高中物理(粤教)选修3-2学案：第三章 传感器 章末检测卷
高中物理 第三章 传感器 模块综合检测(一)粤教版选修3-2
模块综合检测(一)(时间：90分钟 分值：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分)1．在变化的磁场中，穿过一个5匝的闭合线圈的磁通量每秒钟均匀地增加了4 Wb ，则( ) A ．线圈中的感应电动势每秒钟增加20 V B ．线圈中的感应电动势每秒钟增加10 V C ．线圈中的感应电动势为20 V D ．线圈中的感应电动势为0解析：闭合线圈的磁通量每秒钟均匀地增加，线圈中会形成稳定的感应电动势，其大小为E ＝n ΔΦΔt ＝5×41V ＝20 V ．故选C.答案：C2．下面说法正确是( )A ．感抗仅与电源频率有关，与线圈自感系数无关B ．容抗仅与电源频率有关，与电容无关C ．感抗、容抗和电阻等效，对不同交变电流都是一个定值D ．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用 解析：由公式X L ＝2πfL 得感抗与线圈自感系数有关，A 错误．根据公式X C ＝12πCf，得容抗与电容也有关系，B 错误．感抗、容抗和电阻等效，对不同交变电流由不同的值，所以C 错误．感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用，D 正确． 答案：D3．某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是( )A ．交变电流的频率为0.02 HzB ．交变电流的瞬时表达式为i ＝5cos 50πt (A)C ．在t ＝0.01 s 时，交流发电机线圈位于中性面D ．在t ＝0.015 s 时，电流改变方向解析：由图象可知，交流电的周期为20×10－3s ＝0.02 s ，频率为f ＝1T＝50 Hz ，故A 错误；交流电的角频率为：ω＝2πT＝10π rad/s ，根据图象可得，交变电流的瞬时表达式为i ＝A cosωt ＝5cos 100πt (A)，故B 错误；在t ＝0.01 s 时，感应电流最大，所以此时穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，所以交流发电机线圈垂直于中性面，故C 错误；在t ＝0.015 s 时，电流改变方向，故D 正确． 答案：D4．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油—空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的电压只有12 V ，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如图所示的点火装置，这个装置的核心是一个变压器，它的初级线圈通过断续开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端，开关由机械进行自动控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花，下列说法正确的是( )A ．该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压B ．该设计方案可行，因为变压器能将直流电改变为交流电C ．该设计方案可行，因为通过变压器初级线圈的是变化的电流，可以通过变压器在副线圈上产生高电压D ．该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器解析：虽然变压器不能对直流电进行变压，但是本设计方案在做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，通过变压器初级线圈的是变化的电流，在变压器铁芯中的磁通量是变化的，能在副线圈中产生瞬时高电压，就能在火花塞中产生了火花，故选C. 答案：C5．如图甲所示，电阻不计的“”形金属框架abcd 固定在倾角为θ的绝缘斜面上，空间有方向垂直于斜面的磁场，磁感应强度的变化规律如图乙所示．将一电阻为R 的金属棒PQ 垂直于ab 放置在框架上，构成面积为S 的矩形PbcQ ，PQ 与框架接触良好且始终静止，则图甲 图乙A ．t 1时刻棒PQ 中无感应电流B ．t 1时刻棒PQ 受安培力C ．在0～2t 1内，通过棒PQ 的电荷量为2B 0SRD ．在0～2t 1内，棒PQ 所产生的焦耳热为B 20S2Rt 1解析：t 1时刻穿过线圈的磁通量正发生变化，故棒PQ 中有感应电流，选项A 错误；根据F ＝BIL ，t 1时刻磁感应强度B 为零，故棒PQ 不受安培力，选项B 错误；根据q ＝ΔΦR可知，在0～2t 1内，通过棒PQ 的电荷量为q ＝ΔΦR＝2B 0SR，选项C 正确；在0～2t 1内，棒PQ 所产生的感应电动势为：E ＝ΔΦΔt ＝B 0S t 1，产生的焦耳热为Q ＝E 2R ·2t 1＝2B 20S 2Rt 1，选项D 错误．答案：C6．如图所示，R 1为定值电阻，R 2为负温度系数的热敏电阻，L 为小灯泡，当温度降低时( )A．R1两端的电压增大B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强D．小灯泡的亮度变弱解析：R2与灯泡L并联后与R1串联，与电源构成闭合电路，当热敏电阻温度降低时，电阻R2增大，外电路电阻增大，电流表读数减小，灯泡L电压增大，灯泡亮度变强，R1两端电压减小，故C项正确，其余各项均错．答案：C7．如图所示，在长载流直导线近旁固定有两平行光滑导轨A、B，导轨与直导线平行且在同一水平面内，在导轨上有两可自由滑动的导体ab和cd.当载流直导线中的电流逐渐增强时，导体ab和cd的运动情况是( )A．一起向左运动B．一起向右运动C．ab和cd相向运动，相互靠近D．ab和cd相背运动，相互远离解析：当载流直导线中的电流逐渐增强时，穿过闭合回路abcd的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，故使得ab和cd相向运动，相互靠近，故选C.答案：C8．如图所示，一个水平放置的矩形闭合线框abcd，在水平放置的细长磁铁S极中心附近落下，下落过程中线框保持水平且bc边在纸外，ad边在纸内．它由位置甲经乙到丙，且甲、丙都靠近乙．在这下落过程中，线框中感应电流的方向为( )A．abcdaB．adcbaC．从位置甲到乙时，abcda，从位置乙到丙时adcbaD．从位置甲到乙时，adcba，从位置乙到丙时abcda解析：从甲到乙，原磁场方向竖直向下，磁通量减小，感应电流的磁场竖直向下，由右手定则可知感应电流为adcba，同理由乙到丙，原磁场方向竖直向上，磁通量增大，感应电流的磁场竖直向下，方向为adcba，B对．答案：B9. 如图所示，圆形线圈垂直放在匀强磁场里，第1秒内磁场方向指向纸里，如图(b)．若磁感应强度大小随时间变化的关系如图 (a)，那么，下面关于线圈中感应电流的说法正确是( )图(a) 图(b)A ．在第1秒内感应电流增大，电流方向为逆时针B ．在第2秒内感应电流大小不变，电流方向为顺时针C ．在第3秒内感应电流减小，电流方向为顺时针D ．在第4秒内感应电流大小不变，方向为顺时针解析：第1 s 内磁通量均匀变化，所以产生的感应电流大小不变，根据楞次定律可得方向为逆时针，A 错误；在第2秒内，垂直向里的磁通量均匀减小，产生的感应电流大小不变，电流方向为顺时针，B 正确；同理这个时间段内产生的感应电流大小都恒定，所以C 错误；第四秒内感应电流方向为逆时针，D 错误． 答案：B10．如图甲为电热毯的电路示意图．电热毯接在u ＝311sin 100πt (V)的电源插座上．电热毯被加热到一定程度后，由于装置P 的作用，使加在电热丝ab 两端的电压变为如图乙所示的波形，从而进入保温状态．若电热丝电阻保持不变，此时从图甲中交流电压表读出交流电的有效值是( )图甲 图乙A ．156 VB ．220 VC ．311 VD ．110 V解析：加图乙电压时，电热丝在一个周期T ＝2×10－2s 内产生的热量Q ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U m 221R ·T2，若给电热丝加直流电压U ，则T 时间内产生相同的热量Q ＝U 2R·T .则由以上两式可得U ＝156 V ，A 正确． 答案： A二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分) 11.根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的炮弹发射装置——电磁炮，它的基本原理如图所示，下列结论中正确的是( )A ．要使炮弹沿导轨向右发射，必须通以自N 向M 的电流B ．要想提高炮弹的发射速度，可适当增大电流C ．使电流和磁感应强度的方向同时反向，炮弹的发射方向不变D ．要想提高炮弹的发射速度，可适当减少磁感应强度解析：由左手定则知当通以自M 向N 的电流时，炮弹受力向右，A 错误；根据公式F ＝BIL ，增大电流或磁感应强度，安培力增大，加速度增大，通过相同的位移获得速度增大，B 正确，D 错误；使电流和磁感应强度的方向同时反向，由左手定则知受力方向不变，C 正确． 答案：BC12．如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明( )A ．在温度越高时，热敏电阻阻值越小B ．在温度越高时，热敏电阻阻值越大C ．半导体材料温度升高时，导电性能变差D ．半导体材料温度升高时，导电性能变好解析：由电流表的变化判断半导体的电阻的变化，温度升高时，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流增大，热敏电阻阻值减小，则总电阻减小，故A 、D 正确． 答案：AD13.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈输入交变电压u ＝1002sin 50πt (V)，在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R ，电容器并联在电阻R 两端，电阻阻值R ＝10 Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是( )A ．电流表示数是1 AB ．电流表示数是 2 AC ．电阻R 消耗的电功率为10 WD ．电容器的耐压值至少是10 2 V解析：由题意知原线圈输入电压有效值为100 V ，所以副线圈电压为10 V ，由于电容器通交流，所以电流表示数大于1 A ，故A 、B 错误；电阻R 消耗的电功率为P ＝U 2R ＝10210W ＝10 W ，故C 正确，副线圈电压最大值为10 2 V ，电容器的耐压值至少是10 2 V ，所以D 正确；故选C 、D. 答案：CD14.如图所示，垂直纸面的正方形匀强磁场区域内，有一材料相同、粗细均匀的正方形导体框abcd .现将导体框先后朝两个方向以v 、3v 速度匀速拉出磁场，则导体框在上述两过程中，下列说法正确的是( )A ．导体框中产生的感应电流方向相同B ．通过导体框截面的电量相同C ．导体框中产生的焦耳热相同D ．导体框cd 边两端电势差大小相同解析：在两次线框离开磁场的过程中，磁通量都减少，由楞次定律知，感应电流的方向都为逆时针方向，A 正确；两次离开的过程磁通量的变化量相同，根据q ＝n ΔΦR知通过导体框截面的电量相同，B 正确；产生的焦耳热Q ＝E 2R t ＝B 2L 3v R，由于两次的速度不同，故产生的热量不同，C 错误；以速度v 匀速拉出磁场时，cd 切割磁感线，相当于电源，所以导体框cd 边两端电势差大小等于34BLv ，以速度3v 匀速拉出磁场时，导体框cd 边两端电势差大小等于34BLv ，D正确．答案：ABD三、非选择题(本题共4小题，共54分．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位) 15.(12分)如图所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一矩形线框abcd ，线框的匝数为N ，电阻为R ，ab ＝cd ＝L 1，ad ＝bc ＝L 2.线框绕垂直于磁感线的轴OO ′以角速度ω做匀速转动．求：(1)线框中感应电动势的最大值； (2)线框中感应电流的有效值．解析：(1)线框中感应电动势的最大值：E m ＝2NBL 1ωL 22＝NBL 1L 2ω.(2)感应电动势的有效值：E ＝E m2， 感应电流的有效值：I ＝E R ＝NBL 1L 2ω2R .答案：(1)NBL 1L 2 ω (2) NBL 1L 2 ω2R16．(12分)某交流发电机输出功率为5×105 W ，输出电压为1.0×103V ，已知输电线的总电阻R ＝40 Ω，在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%，用户使用电压U ＝380 V. 输电所使用的变压器均为理想变压器．求：(1)画出输电线路的示意图(标明各部分的符号)．(2)求所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比各是多少？解析：(1)输电线路的示意图如图所示．(2)由功率的公式P ＝UI 可得，发电机的输出电流为I 1＝P U＝500 A. 输电线的损耗的功率为P 损＝5%×P ＝5%×5×105W ＝2.5×104W ， 由损失的功率 P 损＝I 22R 可得输电线的电流为I 2＝I 3＝P 损R＝25 A. I 4＝P 用户U 用户＝P －P 损U 用户＝1.25×103A.所以升压变压器的匝数比为n 1n 2＝I 2I 1＝25500＝120，降压变压器的匝数比为n 3n 4＝I 4I 3＝501.答案：(1)见解析 (2)120 50117．(12分)如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN 、PQ 相距为L ，导轨平面与水平面夹角θ＝30°，导轨电阻不计．磁感应强度为B ＝2 T 的匀强磁场垂直导轨平面向上，长为L ＝0.5 m 的金属棒ab 垂直于MN 、PQ 放置在导轨上，且始终与导轨电接触良好，金属棒ab 的质量m ＝1 kg 、电阻r ＝1 Ω.两金属导轨的上端连接右端电路，灯泡电阻R L ＝4 Ω，定值电阻R 1＝2 Ω，电阻箱电阻R 2＝12 Ω，重力加速度为g ＝10 m/s 2，现闭合开关，将金属棒由静止释放，下滑距离为s 0＝50 m 时速度恰达到最大．