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2019-2020年高中物理 第六章 傳感器章末檢測 新人教版選修3-2 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分) 1．下列說法正確的是(　　) A．熱敏電阻是把熱量這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量 B．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差 C．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器 D．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這一磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這一電學(xué)量的傳感器 2．唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)很小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動時(shí)，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺铝姓f法正確的是(　　) A．該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的 B．該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的 C．膜片振動時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變 D．膜片振動時(shí)，金屬線圈不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 3．用多用電表的同一檔位測量熱敏電阻和光敏電阻的阻值時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．測熱敏電阻時(shí)，溫度越高，多用電表指針偏角越大 B．測熱敏電阻時(shí)，溫度越高，多用電表指針偏角越小 C．測光敏電阻時(shí)，光照越弱，多用電表指針偏角越大 D．測光敏電阻時(shí)，光照越弱，多用電表指針偏角越小 4．下列說法中正確的是(　　) A．機(jī)械式鼠標(biāo)器中的光傳感器就是兩個(gè)紅外線接收管，它的作用就是把光信號(紅外線脈沖)轉(zhuǎn)換成電信號(電脈沖) B．機(jī)械式鼠標(biāo)器中的光傳感器是由兩個(gè)滾軸、兩個(gè)碼盤、兩個(gè)紅外線發(fā)射管(LED)和兩個(gè)紅外接收管組成的 C．火災(zāi)報(bào)警器中的光傳感器是光電三極管，它的作用是把光信號轉(zhuǎn)換成電信號 D．火災(zāi)報(bào)警器是利用煙霧對光的散射作用來工作的 5．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，在升降機(jī)中將重物放在壓敏電阻上，壓敏電阻接在如圖1甲所示的電路中，電流表示數(shù)變化如圖乙所示，某同學(xué)根據(jù)電流表的示數(shù)變化情況推斷升降機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)，下列說法中正確的是(　　) 圖1 A．0～t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)一定勻速運(yùn)動 B．0～t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能減速上升 C．t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻速上升 D．t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻加速上升 6．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了一個(gè)判斷小車運(yùn)動狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖2(a)所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個(gè)絕緣重球．小車向右做直線運(yùn)動過程中，電流表示數(shù)變化與時(shí)間t的關(guān)系如圖(b)所示，下列判斷正確的是(　　) 圖2 A．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動 B．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動 C．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動 D．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動 7．如圖3所示是某種汽車上的一種自動測定油箱內(nèi)油面高度的裝置．R是滑動變阻器，它的金屬滑片是杠桿的一端，從油量表(由電流表改裝而成)指針?biāo)傅目潭龋涂梢灾烙拖鋬?nèi)油面的高度，當(dāng)滑動變阻器的金屬片向下移動時(shí)(　　) 圖3 A．電路中的電流減小，油箱內(nèi)油面降低 B．電路中的電流減小，油箱內(nèi)油面升高 C．電路中的電流增大，油箱內(nèi)油面降低 D．電路中的電流增大，油箱內(nèi)油面升高 8．如圖4所示的是一個(gè)電容式傳感器，在金屬線a的外面涂一層絕緣的電介質(zhì)后放在導(dǎo)電液體中構(gòu)成一個(gè)電容器，a與導(dǎo)電液體就是該電容器的兩極．