人教物理选修3-2：第六章章末综合检测

(时间：90分钟，满分：100分)

一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)

1.关于半导体，以下说法中正确的是()

A．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间

B．半导体的导电性能随温度升高而增强

C．用半导体制成的热敏电阻可以作为测温元件

D．用半导体制成的光敏电阻可以起到开关的作用

解析：选ABCD.有的半导体，在温度升高时电阻减少得非常迅速，它能将温度变化转化为电信号，可以作为测温元件．光敏电阻在光照下电阻减小，导电性能增强，可起到开关的作用．

2.(2012·仙桃八中高二检测)关于传感器及其作用，下列说法正确的是()

A．传感器一定是把非电学量转换为电学量

B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断

C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制

D．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器

解析：选C.传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系．电磁感应是原理，不是元件和装置，不能称为传感器．

3.关于发光二极管，下列说法正确的是()

A．发光二极管能发光，不具有单向导电性

B．发光二极管能直接把光能转化为电能

C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光

D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光

解析：选D.发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压，发光二极管能直接把电能转化为光能，并且正向电压达到一定值时，二极管才能发光，故D项正确，A、B、C项错误．

4.用多用电表的同一挡位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值，下列说法正确的是()

A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大

B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小

C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大

D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小

答案：AD

5.对负温度系数的热敏电阻，正确的叙述是()

A．受热后，电阻随温度的升高而迅速减小

B．受热后，电阻基本不变

C．热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高

D．以上说法都不对

解析：选AC.热敏电阻随温度的升高其电阻值减小，热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度，反应快，而且精确度高．

图6－3

6.如图6－3所示为一小型继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头开关，A、B、C、D为四个接线柱．继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，其工作方式是()

A．A与B接信号电压，C与D跟被控电路串联

B．A与B接信号电压，C与D跟被控电路并联

C．C与D接信号电压，A与B跟被控电路串联

D．C与D接信号电压，A与B跟被控电路并联

解析：选A.由题图可知A、B是电磁继电器线圈的两端，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压的变化可以使电磁继电器通断，从而使C、D接通或断开，起到了控制作用，所以C、D只能与被控电路串联，故A项正确，B、C、D均不正确．

图6－4

7.如图6－4所示，由电源、小灯泡、金属电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光，若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是()

A．小灯泡的电阻发生了变化

B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化

C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化

D．电源的电压随温度发生了变化

解析：选C.温度升高，金属电阻丝电阻率增大，电阻增大，电路中电流减小，灯泡亮度减弱．

8.(2012·青岛第六中学高二检测)如图6－5所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED间距不变，下列说法中正确的是()

图6－5

A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大

B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小

C ．当滑动触头P 向右移动时，L 消耗的功率可能不变

D ．无论怎样移动滑动触头P ，L 消耗的功率都不变

解析：选A.触头P 左移，其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R 减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．

9.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图6－6甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t 的关系如图乙所示，下列判断正确的是( )

图6－6

A ．从t 1到t 2时间内，小车做匀速直线运动

B ．从t 1到t 2时间内，小车做匀加速直线运动

C ．从t 2到t 3时间内，小车做匀速直线运动

D ．从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动

解析：选D.当小车有向右的恒定加速度时，球对压敏电阻的压力是恒力，压敏电阻的阻值就保持不变，电路中有恒定的电流，故从乙图可看出，从0到t 1，压敏电阻受的压力为恒力(可能为零)，小车可能做匀速运动，也可能做匀加速运动，而从t 1到t 2时间内，压敏电阻所受压力大于从0到t 1时的压力，且越来越大，t 2到t 3时间内，压敏电阻受恒力且大于从0到t 1时的压力，故从t 1到t 2时间内，小车做加速度越来越大的运动，从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动．

图6－7

10.传感器是一种采集信息的重要器件，如图6－7是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是( )

①若F 向下压膜片电极，电路中有从a 到b 的电流

②若F 向下压膜片电极，电路中有从b 到a 的电流

③若F 向下压膜片电极，电路中不会有电流产生

④若电流表有示数，说明压力F 发生变化

⑤若电流表有示数，说明压力F 不会发生变化

A ．②④

B ．①④

C ．③⑤

D ．①⑤

解析：选A.当下压时，因为C ＝εr S 4πkd

，d 减小，C 增大，在U 不变时，因为C ＝Q U ，Q 增大，从b 向a 有电流流过，②正确；当F 变化时，电容器两板的间距变化，电容变化，电容器上的带电量发生变化，电路中有电流，④正确，故选A.