试求：(1)金属棒下滑的最大速度v m ；(2)金属棒由静止开始下滑2s 0的过程中整个电路产生的电热Q .解析：(1)当金属棒匀速下滑时速度最大，设最大速度为v m ，达到最大时，则根据平衡条件有：mg sin θ＝F 安， 又 F 安＝ILB ，I ＝ER 总，E ＝BLv m ； R 总＝R 1＋r ＋R 2R LR 2＋R L＝6 Ω，联立解得最大速度：v m ＝30 m/s.(2)由能量守恒知，mg •2s 0sin 30°＝Q ＋12mv 2m ，解得：Q ＝50 J.答案：(1)30 m/s (2)50 J18．(18分) 如图(a)所示，间距为l 、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在区域Ⅰ内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B ；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度B t 的大小随时间t 变化的规律如图(b)所示．t ＝0时刻在轨道上端的金属细棒ab 从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd 在位于区域I 内的导轨上由静止释放．在ab 棒运动到区域Ⅱ的下边界EF 处之前，cd 棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好．已知cd 棒的质量为m 、电阻为R ，ab 棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为2l ，在t ＝t x 时刻(t x 未知)ab 棒恰进入区域Ⅱ，重力加速度为g .求：图(a) 图(b)(1)通过cd 棒电流的方向和区域Ⅰ内磁场的方向； (2)当ab 棒在区域Ⅱ内运动时，cd 棒消耗的电功率； (3)ab 棒开始下滑的位置离EF 的距离；(4)ab 棒开始下滑至EF 的过程中回路中产生的热量．解析：(1)由右手定则可知通过cd 棒电流的方向为d 到c ；再由左手定则可判断区域Ⅰ内磁场垂直于斜面向上．(2)cd 棒平衡，BIl ＝mg sin θ， 得I ＝mg sin θBl. cd 棒消耗的电功率P ＝I 2R ，得P ＝m 2g 2R sin 2 θB l .(3)ab 棒在到达区域Ⅱ前做匀加速直线运动，a ＝F 合m＝g sin θ.cd 棒始终静止不动，ab 棒在到达区域Ⅱ前、后，回路中产生的感应电动势不变，则ab 棒在区域Ⅱ中一定做匀速直线运动，可得ΔΦΔt ＝Blv t ，Bl ·2lt x＝Blg sin θ·t x .所以t x ＝2lg sin θ.ab 棒在区域Ⅱ中做匀速直线运动的速度v t ＝2gl sin θ，则ab 棒开始下滑的位置离EF 的距离h ＝12at 2x ＋2l ＝3l .(4)ab 棒在区域Ⅱ中运动的时间t 2＝2lv t＝2lg sin θ，ab 棒从开始下滑至EF 的总时间： t 总＝t x ＋t 2＝22lg sin θ.ab 棒从开始下滑至EF 的过程中闭合回路中产生的热量： Q ＝EIt 总＝Blv t It 总＝4mgl sin θ.答案：(1)电流方向由d 到c ，区域Ⅰ内的磁场方向为垂直于斜面向上m2g2R sin2θB2l2(3)3l (4)4mgl sin θ(2)。
高中物理 第三章 传感器章末复习课学案 粤教版选修3-2
亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题第三章传感器章末复习课【知识体系】[答案填写] ①变换或转换②敏感元件③转换元件④热敏电阻⑤光敏电阻主题1 常见敏感元件的特点1．光敏电阻．光敏电阻由金属硫化物等半导体材料制成，其电阻率对光非常敏感．光敏电阻的阻值与所受光照的强度有关，光照增强阻值减小，光照减弱阻值增大．2．金属热电阻．金属热电阻的电阻率随温度升高而增大．3．热敏电阻．热敏电阻是由半导体材料制成的，其电阻率对温度非常敏感．热敏电阻有正温度系数和负温度系数两种．正温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而增大，负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而减小．4．电容器．平行板电容器的电容与极板面积，极板间距及电介质材料有关，电容器可以感知引起电容变化的任一外界信息，并将其转化为电容变化．例如，当极板受力时会改变极板间距，从而引起电容变化．5．霍尔元件．能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量．【典例1】(多选)如图所示是火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2是半导体热敏传感器，它的阻值随温度升高而减小，a、b接报警器，则( )A．R2处发生火情时，电流表示数变小B．R2处发生火情时，电流表示数变大C．当a、b两点间电压显著变大，报警器开始报警D．当a、b两点间电压显著变小，报警器开始报警解析：当R2处发生火情时，R2阻值减小，则总阻值减小，由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大，故A错误，B正确；因电路中电流增大，则由U ab＝E－Ir可知，ab两端的电压减小，报警器开始报警，故C错误，D正确．答案：BD针对训练1.如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )①当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高②当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压A．①③B．①④C．②③D．②④解析：R1是光敏电阻，有光照射时，阻值变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①错误，②正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U 增大，故③正确；当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④错误．答案：C主题2 传感器在实际问题中的应用1．传感器是以一定的精度和规律，将所感受到的物理量(如力、热、磁、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件．2．传感器的应用过程包括三个环节：感、传、用．(1)“感”是指传感器的敏感元件感受信息；(2)“传”是指通过电路等将传感器敏感元件获取的信息传给执行机构．(3)“用”是指执行机构利用传感器传来的信息进行某种显示或某种动作．3．传感器电路问题的处理思路．处理与传感器有关的电路设计问题时，可将整个电路分解为：(1)传感器所在的信息采集部分；(2)转化传输部分(这部分电路往往与直流电路的动态分析有关)；(3)执行电路部分．【典例2】图为由电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是( )A．小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B．绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻C．半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡D．半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃解析：根据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，所以丙为绿灯；温度升高，热敏电阻阻值较小，控制电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下，丙电路断开，乙电路接通电铃响，所以乙为小电铃．由以上的分析可知，甲是半导体热敏电阻．答案：C针对训练2.(多选)电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压．若发现电压表示数增大，下列说法正确的是( )A．电梯一定加速上升B．电梯可能减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下解析：电压表示数增大说明人对地板的压力变大，对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力，即人的加速度一定向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速，故AD 错误，BC正确．答案：BC统揽考情传感器在生产和科技中的应用越来越广泛，这使传感器的原理及应用在高考中出现的可能性有所增加．主要以选择题为主，分值为6分左右．真题例析(2016·全国Ⅰ卷)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，当要求热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警，提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过I c时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干．在室温下对系统进行调节，已知U约为18 V，I c约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．(2)在电路中应选用滑动变阻器________(选填“R1”或“R2”)．(3)按照下列步骤调节此报警系统．①电路接通前，需将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值为____________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(选填“a”或“b”)端附近，不能置于另一端的原因是_______________．②将开关向________(选填“c”或“d”)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________________________________________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．解析：(1)根据题意可知，本实验要求能用电阻箱进行校准，故电阻箱应与热敏电阻并联，利用单刀双掷开关进行控制；它们再与报警器和滑动变阻器串联即可起到报警作用；(2)电压为18 V，而报警时的电流为10 mA，此时电阻约为：R＝1810×10－3Ω＝1 800 Ω，而热敏电阻的阻值约为650 Ω，故滑动变阻器接入电阻约为1 150 Ω，故应选择R2；(3)①因要求热敏电阻达到60 ℃时报警，此时电阻为650 Ω，故应将电阻箱调节至650 Ω，然后由最大调节滑动变阻器，直至报警器报警，故开始时滑片应在b端；目的是让电流由小到大调节，保证报警器的安全使用；②将开关接到c端与电阻箱连接，调节滑动变阻器直至报警器开始报警即可；然后再接入热敏电阻，电路即可正常工作．答案：(1)如图所示(2)R2(3)①650.0b保证报警器的安全使用②c报警器开始报警针对训练如图，足够长的直线ab靠近通电螺线管，与螺线管平行．用磁传感器测量ab上各点的磁感应强度B，在计算机屏幕上显示的大致图象是( )解析：通电螺线管周围磁场分布如图．磁感线密集的地方磁感应强度B大，可见中点正上方磁感应强度B小．而两端无限远的地方磁感应强度趋于0，对照图象，C对．答案：C1．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示，则( )A．t1时刻小球速度最大B．t1～t2这段时间内，小球的速度先增大后减小C．t2～t3这段时间内，小球所受合外力一直减小D．t1～t3全过程小球的加速度先减小后增大解析：t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大，故A错误；t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故t1～t2这段时间内，小球的加速度先减小后增加，小球的速度先增大后减小，故B正确；t2～t3这段时间内，从最低点被弹起到弹簧恢复原长位置，此过程中小球所受合外力先减小到零，然后增加，选项C错误；t2～t3这段时间内，小球处于上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，后做加速度不断增大的减速运动，则在t1～t3全过程中，小球先向下做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动；然后上升阶段再做加速度减小的加速运动，后做加速度增加的减速运动，故选项D错误．答案：B2.(多选)如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则( )A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端解析：当温度降低，热敏电阻的阻值增大，电路中电流减小，继电器磁性减弱，衔铁P 不动，反之，衔铁P动，被吸下，A错、B对；可以判断，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，这样才能实现恒温．答案：BD3.(多选)如图所示为握力器原理示意图，握力器把手上的连杆与弹簧一起上下移动，握力的大小可通过一定的换算关系由电流表的示数获得．当人紧握握力器时，如果握力越大，下列判断正确的有( )A．电路中电阻越大B．电路中电阻越小C．电路中电流越小D．电路中电流越大解析：由题图看出，握力越大，变阻器接入电路的电阻越小，外电路的总电阻越小，故A错误，B正确；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流越大．故C错误，D正确．答案：BD4．如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b，与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a通过导线与恒定电源两极相接，若声源S沿水平方向做有规律的振动，则( )A．a振动过程中，ab板间的电场强度不变B．a振动过程中，ab板所带电量不变C．a振动过程中，灵敏电流计中始终有方向不变的电流D．a向右的位移最大时，ab两板所构成的电容器的电容最大解析：a 、b 间电压不变，a 振动过程中，板间距离周期性变化，则由公式E ＝U d 分析得知，a 、b 板间的电场强度也会周期性变化，故A 错误；a 振动过程中，a 、b 间电压不变，由公式C ＝Q U分析得知，a 、b 板所带的电量会周期性变化，故B 错误；a 振动过程中，a 、b 板所带的电量会周期性变化，电容器放电和充电周期性交替产生，所以灵敏电流计中电流的方向也会周期性变化，故C 错误；a 向右的位移最大时，a 、b 板间的距离最小，则a 、b 构成的电容器的电容最大，故D 正确．答案：D5.如图是测量汽车质量的地磅示意图，汽车的质量可通过电流表的示数读出，下列说法正确的是( )A ．电流表的示数越大说明被测汽车质量越大B ．电流表的示数越大说明被测汽车质量越小C ．把图中的电流表换成电压表同样能测量汽车的质量D ．地磅的最大量程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的有关参数无关解析：汽车质量越大，则弹簧受到的压力就越大，P 点越向下，连入电路的电阻就越小，所以电流表的示数就越大，故A 正确，B 错误；如果换成电压表，由于电压表的内阻较大，所以滑动变阻器的阻值发生变化时，电压表的示数变化范围较小，故不能准确的测量，故C 错误；因为是通过滑动变阻器的阻值变化，将力信号变成了电信号，所以D 错误．答案：A。
