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2014挑战高考物理压轴题

实验 传感器的简单使用

1.根据“传感器的简单使用”的实验事实，下列判断正确的是(　　)

A.热敏电阻的电阻值随其温度的升高而增大

B.热敏电阻的电阻值随其温度的升高而减小

C.光敏电阻的电阻值随其受光照亮度的增大而增大

D.光敏电阻的电阻值随其受光照亮度的增大而减小

2.(双选)美国科学家Willard S.Boyle与George E.Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖.CCD是将光学量转变成电学量的传感器.下列器件可作为传感器的有(　　)

A.发光二极管　 B.热敏电阻

C.霍尔元件 D.干电池

3.(双选)如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明(　　)

A.热敏电阻在温度越高时，电阻越大

B.热敏电阻在温度越高时，电阻越小

C.半导体材料温度升高时，导电性能变差

D.半导体材料温度升高时，导电性能变好

4.硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件.某同学用图甲所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系.图中R0为已知定值电阻，电压表视为理想电压表.

(1)请根据图甲，用笔画线代替导线将图乙中的实验器材连接成实验电路.

(2)该同学给硅光电池一固定的光照强度，通过改变滑动变阻器来增加电路的电流，从而根据两个电压表读出许多组电压值，再把V2表的示数与已知电阻R0的阻值相除折算成许多个电流值，描绘出如图丙所示的U-I图线，则根据该图线可以说明硅光电池的内电阻随电路电流的增大而________(填“增大”或“减小”).

5.某学生为了测量一个物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面受到的压力(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零;而后在其受压面上放上物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压.

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)，请完成对该物体的测量m.

(1)设计一个电路，要求力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.

1.BD

2.解析：发光二极管有单向导电性，A错误;热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器，B、C正确;干电池是电源，D错误.

答案：BC

3.答案：BD

4.解析：(1)实物连图如下图所示：

(2)根据电源的内阻由图线的斜率的绝对值可知：硅光电池的内电阻随电路电流的增大而增大.

答案：见解析

5.解析：(1)设计电路如图所示：

(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=.

测得U=kmg，所以m=.

(3)①输入电压不可调为零;②待测物体质量超出转换器量程.

答案：见解析

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