今使該電容器充電后與電源斷開，并將a與靜電計(jì)的導(dǎo)體球相連，插入導(dǎo)電液體中的電極b與靜電計(jì)外殼相連，則當(dāng)導(dǎo)電液體深度h變大時(shí)(　　) 圖4 A．引起兩極間正對面積變大 B．電容器的電容將變小 C．電容器兩極間的電壓將變大 D．以上說法都不正確 9．計(jì)算機(jī)鍵盤是由兩片金屬切片組成的小電容器，該電容器的電容可用公式C＝計(jì)算，式中εr＝910－12 F/m，S為金屬片的正對面積，d表示兩金屬片的間距．當(dāng)鍵被按下時(shí)，此電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測出是哪個(gè)鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號．設(shè)每個(gè)金屬片的正對面積為50 mm2，鍵未按下時(shí)兩金屬片的距離為0.6 mm.如果電容變化0.25 pF，電子線路恰能檢測出必要的信號，則鍵至少需要被按下(　　) A．0.15 mm B．0.25 mm C．0.35 mm D．0.45 mm 10．酒精測試儀用于機(jī)動車駕駛?cè)藛T是否酗酒及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器．這種酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，在如圖5所示的電路中，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是(　　) 圖5 A．U越大，表示c越大，c與U成正比 B．U越大，表示c越大，但是c與U不成正比 C．U越大，表示c越小，c與U成反比 D．U越大，表示c越小，但是c與U不成反比 題　號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答　案 二、填空題(本題共2小題，每小題10分，共20分) 11．如圖6所示，將萬用表的選擇開關(guān)置于“歐姆”擋，再將電表的兩支表筆與負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻RT兩端相連，這時(shí)表針恰好指在刻度盤的正中間．若往RT上擦一些酒精，表針將向________(填“左”或“右”)移動；若用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，表針將向________(填“左”或“右”)移動． 圖6 姓名：________　班級：________　學(xué)號：________　得分：________　　　　　　　　　　　　　　 　　　　12.圖7為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱的原理簡圖． 圖7 箱內(nèi)的電阻R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R3＝40 kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖8所示．當(dāng)a、b端電壓Uab<0時(shí)，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)的溫度升高；當(dāng)Uab>0時(shí)，電壓鑒別器會使S斷開，停止加熱．則恒溫箱內(nèi)的溫度保持在________℃. 圖8 三、計(jì)算題(本題共3小題，共40分) 13．(12分)一熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖象如圖9甲所示，請應(yīng)用這一熱敏電阻自行設(shè)計(jì)一控制電路，當(dāng)溫度高于某一值后紅色指示燈亮，而溫度低于這一值時(shí)綠色指示燈亮，并且說明滑動變阻器的作用． 圖9 給你的器材有：如圖乙所示的繼電器一只(a、b為常閉觸點(diǎn)，c、d為常開觸點(diǎn))、熱敏電阻一只、滑動變阻器一只、紅、綠指示燈各一個(gè)、兩個(gè)獨(dú)立的電池組、開關(guān)兩個(gè)、導(dǎo)線若干． 14．(13分)一熱敏電阻在溫度為80℃時(shí)阻值很大，當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)阻值就很小，今用一電阻絲給水加熱，并配以熱敏電阻以保持水溫在80℃到100℃之間，可將電阻絲與熱敏電阻并聯(lián)，一并放入水中，如圖10所示，圖中R1為熱敏電阻，R2為電阻絲．請簡述其工作原理． 圖10 15．(15分)用如圖11所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動的加速度，該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個(gè)由力敏電阻組合成的壓力傳感器，用兩根相同的輕彈簧夾著一個(gè)質(zhì)量為2.0 kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動，兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出．現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后．汽車靜止時(shí)，傳感器a、b的示數(shù)均為10 N．(g取10 m/s2) 圖11 (1)若傳感器a的示數(shù)為14 N，b的示數(shù)為6.0 N，求此時(shí)汽車的加速度大小和方向． (2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動時(shí)，傳感器a的示數(shù)為零． 