粤教版物理选修3-2：第三章 传感器单元练习题(含详细答案)
粤教版物理选修3-2第三章传感器一、单选题1.街旁的路灯和江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，今利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用了半导体的()A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用2.楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着浪费电能，科研人员利用光敏材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合，天亮时自动断开，利用声敏材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时，自动闭合，无人走动时，自动断开，若将这两个开关配合使用，就可以使楼道变得“智能化”，这种“智能”电路正确的是()A．B．C．D．3.氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．如下图所示电路中，不同的一氧化碳浓度对应传感器的不同电阻值，电压表的示数与一氧化碳的浓度一一对应，观察电压表示数就能判断一氧化碳浓度是否超标．已知氧化锡传感器的电阻的倒数与一氧化碳浓度成正比，那么，电压表示数U与一氧化碳浓度ρ之间的对应关系正确的是()A．U越大，表示ρ越大，ρ与U成正比B．U越大，表示ρ越小，ρ与U成反比C．U越大，表示ρ越大，但ρ与U无关D．U越大，表示ρ越小，但ρ与U无关4.传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联，组成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转．当待测压力增大时()A．电容器的电容将减小B．灵敏电流表指针在正中央零刻线处C．灵敏电流表指针向左偏转D．灵敏电流表指针向右偏转5.某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图所示的装置．向杯内加入冷水，温度计的示数为20 ℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值为R1.然后向杯内加入热水，温度计的示数为60 ℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是()A．多用电表应选用电流挡，温度升高换用大量程测量B．多用电表应选用电流挡，温度升高换用小量程测量C．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡D．多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡6.有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是()A．温度传感器B．压力传感器C．生物传感器D．红外线传感器二、多选题7.(多选)在温控电路中，通过热敏电阻的阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时()A．电容器C的带电荷量增大B．电压表的读数增大C．电容器C两极板间的电场强度减小D．R1消耗的功率增大8.(多选)某同学在实验室里熟悉各种仪器的使用，他将一条形磁铁放在水平转盘上，如图甲所示，磁铁可随转盘转动，另将一磁感应强度传感器固定在转盘旁边，当转盘(及磁铁)转动时，引起磁感应强度测量值周期性地变化，该变化的周期与转盘转动周期一致，经过操作，该同学在计算机上得到如图乙所示的图象．该同学猜测磁感应强度传感器内有一线圈，当测得磁感应强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时，按照这种猜测，下列说法中正确的是()A．在t＝0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化B．在t＝0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的方向发生了变化C．在t＝0.1 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值D．在t＝0.15 s时刻，线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值9.(多选)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起10.(多选)如图所示，用电流传感器研究自感现象．电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值．t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流IL和电阻中的电流IR随时间t变化的图象．下列图象中可能正确的是()A．B．C．D．三、实验题11.根据图中所提供的器材，请正确将ABCD四个接线柱的接线接好，使其成为一个以热敏电阻为传感器的简易报警器(当温度过高时，电铃会响铃报警)。
粤教版高中物理选修3-2章末综合测评(三).docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）章末综合测评(三)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．下列关于传感器的说法正确的是()A．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的B．金属材料也可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的D．以上说法都不正确【解析】半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，所以A错，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C错．【答案】 B2．现在不少公共场所设置的自动感应产品方便了广大市民和游客，若一伸手，龙头里自动流出水、给皂器自动流出洗手液等．这类产品通常感应人体辐射出的() 【导学号：97192134】A．红外线B．紫外线C．X射线D．γ射线【解析】红外线的显著特性是热作用，人体所辐射出的红外线使自动感应器工作．【答案】 A3．传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器．如图1所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器．当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号．这种计算机键盘使用的是()图1A．温度传感器B．压力传感器C．磁传感器D．光传感器【解析】小金属片被按下时，对该键有压力，小金属片向下移动，两个极板之间的距离改变，电容改变，将压力这个力学量转化为电容这个电学量，所以计算机键盘使用的是压力传感器，B正确，A、C、D错误．【答案】 B4．如图2所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况，下列正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)()图2A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化不明显【解析】金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差．而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高，所以选C.【答案】 C5.如图3所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发光越强)，且R与D距离不变，下列说法中正确的是()图3A．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑动触头，L消耗的功率都不变【解析】电源电压恒定，也就是说，并联电路两端的电压恒定，当滑动触头向左移动时，发光二极管发光变强，光敏电阻的电阻变小，所以电流变大，则L的功率变大．【答案】 A6．如图4是用电流传感器(相当于电流表，其电阻可以忽略不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R.图5是某同学画出的在t0时刻开关S由闭合变为断开，通过传感器的电流随时间变化的图象．关于这些图象，下列说法中正确的是() 【导学号：97192135】图4图5A．甲图是通过传感器1的电流随时间变化的情况B．乙图是通过传感器1的电流随时间变化的情况C．丙图是通过传感器2的电流随时间变化的情况D．丁图是通过传感器2的电流随时间变化的情况【解析】开关S由闭合变为断开，传感器1中的电流立刻变为零，如丁图；传感器2中的电流由于线圈的自感作用，电流反向并逐渐减小，C正确，A、B、D错误．【答案】 C7．美国科学家willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有() 【导学号：97192136】A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池【解析】传感器是能够把一些非电学量转换成电学量的元件．发光二极管是通电能够发光的元件，A错误；热敏电阻是温度变化引起电阻变化的元件，B 正确；霍尔元件是磁场能够引起电压变化的元件，C正确；干电池是把化学能转化成电能的器件，D错误．【答案】BC8．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器的说法中，正确的是()A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了声波传感器B．电子体温计主要是采用了温度传感器C．电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器D．电子秤主要是采用了力电传感器【解析】电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以A、C项错误．【答案】BD9．如图6所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是()图6A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器会受到白天光照的影响【解析】严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天自然光强度较强，会对LDR造成影响，D对．【答案】AD10．电子打火机的点火原理是压电效应，压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图7所示．压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压．若发现电压表示数增大，下列说法正确的是()图7A．电梯一定加速上升B．电梯可能减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下【解析】电压表示数增大说明人对地板的压力变大，对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力，即人的加速度一定向上，所以电梯可能向上加速，也可能向下减速，故A、D错误，B、C正确．【答案】BC二、非选择题(本题共3小题，共40分．)11．(14分)说明下列各种场合分别选用的传感器：(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路是______．(2)马路两侧的路灯控制电路是________．(3)气垫导轨上用的光电门是________．(4)楼梯灯控制电路是________________．(5)宾馆的自动门是________________．(6)非接触式体温计是______________．(7)遥控电视机的接收器是______________．