2 传感器的应用（一） 知识点题库
=（用△S，△t表示），这个速度可以近似认为就是通过光电门的瞬时速度，若遮光条宽度△S=3cm，滑块通过第一个光电门的时间为△t1=0.15s，通过第二个光电门的时间为△t2=0.1s，则滑块经过第一个光电门时的瞬时速度为V1=m/s，滑块经过第二个光电门时的瞬时速度为V2=m/s．
某研究性学习小组用图1所示装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：
①安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上；
②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺（图上未画出）测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；
③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作，测出多组（h，t），计算出对应的平均速度”；
④画出v﹣t图像．
请根据实验，回答如下问题：
-
（1） 设小铁球到达光电门l时的速度为v0 ， 当地的重力加速度为g．则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为．（用v0、g和t表示）
-
（2） 实验测得的数据如表：
实验次数
1
2
3
4
5
6
h（cm）
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
t（s）
0.069
0.119
0.159
0.195
0.226
0.255
v（m/s）
1.45
1.68
1.89
2.05
2.21
2.35
请在图2坐标纸上画出v﹣t图像．
-
（3） 根据v﹣t图像，可以求得当地重力加速度g=m/s2 ， 小球通过光电门1时的速度为 m/s．（以上结果均保留两位有效数字）
某实验小组探究合外力做功和动能变化的关系，他们将宽度一定的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B位置时的遮光时间，小车中可以放置砝码．
-
（1） 实验主要步骤如下：
①实验前应将木板左端略微抬高，使小车通过两光电门的遮光时间相等，这样做的目的是；
②用长度测量工具游标卡尺测量挡光片宽度为d，再用刻度尺量得A、B之间的距离为L；
③将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车（含挡光片及车中砝码）的质量为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B的遮光时间分别为t1、t2 ， 已知重力加速度为g，则可以得到A至B过程中小车的合外力做功为，小车的动能变化量为（用相应的字母m、M、t1、t2、L、d表示）；
④在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复③的操作．
-
（2） 为了实验能达到预期效果，步骤③中M、m应满足的条件是．
-
（1）
在图1的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．
-
（2）
根据电路图，在图2的实物图上连线（注意电表量程的选择）．
温度传感器是一种将温度变化转换为电学量变化的装置，它通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量，其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻．在某次实验中，为了测量热敏电阻RT在0℃到100℃之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示电路．
其实验步骤如下：
①正确连接电路，在保温容器中加入适量开水；
②加入适量的冰水，待温度稳定后，测量不同温度下热敏电阻的阻值；
③重复第②步操作若干次，测得多组数据．
-
（1）
该小组用多用电表“×100”挡测热敏电阻在100℃下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大；为了准确地进行测量，应换到挡（选填“×10”、“×1k”）；如果换挡后就用表笔连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是Ω．
实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图丙的R﹣t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R﹣t关系；
-
（2）
