的阻值是随所受压力的增大而减小的小聪同学想设计一个通过电表示数反映压敏电阻所受压力大小的电路,要求压力增大时电表示数增大以下电路不符合要求的是（）A B C D【答案】D【解析】在串联电路中,用电器两端电压与其阻值成正比；在并联电路中,干路电流等于支路电流之和；支路电流与其阻值成反比由图知：A压敏电阻与定值电阻并联当压力增大时,压敏电阻阻值减小,并联电路总电阻减小,电源电压一定,所以干路电流增大,电流表示数增大符合要求；B压敏电阻与定值电阻并联当压力
10、增大时,压敏电阻阻值减小,两端电压一定,所以电流表示数增大符合要求；C压敏电阻与定值电阻串联当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,压敏电阻两端电压减小,所以定值电阻两端电压增大,电压表示数增大符合要求；D压敏电阻与定值电阻串联当压力增大时,压敏电阻阻值减小,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比知,压敏电阻两端电压减小,所以电压表示数减小不符合要求4图是一种输液时所用报警电路：电源电压恒定,R为定值电阻,闭合开关S,贴在针口处的传感器M接触到从针口处漏出的药液后,其电阻RM发生变化,导致电压表的示数增大而触犯警报器（图中未画出）报警,则M接触药液后（）A
11、M的电阻RM变大B电路消耗的总功率变大C电压表与电流表的示数乘积不变D电压表与电流表的示数之比变大【答案】B【解析】由电路图可知,定值电阻R与传感器电阻M串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流由题意可知,M接触药液后,警报器报警,电压表V的示数增大,由I=的变形式U=IR可知,电压表示数增大时,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,则电压表与电流表的乘积变大,故C错误；由P=UI可知,电源电压不变时,电路消耗的总功率变大,故B正确；由R=可知,电路中的总电阻变小,因串联电路中总电阻等于各分电压之和,所以,M的电阻RM变小,故A错误；由R=可知,电压表V与电流表A的比值等于定值电阻R的
12、阻值,则电压表与电流表的比值不变,故D错误5. 如图所示是检测酒精浓度的测试仪原理图,图中电源电压恒定为8V,R1为定值电阻,酒精气体传感器R2的阻值随酒精气体浓度的增大而减小。当酒精浓度为0时,R2=60,此时电压表示数为2V。以下说法错误的是（ ）A. 若酒精气体浓度越大,电压表和电流表示数都越大B. 定值电阻R1的阻值为20C. 酒精浓度为0时,电路消耗的总功率为0.6WD. 若电流表示数达到0.2A时,表示酒驾,此时R2消耗的电功率为0.8W【答案】C【解析】A由电路图可知,电阻R1和R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,若酒精气体浓度越大,则R2减小,电路的总电阻减
13、小,由欧姆定律可知,电流变大,根据U=IR,电压表示数变大,故A正确。BC当酒精浓度为0时,R2=60,此时电压表示数为2V。根据串联电路的电压关系,R2的电压U2=U-U1=8V-2V=6V,电压表示数为R2电压的倍,根据串联分压原理,定值电阻R1的阻值为,故B正确。此时,串联电路的总电阻R=R1+R2=20+60=80,电路消耗的总功率为,故C错误。D若电流表示数达到0.2A时,酒精气体传感器的电阻,此时R2消耗的电功率为,故D正确。6.某小组同学利用由硫化镉半导体材料制成的光敏电阻、电压恒定的电源、电流表、电键和导线组成电路,并用强度相同的不同光,做了如图（a）、（b）、（c）所示的三次
14、实验。下列说法正确的是（ ）A.“探究由光敏电阻的阻值特性与照射的光线种类的关系”B.比较（a）和（b）两图可以发现：该光敏电阻的电阻值特性与红外光线无关。C.比较（a）和（c）两图可以发现：在电压一定时,用强度相同的可见光线或紫外光线照射到由硫化镉半导体材料制成的光敏电阻上,通过光敏电阻的电流是不相等的,用紫外光线照射时通过的电流较大,因此该光敏电阻的电阻特性与紫外光线有关,用紫外光线照射时其电阻值较小。D.根据上述研究情况,可以提出一个进一步研究的问题是“是否所有的光敏电阻的电阻特性与紫外光线有关？”。【答案】ACD 【解析】A.有（a）（b）（c）三个图可以看到不同光线照射同一电阻时,通
15、过控制电压相同,来观察电流是否相同,来进一步了解电阻阻值是否变化。所以研究的问题是“探究由光敏电阻的阻值特性与照射的光线种类的关系”。B.比较（a）和（b）两图可以发现：在电压一定时,用强度相同的可见光线或紫外光线照射到由硫化镉半导体材料制成的光敏电阻上,通过光敏电阻的电流是相等的,该光敏电阻的电阻值特性与红外光线无关。这里一定要控制电源电压不变,强度相同的可见光线或紫外光线。C.在电压一定时,用强度相同的可见光线或紫外光线照射到由硫化镉半导体材料制成的光敏电阻上,通过光敏电阻的电流是不相等的,用紫外光线照射时通过的电流较大,因此该光敏电阻的电阻特性与紫外光线有关,用紫外光线照射时其电阻值较小。D.是否所有的光敏电阻的电阻特性与紫外光线有关？其他答案合理给分.
