高中物理人教版 (2019)選擇性必修第二冊(cè)1 認(rèn)識(shí)傳感器精品復(fù)習(xí)練習(xí)題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?5.1 認(rèn)識(shí)傳感器
基礎(chǔ)知識(shí)梳理

1．傳感器的定義：能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等被測(cè)量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為便于和處理的可用輸出．通常是、電流等電學(xué)量，或轉(zhuǎn)換為電路的．
2．非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的意義：把非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為，可以很方便地進(jìn)行測(cè)量、傳輸、處理和控制．
3．傳感器的組成：傳感器的基本部分一般由、組成．
4．傳感器應(yīng)用的一般模式：

【參考答案】傳送信號(hào) 電壓通斷電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換元件
典型例題分析

考點(diǎn)一：傳感器定義及原理
【例1】電梯超載時(shí)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，它用到的傳感器和下列哪個(gè)裝置用到的傳感器相同（　　）
A．紅外報(bào)警裝置 B．門窗防盜報(bào)警裝置
C．電子自動(dòng)稱重裝置 D．濕手自動(dòng)烘干裝置
【答案】C
【詳解】A．紅外報(bào)警裝置是將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，故A錯(cuò)誤；B．門窗防盜報(bào)警裝置一般用干簧管磁性開關(guān)，將磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，故B錯(cuò)誤；C．電子自動(dòng)稱重裝置是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，故C正確；D．濕手自動(dòng)烘干裝置是通過改變傳器的電容，控制芯片啟動(dòng)電機(jī)和加熱裝置，故D錯(cuò)誤。故選C。
【變式練習(xí)】
1．抗疫期間，志愿者使用的電子測(cè)溫槍通過非接觸的方式感應(yīng)人體的體溫以此來排查病毒的疑似感染病例。這種體溫槍利用的電磁波是（　?。?br /> A．X射線 B．紫外線 C．紅外線 D．γ射線
【答案】C
【詳解】測(cè)溫槍利用的是紅外線，又稱為紅外測(cè)溫儀，自然界中一切物體都在不停向外輻射紅外線，物體的溫度越高，紅外線的輻射能力越強(qiáng)。故選C。
2．社區(qū)是疫情聯(lián)防聯(lián)控的第一線，為了嚴(yán)防死守“最后一公里”，某小區(qū)門口新增了AI人臉識(shí)別機(jī)。當(dāng)有人進(jìn)入“人臉識(shí)別區(qū)”，大概0.5m處時(shí)，攝像機(jī)會(huì)捕捉面部信息，對(duì)其面部特征進(jìn)行快速核對(duì)，判斷是否是業(yè)主。下列哪一組傳感器可實(shí)現(xiàn)這一功能（　　）
A．聲傳感器和壓力傳感器
B．光傳感器和位移傳感器
C．速度傳感器和溫度傳感器
D．壓力傳感器和加速度傳感器
【答案】B
【詳解】根據(jù)題意，進(jìn)行人面識(shí)別需要使用光傳感器和位移傳感器。故選B。
【例2】如圖所示為某汽車的加速度傳感器的俯視圖。金屬塊左、右側(cè)分別連接電介質(zhì)、輕質(zhì)彈簧，彈簧與電容器固定在外框上，金屬塊可帶動(dòng)電介質(zhì)相對(duì)于外框左右移動(dòng)（不能上下移動(dòng)），電容器與電源連接，并串聯(lián)計(jì)算機(jī)的信號(hào)采集器。關(guān)于該傳感器的說法正確的是（　?。?br />
A．汽車保持靜止時(shí)，電容器不帶電
B．汽車靜止時(shí)與直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器的電容可能相同
C．汽車由靜止突然向右加速，電路中有逆時(shí)針方向的電流
D．汽車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，電路中始終有順時(shí)針方向的電流
【答案】B
【詳解】A．汽車保持靜止時(shí)，，電容器帶電，故A錯(cuò)誤；B．汽車靜止時(shí)與勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器的電容相同，故B正確；C．當(dāng)汽車向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知，彈力大小不變，彈簧長(zhǎng)度不變，則電容器電介質(zhì)相對(duì)于電容器向左運(yùn)動(dòng)，由