若把该热敏电阻与电源（电动势E=1.5V、内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻Rg=100Ω）、电阻箱R0串联起来，连成如图丁所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻测温计”．
①电流表刻度较大处对应的温度刻度应该（填“较大”或“较小”）；
②若电阻箱的阻值取R0=220Ω，则电流表3mA处所对应的温度刻度为℃．
，②W∝v，③W∝v2 ． 他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器（用来测量物体每次通过Q点时的速度），每次实验，物体从不同初始位置处由静止释放．
同学们设计了以下表格来记录实验数据．其中L1、L2、L3、L4…代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离，v1、v2、v3、v4…表示物体每次通过Q点的速度．
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | … |
L | L1 | L1 | L3 | L4 | … |
v | v1 | v2 | v3 | v4 | … |
他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L﹣v图象，并得出结论W∝v2 ．
-
（1） 你认为他们的做法是否合适？
-
（2） 你有什么好的建议？
-
（3） 在此实验中，木板与物体间摩擦力的大小（填“会”或“不会”）影响探究出的结果．
该装置中，A、B为力传感器，研究对象是质量m=310g的金属圆柱体G，将G放在A、B的两探头之间，两探头受到压力的数据，通过传感器、数据采集器传输给计算机，数据如表1所示．
表1 圆柱体的质量：310g
θ/° | 0 | 30 | 45 | 60 | 90 |
FA/N | 0.00 | 1.49 | 2.12 | 2.59 | 3.02 |
FB/N | 3.01 | 2.61 | 2.13 | 1.50 | 0.00 |
-
（1） 观察、分析数据表1，可得出：金属圆柱体重力沿斜面向下的分力FA随斜面倾角θ的增大而，垂直斜面向下的分力FB随斜面倾角θ的增大而．
-
（2） 某同学发现两传感器的读数并不是与角度的变化成正比，他猜想圆柱体所受重力及其分力间满足某个函数关系，并根据该函数关系计算两探头受到压力的理论值如表2所示（g取9.8m/s2）
表2 圆柱体的质量：310g
θ/°
0
30
45
60
90
FA/N
0.00
1.52
2.15
2.63
3.04
FB/N
3.04
2.63
2.15
1.52
0.00
该同学猜测的函数关系式应当分别为：FA=，FB=（用金属圆柱体质量m、重力加速度g、斜面倾角θ表示）
-
（3） 在实验中无论是分析“表1”还是“表2”的数据时，都认为传感器的读数都等于相应的圆柱体重力的分力，其物理学依据是（乙沿斜面方向为例）；因为A传感器的读数等于A传感器所受的压力，根据此压力大小等于圆柱体沿斜面方向所受的支持力，而根据此支持力大小等于圆柱体重力沿斜面方向的分力
-
（4） 为了减少实验误差，可采取的办法是（写出一个即可）
-
（1） 若已得到打点纸带如图2所示，并测得各计数点间距（标在图上）．A为运动起点，则应该选择段来计算A碰前的速度，应选择段来计算A和B碰后的共同速度．（以上空格选填“AB”、“BC”、“CD”、“DE”）
-
（2） 已测得小车A的质量m1=0.40kg，小车B的质量m2=0.20kg，由以上测量结果可得碰前m1v0=kg•m/s，碰后（m1+m2）v共=kg•m/s，由此得出结论．（计算结果保留三位有效数字．）
-
（1） 图（a）中，装置C是传感器，D是传感器。（请填写传感器名称）
-
（2） 如图（a）所示，闭合电键前，滑动变阻器滑片应处于。
-
（3） 根据（b）图中的U﹣t、I﹣t和h﹣t图象，选择区域读取数据，为较精确地算出电动机的效率，则对应的时间段选取较适宜的是
（A）0～0.5s（B）0～10s（C）1.0～20s（D）1.0～30s
-
（4） 读出所选过程中C、D的示数，已知重物和A的总质量为m＝70g，重力加速度g＝9.80m/s2 ， 可算得该直流电动机的效率η＝%。
-
（1） 先用多用电表的欧姆挡测量其电阻，其正向电阻约为10 Ω，反向电阻约为50 kΩ，则在测量二极管的正向电阻时，电表的红表笔应接（填“A”或“B”）端．
-
（2） 该同学设计了如图所示的电路用伏安法进一步测量该二极管正、反向电压均为2 V时的电阻值，二极管接在1、2之间，电压表的内阻约为40 kΩ，选用多用电表的直流电流挡作为电流表接在3、4之间．该多用电表的直流电流有三个量程，量程和对应的内阻分别为：①50 μA，内阻约为100 Ω；②50 mA，内阻约为50 Ω；③250 mA，内阻约为10 Ω．则在实验过程中，多用电表的红表笔应与接线柱（选填“3”或“4”）相连；测二极管的反向电阻时电流表的量程应选用（选填“①”“②”或“③”），单刀双掷开关S2应拨向接点（选填“5”或“6”）．