【答案】(1)温度传感器(2)光传感器(3)光传感器(4)光传感器和声传感器(5)红外线(光)传感器(6)红外线(光)传感器(7)红外线(光)传感器12．(14分)如图8所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开关，S为开关，J为电池．请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置．图8(1)连接电路图；(2)简述其工作原理．(涉及的元件可用字母代替)【答案】(1)如图所示(2)按图接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，吸下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，控制电路停止工作，F无磁性，D拉动E，使S2接通，M工作．13．(12分)有一种测量物体重量的电子秤，其电路主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(实际上是一个阻值可随压力变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质上是电流表)，原理图如图9中的虚线所示，不计踏板的质量．已知电流表的量程为2 A，内阻为1 Ω，电源电动势为12 V，内阻为1 Ω，电阻R随压力F变化的函数式为R ＝30－0.01F (F 和R 的单位分别为N 和Ω)．图9(1)求该秤能测量的最大体重；(2)通过计算，得出该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G 刻度盘的哪个刻度处？(3)写出该秤测量的重力与电流表中电流的函数关系．【解析】 (1)由电流表量程可知电路中最大电流为2 A由闭合电路欧姆定律E ＝I (R ＋r ＋r g )可解得压力传感器R 的最小值为4 Ω由电阻R 随压力F 的变化的函数式为R ＝30－0.01F可得压力最大值F ＝2 600 N ，即该秤能测量的最大体重为2 600 N.(2)踏板空载时，F ＝0，R ＝30 Ω由闭合电路欧姆定律，E ＝I (R ＋r ＋r g )可解得I ＝0.375 A即该秤零刻度线应标在电流表G 刻度盘的0.375 A 刻度处．(3)由E ＝I (R ＋r ＋r g )和R ＝30－0.01F 可得E ＝I (30－0.01F ＋r ＋r g )将电动势E ＝12 V 、内阻r ＝1 Ω、电流表内阻r g ＝1 Ω代入化简，得F ＝3 200－1 200I .【答案】 (1)2 600 N (2)0.375 A(3)F ＝3 200－1 200I。
2017粤教版高中物理选修第三章《传感器》章末测试
章末检测（时间：90分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共5小题，每小题6分.共30分）1。
下列关于晶体管和逻辑电路的说法中错误的是（）•A.晶体二极管具有单向导电性B。
晶体三极管具有放大作用Co或门只要有一个输入为T”，则输出一定是“0”Do斯密特触发器是具有特殊功能的非门答案C2•利用半导体不能制成（）•Ao标准电阻Bo热墩电阻Co光敬电阻D。
晶体管解析标准电阻几乎不受温度的影响.答案A3.有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（）.A.金属导体B.绝缘体Co半导体Do超导体解析金属导体的电阻随温度的升高而增大，超导体的电阻几乎为零、半导体（如热敏电阻）的阻值随遍度的升高而大幅度地减小或增大（与温度系数的正、负有关）.答案C4.如图1—所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图:罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板.平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态。
发生火灾时，下列说法正确的是（）•..…•打卜罩Ao进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报Bo光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报Co进入罩内的烟雾对光有散射作用,部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D.以上说法均不正确解析由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雲进入罩内，使光发生散射•部分光线照在光电三极管上使其电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报,C对.答案C5.（2010•广州毕业综合测试）如图2-所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。
门打开时,红外光敏电阻心受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源（红外线源没有画出）.经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态。
门打开时两灯的发光情况以及心两端电压52与门关闭时相比（）。
图2—A.红灯亮,久2变大B.绿灯亮，UR2变大Co绿灯亮0R2变小D.红灯亮，口?2变小解析门打开心减小.导致R总减小和I总增加，"和U R\变大,U R2=E-（U R\+ “）减小，屁二/总-错误!增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下•红灯亮•绿灯灭.A、B、C均错误.D正确.答案D二、双项选择题（本题共5小题,每小题8分，共40分）6•下列关于光传感器应用的说法中正确的是（）•A.火灾报警器是利用烟雾对光的阻挡来工作的B.火灾报警器中的光电三极管平时收不到LED发出的光，呈现高电阻状态Co机械式鼠标器的传感器是红外发射管D.当鼠标器在桌面上移动时，红外接收管收到的是断续的红外线脉冲解析火灾报警器是利用烟雲对光的漫反射工作的.故A不正确，光电三极管收不到LED发出的光处于断路状态（呈高阻状态），B正确；机械式鼠标器的传感器是红外接收器.C错；鼠标器移动时，码盘转动•红外线接收器收到的是不连续的脉冲信号.故D正确。
2023-2024学年高中物理粤教版选修3-2第3章 传感器单元测试(含答案解析)
2023-2024学年粤教版高中物理单元测试学校：__________ 班级：__________ 姓名：__________ 考号：__________注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、多选题（本大题共计5小题，每题3分，共计15分）1.电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力，感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即为“闯红灯”，电子眼拍照，则红灯亮时（）A. 车轮停在感应线上时，电阻R上没有电流B. 车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C. 车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增加后减小D. 汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照【答案】A, B, D【解析】解： A ．车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故 A正确；BC．由题图乙可知，当车轮经过感应线时电流先增大后减小，然后反向增大再减小，因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电，故 B正确， C错误；D．若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，故 D正确．故选 ABD．2.下列说法正确的是（）A. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B. 电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断C. 电子称所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压差信号D. 金属热电阻随温度的升高其阻值逐渐升高【答案】B, C, D【解析】解：A、话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故A错误；B、电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断，故B正确；C 、力传感器在电子秤中的应用电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压差信号．故C正确；D、金属导体的电阻率随温度升高而增大，故金属热电阻随温度的升高其阻值逐渐升高，故D正确．故选：BCD．3.家用电饭锅有两种工作状态，一是锅内水烧开前的加热状态，一是水烧开后的保温状态，其电路如图所示，R_1、R_2是电热丝，S 是温控开关，A、B两点接照明电路，下列叙述中正确的是（）A. \S 断开时是加热状态B. \S 闭合时是保温状态C. \S 闭合时是加热状态D. \S 断开时是保温状态【答案】C, D【解析】解：S闭合时电阻R_1被短路，R_2的功率P_1= \dfracU^2R_2；S 断开时，电阻R_1、R_2串联，R_2的功率P_2= \dfracU′^2R_2= \dfrac(\dfracR_2UR_1+ R_2)^2R_2，显然P_1\gt P_2．所以S闭合时为加热状态，S断开时为保温状态．故选：CD．4.如图所示，两个质量分别为m_1, m_2的物块A和B通过一劲度系数为k的轻弹簧连接在一起并放置于倾角为\theta的倾斜传送带上，平行传送带斜面的轻绳一端连接A，另一端固定在墙上，A、B与传送带间动摩擦因数均为A^\prime ，传送带顺时针方向转动，系统达到稳定后，突然剪断轻绳．设弹簧在弹性限度内，重力加速度为g^\prime ，则下列说法正确的是（）A. 剪断细绳前系统稳定时，弹簧的伸长量为Delta x=dfrac1km_2g(sin theta +mu cos theta )B. 剪断细绳前系统稳定时，细绳的拉力为T=mu (m_1+m_2)gcos thetaC. 剪断细绳瞬间a_A=(1+dfracm_2m_1)g(sin theta +mu cos theta )，a_B=0D. 剪断细绳瞬间a_A=(1+dfracm_2m)g(sin theta +mu cos theta )，a_B=g(sin theta +mu cos theta )【答案】A【解析】15.霍尔式位移传感器的测量原理如图9所示，有一个沿z 轴方向的磁场，磁感应强度B= B_0+ kz（B_0、k均为常数）．将传感器固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图9所示），当物体沿z轴方向移动时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同．则（）A. 当物体沿z轴方向移动时，上、下表面的电势差U变小B. 传感器灵敏度(dfractriangle Utriangle z)与上、下表面的距离有关C. 若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高D. 传感器灵敏度(dfractriangle Utriangle z)与通过的电流有关【答案】B, D【解析】解：A、最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡，设霍尔元件的长宽高分别为a、b、c，有q= \dfracUC \dfracUc= qvB，电流的微观表达式为I= nqvS= nqvbc，所以U=\dfracBInqb．I越大，上、下表面的电势差U越大．电流越大，上、下表面的电势差U 越大，而沿z轴方向移动时，不影响电势差的变化．故A错误，D正确．B、k越大，根据磁感应强度B= B_0+ kz，知B随z的变化越大，根据U=\dfracBInqb．知，U随z的变化越大，即传感器灵敏度(\dfrac\triangle U\triangle z )越高．故B正确．C、霍尔元件中移动的是自由电子，根据左手定则，电子向下表面偏转，所以上表面电势高．故C错误．故选BD．二、选择题（本大题共计9小题，每题3分，共计27分）6.一个轻弹簧挂30 N 的重物时，轻弹簧总长为17.2 cm ，挂100 N 的物体时，轻弹簧的总长为20 cm （轻弹簧伸长均在弹性限度内）则轻弹簧的原长是（）A. 12 \cmB. 14 \cmC. 15 \cmD. 16 \cm【答案】D【解析】17.2 cm ＝0.172 m ，20 cm ＝0.20 m设弹簧的原长为l_0，劲度系数为k，根据题意由胡克定律可得：30＝k(0.172-l_0) ①100＝k(0.20-l_0) ②联立解得：l＝0.16 m ＝16 cm 。
粤教版高中物理选修32第三章传感器单元测试