可知電容變大，因兩極的電壓不變，則電容器的電荷量變大，電路中有順時(shí)針方向的電流，故C錯(cuò)誤；D．汽車向右做勻加速運(yùn)動(dòng)過程中，加速度不變，彈簧伸長(zhǎng)量不變，電容器充電完成后，不再有電流，故D錯(cuò)誤。故選B。
【變式練習(xí)】
1．角速度計(jì)可測(cè)量飛機(jī)、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，其結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)系統(tǒng)繞光滑的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，元件A可無摩擦在水平桿上滑動(dòng)，并輸出相應(yīng)的電壓信號(hào)，成為飛機(jī)、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源。已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)均為k、自然長(zhǎng)度均為l，電源的電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻不計(jì)?；瑒?dòng)變阻器總長(zhǎng)也為l，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時(shí)滑片P位于B點(diǎn)，彈簧均處于原長(zhǎng)，當(dāng)系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（　?。?br />
A．電路中電流隨角速度的增大而增大
B．電路中電流隨角速度的減小而增大
C．兩彈簧的形變量均為
D．輸出電壓U與的函數(shù)式為
【答案】D
【詳解】AB．A B系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，無論角速度增大還是減小， BC 的電阻不變，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，電路中電流保持不變，與角速度無關(guān)，AB 錯(cuò)誤；C．設(shè)系統(tǒng)在水平面內(nèi)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左邊彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度以及右邊彈簧壓縮的長(zhǎng)度均為x，則對(duì)元件A，根據(jù)牛頓第二定律得

求得

C錯(cuò)誤；D．輸出電壓

求得

D正確故選D。
2．如圖是一種延時(shí)繼電器的示意圖，鐵芯上有兩個(gè)線圈A和B，線圈A跟電源連接，線圈B兩端連在一起構(gòu)成閉合電路，鐵質(zhì)桿D的右端與金屬觸頭C絕緣相連，C連接工作電路，彈簧K可以拉起桿D從而使工作電路斷開。下列說法正確的是（　?。?br />
A．工作電路正常工作時(shí)，彈簧K處于原長(zhǎng)狀態(tài)
B．工作電路正常工作時(shí)，B線圈中有感應(yīng)電流
C．開關(guān)S斷開瞬間，鐵芯能繼續(xù)吸住鐵桿D一小段時(shí)間
D．減少線圈B的匝數(shù)，對(duì)電路的延時(shí)效果沒有影響
【答案】C
【詳解】AB．工作電路正常工作時(shí)，金屬觸頭C將工作電路連通，此時(shí)彈簧K處于拉伸狀態(tài)，此時(shí)由于線圈A的電流不變，穿過線圈A的磁通量不變，則線圈B中的磁通量不變，B線圈中沒有感應(yīng)電流，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；C．開關(guān)S斷開瞬間，線圈A中電流減小，則穿過線圈B的磁通量減小，從而在線圈B中產(chǎn)生感應(yīng)電流，使鐵芯的磁性逐漸減弱，從而鐵芯能繼續(xù)吸住鐵桿D一小段時(shí)間，起到延時(shí)的作用，選項(xiàng)C正確；D．減少線圈B的匝數(shù)，則當(dāng)開關(guān)S斷開的瞬時(shí)，B中產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)減小，鐵芯的磁性減弱，則對(duì)電路的延時(shí)效果有影響，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。
方法探究

1．傳感器的核心元件
(1)敏感元件：相當(dāng)于人的感覺器官，是傳感器的核心部分，是利用材料的某種敏感效應(yīng)(如熱敏、光敏、壓敏、力敏、濕敏等)制成的．
(2)轉(zhuǎn)換元件：是傳感器中能將敏感元件輸出的與被測(cè)物理量成一定關(guān)系的非電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的電子元件．
(3)轉(zhuǎn)換電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的不易測(cè)量的電學(xué)量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電學(xué)量，如電壓、電流、電阻等．
2．傳感器的工作原理
傳感器感受的通常是非電學(xué)量，如壓力、溫度、位移、濃度、速度、酸堿度等，而它輸出的通常是電學(xué)量，如電壓、電流、電荷量等．這些輸出信號(hào)是非常微弱的，通常要經(jīng)過放大后再輸送給控制系統(tǒng)產(chǎn)生各種控制動(dòng)作．傳感器的工作原理如下所示：
→→→→
課后小練

