搜索
专题以传感器为背景的图象问题用传感器测试出物理量的变化图象，然后从图象中总结出物理规律，以达到认识这一现象目的，是现代科学研究的一种重要手段．高考中这类问题是热点考题．这类问题传感器往往只是背景，相关的板块知识是考查的重点．认识的关键是将图象的几何要点：线(方程)、点(状态)、截距、斜率、面积、周期转化为对应的物理量，再现实际物理情景，找到规律，就能使问题得以认识．图表信息的转化能力是解题关键，板块规律掌握是解题的基础．【例题】将单摆挂在测力传感器的探头上，用测力探头和计算机组成的实验装置来测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力(单摆摆角小于5°)，计算机屏幕上得到如图6－1甲所示的F－t图象．然后使单摆保持静止，得到如图6－1乙所示的F－t图象．求：图6－1(1)此单摆的周期是多少？(2)设摆球在最低点时Ep＝0，已测得当地重力加速度为g，单摆的周期用T表示，试推出此单摆摆动时的机械能E的表达式．解：(1)单摆在摆动过程中，拉力在最低点最大，单摆摆动一个周期，拉力变化两个周期，从图中看到拉力的周期0.4s，单摆的周期为0.8s.(2)摆球的质量为m，从图乙可以看出，mg＝F3最低点，拉力与重力的合力提供向心力F1－mg＝mv2l单摆的周期公式T＝2πlg摆球在最低点时Ep＝0，则最低点具有的动能即小球的机械能E＝12mv2综合以上各式得E＝F1－F3gT28π2.1．(2011年江苏卷)美国科学家WillardS．Boyle与GeorgeE．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C．霍尔元件B．热敏电阻D．干电池BC照度(Lx)0.20.40.60.81.01.2电阻(kΩ)7540282320182．(2009年山东卷)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．光控开关可采用光敏电阻来控制，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：(1)根据表中数据，请在图6－2给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点．图6－2(2)如图6－3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(Lx)时启动照明系统，在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：光敏电源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．图6－3解析：当天色渐暗照度降低至1.0(Lx)时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1.答案：(1)光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图11所示．特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．(2)电路原理图如图12所示．图11图123．(2008年广东卷)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性，现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在下面的实物图上连线．图6－4(2)实验的主要步骤：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值．②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，______________________，_____________________，断开开关．③重复第②步操作若干次，测得多组数据．(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得如图6－5所示的R－t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝______＋______t(Ω)．(保留三位有效数字)图6－5答案：(1)如图13所示．图13记录温度计示数(2)记录电压表示数(3)1000.395