知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实线称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号$($电压或电流$)$，从而完成将物体重量变换为电信号的过程。

$(1)$简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因 ______ 。
$(2)$小明找到一根拉力敏感电阻丝$R_{L}$，其阻值随拉力变化的图象如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势$E$约$15V$，内阻约$2Ω$；灵敏毫安表量程为$10mA$，内阻约$5Ω$；$R$是电阻箱，最大阻值是$9999Ω$；$R_{L}$接在$A$、$B$两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，接通电路完成下列操作。
$a.$滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表为某一合适示数$I$时，读出电阻箱的读数$R_{1}$；
$b.$滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为$θ$；
$c.$调节电阻箱，使 ______ ，读出此时电阻箱的读数$R_{2}$；
$d.$算得图乙直线的斜率$k$和截距$b$；
则待测重物的重力$G$的表达式为$G=$ ______ $($用以上测得的物理量表示$)$，测得$θ=53^{\circ}(\sin 53^{\circ}=0.8,\cos 53^{\circ}=0.6)$，$R_{1}$、$R_{1}$分别为$1052Ω$和$1030Ω$，结合乙图信息，可得待测重物的重力$G=$ ______ $N($结果保留三位有效数字$)$。
$(3)$针对小明的设计方案，为了提高测量重量的精度，你认为下列措施可行的是 ______ 。
A.将毫安表换成量程不同，内阻更小的毫安表
B.将毫安表换成量程为$10μA$的微安表
C.将电阻箱换成精度更高的电阻箱
D.适当增大$A$、$B$接线柱之间的距离。

难度：难

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2．
如图所示，小铅球$P$系在细金属丝下，悬挂在$O$点，开始时小铅球$P$沿竖直方向处于静止状态$.$当将小铅球$P$放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度$θ$，水流速度越大，$θ$越大$.$为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝$BC$，其长为$L$，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，$C$端在$O$点正下方处，且$OC=h.$图中还有电动势为$E$的电源$($内阻不计$)$和一只电压表$.$请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．

难度：难

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3．图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中称重的关键元件是拉力传感器$.$其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经过相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号$($电压或电流$)$，从而完成将物体重量变换为电信号的过程．

$(1)$简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因______________________________________
$(2)$小明找到一根拉力敏感电阻丝$R_{L}$，其阻值随拉力变化的图象如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”$.$电路中电源电动势$E$约$15V$，内阻约$2Ω$；灵敏毫安表量程为$10mA$，内阻约$5Ω$；$R$是电阻箱，最大阻值是$9999Ω$；$R_{L}$接在$A$、$B$两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，接通电路完成下列操作．
$a{.}$滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表为某一合适示数$I$时，读出电阻箱的读数$R_{1}$；
$b{.}$滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为$\theta$；
$c{.}$调节电阻箱，使______，读出此时电阻箱的读数$R_{2}$；
$d{.}$算得图乙直线的斜率$k$和截距$b$；
则待测重物的重力$G$的表达式为$G=$____________________$($用以上测得的物理量表示$)$，测得$\theta =53{}^\circ (\sin 53{}^\circ =0.8)$， $R_{1}$、$R_{2}$分别为$1052Ω$和$1030Ω$，结合乙图信息，可得待测重物的重力$G=$____________$N($结果保留三位有效数字$)$．
$(3)$针对小明的设计方案，为了提高测量重量的精度，你认为下列措施可行的是______．
A.将毫安表换成量程不同，内阻更小的毫安表 $B.$将毫安表换成量程为$10μA$的微安表
C.将电阻箱换成精度更高的电阻箱
D.适当增大$A$、$B$接线柱之间的距离．

难度：难

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4．
力的传感器经常应用在需要自动化控制的诸多领域中。它是利用金属电阻应变片将力转换成电阻大小的传感器。如甲图所示，常见的力的传感器由绝缘金属梁和应变片组成，自由端向下拉力$F$越大，应变片弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，应变片输出的电压$U$也就越大，测得$U-F$规律如乙图表示。



$(1)$当金属梁自由端挂空桶重为$G_{0}=1N$时，输出的电压$U=0.02V$，则当电压读数为$0.05V$时，桶内放置的物品重为________$N$。

$(2)$已知传感器不受力时，电阻约为$2Ω$，为了更准确地测量该值，某物理探究小组设计一电路，原理图如丙图所示，实验室提供以下器材：

A.定值电阻$R_{0}(R_{0}= 5Ω)$

B.滑动变阻器$($阻值为$2Ω)$
C.电流表$A_{1}(0.6A$，内阻$r_{1}= 2Ω)$

D.电流表$A_{2}(0.6A$，内阻$r_{2}$约为$5\Omega )$
E.直流电源$E_{1}($电动势$3V$，内阻约为$1\Omega )$

F.直流电源$E_{2}($电动势$6V$，内阻约为$2\Omega )$
G.开关$S$及导线若干

图丙中$①②$为电流表，其中电流表$①$应选_______$($填“$A$${\,\!}_{1}$”或“$A$${\,\!}_{2}$”$)$，电源选___$($填“$E$${\,\!}_{1}$”或“$E$${\,\!}_{2}$”$)$；电阻的表达式为_________________________$($两电流表的电流分别用$I$${\,\!}_{1}$、$I$${\,\!}_{2}$表示$)$。

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5．如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时，滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中．
（1）系统的加速度a（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式 ______ ．
（2）若电压表指针指在满刻度的 $%20%5Cfrac%20%7B3%7D%7B4%7D$ 位置，此时系统的加速度大小为 ______ 和方向向 ______ （填“左”或“右”）

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6．如图所示为一种加速度仪的示意图。质量为$m$的振子两端连有劲度系数均为$k$的轻弹簧，电源的电动势为$E$，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为$R$，有效长度为$L$，系统静止时，滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中。
$(1)$系统的加速度$a($以向右为正$)$和电压表读数$U$的函数关系式______。
$(2)$若电压表指针指在满刻度的$ \dfrac {3}{4}$位置，此时系统的加速度大小为______和方向向______$($填“左”或“右”$)$

难度：难

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