（18分）
現(xiàn)代技術中，傳感器是指這樣一類元件：它能夠將諸如力、溫度、光、聲、化學成分等大量電學量按照一定規(guī)律轉換為電學量。如圖所示的裝置就是一種測壓強的傳感器。圖中A、B為大小、形狀完全相同的金屬板，它們構成一個電容器，其中A權被固定，兩金屬板的正對面積為S。金屬板是空氣的介電常數(shù)為，靜電力常量為k。C、D是兩根完全一樣的輕質彈簧，它們的勁度系數(shù)為兩彈簧一端固定，另一端與金屬板B上的絕緣桿相連。傳感器未工作時，彈簧處于自然長度，兩金屬板間的距離為
（1）現(xiàn)將兩金屬板與直流電源相連對電容器進行充電，充至電容器兩極間電壓為U后與電源斷開。由于兩金屬板帶電導致的兩板間距的變化忽略不計，求電容器所帶電荷量；
（2）若僅已知現(xiàn)對極板B的右側施加一均勻向左的待測壓強P，甲同學說：可以通過測量施加壓強前后兩極板間的電壓U₀，對壓強進行測量；乙同學說：可以通過測量施加壓強前后電容器的帶電量對壓強進行測量。
a．你選擇上述哪種方法，指出這種方法中開關所處的狀態(tài)，并簡要說明理由。
b．根據(jù)你選擇的方法，通過推導寫出壓強的表達式。

（6分）某同學利用光電門傳感器設計了一個研究小物體自由下落時機械能是否守恒的實驗，實驗裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器．實驗時測得小物體上寬度為d的擋光片通過A的擋光時間為t₁，通過B的擋光時間為t₂．為了證明小物體通過A、B時的機械能相等，還需要進行一些實驗測量和列式證明．

（1）（單選）選出下列必要的實驗測量步驟

A．用天平測出運動小物體的質量m

B．測出A、B兩傳感器之間的豎直距離h

C．測出小物體釋放時離桌面的高度H

D．用秒表測出運動小物體通過A、B兩傳感器的時間△t

（2）若該同學用d和t的比值來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時的速度，并設想如果能滿足________________________關系式，即能證明在自由落體過程中小物體的機械能是守恒的．
（3）該同學的實驗設計可能會引起明顯誤差的地方是（請寫出一種）：
____________________________________________________________________________．

（8分）運用玻意耳定律可以測量小晶體的密度，實驗步驟如下：
Ⅰ．取適量小晶體，用天平測出其質量，然后將小晶體裝入注射器內；
Ⅱ．緩慢推動活塞至某一位置，記錄活塞所在位置的容積刻度V₁，通過壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器從計算機上讀取此時氣體的壓強P₁；
Ⅲ．重復步驟Ⅱ，記錄活塞在另一位置的容積刻度V₂和讀取相應的氣體的壓強P₂；
Ⅳ．處理記錄的數(shù)據(jù)，算出小晶體的密度．

（1）為了減小實驗誤差，現(xiàn)采用作直線圖線的方法來處理表格中的實驗數(shù)據(jù)．按此要求，右邊方格圖的縱坐標應標明的物理量是_____________，橫坐標則應標明_____________，根據(jù)表格數(shù)據(jù)在方格圖中畫出相應圖線；

（2）如果圖線的斜率用k表示，則注射器內小晶體的體積v₀與容積刻度V、氣體的壓強P的關系表達式為：v₀=__________________；
（3）實驗測得這些小晶體的質量為6.48×10^-3kg，則小晶體的密度大小為________kg/m³．

如圖所示為用于火災報警的離子式煙霧傳感器原理圖，在網(wǎng)罩1內，有電極板2和3，a、b端接電源，4是一塊放射性同位素镅241，它能放射出一種很容易使氣體電離的粒子。平時镅放射出來的粒子使兩個電極間的空氣電離，形成較強的電流，發(fā)生火災時，煙霧進入網(wǎng)罩內，煙的顆粒吸收空氣中的離子和镅放射出來的粒子，導致電流變化，報警器檢測出這種變化，發(fā)出報警。有關這種報警器的下列說法正確的是（    ）

