- 实验：传感器的应用
- 共123题
可以作为一碳单位原料的氨基酸是
正确答案
解析
一碳单位是指某些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一个碳原子的基团的总称，如甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基、亚氨甲基等。转运一碳单位的辅酶为四氢叶酸。一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸和色氨酸的分解代谢。
氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测．它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳是否超标．有一种氧化锡传感器，其电阻的倒数与一氧化碳的浓度成正比，那么，电压表示数U与一氧化碳浓度C之间的对应关系正确的是（ ）
正确答案
如图所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器，当传感器所在处出现火情时，显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是（ ）
正确答案
压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学设计了利用压敏电阻判断升降机运动状态的装置，其工作原理图如图所示，将压敏电阻固定在升降机底板上，其上放置一个物块，在升降机运动过程的某一段时间内，发现电流表的示数I不变，且I大于升降机静止时电流表的示数I0，在这段时间内（ ）
正确答案
空调、电冰箱等家用电器中有一个很重要的温控元件，它就是热敏电阻，对应一个热敏电阻值一定有一个和它电阻所处的环境对应的温度．如下图甲所示，电源的电动势E=12.0V，内电阻r=1kΩ，G为灵敏电流计，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如下图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20℃时，电流表示数I1=2mA；当电流表的示数I2=3.0mA时，热敏电阻的温度是（ ）
正确答案
如（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t）图象和速率-时间（v-t）图象．整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h．（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）
（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如（b）图所示．从图线可得滑块A下滑时的加速度a=______m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响______．（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律．实验时通过改变______，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变______，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系．
（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的
s-t图线如（c）图．图线不对称是由于______造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ=______（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ=______．
正确答案
（1）从图象可以看出，滑块上滑和下滑过程中的加速度基本相等，所以摩擦力对滑块的运动影响不明显，可以忽略．根据加速度的定义式可以得出a=
（2）牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系．当质量一定时，可以改变力的大小，当斜面高度不同时，滑块受到的力不同，可以探究加速度与合外力的关系．由于滑块下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保证向下的分力不变，应该使Mg•
（3）滑板与滑块间的滑动摩擦力比较大，导致图象成抛物线形．
从图上可以读出，滑块上滑和下滑时发生位移大小约为x=0.84m-0.20m=0.64m
上滑时间约为t1=0.4s，下滑时间约为t2=0.6s，上滑时看做反向匀加速运动，
根据动学规律有：x=
下滑时，有x=
联立解得sinθ=0.58，θ=arcsin0.58，μ=0.27
故答案为：（1）6 不明显，可忽略
（2）斜面高度h 滑块A的质量M及斜面的高度h，且使Mh不变
（3）滑动摩擦力 arcsin0.58 0.27
温度传感器是应用最广泛的传感器之一，一般由半导体材料的热敏电阻制成，它可以把热信号转换为电信号，进行自动控制，电饭锅、电饭煲的自动加热和保温就是借助于温度传感器来完成的。电饭锅中应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体，感温铁氧体是用氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成的，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到约103℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引了，这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”。电饭锅的结构如图所示，试回答以下问题：
（1）开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？
（2）煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？
（3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动地发生哪些动作？
（4）如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？
正确答案
（1）开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不会恢复到图示状态，这样触点接通，电热板通电加热；
（2）水沸腾后，由于锅内保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热一直到饭煮熟，温度大致不变；
（3）饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度会升高，当温度升高到“居里点”103℃时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，自动切断电源，从而停止加热；
（4）如果用电饭锅烧水，在水沸腾后因为水温保持在100℃，故不能自动断电。只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。
本题为选做题，考生只选择一题作答，若两题都作答，则按（1）题计分．
（1）（本题供使用选修1一1教材的考生作答．）
在现代生活中，许多地方需要传感器，例如，电冰箱制冷系统的自动控制就要用到______
A．压力传感器
B．声传感器
C．光传感器
D．温度传感器
（2）（本题供使用选修3一1教材的考生作答．）
一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点过程中，电场力做了2×10-6 J的正功，那么______
A．电荷的电势能减少了2×10-6 J
B．电荷的动能减少了2×10-6 J
C．电荷在B处时具有2×10-6J的电势能
D．电荷在B处时具有2×10-6 J的动能．
正确答案
（1）电冰箱制冷系统需要根据温度的高低进行自动调温控制的，因此需要用温度传感器，故ABC错误，D正确．
故选D．
（2）电场力做功对应着电势能的转化，而不是说明电荷具有多少电势能．本题中电场力做了2×10-6 J的正功，说明电势能减小了2×10-6 J，动能增加了2×10-6 J，而不能说明电荷具有多少动能或电势能，故BCD错误，A正确．
故选A．
有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（其实质是电流表）．已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示：
设踏板和杠杆组件的质量可忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68V，则：
（1）该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表刻度盘______mA处？
（2）利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式为______．
正确答案
（1）踏板空载时，由表格可知F=0，电阻R=300Ω，而压力传感器两端的电压恒为U=4.68V，由欧姆定律I=
（2）根据表格中的数据可知：压力F增大时，电阻减小，根据数学归纳法得出R=300-0.6F．
故答案为：15.6；R=300-0.6F．
为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，光控开关又可采用光敏电阻来进行控制。光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）。某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表所示：
（1）根据表中数据，请在图（1）给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线。根据图像可以发现，光敏电阻的阻值随照度的增大而____________（只要求定性回答）。
（2）如图（2）所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统。请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗，照度降低至1.0（1x）时启动照明系统，在图（3）虚线框内完成电路原理图（不考虑控制开关对所设计电路的影响），提供的器材如下：性能如上表所示的光敏电阻Rp；电源E（电动势3V，内阻不计）；定值电阻（R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=40kΩ，限选其中之一并在图中标出）开关S及导线若干。
正确答案
（1）
（2）
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