2019-2019 学年粤教版高中物理选修 3-2 第三章传感器单元测试一、单项选择题1.以下图为小型电磁继电器的结构表示图，此中L 为含铁芯的线圈． P 为可绕O点转动的铁片， K 为弹簧， S 为一对触头， A、B、C、D 为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可达成自动控制的要求．其工作方式是( )A. A 与 B 接信号电压， C 与 D 可跟被控电路串连B. A 与 B 接信号电压，C 与 D 可跟被控电路并联C. C 与 D 接信号电压， A 与 B 可跟被控电路串连D. C 与 D 接信号电压，A 与B 可跟被控电路并联2.很多楼道照明灯拥有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白日，即使有声音它也没有反响，它的控制电路中可能接入的传感器是（）①温度传感器②光传感器③声音传感器④热传感器．A. ①②B.②③C.③④D. ②④3.空调机、电冰箱和消毒柜都使用了( )A. 温度传感器B. 红外线传感器C. 生物传感器 D. 压力传感器4.如图是丈量汽车质量的地磅表示图，汽车的质量可经过电流表的示数读出，下列说法正确的选项是（）A.电流表的示数越大说明被测汽车质量越大B.电流表的示数越大说明被测汽车质量越小C.把图中的电流表换成电压表相同能丈量汽车的质量D.地磅的最大批程只由弹簧的劲度系数决定，与电路的相关参数没关5.对于传感器，以下说法正确的选项是( )A. 全部传感器都是由半导体资料做成的B. 金属资料也能够制成传感器C. 干簧管是一种能够感知电场的传感器D. 传感器必定是经过感知电压的变化来传达信号的6.传感器是把非电学量 (如温度、速度、压力等 )的变化变换为电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当宽泛的应用，如图是一种丈量液面高度h 的电容式传感器的表示图，从电容 C 大小的变化就能反应液面的起落状况，对于二者关系的说法中正确的选项是 ( )A. C 增大表示 h 减小B. C 减小表示 h 增大C. C 减小表示 h 减小D. C7.以下图，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体组成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h 变化为 ( )A. h 增大B. h减小C. h不变 D. 没法确立二、多项选择题8.以下器件是应用光传感器的是( )A. 鼠标器B.火灾报警器C.测温仪 D.电子秤9.燃气灶的点火开关有两种：一种是电脉冲点火开关，它是依赖干电池产生的电流脉冲经变压器输出特别高的电压，击穿空气后点火；另一种是电子压电点火开关，它的工作原理是压电陶瓷片受必定方向的外力作用而发活力械形变，相应地输出很高的电压，击穿空气后点火．下边对于这两种点火开关的理解正确的选项是（）A. 电脉冲点火开关是一种传感器B. 电子压电点火开关是一种传感器C. 压电陶瓷片达成的能量转变是电能转变为光能D. 压电陶瓷片达成的能量转变是机械能转变为电能10.美国科学家 Willard S ． Boyle 与 George E ． Snith 因电荷耦合器件（CCD）的重要发明获取2009 年度诺贝尔物理学奖． CCD 是将光学量转变为电学量的传感器．以下器件可作为传感器的有（）A. 发光二极管B. 热敏电阻C. 霍尔元件 D. 干电池三、填空题11.传感器担负着信息的收集任务，在自动控制中发挥侧重要作用，传感器能够将感觉到的物理量 (如温度、光、声等 )变换成便于丈量的量 (往常是电学量 )，例如热敏传感器，主假如应用了半导体资料制成的热敏电阻将热学量变换为电学量．热敏电阻随温度变化的图象如图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警器线路图．问：（1）为了使温度过高时报警器铃响， c 应接在 ________(填“a或”“b”)．（2）若使启动报警的温度提升些，应将滑动变阻器滑片P 向________挪动 (填“左”或“右”)．12.为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统光控开关可采纳光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值跟着光的照度而发生变化的元件照度能够反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为右图是某次实验时获取的光敏时，光控开关会自动处于________ 状态选填“接通”或“断开”四、解答题13.一般说来，物体在温度高升时膨胀，温度降低时缩短，这一现象称为热胀冷缩．在相同的条件下，气体的热胀冷缩最明显，液体次之，固体最不明显．固体、液体、气体的这类性质都能够被利用．有一些电冰箱中的自动温度控制装置，就是依据气体热胀冷缩的性质制成的．如图是它的结构表示图，此中金属盒是用薄的弹性钢片制作，表面有一些环状涟漪，内部密封有必定量的气体．联合图片试试剖析它的控温原理．五、实验研究题14.为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值跟着光的照度而发生变化的元件（照度可以反应光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx ）．某光敏电阻R P在不一样照度下的阻值以下表：照度（ lx ） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2电阻（ kΩ） 75 40 28 23 20 18（1）依据表中数据，请在给定的坐标系中描述出阻值随照度变化的曲线.（2）由图线可知阻值随照度变化的特色是： ________．（3）以下图，当 1、2 两头所加电压上涨至 2 V 时，控制开关自动启动照明系统．请利用以下器械设计一个简单电路，给1、2 两头供给电压，要求当日气渐暗照度降低至 1.0（lx ）时启动照明系统。
高中物理第三章传感器模块综合检测(二)粤教版选修3-2
模块综合检测(二)(时间：90分钟 分值：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分) 1．如图所示，该图是一正弦式交流电的电压随时间变化的图象，下列说法中不正确的是( )A ．它的频率是50 HzB ．电压的有效值为311 VC ．电压的周期是0.02 sD ．电压的瞬时表达式是u ＝311sin 314t (V)解析：从图象中可以知道电压最大值为311 V ，周期是0.02 s ，所以有效值为220 V ，频率为50 Hz ，所以A 、C 、D 对，答案为B. 答案：B2．一个电动机上标“220 V，1.5 kW ”，它正常工作时，使用的正弦交流电应是( ) A ．电压最大值为220 V ，电流最大值约为9.6 A B ．电压最大值为311 V ，电流最大值约为6.8 A C ．电压有效值为220 V ，电流有效值约为6.8 A D ．电压有效值为311 V ，电流有效值约为9.6 A解析：电动机上的标称值均为有效值，所以电压的最大值为2×220 V ＝311 V ，由P ＝UI 可知电流有效值约为6.8 A ，故选C. 答案：C3．穿过一个单匝数线圈的磁通量，始终为每秒钟均匀地增加2 Wb ，则( ) A ．线圈中的感应电动势每秒钟增大2 V B ．线圈中的感应电动势每秒钟减小2 V C ．线圈中的感应电动势始终为2 V D ．线圈中不产生感应电动势解析：根据法拉第电磁感应定律，有E ＝ΔΦΔt＝2 V ，选项C 正确．答案：C4.如图所示，匀强磁场垂直于圆形线圈指向纸里，a 、b 、c 、d 为圆形线圈上等距离的四点，现用外力作用在上述四点，将线圈拉成正方形．设线圈导线不可伸长，且线圈仍处于原先所在的平面内，则在线圈发生形变的过程中( )A ．线圈中将产生abcd 方向的感应电流B ．线圈中将产生adcb 方向的感应电流C ．线圈中产生感应电流的方向先是abcd ，后是adcbD．线圈中无感应电流产生解析：四段弧长分别向外做切割磁感线运动，故根据右手定则可得：产生的感应电流为abcda，故选A.答案：A5．如图是一种焊接方法的原理示意图．将圆形待焊接金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以某种电流，待焊接工件中会产生感应电流，感应电流在焊缝处产生大量的热量将焊缝两边的金属熔化，待焊工件就焊接在一起．我国生产的自行车轮圈就是用这种办法焊接的．下列说法中正确的是( )A．线圈中的电流是很强的恒定电流B．线圈中的电流是交变电流，且频率很高C．待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻小D．焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向总是相反解析：恒定电流不能在工件中产生感应电流，A错误；线圈中的电流是交变电流，且频率很高，磁通量变化快，产生的感应电动势较大，B正确；待焊工件焊缝处的接触电阻比非焊接部分电阻大，产生的热量多，C错误；若磁通量减少时，焊接工件中的感应电流方向与线圈中的电流方向相同，D错误．答案：B6．在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，金属杆PQ在宽为L的平行金属导轨上以速度v向右匀速滑动，PQ中产生的感应电动势为E1；若磁感应强度增为3B，其他条件不变，所产生的感应电动势大小变为E2，则E1与E2之比及通过电阻R的感应电流方向为( )A．1∶3，a→b B．3∶1，b→aC．3∶1，a→b D．1∶3，b→a解析：PQ中产生的感应电动势为E＝BLv，若磁感应强度增为2B，其他条件不变时，E与B成正比，则有E1∶E2＝1∶3；由右手定则知通过电阻R的感应电流方向为a→b.答案：A7.电阻R、电容器C与一个线圈连成闭合回路，条形磁铁静止在线圈的正上方，N极朝下，如图所示．现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是( )A ．从a 到b ，上极板带正电B ．从a 到b ，下极板带正电C ．从b 到a ，上极板带正电D ．从b 到a ，下极板带正电解析：当磁铁下落时，穿过线圈的磁通量向下增加，在线圈中产生的感应电流的磁场阻碍其增加，则方向向上，由右手定则可知产生的感应电流为从b 到a ；电容器下极板电势高，故带正电，选项D 正确． 答案：D8．如图所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V，880 W ”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50∶1B ．交变电压的频率为100 HzC ．副线圈中电流的有效值为4 AD ．变压器的输入功率为880 W解析：由P ＝UI 可得I ＝P L U L＝4 A ，选项C 正确；根据Ir ＝24 V 得副线圈电压U 2＝U L ＋U r ＝244 V ，再由n 1n 2＝U 1U 2可得n 1∶n 2＝2 750∶61≈45∶1，选项A 错误；由u ＝11 0002sin 100 πt (V)及f ＝ω2π可得f ＝50 Hz ，选项B 错误；因导线电阻消耗电能，故变压器输入功率为P ＝P L ＋I 2r ＝976 W ，选项D 错误．答案：C9．如图所示，一个边长为a 、电阻为R 的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v 匀速穿过宽均为a 的两个匀强磁场区．这两个磁场的磁感应强度大小相等，方向相反．线框的运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直，取逆时针方向的电流为正．若从图示位置开始计时，关于线框中产生的感应电流i 与运动时间t 之间的函数图象，正确的是( )解析：线框向前移动a2的过程中，由法拉第电磁感应定律有：E ＝Blv ，而l ＝vt tan 60°＝3vt ，可得E ＝3Bv 2t ，可见E ∝t ，i ＝ER，由楞次定律可得电流为逆时针方向，即感应电流正向增大，当向右移动到a2处时最大，后l 减小，E 减小，i 减小，当向右移动到a 处时最小，方向不变，即感应电流先正向增大，后正向减小；向右移动距离由a 到2a 的过程中电流仍是先增大后减小，因两区域磁场方向相反，磁通量的变化率是前一过程的2倍，则最大值是前一过程的2倍，由楞次定律可得电流为顺时针方向，即感应电流先反向增大，后反向减小；向右移动距离由2a 到3a 的过程中电流变化与方向与第一阶段相同，即感应电流先正向增大，后正向减小．故选A. 答案：A10．如图所示，相距为d 的两条水平虚线之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，正方形线圈abcd 边长为L (L <d )，质量为m 、电阻为R ，将线圈在磁场上方h 高处由静止释放，cd 边刚进入磁场时速度为v 0，cd 边刚离开磁场时速度也为v 0，则线圈穿过磁场的过程中(从cd 边刚进入磁场起一直到ab 边离开磁场为止)( )A ．感应电流所做的功为mgdB ．感应电流所做的功为mg (d －L )C ．线圈的最小速度一定是22g （h ＋L －d ）D ．线圈的最小速度可能为v ＝mgR B 2L 2解析：从cd 边刚进入磁场到cd 边刚穿出磁场的过程中速度均为v 0，则动能变化量为0，重力势能转化为线框进入磁场的过程中产生的热量Q ＝mgd .而从cd 边刚穿出磁场到ab 边离开磁场的过程，线框产生的热量与从cd 边刚进入磁场到ab 边刚进入磁场的过程产生的热量相等，所以线圈从cd 边进入磁场到ab 边离开磁场的过程，产生的热量Q ′＝2mgd ，感应电流做的功为2mgd ，故A 、B 错误；因为进磁场时要减速，线圈全部进入磁场后做匀加速运动，则知线圈刚全部进入磁场的瞬间速度最小．设线圈的最小速度为v min .线圈从开始下落到线圈刚完全进入磁场的过程，根据能量守恒定律得：mg (h ＋L )＝Q ＋12mv 2min .由上可知，Q ＝mgd ，则解得线圈的最小速度为：v min ＝2g （h ＋L －d ），故C 错误；线框可能先做减速运动，在完全进入磁场前已做匀速运动，刚完全进入磁场时的速度最小，此时满足mg ＝BIL ，即mg ＝B 2L 2vR，则最小速度v ＝mgRB 2L 2，故D 正确． 答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分) 11．一矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交变电流的电动势为e ＝2202sin 100πt (V)，对于这个交变电流的说法正确的是( )A ．此交变电流的频率为100 Hz ，周期为0.01 sB ．此交变电流电动势的有效值为220 VC ．耐压为220 V 的电容器能够在该交变电路中使用D ．t ＝0时，线圈平面与中性面垂直，此时磁通量最大解析：由交变电流的瞬时值的表达式知e ＝E m sin ωt (V)，故频率f ＝ω2π Hz ，周期T ＝0.02s ，A 选项错误；交变电流电动势的有效值E ＝E m2＝220 V ，B 选项正确；电容器的耐压值为交变电流的最大值，即220 2 V ，故C 选项错误；t ＝0时，感应电动势的瞬时值e ＝0，磁通量的变化率为零，此时磁通量为最大，D 选项正确． 答案：BD12．