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章末核心素养整合
知识体系构建
力
光
传送
处理
温度
力
光
敏感
转换
调整
转换
力
温度
光
电容
真题链接高考
1.(2024·北京卷)如图为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动,滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接;固定在滑块上的滑动片M的下端与滑动变阻器R接触良好,且不计摩擦;两个电源的电动势E相同,内阻不计。两弹簧处于原长时,M位于R的中点,理想电压表的指针位于表盘中央。
当P端电势高于Q端时,指针位于表盘右侧。将加速度计固定在水平运动的被测物体上,则下列说法正确的是(　　)
A.若M位于R的中点右侧,P端电势低于Q端
B.电压表的示数随物体加速度的增大而增大,但不成正比
C.若电压表指针位于表盘左侧,则物体速度方向向右
D.若电压表指针位于表盘左侧,则物体加速度方向向右
答案:D
解析:由题意可知,M位于R中点位置时与两电源间的电势相等,设R的中点电势为零,则M位于R的中点右侧时,P端电势高于Q端电势,A错误;由欧姆定律及电阻定律可知,P端与Q端电势差与指针偏离R中点的距离x成正比,B错误;已知电压表指针位于表盘左侧,只能确定加速度的方向,不能确定速度的方向,C错误;已知电压表指针位于表盘左侧,滑块左侧弹簧压缩、右侧弹簧伸长,滑块所受合力向右,故物体加速度方向向右,D正确。
2.(2025·江西卷)热敏电阻的阻值随温度的变化而改变,通过建立温度与热敏电阻两端电压的关系,可制作一简易的温度传感器,进而实现温度测量。如图甲所示,RT为热敏电阻,R0为匹配电阻,电源电动势为E(内阻不计),数字电压表V(内阻视为无穷大)用于测量热敏电阻两端的电压Uout。
(1)由图甲可得Uout的表达式为　　　　。
甲
(2)已知某热敏电阻从20 ℃升温到100 ℃时,其阻值从10 kΩ单调减小到0.5 kΩ。为了合理配置R0的阻值,用电阻箱R1代替该热敏电阻RT进行实验。经数据处理得到不同R0值对应的Uout-R1关系图线,如图乙所示,分析可知应选图线　　　　对应的R0作为匹配电阻,可使Uout在更宽范围内对R1变化的响应更灵敏。
乙
(3)选定匹配电阻R0后,按图甲连接电路,改变热敏电阻的温度T,测量其两端的电压Uout,并尝试用二次多项式进行数据拟合,得到温度T(℃)与Uout(V)的关系。
(4)用已标定的温度传感器进行实验,记录数据,如下表所示,其中T为测量温度,Tb为标准温度,ΔT=T-Tb。表中绝对误差最大和最小的测量温度值T分别为　　　　 ℃和　　　　 ℃。除涉及元器件的精度和稳定性之外,分析该温度传感器测量误差的主要来源: 　。
T(℃) 29.6 34.0 38.0 42.2 47.0 51.6 55.0 66.1 70.2
Tb(℃) 31.4 36.4 40.5 44.5 48.7 52.5 55.8 65.7 70.0
ΔT(℃) -1.8 -2.4 -2.5 -2.3 -1.7 -0.9 -0.8 0.4 0.2
3.(2025·河南卷)实验小组研究某热敏电阻的特性,并依此利用电磁铁、电阻箱等器材组装保温箱。该热敏电阻阻值随温度的变化曲线如图1所示,保温箱原理图如图2所示。回答下列问题:
图1
图2
(1)图1中热敏电阻的阻值随温度的变化关系是　　　　(选填“线性”或“非线性”)的。
(2)存在一个电流值I0,若电磁铁线圈的电流小于I0,衔铁与上固定触头a接触;若电流大于I0,衔铁与下固定触头b接触。保温箱温度达到设定值后,电磁铁线圈的电流在I0附近上下波动,加热电路持续地断开、闭合,使保温箱温度维持在设定值。图2中加热电阻丝的c端应该与触头　　　　(选填“a”或“b”)相连接。
(3)当保温箱的温度设定在50 ℃时,电阻箱旋钮的位置如图3所示,则电阻箱接入电路的阻值为　　　 Ω。
图3
(4)若要把保温箱的温度设定在100 ℃,则电阻箱接入电路的阻值应为　　　　 Ω。
答案:(1)非线性　(2)a　(3)130.0　(4)210.0
解析:(1)由题图1可知,热敏电阻阻值随温度的变化为非线性变化。