一、單選題
1．全自動(dòng)洗衣機(jī)設(shè)有多段式水位自動(dòng)感應(yīng)裝置，該裝置實(shí)際上就是傳感器把壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過程。下列屬于這類傳感器的是（????）
A．紅外報(bào)警裝置
B．門窗防盜報(bào)警裝置
C．電子秤中的電阻應(yīng)變片
D．洗手后將濕手靠近會(huì)有熱空氣噴出的自動(dòng)干手機(jī)
【答案】C
【詳解】A．紅外報(bào)警裝置將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，A錯(cuò)誤；B．門窗防盜報(bào)警裝置一般用干簧管這種磁性開關(guān)，將磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，B錯(cuò)誤；C．電子秤中的電阻應(yīng)變片是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，C正確；D．洗手后將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī)改變了傳感器的電容，從而發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)給控制芯片，控制芯片啟動(dòng)電機(jī)和加熱裝置工作，D錯(cuò)誤。故選C。
2．關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（　?。?br /> A．金屬材料不可以制成傳感器
B．傳感器都是通過感知電壓的變化來傳遞信號(hào)的
C．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)
D．所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的
【答案】C
【詳解】AD．傳感器材料分為半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機(jī)材料，故AD錯(cuò)誤；B．傳感器的種類很多，不一定是感知電壓來實(shí)現(xiàn)傳遞信號(hào)的，故B錯(cuò)誤；C．話筒是通過聲波的振動(dòng)，改變電容的大小，從而將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的，故C正確；故選C。
3．下面哪一項(xiàng)不是現(xiàn)代傳感器的應(yīng)用（　?。?br /> A．將自己的銀行卡插進(jìn)自動(dòng)取款機(jī)里可以取錢，而不必麻煩銀行工作人員
B．電梯的兩門靠攏接觸到人體時(shí)，門會(huì)自動(dòng)打開而不會(huì)夾傷人
C．電飯煲能自動(dòng)加熱和保溫而不會(huì)把飯燒焦
D．當(dāng)你走近自動(dòng)門時(shí)，門會(huì)自動(dòng)打開
【答案】A
【詳解】A．將自己的銀行卡插進(jìn)自動(dòng)取款機(jī)里可以取錢，而不必麻煩銀行工作人員，應(yīng)用了磁記錄技術(shù)，與現(xiàn)代傳感器無關(guān)，故A符合題意；B．電梯的兩門靠攏接觸到人體時(shí)，門會(huì)自動(dòng)打開而不會(huì)夾傷人，應(yīng)用了壓力傳感器，故B不符合題意；C．電飯煲能自動(dòng)加熱和保溫而不會(huì)把飯燒焦，應(yīng)用了溫度傳感器，故C不符合題意；D．當(dāng)你走近自動(dòng)門時(shí)，門會(huì)自動(dòng)打開，應(yīng)用了微波或紅外傳感器，故D不符合題意。故選A。
4．一種新型保險(xiǎn)柜安裝有聲紋鎖，只有主人說出事先設(shè)定的暗語(yǔ)才能打開，別人即使說出暗語(yǔ)也打不開鎖。這種聲紋鎖辨別主人聲音的依據(jù)是（　?。?br />
A．音調(diào) B．音色 C．響度 D．聲速
【答案】B
【詳解】因?yàn)槊總€(gè)人的發(fā)聲音色不同，而聲紋鎖是依據(jù)音色來進(jìn)行判斷的，只能按照設(shè)定的音色打開，所以主人說出事先設(shè)定的暗語(yǔ)就能打開，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。
5．傳感器是采集信息的一種重要元件，如圖所示是一種電容式壓力傳感器，當(dāng)待測(cè)壓力作用于可動(dòng)電極時(shí)，使它發(fā)生形變，從而改變傳感器的電容。若電流從靈敏電流計(jì)“＋”接線柱流進(jìn)時(shí)指針向右偏，從“－”流進(jìn)時(shí)向左偏。當(dāng)待測(cè)壓力突然增大時(shí)，下列說法中正確的是（???）

