高中物理-8电磁学 6门电路 4压轴题 (金华常青藤家教题库)

试卷第 1 页 总 7 页 门电路门电路 压轴题压轴题 1 为了保障行驶安全 一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置 只要有一扇门 没有关紧 汽车就不能启动 如果规定 车门关紧时为 1 未关紧时为 0 当输 出信号为 1 时 汽车可以正常启动行驶 当输出信号为 0 时 汽车不能启动 能正确表示该控制装置工作原理的逻辑电路是 A 与电路 B 或电路 C 非电路 D 以上都不是 2 如图甲所示为某一门电路符号及输入端 A B 的电势随时间变化关系的图象 则在 下图中能正确反映该门电路输出端电势随时间变化关系的图象是 3 某仓库在门上安装了一把自动锁和一把挂锁 只有把自动锁和挂锁都打开时 人才 能进出 这里的 两把锁 和 人可以进出 之间体现了某种逻辑关系 下列门电路中也 具有这种逻辑关系的是 4 如题 17 图所示的电容式话筒就是一种电容式传感器 其原理是 导电性振动膜片 与固定电极构成了一个电容器 当振动膜片在声压的作用下振动时 两个电极之间的 电容发生变化 电路中电流随之变化 这样声信号就变成了电信号 则当振动膜片向 左振动时 以下说法中正确的是 电容器电容值增大 电容器带电荷量减小 电容器两极板间的场强增大 电阻 R 上电流方向自左向右 A B C D 5 有一种测量人体重的电子秤 其原理图如图所示 它主要由三部分构成 踏板 压 力传感器 R 是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器 显示体重的仪表 G 实质是 理想电流表 设踏板的质量可忽略不计 已知理想电流表的量程为 3A 电源电动势 为 12V 内阻为 2 电阻 R 随压力变化的函数式为 R 30 0 02F F 和 R 的单位分别是 试卷第 2 页 总 7 页 N 和 下列说法正确是 A 该秤能测量的最大体重是 1300N B 体重为 1300N 应标在电流表 G 刻度盘 2A 刻度处 C 该秤零刻度线 即踏板空载时的刻度线 应标在电流表 G 刻度盘 0 刻度处 D 该秤零刻线应标在电流表 G 刻度盘的最右端 6 如图为一种主动式光控报警器原理图 图中 R1和 R2为光敏电阻 R3和 R4为定值电 阻 当射向光敏电阻 R1和 R2的任何一束光线被遮 挡时 都会引起警铃发声 则图中虚线框内的电 路是 A 与门 B 或门 C 或非门 D 与非门 7 如图为监控汽车安全带使用情况的报警电路 S 为汽车启动开关 汽车启动时 S 闭合 RT为安全带使用情况检测传感器 驾驶员系 好安全带时 RT阻值变大 要求当驾驶员启动汽车但未系安全带时蜂鸣器报警 则在图 中虚线框内应接入的元件是 A 非 门 B 或 门 C 与 门 D 与非 门 8 如图所示 A B 分别表示某一个门电路两个输入端的信号 Z 表示该门电路输出端 的信号 则根据它们的波形可以判断该门电路是 A 与 门 B 或 门 C 非 门 D 或非 门 9 电动机的自动控制电路如图所示 其中为热敏电阻 为光敏电阻 当温度升 H R 1 R 高时 的阻值远小于 当光照射时 其阻值远小于 为使电动机在温度升 H R 1 R 1 R 2 R 高或受到光照时能自动启动 电路中的虚线框内应选 门逻辑电路 若要提高光照 R1 R3 警铃 R4 6V R2 光 第 2 题图 试卷第 3 页 总 7 页 时电动机启动的灵敏度 可以 的阻值 填 增大 或 减小 2 R 本题共 15 分 上海世博会于 2010 年 5 月 1 日精彩开幕 各场馆新颖的环保设计 新能源汽车的闪亮登场 太阳能的广泛利用 令人耳目一新 一切始于世博会 世博会展现的高科技将使我们的生活更美好 10 太阳能是清洁的新能源 为了环保 我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大 力开发新能源 划分下列能源的类别 把编号填入相应的表格 石油 地热能 核能 天然气 风能 潮汐能 类别编号 新能源 常规能源 11 中国馆 世博中心和主题馆等主要场馆 太阳能的利用规模达到了历届世博会之 最 总发电装机容量达到 4 6 103kW 设太阳能电池板的发电效率为 18 已知地球 表面每平方米接收太阳能的平均辐射功率为 1 353kW 那么所使用的太阳能电池板的 总面积为 m2 12 各场馆的机器人非常引人注目 在下图设计的机器人模块中 分别填入传感器和 逻辑门的名称 使该机器人能够在明亮的条件下 听到呼唤声就来为你服务 13 纯电动概念车 E1 是中国馆的镇馆之宝之一 若 E1 概念车的总质量为 920kg 在 16s 内从静止加速到 100km h 即 27 8m s 受到恒定的阻力为 1500N 假设它做匀加 速直线运动 其动力系统提供的牵引力为 N 当 E1 概念车以最高时速 120km h 即 33 3m s 做匀速直线运动时 其动力系统输出的功率为 kW 试卷第 4 页 总 7 页 14 在世博园区 运行着许多氢燃料汽车 其动力来源是氢燃料电池 结构如图 1 以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤 把多用表的选择开关调至电流档 并选择恰当量程 串联在电路中 读出电流 I 把多用表的选择开关调至电压档 把红 黑表笔并联在电动机两端 其中红表 笔应该接在图中 填 A 或 B 端 读出电压 U 重复步骤 和 多次测量 取平均值 根据公式 P 计算氢燃料电池输出功率 2 在上述第 步中遗漏的操作是 3 如果该电动机的效率为 汽车运动的速度为 v 