高中物理利用传感器制作简单的自动控制装置填空题

某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的a－F图象。

（1）图象不过坐标原点的原因是__________________________；
（2）本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填 “是”或“否”)；
（3）由图象求出小车和传感器的总质量为________kg。

某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图2所示的a﹣F图象．

（1）图线不过坐标原点的原因是      ；
（2）本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量      （填“是”或“否”）；
（3）由图象求出小车和传感器的总质量为       kg．（保留1位有效数字）

如图甲所示是电容器充、放电电路．配合电流传感器，可以捕捉短时间的电流变化，并通过计算机画出电流随时间变化的图象．实验中选用直流8 V电源，电容器选用电解电容器．先使单刀双掷开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可短时间完成．然后把单刀双掷开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流传入计算机，图象上显示出放电电流随时间变化的I－t曲线，如图乙所示．

根据甲乙图回答以下问题
（1）电容器充电完成后，电容器两端的电压U=      V
（2）试估算电容器放电过程通过电阻R的电荷量Q =       C
（3）如果电容器上所标的电容模糊不清，请根据以上的数据进行估算，估算值C=         F

在某高架道路上有段区域限速80km/h．为了监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车（在本题中可看作质点）匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为△t；经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据．

①根据以上信息，回答下列问题：微型计算机计算汽车速度的表达式v=       ；
②若L=7m，△t=0.3s，则照相机将           工作．（选填“会”或“不会”）

在上海的高架道路上，一般限速80km/h．为了监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车（在本题中可看作质点）匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为△t；经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据．

（1）根据以上信息，回答下列问题：微型计算机计算汽车速度的表达式v=     ；
（2）若L=7m，△t=0.3s，则照相机将      工作．（选填“会”或“不会”）

为了测量木块与木板间的动摩擦因数μ，某小组使用位移传感器设计了如图所示实验装置，让木块从倾斜木板上一点A由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离，位移传感器连接计算机，描绘出滑块相对传感器的位移x随时间t变化规律，如图所示，

（1）根据上述图线，计算0.4s时木块的速度v=_______m/s，木块加速度a=_________（结果保留三位有效数字）
（2）为了测定动摩擦因数μ，还需要测量的量是________（已知重力加速度为g）；
（3）为了提高木块与木板间的动摩擦因数μ的测量精度，下列措施可行的是________

A．A点与传感器距离适当大些

B．木板的倾角越大越好

C．选择体积较大的空心木块

D．传感器开始计时的时刻必须是木块从A点释放的时刻

如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R₀表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k 。若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器R′ 串联起来，连接成如图乙所示的电路。用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

（1）根据图甲，温度为t（t>0℃）时电阻R的大小为___________________。
（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R₀、R′（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式
t＝____________________________。
（3）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值________15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）。

如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R₀表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k 。若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器R′ 串联起来，连接成如图乙所示的电路。用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。

（1）根据图甲，温度为t（t>0℃）时电阻R的大小为___________________。
（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R₀、R′（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式
t＝____________________________。
（3）如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值________15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）。

当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值   （填“变大”、“不变”或“变小”）。半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随   变化而改变的特性制成的．

传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)。热敏电阻的阻值随温度变化的图线如图甲，由热敏电阻R_t作为传感器制作的自动报警器电路图如图乙。

(1)为了使温度过高时报警器铃响，c应按在      (填“a”或“b”)；
⑵若使报警的最低温度提高些，应将P点向      移动(填“左”或“右”)；
⑶如果在最低报警温度下无论如何调节P都不能使完好的报警器正常工作，且电路无故障，造成工作电路不正常工作的原因可能是         。

传感器是把非电学量(如速度、温度、压力等)的变化转换成电学量的变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用．有一种测量人的体重的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)、显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．压力传感器表面能承受的最大压强为1×10⁷Pa，且已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V，取g＝10 m/s².请回答：

压力F/N	0	250	500	750	1000	1250	1500	……
电阻R/Ω	300	270	240	210	180	150	120	……

(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘_______A处．

(2)如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA，则这个人的体重是_     _ kg.

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，电流表示数如图乙所示，则t₁～t₂时间内小车的运动情况是___________（选填“匀速”、“匀加速”或“变加速”）；t₂～t₃时间内小车的运动情况是____________（选填“匀速”、“匀加速”或“变加速”）

将一个力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力。图中所示就是用这种方法测得的小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力大小随时间变化的曲线。从这条曲线提供的信息，可以判断滑块约每隔       秒经过碗底一次，随着时间的变化滑块对碗底的压力        （填“增大”、减小”、“不变”或“无法确定”）。

电子电路中常用到一种称为干簧管的元件，它在电路中能起到       的作用；电熨斗装有双金属片传感器来控制电路的通断，这种双金属片上层金属的热膨胀系数       
下层金属的热膨胀系数。

传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图甲所示，图乙是用热敏电阻。作为传感器制作的简单自动报警器线路图。则：   

（1）为了使温度过高时报警器铃响，开关（报警前）应接在________(填“a”或“b”)
（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P点向_________移动(填“左”或“右”)。