A．電容器的電容將減小 B．M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低
C．靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn) D．若電流計(jì)示數(shù)穩(wěn)定且不為零，說明壓力F不再變化
【答案】B
【詳解】A．由題可知，電容器的電壓不變，當(dāng)待測(cè)壓力突然增大時(shí)，F(xiàn)向上壓膜片電極，由，可知d減小，電容增大，A錯(cuò)誤；BC．由題可知，電容器的電壓不變，若F向上壓膜片電極，電容增大，電量增大，電容器充電，電路中形成逆時(shí)針方向的電流，則靈敏電流計(jì)指針向右偏；電流從N流向M，故M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低，C錯(cuò)誤、B正確；D．若電流計(jì)示數(shù)穩(wěn)定且不為零，說明電容器正在充放電，電容器的電容變化，說明壓力F變化，D錯(cuò)誤。故選B。
6．氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測(cè)，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化。在如圖所示電路中，不同的一氧化碳濃度對(duì)應(yīng)傳感器不同的電阻值，電壓表的示數(shù)與一氧化碳的濃度一一對(duì)應(yīng)，觀察電壓表示數(shù)就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo)。已知氧化錫傳感器的電阻的倒數(shù)與一氧化碳濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與一氧化碳濃度ρ之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是（　?。?br />
A．U越大，表示ρ越大，ρ與U成正比
B．U越大，表示ρ越小，ρ與U成反比
C．U越大，表示ρ越大，但ρ與U不成正、反比關(guān)系
D．U越大，表示ρ越小，但ρ與U不成正、反比關(guān)系
【答案】C
【詳解】設(shè)傳感器的電阻值為，電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)阻為，由題意知

是比例系數(shù)，根據(jù)閉合電路歐姆定律得，電壓表的示數(shù)

即

由表達(dá)式可知，U越大，表示ρ越大，但ρ與U不成正、反比關(guān)系。故選C。
7．據(jù)統(tǒng)計(jì)交通事故逐年增加，造成交通事故的一個(gè)主要原因就是酒后駕駛，“嚴(yán)查酒駕”成為全國(guó)交通部門的一項(xiàng)重要任務(wù)。酒精測(cè)試儀是用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是否酗酒的一種儀器，它的主要元件是由二氧化錫半導(dǎo)體制成的酒精氣體傳感器，該傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化。在如圖所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃度c成正比，則以下說法正確的是（　　）

A．U越大，表示c越小
B．U越大，表示c越大
C．檢測(cè)到駕駛員喝了酒時(shí)，U的示數(shù)變小
D．U越大，表示檢測(cè)到駕駛員喝酒越少
【答案】B
【詳解】AB．圖中酒精傳感器與R、R0串聯(lián)，電壓表測(cè)R0兩端的電壓，U越大，說明電路中電流越大，酒精傳感器的電阻減小，由題意可知：酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度c成正比，可知，c越大，故A錯(cuò)誤，B正確；C．檢測(cè)到駕駛員喝了酒時(shí)，c增大，減小，電路中總電阻減小，電路中電流增大，則U的示數(shù)增大，故C錯(cuò)誤；D．由上分析可知，U越大，c增大，表示檢測(cè)到駕駛員喝酒越多。故D錯(cuò)誤。故選B。
8．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的加速度傳感器，較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著；R為滑動(dòng)變阻器，4是滑動(dòng)片，它與電阻器任一端之間的電阻值都與它到這端的距離成正比，兩個(gè)電池E的電壓相同。按圖連接電路后，電壓表指針的零點(diǎn)位于表盤中央，當(dāng)P端的電勢(shì)高于Q端時(shí)，指針向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)。將此加速度傳感器固定在運(yùn)動(dòng)的物體上，物體沿彈簧方向運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（　　）

A．當(dāng)物體向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的指針將向左偏
B．若電壓表的示數(shù)不變，則說明物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C．若電壓表的示數(shù)增大，則說明物體的速度正在增大
D．電壓表表盤上各刻度對(duì)應(yīng)加速度值的刻度是均勻的
【答案】D
【詳解】A．當(dāng)物體有向左的加速度a時(shí)，滑塊所受的彈簧的合力向左，滑塊向右移動(dòng)，根據(jù)順著電流方向電勢(shì)降低，可知P端的電勢(shì)高于Q點(diǎn)的電勢(shì)，則電壓表的指針將向零點(diǎn)右側(cè)偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；B．若電壓表的示數(shù)不變，說明物塊所處的位置不變，則所受合力恒定，加速度恒定，則說明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．若電壓表的示數(shù)增大，則說明物體離中心位置的距離增大，則物體的合外力增大，即加速度增大，但加速度方向和速度方向可以同向合反向，則物體的速度增大或減小，故C錯(cuò)誤；D．設(shè)滑動(dòng)變阻器的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，加速度為時(shí)，電壓表的示數(shù)為，則有