A．镅放射出來的是α粒子	B．镅放射出來的是β粒子
C．有煙霧時電流減弱	D．有煙霧時電流增強

9．如圖所示，豎直輕彈簧兩端分別與物塊A、B相連，物塊A、B所受重力均為mg，物塊B放在固定于水平面上的壓力傳感器上，物塊A在初始位置處于平衡狀態(tài)�，F(xiàn)對物塊A施以大小為F＝mg的力將其下壓一段距離x保持靜止，然后撤去力F，當物塊A向上運動到初始位置上方距離也是x時
A．壓力傳感器的讀數(shù)是零    B．壓力傳感器的讀數(shù)是mg/2
C．壓力傳感器的讀數(shù)是2mg   D．壓力傳感器的讀數(shù)是mg

（16分）實驗小組為了測量一棟26層的寫字樓每層的平均高度（層高）及電梯運行情況，請一質量為m="60" kg的同學站在放于電梯的水平地板上的體重計上，體重計內安裝有壓力傳感器，電梯從一樓直達26樓，已知t=0至t="1" s內，電梯靜止不動，與傳感器連接的計算機自動畫出了體重計示數(shù)隨時間變化的圖線，如下圖．求：
（1）電梯啟動和制動時的加速度大�。�
（2）該大樓每層的平均層高．

如題17圖所示的電容式話筒就是一種電容式傳感器，其原理是：導電性振動膜片與固定電極構成了一個電容器，當振動膜片在聲壓的作用下振動時，兩個電極之間的電容發(fā)生變化，電路中電流隨之變化，這樣聲信號就變成了電信號．則當振動膜片向左振動時，以下說法中正確的是

①電容器電容值增大
②電容器帶電荷量減小
③電容器兩極板間的場強增大
④電阻R上電流方向自左向右

A．①③

B．①④

C．②③

D．②④

（18分）
利用霍爾效應制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應用于測量和自動控制等領域。
如圖1，將一金屬或半導體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應。其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用向一側偏轉和積累，于是c、f間建立起電場E_H，同時產(chǎn)生霍爾電勢差U_H。當電荷所受的電場力與洛倫茲力處處相等時，E_H和U_H達到穩(wěn)定值，U_H的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關系式U_H＝R_H，其中比例系數(shù)R_H稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質有關。

（1）設半導體薄片的寬度（c、f間距）為l，請寫出U_H和E_H的關系式;若半導體材料是電子導電的，請判斷圖1中c、f哪端的電勢高;[
（2）已知半導體薄片內單位體積中導電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請導出霍爾系數(shù)R_H的表達式。（通過橫截面積S的電流I＝nevS，其中v是導電電子定向移動的平均速率）;
（3）圖2是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反�；魻栐�件置于被測圓盤的邊緣附近。當圓盤勻速轉動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖像如圖3所示。
a.若在時間t內，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請導出圓盤轉速N的表達式。
b.利用霍爾測速儀可以測量汽車行駛的里程。除此之外，請你展開“智慧的翅膀”，提出另一個實例或設想。

下列說法中正確的是

A．干簧管是一種能夠感知電場的傳感器

B．霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換成電壓這個電學量

C．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉換為聲信號

D．樓道里的燈只有天黑時出現(xiàn)聲音才亮，說明它的控制電路中只有聲傳感器

在《傳感器的應用實驗》的光控電路中，用發(fā)光二極管LED模仿路燈，R_G為光敏電阻所示。當光敏電阻R_G受到光照時，斯密特觸發(fā)器的輸出端Y出現(xiàn)     電平（填“高”或“低”）；當把光遮住時，輸入端A出現(xiàn)    電平（填“高”或“低”）；如果試驗中發(fā)現(xiàn)天很暗時路燈還沒點亮，應將可變電阻R．的阻值調____一些（填“大”或“小”）。