某发电站用11 kV 交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R .现若用变压器将电压升高到220 kV 送电，下列选项正确的是( ) A ．因I ＝U R，所以输电线上的电流增为原来的20倍B ．因I ＝P U ，所以输电线上的电流减为原来的120C ．因P ＝U 2R，所以输电线上损失的功率增为原来的400倍D ．若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的120倍解析：变压器原副线圈中电功率相同，P ＝UI ，电压升高，电流I ＝P U ＝P 20U 0减小为原来的120，A 选项错误，B 选项正确；电压升高后，电流减小，在输电线上损失的功率不变P ＝I 2R ＝I ′2R ′＝1202I 2R 0输电线电阻增大为原来的400倍，R ＝ρl S ＝ρl πr 2，即直径减为原来的120，D 选项正确． 答案：BD13．如图甲所示为理想调压变压器，原线圈A 、B 端的输入电压如图乙所示，则当此变压器工作时，以下说法正确的是( )图甲图乙A．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头下滑时，电流表示数将变大B．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头上滑时，电压表示数增大C．若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时上移，则电流表示数一定变大D．若变阻器最大阻值为100 Ω，且变阻器R的滑动触头置于最上端，则在滑动触头P滑动的过程中，电流表的电流变化范围为0～22 A解析：若滑动触头P处于某一确定位置时，变压器的次级电压是一定的，即电压表的读数是一定的，当变阻器R的滑动触头下滑时，R阻值减小，则电流表示数将变大，选项A正确，B 错误；若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时上移，次级电压变大，电阻R阻值也变大，则电流表示数不一定变大，选项C错误；若变阻器R的滑动触头置于最上端时，R＝100 Ω，此时若P在最上端，则此时次级电压有效值U＝U m2＝220 V，电流表的读数最大值：I m＝UR＝220100A＝2.2 A；则在滑动触头P滑动的过程中，电流表的电流变化范围为0～22 A，选项D正确．答案：AD14．如图所示，是某同学站在压力传感器上，做下蹲、起立的动作时记录的压力随时间变化的图线．由图线可知，该同学的体重约为650 N，在2～8 s时间内( )A．该同学做了一次下蹲再起立的动作B．该同学做了两次下蹲再起立的动作C．下蹲过程中人一直处于失重状态D．下蹲过程中人先处于失重状态后处于超重状态解析：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，物体处于失重状态，此时有向下的加速度；当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，物体处于超重状态，此时有向上的加速度．人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重对应先失重再超重，起立对应先超重再失重，对应图象可知，该同学做了一次下蹲起立的动作，故A正确，B错误；由图可知，下蹲过程既有失重又有超重，且先失重后超重，故C错误，D正确．答案：AD三、非选择题(本题共4小题，共54分．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)15．(12分)如图所示，面积为0.2 m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感强度随时间变化的规律是B＝(6－0.2t)(T)．已知R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，电容C＝30 μF，线圈A的电阻不计．求：(1)闭合S 后，通过R 2的电流强度大小和方向．(2)闭合S 一段时间后再断开S ，S 断开后通过R 2的电荷量是多少？ 解析：(1)由题意B ＝(6－0.2t ) T 得磁感应强度的变化率为： ΔBΔt＝0.2 T/s. 由法拉第电磁感应定律知： A 线圈内产生的感应电动势：E ＝N ΔΦΔt ＝N ΔBS Δt＝100×0.2×0.2 V＝4 V ，S 闭合后，电路中电流由闭合电路欧姆定律I ＝E （R 1＋R 2）＝4（4＋6） A ＝0.4 A ，方向由a →R 2→b .(2)S 闭合后R 2的电压为U 2＝IR 2＝2.4 V ，电容上充电电荷量为Q ＝CU 2＝CIR 2＝7.2×10－5C ，所以断开S 后，电容器开始放电，通过R 2的电荷量Q ＝7.2×10－5C. 答案：(1)0.4 A ，电流方向由a →R 2→b(2)7.2×10－5C16．(12分)交流发电机转子是匝数n ＝100，边长L ＝20 cm 的正方形线圈，置于磁感应强度B ＝1π T 的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以ω＝100π rad/s 的角速度转动．当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，已知线圈的电阻r ＝1 Ω，外电路电阻R ＝99 Ω.试求：(1)电动势的最大值E m ； (2)交变电流的有效值I ； (3)外电阻R 上消耗的功率P R . 解析：(1)电动势的最大值：E m ＝nBS ω＝100×1π×0.22×100π V ＝400 V.(2)电动势的有效值：E ＝E m2＝200 2 V ， 根据闭合电路欧姆定律有：I ＝ER ＋r＝2 2 A.(3)外电阻R 上消耗的功率：P R ＝I 2R 解得：P R ＝792 W.答案：(1)E m ＝400 V (2)I ＝2 2 A (3)P R ＝792 W17．(14分)发电机输出功率为100 kW ，输出电压是250 V ，用户需要的电压是220 V ，输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为多少？ (2)用户得到的电功率是多少？解析：(1)输电线损耗功率P 线＝100×4% kW＝4 kW ， P 线＝I 22R 线，输电线电流I 3＝I 2＝20 A. 原线圈中输入电流：I 1＝P U 1＝100 000250A ＝400 A ，所以n 1n 2＝I 2I 1＝120.U 2＝n 2n 1U 1＝250×20 V＝5 000 V ，U 3＝U 2－U 线＝5 000 V －20×10 V＝4 800 V ，所以n 3n 4＝U 3U 4＝24011.(2)用户得到的电功率P 出＝100×96% kW＝96 kW. 答案：(1)1∶20 240∶11 (2)96 kW18．(16分)如图所示，光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为3m 的重物，另一端系一质量为m 、电阻为r 的金属杆．在竖直平面内有间距为L 的足够长的平行金属导轨PQ 、EF ，在QF 之间连接有阻值为R 的电阻，其余电阻不计，磁感应强度为B 0的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端QF 处，将重物由静止释放，当重物下降h 时恰好达到稳定速度而匀速下降．运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好(忽略所有摩擦，重力加速度为g )．求：(1)电阻R 中的感应电流方向； (2)重物匀速下降的速度大小v ；(3)重物从释放到下降h 的过程中，电阻R 中产生的焦耳热Q R ；(4)若将重物下降h 时的时刻记作t ＝0，速度记为v 0，从此时刻起，磁感应强度逐渐减小，若此后金属杆中恰好不产生感应电流，则磁感应强度B 怎样随时间t 变化(写出R 与t 的关系式)． 解析：(1)电阻R 中的感应电流方向为Q →R →F . (2)对系统由平衡关系得：3mg －mg －F ＝0，又F ＝B 0IL ＝B 20L 2vR ＋r，解得：v ＝2mg （R ＋r ）B 20L2. (3)设电阻中产生的总焦耳热为Q ，则由能量守恒关系得：减少的重力势能等于增加的动能和焦耳热Q 即：3mgh －mgh ＝12(3m )v 2＋12mv 2＋Q ，所以电阻R 中产生的焦耳热Q R 为： Q R ＝RR ＋r Q ＝2mghR R ＋r －8m 3g 2（R ＋r ）RB 40L4. (4)金属杆中恰好不产生感应电流，即磁通量不变：hLB 0＝(h ＋h ′)LB ，式中h ＝v 0t ＋12at 2，又a ＝3mg －mg 3m ＋m ＝12g .解得：B ＝B 0hh ＋v 0t ＋g4t 2.答案：(1)Q →R →F (2)2mg （R ＋r ）B 20L2(3)2mghR R ＋r －8m 3g 2（R ＋r ）R B 40L4(4)B ＝B 0hh ＋v 0t ＋g4t 2。
2019-2020学年度粤教版高中物理选修3-2第三章 传感器练习题三
2019-2020学年度粤教版高中物理选修3-2第三章传感器练习题三第1题【单选题】当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，不正确的是( )A、电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器B、电子体温计中主要是采用了温度传感器C、电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器D、电子秤中主要是采用了力电传感器【答案】：【解析】：第2题【单选题】下列情况中，应用了温度传感器的是( )A、商场里的自动玻璃门B、夜间自动打开的路灯C、夜间有声音时就亮的楼梯灯D、自动恒温冰箱【答案】：【解析】：第3题【单选题】如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E ，内阻为r ，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )A、金属热电阻温度升高或光照增强，其他条件不变B、金属热电阻温度降低或光照减弱，其他条件不变C、金属热电阻温度降低或光照增强，其他条件不变D、金属热电阻温度升高或光照减弱，其他条件不变【答案】：【解析】：第4题【单选题】数字信号比模拟信号具有的有点是( )A、抗干扰力差B、加密较差C、便以计算机处理D、传输简单【答案】：【解析】：第5题【单选题】为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多装有一个传感器，该传感器是( )A、气体传感器B、光敏电阻传感器C、压力传感器D、烟雾传感器【答案】：【解析】：第6题【单选题】在“传感器的简单应用”试验中，用光照射半导体做成的光敏电阻时，光敏电阻的阻值将( )A、大大增大B、保持不变C、大大减小D、如何变化不能确定【答案】：【解析】：第7题【单选题】通常当人走向银行门口时，门就会自动打开，是因为门上安装了下列那种传感器( )A、温度传感器B、压力传感器C、红外线传感器D、声音传感器【答案】：【解析】：第8题【单选题】NTC热敏电阻器即负温度系数热敏电阻器，也就是指阻值随温度的升高而减小的电阻．负温度系数的热敏电阻R 2接入如图所示电路中，R1为定值电阻，L为小灯泡，当温度降低时（不考虑灯泡和定值电阻阻值随温度变化）( )A、小灯泡变亮B、小灯泡变暗C、R 1两端的电压增大D、电流表的示数增大【答案】：【解析】：第9题【单选题】下列说法正确的是( )A、楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器B、电子秤所使用的测力装置是温度传感器C、用点电荷代替带电体，应用的是理想模型法D、伽利略在利用理想实验探究力和运动关系时，使用的是等效替代法【答案】：【解析】：第10题【单选题】电子秤使用的是( )A、超声波传感器B、温度传感器C、压力传感器D、光传感器【答案】：【解析】：。
2023-2024学年高中物理粤教版选修3-2第3章 传感器单元测试(含答案解析)
2023-2024学年粤教版高中物理单元测试学校：__________ 班级：__________ 姓名：__________ 考号：__________注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2．请将答案正确填写在答题卡上;一、选择题（本大题共计8小题，每题3分，共计24分）1.关于传感器，下列说法正确的是（）A. 金属材料不可以制成传感器B. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号C. 传感器都是通过感知电压的变化来传递信号的D. 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的【答案】B【解析】解：A、金属材料也可以制成传感器，所以A错误；B、动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，其作用是将声信号转换为电信号，所以B正确；C 、传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，所以C错误；D、传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，所以D错误；故选：B．2.在某些高档写字楼的走廊中，当白天光线较好时如果有人走动，照明灯不会亮，当阴天或晚上如果有人走动时，照明灯才会亮，则该写字楼走廊中的照明系统中很可能使用了（）A. 光传感器和温度传感器B. 光传感器和声音传感器C. 光传感器和位移传感器D. 温度传感器和压力传感器【答案】B【解析】解：楼道中安装了自动灯光控制系统，白天灯不亮，和光传感器有关；晚上有人经过时，灯自动亮起来，与声音有关，是声传感器．故B正确．故选：B3.下列应用了光电传感器的是（）A. 家用电饭煲B. 夜间自动打开的路灯C. 自动恒温冰箱D. 夜间楼梯口有声音就亮的灯【答案】B【解析】解：A、C、家用电饭煲、自动恒温冰箱都是应用温度传感器工作的．故AC 均错误．B、夜幕降临时，路边上的路灯就会自动亮起，说明控制电路的是光敏元件，应用了光传感器．故B正确．D、夜间楼梯口有声音就亮的灯，使用了声控开关，是一种压力传感器．