聯(lián)立解得

由于與成正比，所以表盤的刻度應(yīng)均勻，故D正確；故選D。
二、多選題
9．交通部門常用測(cè)速儀檢測(cè)車速。測(cè)速原理是測(cè)速儀前、后兩次發(fā)出并接收到被測(cè)車反射回的超聲波信號(hào)（超聲波脈沖），再根據(jù)兩次信號(hào)的時(shí)間差測(cè)出車速，如圖甲所示。某次測(cè)速中，測(cè)速儀發(fā)出與接收超聲波信號(hào)的情況如圖乙所示，x表示超聲波與測(cè)速儀之間的距離。假設(shè)超聲波的速度為340m/s且保持不變。下列說法正確的是（　?。?br />
A． B．
C．被測(cè)汽車速度是13.60m/s D．被測(cè)汽車速度是14.17m/s
【答案】BD
【詳解】AB．由題圖可知：超聲波第一次從測(cè)試儀發(fā)出到與汽車相遇的地點(diǎn)，經(jīng)過的時(shí)間為

由可得，超聲波通過的距離為

超聲波第二次從測(cè)試儀發(fā)出到與汽車相遇的地點(diǎn)，經(jīng)過的時(shí)間為

超聲波通過的距離為

故A錯(cuò)誤，B正確；CD．故汽車行駛的距離為

由題圖可知測(cè)試儀發(fā)出的超聲波兩次間隔時(shí)間為1s，則超聲波第一次從測(cè)試儀發(fā)出到與汽車相遇的地點(diǎn)，經(jīng)過的時(shí)間為0.16s；超聲波第二次發(fā)出的時(shí)間為1s末，超聲波第二次與汽車相遇的時(shí)刻應(yīng)該是：1s+0.12s=1.12s，故汽車行駛的時(shí)間為

所以汽車行駛的速度為

故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。
10．如圖所示是自動(dòng)調(diào)溫式電熨斗，下列說法調(diào)溫旋鈕絕緣支架正確的是（　?。?br />
A．常溫時(shí)上下觸點(diǎn)是斷開的
B．雙金屬片溫度升高時(shí)，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲
C．原來溫度控制在80℃斷開電源，現(xiàn)要求60℃斷開電源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些
D．由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些
【答案】BD
【詳解】A．常溫時(shí)，通電電熱絲能發(fā)熱，所以上、下觸點(diǎn)是接觸的，A錯(cuò)誤；B．雙金屬片上下金屬片的膨脹系數(shù)不同，溫度升高時(shí)，上層形變大，雙金屬片向下發(fā)生彎曲，使電路斷開，B正確；C．原來溫度．上升到80℃時(shí)斷開電源，現(xiàn)在要求60℃時(shí)斷開電源，彈性銅片與觸點(diǎn)接觸面積要減小，即使調(diào)溫旋鈕上調(diào)一些，C錯(cuò)誤；D．由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，溫度要高一點(diǎn)，由C的分析可知，使調(diào)溫旋鈕下移一些，D正確。故選BD。
11．某位移傳感器的工作原理如圖甲所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬桿P，通過理想電壓表顯示的數(shù)據(jù)來反映物體的位移x。設(shè)定電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，物體經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)P恰好位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，此時(shí)電壓表示數(shù)顯示為0，若電壓表的示數(shù)UPQ隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙（余弦圖象）所示，則下列說法正確的是（　　）

