有关传感器的高考题.doc

有关“传感器”的高考题 ? 　　3．2001年高考上海物理卷第13题（填空题） ? 　　题目：图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图B中p1、、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2是p1、p2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔Δt＝1．0s，超声波在空气中传播的速度是v＝340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是______，汽车的速度是______m/s。 ? 图A ? 图B ? 　　解析：（1）分析（情景分析法）： ? 　　作运动情景分析示意图，图中，P1N1中间时刻是汽车接收P1时刻发出的超声波信号的时刻，此位置A是汽车的初位置；P2N2中间时刻是汽车接收P2时刻发出的超声波信号的时刻，此位置B是汽车的末位置，要求的汽车前进的距离就是A、B之间的距离。 　　求解： ? 　　第1步，先读出B图中各时刻对应的读数： ? 点 P1 N1 P1N1中点 P2 N2 P2N2中点 读数(格) 0．5 1．7 1．1 3．5 4．4 3．95 对应的时刻（s） 0．17 0．57 0．37 1．17 1．47 1．32 ? 　　第2步，算出对应的时刻，算法如下：先算每1大格对应的时间 ? 　　， ? 　　再算各点对应的时间，，填入上表的第3行。 ? 　　第3步，算出A与O的距离：， ? 　　第4步，算出B与O的距离：， ? 　　第5步，算出A与B的距离：， ? 　　这就是汽车在接收P1、P2两个时刻发出的超声波信号中间前进的距离。 ? 　　第6步，算出汽车从A到B用的时间：， ? 　　第7步，算出汽车的速度：。 ? 　　点评：分析物理过程，画出示意图是关键，把格数转化为时间是难点，求AB之间的距离是重点。任何难题，可以把复杂的过程分解，化繁为简，化难为易。 ? 　　本题虽然没有明说是传感器，但实质是考查了位移传感器的原理和数据处理方法。真是，此处无声胜有声。 ? 　　4．2001年高考上海物理卷第18题（7分）（实验题） ? 　　题目：某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示。测量时先调节输入端的电压。使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U。现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个、电键及导线若干、待测物体（可置于力电转换器的受压面上）。 ? ? 　　请完成对该物体质量的测量。 ? 　　（1）设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图。 ? 　　（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m。 ? 　　（3）请设想实验中可能会出现的一个问题。 ? 　　答案：（1）设计的电路图如图所示。 ? ? 　　（2）测量步骤与结果： ? 　　①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零； ? 　　②将砝码放在转换器上，记下输出电压U0； ? 　　③将待测物放在转换器上，记下输出电压U1； ? 　　由U0＝km0g，得k＝U0/m0g ? 　　测得U＝kmg，所以m＝m0U/U0。 ? 　　（3）①因电源电压不够而输出电压调不到零； ? 　　②待测物体质量超出转换器量程。 ? 　　点评：本题是用力电转换器（传感器的一种）测物体质量的实验，考查了实验设计、实验电路图、实验原理和实验故障的预测与排除，是对传感器的实质性的考查。 ? 　　5．2007年高考江苏物理卷第13题（１３分）（实验题） ? 　　题目：如题13（a）图，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移－时间（s-t）图象和速率－时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g=9．8m/s2，结果可保留一位有效数字） ? ? 　　（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图线如题13(b)图所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a=?????? ?m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响?????? 。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”） ? 　　（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变?????? ，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变?????? ，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。 ? 　　（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A’，给滑块A’一沿滑板向上的初速度，