故D错误．故选：B．4.如图所示为一种常见的身高体重测量仪．测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔．质量为M_0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比．当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t_0，输出电压为U_0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学身高和质量分别为（）A. vleft(t_0-tright)，dfracM_0U_0UB. dfrac12 vleft(t_0-tright)，dfracM_0U_0UC. vleft(t_0-tright)，dfracM_0U_0left(U-U_0right)D. dfrac12 vleft(t_0-tright)，dfracM_0U_0left(U-U_0right)【答案】D【解析】解：超声波的速度为v，没有站人时，测量仪测量超声波发射和接收的时间间隔为t_0，则发射装置到平台的距离为h_1=\dfrac12vt_0，人站上平台后，发射装置到人头顶的距离为h_2=\dfrac12vt，因此人的身高为h=h_1-h_2=\dfrac12 v\left(t_0-t\right)；当测重台置于压力传感器上时，输出电压为U_0，当人站在测重台上时，输出电压为U，由于传感器输出的电压与其上面的压力成正比，则\dfracUU_0=\dfracM+M_0M_0，解得M=\dfracU-U_0U_0M_0，故 D正确．故选 D．5.如图甲所示，一个匝数n＝100的圆形导体线圈，面积S_1＝0.4 m^2 ，电阻r＝1\Omega ．在线圈中存在面积S_2＝0.3 m^2 的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示．有一个R＝2\Omega 的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，b端接地，则下列说法正确的是（）A. 圆形线圈中产生的感应电动势E＝6 \VB. 在0sim 4 \s 时间内通过电阻R的电荷量q＝8 \CC. 设b端电势为零，则a端的电势varphi _a＝3 \VD. 在0sim 4 \s 时间内电阻R上产生的焦耳热Q＝18 \J【答案】D【解析】解： A．线圈产生的电动势：E＝n\dfrac \Delta \varPhi \Delta t = n\dfrac \Delta B \Delta t S=100 \times \dfrac0.64 \times 0.3 V=4.5 V ，故 A错误；B．电流为：I = \dfracER + r = \dfrac4.52 + 1 A= 1.5 A ，通过电阻R的电荷量为：q=It=1.5\times 4 C=6 C ，故 B错误；C ．由楞次定律可知，电流沿顺时针方向，b点电势高，a点电势低，U_R=IR=1.5\times2 V=3 V ，U_R=\varphi _b-\varphi _a，\varphi _a=-3 V，故 C错误；D．在0\sim 4 s 时间内电阻R上产生的焦耳热为：Q=I^2Rt=1.5^2\times 2\times 4 J=18 J ，故 D正确．故选： D．6.下列说法不正确的是（）A. 话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B. 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量C. 电子秤所使用的测力装置是力传感器D. 热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量【答案】A【解析】解：A、话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故说法错误，故A正确B、光敏电阻随光照强弱不同，电阻不同，故光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，故B错误C、力传感器的应用电子秤，使用的测力装置是力传感器，故C错误D、热敏电阻的阻值随温度的变换而变化，能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故D错误故选A7.传感器的应用很广，下例事例或器材中利用温度传感器的是（）A. 洗衣机定时器开关B. 电视无线遥控开关C. 电饭锅自动控温D. 楼道电灯自动控制开关【答案】C【解析】解：A、洗衣机定时器开关，没有应用温度传感器，故A错误；B、电视无线遥控开关，通过红外线传递信息，没有应用温度传感器，故B错误；C 、电饭锅自动控温，应用温度传感器，故C正确；D、楼道电灯自动控制开是利用光、声传感器，没有应用温度传感器，故D错误；故选：C．8.图为火灾报警器，在会议室、宾馆房间的天花板上均有安装．当有烟雾进入这种有孔的罩内时，报警器立即发出警报，则该报警器中装有的传感器是（）A. 光传感器B. 压力传感器C. 声音传感器D. 温度传感器【答案】A【解析】解：烟雾进入这种有孔的罩内时对光有散射作用，使光线的光路发生变化，改变传感器上的光照强度使报警器发出警报，则该报警器中装有的传感器是光传感器，故 A项正确．故选 A．二、填空题（本大题共计4小题，每题3分，共计12分）9.（1）如图甲所示，若仅将左极板适当左移，则静电计指针的偏角将________；9.（2）如图乙所示，若仅将左极板适当上移，则静电计指针的偏角将________；9.（3）如图丙所示，若仅在两板板间插入云母片，则静电计指针的偏角将________。
2019-2020学年高中物理 第三章 传感器章末过关检测卷(含解析)粤教版选修3-2.doc
2019-2020学年高中物理第三章传感器章末过关检测卷（含解析）粤教版选修3-2一、单项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．如图所示的实验电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与D相距很近，下列说法正确的是(A)A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变解析：触头P左移，使其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R的阻值减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．A项正确．2．如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照光敏电阻时，表针的偏角(自左向右)为θ；用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断(B)A．θ′＝θ B．θ′＜θ C．θ′＞θ D．不能确定解析：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，光敏电阻的阻值变大，表针左偏，偏角减小．3．如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是容器两板间的(A)A．距离变化 B．正对面积变化C．介质变化 D．电压变化解析：这个声电传感器又可归类到电容传感器中．由题意对着话筒说话时，振动膜前后振动，则金属层和金属板间距离改变，即电容器两极板间距改变，故导致电容变化的原因可能是电容器两极间距变化．4．类人型机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯．下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是(B)A．是力传感器 B．是光传感器C．是温度传感器 D．是声音传感器解析：遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，B对，A、C、D错．二、多项选择题(本题共5小题，每题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分．)5．下列说法正确的是(BD)A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断C．电子秤所使用的测力装置是声传感器D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量6．美国科学家WillardS.Boyle与GeorgeE.Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有(BC)A．发光二极管 B．热敏电阻C．霍尔元件 D．干电池解析：发光二极管有单向导电性，A项错误；热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器，B、C两项正确；干电池是电源，D项错误．7．如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图，现在把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)(BC)A．如果R为金属丝电阻，读数变化非常明显B．如果R为金属丝电阻，读数变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，读数变化不明显解析：金属丝电阻的阻值随温度的升高而增大，但由于温差不大阻值变化很小，而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高，所以选B、C.8．如图所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时(CD)A．电压表的示数减小B．R2中电流强度增大C．小灯泡的功率增大D．电路的路端电压降低解析：当照射光强度增大时，R3减小，电路总电阻减小，总电流增大，路端电压降低，电压表的示数增大，A错D对；又R2两端的电压减小，通过R2的电流增大，则小灯泡的功率增大，C对．9．用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，如图所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果．观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论正确的是(BD)A．作用力与反作用力作用在同一物体上B．作用力与反作用力同时存在，同时消失C．作用力与反作用力大小不一定相等D．作用力与反作用力方向相反解析：牛顿第三定律中作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在两个物体上．作用力和反作用力同时产生，同时消失．应选B、D.三、非选择题(本大题3小题，共54分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)10．(18分)某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在下图的实物图上连线．(2)实验的主要步骤：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，________________________________________________________________________，__________________________________，断开开关；③重复第②步操作若干次，测得多组数据．(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得下图的Rt关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的Rt关系式：R＝____________＋____________t(Ω)(保留3位有效数字)．解析：(1)电路连接如图：(2)读取温度计示数，读取电压表示数．(3)延长直线可得R 0＝100 Ω；直线的斜率k ＝tan θ＝ΔR Δt ＝120－10050Ω/℃＝0.400 Ω/℃所以R ＝100＋0.4t (Ω)．答案：见解析 11．(18分)某研究性学习小组研究光敏电阻的特性，利用欧姆表研究光敏电阻在不同光照强度下，其阻值变化情况，测量电路如图1所示．图1(1)如图2所示，是多用表转换开关指示在“×100 Ω”处进行电阻的测量，D 是多用表表盘指针在测量时的偏转位置，则测量的光敏电阻值为________．(2)通过实验发现，用光照射光敏电阻时欧姆表指针会往右偏，则可判断该光敏电阻在受到光照时，阻值________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．(3)如图3是某同学研究热敏电阻的原理图，当给电阻加热时电压表读数变大，说明热敏电阻阻值变________．图3解析：用光照射光敏电阻时欧姆表指针会往右偏，则电流变大，就可判断该光敏电阻在受到光照射时，阻值变小；当给电阻加热时电压表读数变大，就可判断R1分得的电压变小，说明热敏电阻阻值变小．答案：(1)1 300 Ω(2)变小(3)小12．(18分)图示为某同学在探究活动中设计的一种电子秤，已知电源的电动势为E，内阻不计，电阻分布均匀的可变电阻总长为L，总电阻为R，弹簧的劲度系数为k，连接电压表的导线可自由伸缩，不测量时指针P在a处(如图中虚线所示)，使电压表的示数与所称重力对应便成为电子秤(1)不称重时，图中的电压表的示数为________．(2)所称物体的重力G 与电压表的示数U 以及E 、k 、L 的关系为________．(3)该设计的电路对应电表上重力刻度线是否均匀？________．答案：(1)0 (2)G ＝kLU E (3)是。
粤教版高中物理选修32第三章传感器单元检测
