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1(时间60分钟满分100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分，每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．对于确定的一个霍尔元件，若保持通入的恒定电流不变，当磁感应强度增加时，霍尔电压UH应()A．不变B．减小C．增大D．不确定解析：由UH＝kIBd可得，当磁感应强度B增加时，UH增大。答案：C2.如图1所示是一火警报警器的部分电路示意图。其中R2是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R2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()图1A．I变大，U变大B．I变大，U变小C．I变小，U变大D．I变小，U变小解析：当有火灾出现时，R2减小，R2与R3并联阻值减小。因为I总＝ER＋r，R减小，I总增大。因为U外＝E－I总r，所以U外减小，故电压表示数减小。因为I总增大，所以R1两端电压增大，所以R2与R3两端电压减小，电流表示数减小。故D正确。答案：D3．如图2所示是观察电阻值随温度变化情况示意图。现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是()图2A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显2B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变小，读数变化不明显解析：当R为金属热电阻时，水的温度升高，电阻的阻值变大，欧姆表的示数会变大。但由于热传导需要时间，故其电阻变化不灵敏，A、B错误。若电阻为热敏电阻，其阻值随着温度的升高会迅速减小，欧姆表的示数也会迅速减小，故C正确，D错误。答案：C4．下列说法中正确的是()A．机械式鼠标器中的光传感器就是两个红外线接收管，它的作用就是把光信号(红外线脉冲)转换成电信号(电脉冲)B．机械式鼠标器中的光传感器是由两个滚轴、两个码盘、两个红外线发射管(LED)和两个红外接收管组成的C．火灾报警器中的光传感器是光电三极管，它的作用也是把光信号转换成电信号D．火灾报警器是利用烟雾对光的散射作用来工作的答案：ACD5.用两种不同的金属丝组成的一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，如图3所示，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。下列有关温差发电现象的说法中正确的是()A．该实验符合能量守恒定律B．该实验中有部分内能转化为电路的电能图3C．该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高D．该实验中热水的温度降低，冷水的温度不变化解析：该实验遵循能量守恒定律，最终将达到热平衡，内能转化为电能，热水温度降低，冷水温度升高。答案：ABC6.如图4所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关S与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球。S断开时传感器上有示数。S闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是()A．正在增加，ΔΦΔt＝mgdqB．正在减弱，ΔΦΔt＝mgdnq图43C．正在减弱，ΔΦΔt＝mgdqD．正在增加，ΔΦΔt＝mgdnq解析：S闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力。由楞次定律可判断磁场B正在增强，根据法拉第电磁感应定律E＝nΔΦΔt＝U，又Udq＝mg得ΔΦΔt＝mgdnq，故D正确。答案：D7.如图5所示为电容式传感器部分构件的示意图。当动片(实线图)和定片(虚线图)之间正对扇形区的圆心角的角度θ发生变化时，电容C便发生变化，图6中能正确反映C和θ间的函数关系的是()图5图6解析：当角度θ发生变化时，极板正对面积发生变化，S＝πr2θ2π＝r22θ，又C＝εrS4πkd，所以C＝εrr2θ8πkd，故D正确。答案：D8．电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，如图7为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则如何调节调温旋钮()图7织物材料尼龙合成纤维丝绸羊毛麻熨烫温度低→高A．向下B．向上C．保持原状D．不能确定4解析：常温下，上下触点是接触的，这样插上电源时，电熨斗开始加温，当温度升高时，双金属片上层形变大，双金属片向下弯曲，触点分离，停止加热。现把棉麻衣物换成丝绸衣物，熨烫温度变低，要使温度低时就断开，应把调温旋钮向上旋转，这样在金属形变较小时就能断开电路。答案：B9．传感器是一种采集信息的重要器件，如图8所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片的电极上时，以下说法中正确的是()图8①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流；②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流；③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流；④若电流表有示数，则说明压力F发生变化；⑤若电流表有示数，则说明压力F不发生变化。A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤解析：当F向上压膜片电极时，电容器两板间距离变小，电容增大，因电容器两板间电压不变，由Q＝CU可知，电容器被充电，电路中有从b到a的电流；只要电流表有示数，就说明电路中有电流，而电流正是由于电容器的电容发生变化所引起的，故可知压力F发生变化。故正确答案为A。答案：A10．某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用。他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图9甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边。当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致。经过操作，该同学在计算机上得到了如图9乙所示的图象。5图9该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时，按照这种猜测()A．在t＝0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化B．在t＝0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化C．在t＝0.1s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值D．在t＝0.15s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值解析：传感器内线圈的磁感应强度如题图乙所示，在图乙中斜率既能反映线圈内产生的感应电流的方向变化，又能反映感应电流的大小变化。t＝0.1s时刻，斜率最大，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值，并且产生的感应电流的方向发生了变化，所以A、C正确；同理可知t＝0.15s时刻线圈内产生的感应电流的方向变化及大小变化情况，B、D不正确。答案：AC二、非选择题(本题共2小题，共30分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11．(14分)在航天事业中要用角速度计测得航天器的自转角速度ω，结构如图10所示，当系统绕轴OO′转动时元件A在光滑杆上发生滑动，并输出电信号成为航天器的制导信号源，已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为l0，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长为l，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器触头P在中点，与固定接头Q正对，当系统以角速度ω转动时，求：图10(1)弹簧形变量x与ω的关系式。(2)电压表示数U与角速度ω的关系式。解析：(1)由圆周运动规律知kx＝mω2R＝mω2(l0＋x)即kx－mω2x＝mω2l06所以x＝mω2l0k－mω2(2)由串联电路的规律知U＝xlE＝mω2l0Elk－mω2答案：(1)x＝mω2l0k－mω2(2)U＝mω2l0Elk－mω212．(16分)如图11所示，图甲为热敏电阻的R－t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150Ω。当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E＝6V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。图11(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B端还是C、D端？(2)如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的值应调节为多少？解析：(1)根据题意分析可知，应将加热器接在A、B端。(2)由图甲查出热敏电阻在100℃时，电阻值为50Ω。根据闭合电路欧姆定律可得E＝IR继＋IR＋IR′，其中E＝6V，I＝20mA＝2×10－2A，R＝50Ω，R继＝150Ω，代入数据解之得R′＝100Ω。答案：(1)A、B端(2)100Ω