A．在t1時(shí)刻M恰好運(yùn)動(dòng)到O位置
B．物體M以O(shè)點(diǎn)為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)
C．在t1到t2時(shí)間段內(nèi)，M的速度先增大后減小
D．在t2時(shí)刻物體M在最右端且速度為0
【答案】ABD
【詳解】在t1時(shí)刻，電壓為0，且正在增加，故物體M在平衡位置，此時(shí)速度最大，物體具有正方向的最大速度，此后速度減??；當(dāng)在t2時(shí)刻電壓最大時(shí)，速度減小為零；此后反向加速，t3時(shí)刻又回到平衡位置，如此往復(fù)，所以物體M以O(shè)點(diǎn)為中心做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。故選ABD。
三、解答題
12．用塑料薄膜做成的育秧棚，往往會(huì)因棚內(nèi)濕度過高而影響秧苗的正常生長(zhǎng)，因此需要一個(gè)能指示棚內(nèi)濕度的簡(jiǎn)單儀器，以便及時(shí)排濕，保證育好秧苗．如圖所示是育秧棚濕度傳感器的原理圖，其中由濕敏電阻、滑動(dòng)變阻器和定值電阻、組成測(cè)濕電橋．當(dāng)相對(duì)濕度正常時(shí)，阻值很大；當(dāng)育秧棚內(nèi)的相對(duì)濕度增大到較高時(shí)，的阻值減?。?br /> （1）當(dāng)育秧棚的濕度正常時(shí)，a、b兩點(diǎn)哪一點(diǎn)的電勢(shì)高？
（2）如何調(diào)高棚內(nèi)的濕度？

【答案】（1）當(dāng)育秧棚的濕度正常時(shí)，b點(diǎn)的電勢(shì)高。
（2）通過調(diào)低滑動(dòng)變阻器的阻值來調(diào)高棚內(nèi)的濕度。
【詳解】（1）分析電路結(jié)構(gòu)，濕敏電阻RH和滑動(dòng)變阻器Rp串聯(lián)，定值電阻R1、R2串聯(lián)，再并聯(lián)，當(dāng)相對(duì)濕度正常時(shí)，RH阻值很大，設(shè)電源負(fù)極電勢(shì)為零，則a點(diǎn)的電勢(shì)等于滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電勢(shì)較低；b點(diǎn)的電勢(shì)等于定值電阻R2兩端的電壓，電勢(shì)較高，故當(dāng)育秧棚的濕度正常時(shí)，b點(diǎn)的電勢(shì)高。
（2）當(dāng)育秧棚內(nèi)的相對(duì)濕度增大時(shí)，RH的阻值減小，則a點(diǎn)電勢(shì)升高，達(dá)到觸發(fā)開關(guān)的數(shù)值時(shí)，棚內(nèi)開始除濕。要提高棚內(nèi)的濕度，則應(yīng)該在RH的阻值減小時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)沒有較大的升高，應(yīng)該調(diào)低滑動(dòng)變阻器的阻值。
13．加速度計(jì)是測(cè)定物體加速度的儀器，現(xiàn)代科技中，它已成為導(dǎo)彈、飛機(jī)、潛艇制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，如圖所示為應(yīng)變式加速度計(jì)，當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)，加速度計(jì)中的敏感元件也處于加速狀態(tài)，敏感元件由兩根相同的彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測(cè)系統(tǒng)固定在一起，敏感元件下端滑動(dòng)臂可在滑動(dòng)變阻器上無摩擦水平滑動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)加速時(shí)敏感元件發(fā)生位移，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。已知敏感元件的質(zhì)量為m，每根彈簧的勁度系數(shù)為k，電源的電動(dòng)勢(shì)為E且內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器的總阻值為R，且總電阻有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)。靜態(tài)時(shí)，兩彈簧恰好為原長(zhǎng)，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭位于正中間，并且此時(shí)加速度計(jì)的輸出電壓為零。
（1）假定待測(cè)系統(tǒng)的加速度大小為a，方向向左，求敏感元件發(fā)生的位移大小和方向？
（2）求用輸出信號(hào)的電壓U來表示待測(cè)系統(tǒng)加速度a大小關(guān)系的表達(dá)式？

【答案】（1），方向向右；（2）
【詳解】（1）由牛頓第二定律可知
2kx＝ma 　
得

方向向右；（2）設(shè)加速度為a時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片距中間的距離為x，則敏感元件的輸出電壓為

再設(shè)系統(tǒng)向左加速時(shí)滑片右移x，則敏感元件的動(dòng)力學(xué)方程為
2kx＝ma
聯(lián)立可得

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