(2)当保温箱温度降低时,热敏电阻阻值变大,流经电磁铁的电流减小,衔铁与触头a接触,此时需要加热保温,故c端应该与触头a相连接。
(3)由电阻箱读数规则可知,R1=1×100 Ω+3×10 Ω+0×1 Ω +0×0.1 Ω=130.0 Ω。
4.(2024·河北卷)某种花卉喜光,但阳光太强时易受损伤。某兴趣小组决定制作简易光强报警器,以便在光照过强时提醒花农。该实验用到的主要器材如下:学生电源、多用电表、数字电压表(0~20 V)、数字电流表(0~20 mA)、滑动变阻器R(最大阻值50 Ω,1.5 A)、白炽灯、可调电阻R1(0~50 kΩ)、发光二极管LED、光敏电阻RG、NPN型三极管VT、开关和若干导线等。
(1)判断发光二极管的极性使用多用电表的“×10 k”电阻挡测量二极管的电阻。如图甲所示,当黑表笔与接线端M接触、红表笔与接线端N接触时,多用电表指针位于表盘中a位置(见图乙);对调红、黑表笔后指针位于表盘中b位置(见图乙),由此判断M端为二极管的　　　　(选填“正极”或“负极”)。
甲
乙
(2)研究光敏电阻在不同光照条件下的伏安特性。
①采用图丙中的器材进行实验,部分实物连接已完成。要求闭合开关后电压表和电流表的示数从0开始。导线L1、L2和L3的另一端应分别连接滑动变阻器的　　　　　、　　　　　、
　　　　　接线柱。(以上三空均选填接线柱标号“A”“B”“C”或“D”)
丙
②图丁为不同光照强度下得到的光敏电阻伏安特性曲线,图中曲线Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ对应光敏电阻受到的光照由弱到强。由图像可知,光敏电阻的阻值随其表面受到光照的增强而　 　(选填“增大”或“减小”)。
丁
(3)组装光强报警器电路并测试其功能,图戊为利用光敏电阻、发光二极管、三极管(当b、e间电压达到一定程度后,三极管被导通)等元件设计的电路。组装好光强报警器后,在测试过程中发现,当照射到光敏电阻表面的光强达到报警值时,发光二极管并不发光,为使报警器正常工作,应　　　　　　(选填“增大”或“减小”)可调电阻R1的阻值,直至发光二极管发光。
戊
答案:(1)负极
(2)①A　A　D或C　②减小
(3)增大
解析:(1)根据多用电表的结构,使用多用电表电阻挡时黑表笔接内部电源正极,当黑表笔接M端时,电阻无穷大,当红表笔接M端时,有一定的电阻,说明M端为二极管的负极。
(2)要求电压表、电流表示数从零开始,所以滑动变阻器采用分压式接法连接电路,故L1、L2接滑动变阻器的接线柱A,L3必须接在金属杆两端的接线柱中的任意一个,即C或D。由题图丁可知,随光照强度增加,I-U图像斜率增大,所以光敏电阻的阻值减小。
(3)三极管未导通时,RG与R1串联。随着光照强度增强,RG电阻减小,此时三极管仍未导通,说明R1分压小,故需要增大R1。
5.(2024·浙江卷)在探究热敏电阻的特性及其应用的实验中,测得热敏电阻Rt,在不同温度时的阻值如下表:
温度/℃ 4.1 9.0 14.3 20.0 28.0 38.2 45.5 60.4
电阻/(102 Ω) 220 160 100 60 45 30 25 15
某同学利用上述热敏电阻Rt、电动势E=3 V(内阻不计)的电源、定值电阻R(阻值有3 kΩ、5 kΩ、12 kΩ三种可供选择)、控制开关和加热系统,设计了A、B、C三种电路。
因环境温度低于20 ℃,现要求将室内温度控制在20 ℃~28 ℃范围,且1、2两端电压大于2 V,控制开关开启加热系统加热,则应选择的电路是　　　,定值电阻R的阻值应选　　　 kΩ, 1、2两端的电压小于　　　　 V时,自动关闭加热系统(不考虑控制开关对电路的影响)。
答案:C　3　1.8
解析:电路A,定值电阻和热敏电阻并联,电压不变,故不能实现电路的控制,选项A错误。定值电阻和热敏电阻串联,温度越低,热敏电阻的阻值越大,定值电阻分得电压越小,无法实现1、2两端电压大于2 V,控制开关开启加热系统加热,选项B错误。定值电阻和热敏电阻串联,温度越低,热敏电阻的阻值越大,热敏电阻分得电压越大,可以实现1、2两端电压大于2 V,控制开关开启加热系统加热,选项C正确。

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