三年高考物理高频考点分类解析考点46传感器

最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点46 传感器【考点知识方法解读】传感器是能够把它感受到的力、温度、光、声、磁、化学等非电学量按照一定规律转化为电压、电流等电学量。干簧管可以把感知的磁场转化为电流，光敏电阻可以把光照转化为电阻、热敏电阻可以把温度转化为电学量，霍尔元件可以把磁感应强度转化为电压这个电学量，话筒可以把声音转化为电流。传感器已经在多个领域得到广泛应用，高考试题中几乎每年都有涉及传感器的试题。1（2011江苏物理）美国科学家Willard S.Boyle与George E.Snith 因电荷耦合器件(CCD)的重要发明获得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。干电池解析: 热敏电阻可以把温度转化为电学量，霍尔元件可以把磁感应强度转化为电压这个电学量，所以选项BC正确。【答案】BC2. （2008江苏物理）2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发现“巨磁电阻效应”基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用在下列有关其它电阻应用的说法中，错误的是 A热敏电阻可应用于温度测控装置中 B光敏电阻是一种光电传感器C电阻丝可应用于电热设备中D电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用答案：D解析：电阻在电路中主要起到阻碍电流通过和产生热效应的作用，选项D说法错误。3(2010重庆理综)某电容式话筒的原理示意图如题3图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板。对着话筒说话时，P振动而Q可视为不动。在P、Q间距增大过程中，AP、Q构成的电容器的电容增大BP上电荷量保持不变CM点的电势比N点的低DM点的电势比N点的高4（2010福建理综）如图6(甲)所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力随时间t变化的图像如图6(乙)如示，则At1时刻小球动能最大Bt2时刻小球动能最大Ct2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少Dt2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能5.（2001全国物理）惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计，加速度计的构造原理的示意图如图所示：沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定端相连，滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导，设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为x，则这段时间内导弹的加速度A 方向向左，大小为kx/mB 方向向右，大小为kx/mC 方向向左，大小为2kx/mD方向向右，大小为2kx/m5.答案：D解析：指针向左偏离O点的距离为x，滑块受到的弹力方向向右，大小为F=2kx，则这段时间内导弹的加速度a=F/m=2kx/m，选项D正确。6. （2009宁夏理综卷第16题）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160V，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为A. 1.3m/s，a正、b负 B. 2.7m/s ， a正、b负C1.3m/s，a负、b正 D. 2.7m/s ， a负、b正6.答案：A解析：离子所受的电场力F=qU/d，所受洛伦兹力f=qvB，由离子所受的电场力和磁场力的合力为零可得血流速度的近似值v=U/Bd=1.3m/s，由左手定则可判断出带正电离子向a电极偏转，带负电离子向b电极偏转，a正、b负，选项A正确。7.（2008重庆理综）题8图1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=（a、b为大于零的常数），其图象如题21图2所示，那么题21图3、图4中反映极板间场强大小E和物体速率v随t变化的图线可能是A.和 B.和 C.和 D.和8.（2010北京理综）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1，将一金属或半导体薄片垂直至于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场，同时产生霍尔电势差。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，和达到稳定值，的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式，其中比例系数称为霍尔系数，仅与材料性质有关。（1）设半导体薄片的宽度（c、f间距）为，请写出和的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图中c、f哪端的电势高；（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为，请导出霍尔系数RH的表达式。（通过横截面积的电流I=nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速率）；（3）图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图所示。.若在时间内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想。【解析】：（1）=l，由左手定则可判断出电子将偏向f端，所以c端电势高。（2）由 解得 RH=UHd/IB= EHld/IB 当电场力与洛伦兹力相等时 解得 将 代入得 （3）a.由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则 P=mNt圆盘转速为 N=P/mt