第六章　傳感器 章末檢測 答案 1．BCD　[熱敏電阻是把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，A錯(cuò)誤；B、C、D正確．] 2．B　[當(dāng)聲波使膜片前后振動時(shí)，膜片后的金屬線圈就跟著振動，使處于永磁體磁場中的線圈切割磁感線，穿過線圈的磁通量發(fā)生改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，這是電磁感應(yīng)的工作原理，所以B選項(xiàng)正確．] 3．AD　[熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，而多用電表的零刻度在表盤的右側(cè)，所以溫度越高，多用電表指針偏角越大，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小，所以光照越弱，阻值越大，故多用電表指針偏角越小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確．] 4．ACD　[機(jī)械式鼠標(biāo)器中的光傳感器就是兩個(gè)紅外線接收管，作用是把光信號(紅外線脈沖)轉(zhuǎn)換成電信號(電脈沖)，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．火災(zāi)報(bào)警器中的光傳感器是光電三極管，它是利用煙霧對光的散射作用來工作的，因此C、D正確．] 5．B　[在0～t1時(shí)間內(nèi)，電流恒定，表明壓敏電阻的阻值恒定，則重物對壓敏電阻壓力恒定，則升降機(jī)可能處于靜止、勻速運(yùn)動或勻變速直線運(yùn)動的狀態(tài)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；t1～t2時(shí)間內(nèi)，電流在增加，表明壓敏電阻的阻值在減小，則重物對壓敏電阻的壓力在增大，故不可能做勻速運(yùn)動或勻加速運(yùn)動，C、D兩項(xiàng)都錯(cuò)．] 6．D　[從題圖(b)可以看出，在t1到t2時(shí)間內(nèi)，電流表示數(shù)逐漸增大，則壓敏電阻的阻值逐漸減小，說明壓敏電阻受到重球的壓力越來越大，小車的加速度增大，故小車做變加速運(yùn)動，A、B均錯(cuò)；在t2到t3時(shí)間內(nèi)，電流不變，則說明重球?qū)好綦娮璧膲毫Σ蛔儯市≤囎鰟蚣铀僦本€運(yùn)動，C錯(cuò)，D對．] 7．D　[油面升高，金屬片向下移動，R接入電路中的電阻減小，電路中電流增大，所以選項(xiàng)D正確．] 8．A　[當(dāng)導(dǎo)電液體深度h變大時(shí)，相當(dāng)于電容器的兩極板的正對面積變大，由C＝知，電容C變大，而電容器充電后與電源斷開，所以電容器所帶電荷量Q不變，由U＝知，電容器兩極間的電壓將變?。甝 9．A　[由題給公式可知，鍵未按下時(shí)電容 C0＝＝ F＝0.7510－12 F 恰能檢測出信號時(shí)的電容 C′＝C0＋ΔC＝(0.75＋0.25) pF＝ 故d′＝，Δd＝＝0.15 mm 所以A正確．] 10．B　[題中給出傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體濃度c是正比關(guān)系，即＝kc， 電壓表示數(shù)U＝＝ ＝，可以看出電壓與濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系，但隨濃度的增大而增大．] 11．左　右 解析　若往RT上擦一些酒精，由于酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，指針應(yīng)向左偏；用吹風(fēng)機(jī)將熱風(fēng)吹向電阻，電阻RT溫度升高，電阻值減小，指針向右偏． 12．35 解析　設(shè)電路路端電壓為U，當(dāng)Uab＝0時(shí)，有R1＝R3，解得Rt＝20 kΩ 由Rt－t圖可知，當(dāng)Rt＝20 kΩ時(shí)，t＝35℃ 13．設(shè)計(jì)的電路圖如下圖所示． 此方案中滑動變阻器的作用：主要是通過調(diào)節(jié)滿足對熱敏電阻的要求． 14．見解析 解析　開始水溫較低時(shí)，R1阻值較大，電阻絲R2對水進(jìn)行加熱； 當(dāng)水溫達(dá)到100℃左右時(shí)，R1阻值變得很小，R2被短路，將停止加熱； 當(dāng)溫度降低到80℃時(shí)，R1阻值又變得很大，R2又開始加熱．這樣就可達(dá)到保溫的效果 15．(1)4 m/s2　向右　(2)10 m/s2　向左 解析　傳感器上所顯示出力的大小，即彈簧對傳感器的壓力，據(jù)牛頓第三定律知，此即為彈簧上的彈力大小，亦即該彈簧對滑塊的彈力大?。? (1)如右圖所示， 依題意：左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力F1＝14 N，右側(cè)彈簧對滑塊向左的推力F2＝6.0 N. 滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1，根據(jù)牛頓第二定律有F1－F2＝ma1 得a1＝＝ m/s2＝4 m/s2 a1與F1同方向，即向前(向右)． (2)a傳感器的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力F1′＝0，因兩彈簧相同，左彈簧伸長多少，右彈簧就縮短多少，所以右彈簧的彈力變?yōu)镕2′＝20 N，方向向左． 滑塊所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得 F合＝F2′＝ma2 得a2＝＝10 m/s2 a2與F2′同方向，即向后(向左)．