图6－8

11.(2012·西安八校高二联考)酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图6－8所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r ′的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U 与酒精气体浓度c 之间的对应关系正确的是( )

A ．U 越大，表示c 越大，c 与U 成正比

B ．U 越大，表示c 越大，但是c 与U 不成正比

C ．U 越大，表示c 越小，c 与U 成反比

D ．U 越大，表示c 越小，但是c 与U 不成反比

解析：选 B.传感器电阻r ′的倒数与浓度c 是正比关系，即1r ′

＝kc .电路中的电流为I ＝E r ′＋R ＋R 0＋r ，电压表示数U ＝IR 0＝ER 0r ′＋R ＋R 0＋r ＝kR 0E k （R ＋R 0＋r ）＋1c

，可见电压与浓度的关系不是正比关系．但随浓度的增加而增加．故B 正确．

12.(2012·杭州学军中学高二检测)如图6－9甲所示是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体．在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q 将随待测物体的上下运动而变化．若Q 随时间t 的变化关系为Q ＝b t ＋a

(a 、b 为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E 和物体速度v 随t 变化的图线可能是( )

图6－9

A ．①和③

B ．①和④

C ．②和③

D ．②和④

解析：选C.由Q ＝b /(t ＋a )和Q ＝CU 可知C ∝b /(t ＋a )，又平行板电容器电容C 与两极板之间的距离d 成反比，所以d ∝(t ＋a )，因此物体速率v 随时间t 变化的图象可能是③.因为两

极板间电压恒定，由E ＝U d 知，E ∝b t ＋a

，所以反映极板间电场强度大小E 的图象可能是②；

综合上述分析可知正确选项是C.

二、填空题(本题共2小题，每小题8分，共16分．按题目要求作答)

13.影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小．某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用如图6－10甲所示的分压电路测得其电压与电流的关系如下表所示：

图6－10

(1)根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上述哪类材料？______________________．

(2)把用电器件Z接入图乙所示的电路中，闭合开关，电流表的读数为1.8 A，电池的电动势为3 V，内阻不计，电阻R的电功率为______．

解析：(1)由表格中数据可得，电阻随电压的增大而减小，而电压越大，用电器件温度越高，所以材料为半导体．

(2)查表I＝1.8 A时，Z的电压为1.2 V，

则U R＝E2－U Z＝3 V－1.2 V＝1.8 V，

P R＝IU R＝3.24 W.

答案：(1)半导体(2)3.24 W

14.如图6－11所示，一热敏电阻R T放在控温容器M内：A为毫安表，量程6 mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3 V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω，在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在95～20 ℃之间的多个温度下R T的阻值．

图6－11

(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．

(2)完成下列实验步骤的填空：

①依照实验原理电路图连线．

②调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95 ℃.

③将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全．

④闭合开关．调节电阻箱，记录电流表示数I0，并记录____________________．

⑤将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)，调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________________________________________________________________________．

⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________．

⑦逐步降低T1的数值，直至20 ℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥.

答案：(1)实验原理电路图如图所示．

(2)④电阻箱的读数R 0 ⑤仍为I 0 电阻箱的读数R 1 ⑥R 0－R 1＋150 Ω

三、计算题(本题共2小题，每小题12分，共24分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

15.电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．图6－12甲为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R 1、R 2和自动开关S.

图6－12

(1)当自动开关S 闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？

(2)用电器由照明电路供电，设加热时用电器的电功率为400 W ，保温时用电器的电功率为40 W ，则R 1和R 2分别为多大？

(3)若将图甲中的自动开关S 换成图乙中理想的晶体二极管D ，如图乙所示，其他条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能．

解析：(1)加热时，消耗的电功率大，保温时，消耗的电功率要小．用电器两端的电压保持

不变，所以本题判断功率的变化依据是公式P ＝U 2R .由公式P ＝U 2R

可知，要使消耗的功率变大，连入电路的阻值就要减小，因此开关S 闭合时，处于加热状态；断开时，处于保温状态．

(2)由电功率公式得

P 1＝U 2

R 2

P 2＝U 2

R 1＋R 2

联立得R 1＝121 Ω R 2＝1089 Ω.

(3)W ＝P 1·t 2＋P 2·t 2

＝0.22 kW ·h(或7.92×105 J)． 答案：(1)加热状态 保温状态

(2)121 Ω 1089 Ω

(3)0.22 kW ·h(或7.92×105 J)

16.用如图6－13所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀变速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后

壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg 的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a 、b 上，其压力大小可直接

从传感器的液晶显示屏上读出．现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b 在前，传感器a 在后．汽车静止时，传感器a 、b 的示数均为10 N(g 取10 m/s 2)．

图6－13

(1)若传感器a 的示数为14.0 N ，b 的示数为6.0 N ，求此时汽车的加速度大小和方向．

(2)当传感器a 的示数为零时，求此时车的加速度大小和方向．

解析：传感器上所显示出的力的大小，即弹簧对传感器的压力，据牛顿第三定律知，此即为弹簧上的弹力大小，即该弹簧对滑块的弹力大小．

(1)如图所示，依题意：左侧弹簧对滑块向右的推力F 1＝14.0 N ，右侧弹簧对滑块向左的推力F 2＝6.0 N

滑块所受合力产生加速度a 1，根据牛顿第二定律有F 1－F 2＝ma 1，得a 1＝F 1－F 2m ＝14.0－6.02.0

m/s 2＝4.0 m/s 2，a 1与F 1同方向，即向前 (向右)．

(2)a 传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F 1′＝0，因两弹簧相同，左侧弹簧伸长多少，右侧弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F 2′＝20 N ．滑块所受合力产生加速度，由牛顿第二定律得F 合＝F 2′＝ma 2，得a 2＝

2'F m ＝10 m/s 2，方向向后(向左)． 答案：(1)4.0 m/s 2 向右 (2)10 m/s 2 向左