则汽车的牵引力为 15 8 分 运用玻意耳定律可以测量小晶体的密度 实验步骤如下 取适量小晶体 用天平测出其质量 然后将小晶体装入注射器内 缓慢推动活塞至某一位置 记录活塞所在位置的容积刻度 V1 通过压强传感器 数据采集器从计算机上读取此时气体的压强 P1 重复步骤 记录活塞在另一位置的容积刻度 V2和读取相应的气体的压强 P2 处理记录的数据 算出小晶体的密度 1 为了减小实验误差 现采用作直线图线的方法来处理表格中的实验数据 按此要 求 右边方格图的纵坐标应标明的物理量是 横坐标则应标明 根据表格数据在方格图中画出相应图线 试卷第 5 页 总 7 页 2 如果图线的斜率用 k 表示 则注射器内小晶体的体积 v0与容积刻度 V 气体的压 强 P 的关系表达式为 v0 3 实验测得这些小晶体的质量为 6 48 10 3kg 则小晶体的密度大小为 kg m3 16 6 分 某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守 恒的实验 实验装置如图所示 图中 A B 两位置分别固定了两个光电门传感器 实 验时测得小物体上宽度为 d 的挡光片通过 A 的挡光时间为 t1 通过 B 的挡光时间为 t2 为了证明小物体通过 A B 时的机械能相等 还需要进行一些实验测量和列式证 明 1 单选 选出下列必要的实验测量步骤 A 用天平测出运动小物体的质量 m B 测出 A B 两传感器之间的竖直距离 h C 测出小物体释放时离桌面的高度 H D 用秒表测出运动小物体通过 A B 两传感器的时间 t 2 若该同学用 d 和 t 的比值来反映小物体经过 A B 光电门时的速度 并设想如果 能满足 关系式 即能证明在自由落体过程中小物体的机械 能是守恒的 3 该同学的实验设计可能会引起明显误差的地方是 请写出一种 17 由门电路构成的一简单路灯控制电路如图所示 其中 R 为光敏电阻 光照时电阻 很小 R 为变阻器 L 为灯泡 其工作情况是 当光敏电阻受到光照时 灯 L 不亮 不 受光照时 灯 L 亮 虚框内该逻辑电路是 门电路 若路灯系统发生了故障 无 论有无光照灯 L 都亮 经检查发现光敏电阻工作正常 则发生该故障的原因是 试卷第 6 页 总 7 页 18 18 分 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置于磁场 B 中 在薄片的两个侧面 a b 间通 以电流 I 时 另外两侧 c f 间产生电势差 这一现象称为霍尔效应 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 EH 同时产 生霍尔电势差 UH 当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时 EH和 UH达到稳定值 UH的大小与 I 和 B 以及霍尔元件厚度 d 之间满足关系式 UH RH 其中比例系数 RH IB d 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 l 请写出 UH和 EH的关系式 若半导体 材料是电子导电的 请判断图 1 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 n 电子的电荷量为 e 请导 出霍尔系数 RH的表达式 通过横截面积 S 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 m 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 3 所示 a 若在时间 t 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 b 利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程 除此之外 请你展开 智慧的翅膀 提出另一个实例或设想 19 温度传感器广泛应用于室内空调 电冰箱和微波炉等家用电器中 它是利用热敏 电阻的随温度变化而变化的特性工作的 在图甲中 电源的电动势 E 9 0 V 内电阻可忽 略不计 G 为灵敏电流表 内阻 Rg保持不变 R 为热敏电阻 其电阻值与温度变化关 系如图乙的 Rt 图线所示 闭合开关 S 当 R 的温度等于 20 时 电流表示数 I1 2 mA 则当电流表的示数 I2 3 6 mA 时 热敏电阻 R 的温度是多少摄氏度 20 16 分 实验小组为了测量一栋 26 层的写字楼每层的平均高度 层高 及电梯运 试卷第 7 页 总 7 页 行情况 请一质量为 m 60 kg 的同学站在放于电梯的水平地板上的体重计上 体重计 内安装有压力传感器 电梯从一楼直达 26 楼 已知 t 0 至 t 1 s 内 电梯静止不动 与传感器连接的计算机自动画出了体重计示数随时间变化的图线 如下图 求 1 电梯启动和制动时的加速度大小 2 该大楼每层的平均层高 21 18 分 现代技术中 传感器是指这样一类元件 它能够将诸如力 温度 光 声 化学 成分等大量电学量按照一定规律转换为电学量 如图所示的装置就是一种测压强的传 感器 图中 A B 为大小 形状完全相同的金属板 它们构成一个电容器 其中 A 权 被固定 两金属板的正对面积为 S 金属板是空气的介电常数为 静电力常量为 k C D 是两根完全一样的轻质弹簧 它们的劲度系数为两弹簧一端固定 另一端 0 k 与金属板 B 上的绝缘杆相连 传感器未工作时 弹簧处于自然长度 两金属板间的距 离为 0 d 1 现将两金属板与直流电源相