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2019-2020年高中物理 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會單元測試 滬科版選修3-2 一、選擇題(共10個小題，每小題4分，共40分) 1利用半導(dǎo)體可以制成(　　) A．標(biāo)準(zhǔn)電阻　　　　　 B．熱敏電阻 C．光敏電阻 D．晶體管 2關(guān)于半導(dǎo)體，下列說法正確的是(　　) A．半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間 B．半導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高而增大 C．半導(dǎo)體的電阻率隨光照強度的增大而減小 D．利用半導(dǎo)體制成的光敏電阻可以作為光傳感器的敏感元件 3霍爾元件能轉(zhuǎn)換哪兩個量(　　) A．把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學(xué)量 B．把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個電學(xué)量 C．把力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量 D．把光照強度這個光學(xué)量轉(zhuǎn)換成電阻這個電學(xué)量 4關(guān)于材料的電阻率，下列說法正確的是(　　) A．任何材料的電阻率都隨溫度的改變而改變 B．純金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大 C．某些合金材料的電阻率幾乎不隨溫度的變化而變化 D．半導(dǎo)體材料的電阻率不隨溫度的改變而改變 5如圖所示，R1為定值電阻，R2為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時 … (　　) A．R1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大 C．小燈泡的亮度變強 D．小燈泡的亮度變?nèi)? 6火災(zāi)報警器使用的是(　　) A．光傳感器 B．溫度傳感器 C．紅外線傳感器 D．超聲波傳感器 7在照明電路中，為了安全，一般在電度表后面電路上安裝一個漏電保護器，如下圖所示，當(dāng)漏電保護器的ef兩端沒有電壓時，脫扣開關(guān)K能始終保持接通；當(dāng)ef兩端有電壓時，脫扣開關(guān)立即斷開。下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)用戶的電流超過一定值時，脫扣開關(guān)會自動斷開，即有過流保護作用 B．當(dāng)火線和零線間的電壓太高時，脫扣開關(guān)會自動斷開，即有過壓保護作用 C．站在地面上的人觸及b線時，脫扣開關(guān)會自動斷開，起保護作用 D．當(dāng)站在絕緣物上的人兩手分別觸到b線和d線時，脫扣開關(guān)會自動斷開，起保護作用 8如下圖所示是一種延時開關(guān)，當(dāng)S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通。當(dāng)S1斷開時，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時間才被釋放。則(　　) A．由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用 B．由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用 C．如果斷開B線圈的電鍵S2，無延時作用 D．如果斷開B線圈的電鍵S2，延時將變長 9紅外熱像儀是利用被測物體的紅外輻射進行探測成像的一種器材。它可以作為對電力系統(tǒng)線路狀態(tài)進行監(jiān)測的一種手段。紅外熱像儀可通過紅外線遙感測出架空高壓輸電線各處的溫度高低，根據(jù)發(fā)熱點(一般在電線接頭處)相對周圍環(huán)境溫度的溫差來判斷線路缺陷。以下說法中正確的是(　　) A．紅外線光子能量小，紅外熱像儀發(fā)射紅外線時消耗能量少；線路中溫度高的地方電流大 B．紅外線光子能量小，紅外熱像儀發(fā)射紅外線時消耗能量少；線路中溫度高的地方電阻大 C．一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，不同的物體在不同的溫度下發(fā)射紅外線的頻率和強度不同，線路中溫度高的地方電流大 D．一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，不同的物體在不同的溫度下發(fā)射紅外線的頻率和強度不同，線路中溫度高的地方電阻大 10(xx山東濟寧高二期末，1)用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程，下列屬于這類傳感器的是(　　) A．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 B．自動洗衣機中的壓力傳感裝置 C．走廊照明燈的聲控開關(guān) D．紅外報警裝置 第Ⅱ卷　(非選擇題　共60分) 二、填空題(共2個小題，共24分) 11(12分)光電效應(yīng)是用光照射金屬時，金屬中能發(fā)射出電子的現(xiàn)象，能產(chǎn)生這種現(xiàn)象的金屬都存在極限頻率，用高于極限頻率的光照射金屬時才會有光電效應(yīng)產(chǎn)生，頻率越高的光照射，發(fā)出的電子的動能就越大，光越強，發(fā)出的電子的數(shù)目就越多。利用這種原理制造的光電管元件是一種光電傳感器，應(yīng)用在光控電路中。 如下圖所示的是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光控制設(shè)備用到的光控繼電器示意圖，它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成，看圖回答下列問題： (1)圖中a端應(yīng)是電源________極。 (2)光控繼電器的原理是：當(dāng)光照射光電管時，______________________________。 (3)當(dāng)用綠光照射光電管K極時，可發(fā)生光電效應(yīng)，則下列說法中正確的是________。 A．增大綠光照射強度，光電子最大初動能增大 B．增大綠光照射強度，電路中光電流增大 C．改用比綠光波長大的光照射光電管K極時，電路中一定有光電流 D．改用比綠光頻率大的光照射光電管K極時，電路中一定有光電流 12(12分)如下圖所示為一實驗小車?yán)霉饷}沖測量車速和行程的裝置示意圖，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在車身上，C為小車的車輪，D為與C同軸相連的齒輪。車輪轉(zhuǎn)動時，A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號，由電子電路記錄和顯示。若實驗顯示單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，累計脈沖數(shù)為N，則要測出小車的速度和行程還必須測量的物理量或數(shù)據(jù)是________；小車速度的表達式為v＝________；行程的表達式為s＝________。 三、計算與論證(共2個小題，共36分，解答時要有必須的解析過程，直接寫結(jié)果不得分) 13(18分)如下圖為一種加速度儀的示意圖。質(zhì)量為m的振子兩端連有勁度系數(shù)均為k的輕彈簧，電源的電動勢為E，不計內(nèi)阻，滑動變阻器的總阻值為R，有效長度為L，系統(tǒng)靜止時滑動觸頭位于滑動變阻器正中，這時電壓表指針恰好在刻度盤正中。求： (1)系統(tǒng)的加速度a(以向右為正)和電壓表讀數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式。 (2)將電壓表刻度改為加速度刻度后，其刻度是均勻的還是不均勻的？為什么？ (3)若電壓表指針指在滿刻度的3/4位置，此時系統(tǒng)的加速度大小和方向如何？ 14(18分)如下圖所示是一種懸球式加速度儀，它可以用來測定沿水平軌道運動的列車的加速度。m是一個金屬球，它系在金屬絲的下端，金屬絲的上端懸掛在O點，AB是一根長為L的電阻絲，其電阻值為R。金屬絲與電阻絲接觸良好，摩擦不計，電阻絲的中點C焊接一根導(dǎo)線。從O點也引出一根導(dǎo)線，兩線之間接入一個電壓表V(金屬絲和導(dǎo)線電阻不計)；圖中虛線OC與AB相垂直，且OC＝h，電阻絲AB接在電壓為E的直流穩(wěn)壓電源上，整個裝置固定在列車中使AB沿著前進的方向，列車靜止時金屬絲呈豎直狀態(tài)，當(dāng)列車加速或減速前進時，金屬線將偏離豎直方向，從電壓表的讀數(shù)變化可以測出加速度的大小。 (1)當(dāng)列車向右勻加速運動時，試寫出加速度a與電壓表讀數(shù)U的對應(yīng)關(guān)系，以便重新刻制電壓表表面使它成為直讀加速度數(shù)值的加速計。 (2)用此裝置測得的最大加速度是多少？ (3)為什么C點設(shè)置在電阻絲AB的中間？對電壓表的選擇有什么特殊要求？ 參考答案 1答案：BCD 2答案：ACD 3答案：B 4答案：ABC 5解析：R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)熱敏電阻溫度降低時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)減小，燈L電壓增大，燈泡亮度變強，R1兩端電壓減小，故C正確，其余各項均錯。 答案：C 6答案：B 7解析：火線與零線電流相等時，鐵芯中的磁通量為零，脫扣開關(guān)得不到信號電壓，只有當(dāng)人觸及b點時，也就是用戶的火線上時，鐵芯中的磁通量不為零，脫扣開關(guān)得到電壓，控制器就能工作，斷開電源。 答案：C 8解析：線圈A斷電時，鐵芯中的磁通量發(fā)生變化，線圈B若是閉合的，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場起到了延遲的作用。 答案：BC 9解析：任何物體都不停地向外輻射紅外線，輻射的紅外線與溫度有關(guān)。 答案：D 10解析：遙控器調(diào)換電視機頻道其原理是應(yīng)用紅外線傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號。電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器是應(yīng)用溫度傳感器；自動洗衣機中的壓力傳感裝置應(yīng)用力傳感器；走廊照明燈的聲控開并是應(yīng)用聲音傳感器。故正確答案為D。 答案：D 11答案：(1)正 (2)K極發(fā)射光電子，電路中產(chǎn)生電流，經(jīng)放大器放大后的電流產(chǎn)生的磁場使鐵芯M被磁化，將銜鐵N吸?。粺o光照射光電管時，電路中無電流，N自動離開M (3)BD 12解析：為了表示周期，要查出齒輪的齒數(shù)p，為了表示行駛速度，還要測量車輪的半徑R。 車輪的轉(zhuǎn)動周期為T＝，又T＝，v＝Rω，整理得：v＝?？偯}沖數(shù)為N，則運動時間為t＝N/n，所以有s＝vt，代入可得結(jié)果。 答案：車輪半徑R和齒輪的齒數(shù)p　　 13解析：(1)設(shè)物體m向左移動x，則有2kx＝ma，對滑動變阻器，滑片向左滑動x，由串聯(lián)分壓得＝，兩式聯(lián)立得：加速度為：a＝(E－2U)。 (2)從上式看出，a與U是線性關(guān)系，所以刻度均勻。 (3)當(dāng)U＝E時，代入得：a＝－，方向向左。 答案：(1)a＝(E－2U)　(2)均勻　理由略 (3)a＝，方向向左 14解析：(1)當(dāng)列車向右加速時，設(shè)加速度為a，金屬絲左偏角為θ，對質(zhì)量為m的金屬球受力分析得出：tanθ＝，金屬絲在滑線電阻絲上左滑為x，由幾何關(guān)系有tanθ＝，再由線性電阻上的分壓原理：＝，解得：a＝g。 (2)測量最大加速度時，金屬絲擺在滑線電阻的最左端或最右端，此時電壓表的示數(shù)為恒壓的一半，即U＝，所以有amax＝g。 (3)C點設(shè)置在AB中間的好處是：利用這個裝置還可以測定列車做勻減速運動時的負加速度，這時小球偏向OC線的右方；伏特計要零點在中間，量程大于。 答案：(1)a＝g　(2)amax＝g　(3)見解析