粤教版高中物理选修3-2第三章传感器单元检测粤教版高中物理选修3-2第三章传感器单元检测一、单项选择题1.如图为电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等构成的一个高温报警器电路图，要求是：正常状况绿灯亮，有险情时电铃报警，则图中的甲、乙、丙分别是（）A.小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡B.半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡C.绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻D.半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃2.以下图是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的表示图，此中A是发光仪器，B是光敏电阻，R是普通定值电阻，以下说法中正确的选项是( )A.当传递带上没有物件挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变大B.当传递带上没有物件挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变小当传递带上有物件挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小D.当传递带上有物件挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大3.很多楼道照明灯拥有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白日，即便有声音它也没有反响，它的控制电路中可能接入的传感器是（）①温度传感器②光传感器③声音传感器④热传感器．A.①②B②③.C③④.D②④.4.对于传感器工作的一般流程，以下说法中正确的选项是（）A.非电学量→敏感元件→变换电路→电学量→变换元件B.电学量→敏感元件→变换电路→变换元件→非电学量C.非电学量→敏感元件→变换元件→变换电路→电学量D.非电学量→变换电路→变换元件→敏感元件→电学量5.电梯门不会夹伤人的手，是由于电梯门安装了什么传感器( )A.温度传感器B.红外线传感器C压.力传感器 D.生物传感器1/86.以下图是室外光控路灯的模拟电路，用发光二极管LED模拟路灯，R G为光敏电阻，R1的最大电阻为51kΩ，R2为330kΩ，则以下说法中不正确的选项是（）A.在图中虚线方框A中应增添的元件为“与门”B.在图中虚线方框A中应增添的元件为“非门”C.要想在天更暗时路灯才会亮，应当把R1的阻值调大些D.经过发光二极管LED的电流，不经过光敏电阻R G7.如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号办理器办理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传递带保持匀加快运动，每个工件均相对传递带静止，且相邻工件间距挨次为5、10、15、20(单位：cm)，则下陈述法正确的选项是(不计工件挡住的时间)()A.工件加快度为0.1m/s2B.工件加快度为0.4m/s2C.当无光照耀R1时，光传感器就输出一次高电压D.当无光照耀R1时，光传感器就输出一次低电压8.电子秤使用的是（）A.超声波传感器B.温度传感器C.压力传感器D.红外线传感器9.以下说法正确的选项是（）话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号变换为声信号电熨斗能够自动控制温度的原由是它装有双金属片温度传感器，这类传感器的作用是控制电路的通断霍尔元件能够把磁感觉强度这个磁学量变换为电流这个电学量半导体热敏电阻常用作温度传感器，温度高升，它的电阻值变大10.在信息技术迅猛发展的今日，光盘是储存信息的一种重要媒介．光盘上的信息往常是经过激光束来读取的．若激光束不是垂直投射到盘面上，则光芒在经过透明介质层时会发生偏折而改变前进方向，如图所示．以下有关说法正确的选项是（）2/8A.图中①光是红光，②光是蓝光B.在光盘的透明介质层中，①光比②光流传更快C.若①光、②光先后经过同一双缝干预装置，前者获取的条纹比后者的宽D.若①光、②光先后经过同一单缝衍射装置，前者获取的中央亮纹比后者的中央亮纹窄11.以下说法中不正确的选项是（）摄像机其实是一种将光信号转变为电信号的装置电视机其实是一种将电信号转变为光信号的装置电视机接收的画面是连续的摄像机在1s内要送出25张画面12.很多楼道照明灯拥有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而在白日，即便有声音它也没有反应，它的控制电路中可能接入的传感器是()①温度传感器②光传感器③声音传感器④热传感器A.①②B②③.C③④.D②④.13.以下图，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h变化为( )A.h增大B.h减小C.h不变D.没法确立二、多项选择题14.以下图的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，R G为光敏电阻．A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．以下说法正确的选项是()A.天黑时，Y处于高电平B.天黑时，Y处于低电平C.当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮D.当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮15.美国科学家WillardS．Boyle与GeorgeE．Snith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明获取2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变为电学量的传感器．以下器件可作为传感器的有（）A.发光二极管B.热敏电阻C.霍尔元件D.干电池3/816.计算机光驱的主要部分是激秃顶，它能够发射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激秃顶利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号办理系统，再经过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的表示图以下图，此中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（）A.当有光照耀1时，办理系统获取低电压 B.当有光照耀R1时，办理系统获取高电压RC.信号办理系统每获取一次低电压就计数一次D.信号办理系统每获取一次高电压就计数一次17.传感器是一种收集信息的重要器件，以下图是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，惹起电容的变化，将电容器、敏捷电流计和电源串接成闭合电路，那么以下说法正确的选项是()A.当F向上压膜片电极时，电容将减小B.若电流计有示数，则压力F发生变化C.若电流计有向右的电流经过，则压力F在增大D.若电流计有向右的电流经过，则压力F在减小三、填空题18.如图甲所示，为热敏电阻的R﹣t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器构成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω．当线圈的电流大于或等于20MA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0V，内阻能够不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．则①应当把恒温箱内的加热器接在________（填“A、B端”或“C、D端”）．②假如要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的阻值应调理为________Ω．19.以下图，图甲为热敏电阻的R﹣t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器构成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为200Ω．当线圈中的电流大于或等于20MA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻能够不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．4/8①应当把恒温箱内的加热器接在________端．（填“A、B”、“C、D”）②假如要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的值应调理为________Ω．20.当光照耀到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值________（填“变大”、“不变”或“变小”）．光敏电阻的电阻率随________加强而________，它是把________这个光学量变换为________这个电学量；热敏电阻是的电阻率随________高升而________，它是把________这个热学量变换为________这个电学量．四、实验研究题21.温度传感器是一种将温度变化变换为电学量变化的装置，它经过丈量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的丈量，此中心零件是由半导体资料制成的热敏电阻．在某次实验中，为了丈量热敏电阻R T在0℃到100℃之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示电路．其实验步骤以下：①正确连结电路，在保温容器中加入适当开水；②加入适当的冰水，待温度稳固后，丈量不一样温度下热敏电阻的阻值；③重复第②步操作若干次，测得多组数据．1）该小组用多用电表“×100挡”测热敏电阻在100℃下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大；为了正确地进行丈量，应换到________挡（选填“×10、”“×1k）”；假如换挡后就用表笔连结热敏电阻进行读数，那么短缺的实验步骤是：________，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是________Ω．实验小组算得该热敏电阻在不一样温度下的阻值，并据此绘得图丙的R﹣t关系图线，请依据图线写出该热敏电阻的R﹣t关系________；5/8（2）若把该热敏电阻与电源（电动势E=1.5V、内阻不计）、电流表（量程为5mA、内阻R g=100Ω）、电阻箱R0串连起来，连成如图丁所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就获取了一个简单的“热敏电阻测温计”．①电流表刻度较大处对应的温度刻度应当________（填“较大”或“较小”）；②若电阻箱的阻值取R0=220Ω，则电流表 3mA地方对应的温度刻度为________℃．五、综合题22.以下图为一简略火灾报警装置，其原理是：竖直搁置的试管中装有水银，当温度高升时，水银柱上升，使电路导通，蜂鸣器发出报警的响声．已知27℃时，空气柱长度L1为20cm．此时水银柱上表面与导线下端的距离L2为10cm．管内水银柱的高度h为8cm，大气压强为75cmHg．（1）当温度达到多少℃时，报警器会报警？（2）假如要使该装置在87℃时报警，则应当再往玻璃管内注入多少cm高的水银柱？23.有一种丈量人体重量的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（本质是理想电流表）．设踏板的质量可忽视不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R=30﹣0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）；（1）该秤能丈量的最大重量是________N；（2）该秤零刻度线（即踏板空载时间刻度线）应标在电流刻度盘________A处．6/8粤教版高中物理选修3-2第三章传感器单元检测答案分析部分一、单项选择题1.【答案】B2.【答案】D3.【答案】B4.【答案】C5.【答案】C6.【答案】A7.【答案】D8.【答案】C9.【答案】B10.【答案】D11.【答案】C12.【答案】B13.【答案】A二、多项选择题14.【答案】B,C15.【答案】B,C16.【答案】B,D17.【答案】B,C三、填空题18.【答案】A、B；26019.【答案】A、B；5020.【答案】变小；光照；减小；光照强弱；电阻；温度；减小；温度；电阻四、实验研究题21.【答案】（1）×10；欧姆调零；200；R=100+t（2）较大；80五、综合题22.【答案】（1）报警器报警，则气体柱的长度要增大到L1+L2依据等压变化代入数据得T2=450K，即t2=177℃（2）设加入X水银柱，在87℃时会报警，7/8（粤教版高中物理选修3-2第三章传感器单元检测（（（可得（解得X=8.14cm（23.【答案】（1）14002）8/8。
2021-2022高中物理(粤教)选修3-2学案：第三章 传感器 第三～四节 Word版含答案
第三节传感器的应用第四节用传感器制作自控装置[学习目标]1.了解传感器在生活和生产中的应用，尝试运用传感器的知识解释一些生活中的问题.2.了解传感器应用的一般模式.3.能设计简单的应用传感器的控制电路、一、传感器的应用[导学探究] 日常生活中的传感器是一个大家族，也是我们的好朋友，假如没有这些传感器，将会给我们的生活带来诸多不便，请观察和思考一下，在生活中有哪些传感器？正确答案电冰箱、电熨斗、空调机中要用到温度传感器；自动门、家电遥控器、防盗报警器中要用到红外线传感器、[知识梳理]1、生活中的传感器电饭煲、电冰箱、微波炉、空调机、消毒碗柜等与温度控制相关的家用电器，几乎都要用到温度传感器；自动门、家电摇控器、生命探测器、非接触红外测温仪以及防盗、防火报警器等，均使用了红外线传感器；另外还有照相机中的光敏传感器、家用便携式电子秤的压力传感器等、2、农业生产中的传感器无人管理的自动灌溉系统利用了湿度传感器；自动化温室种植中，温室的自动控温就是在温度传感器的帮助下实现的；现代粮库采用了温度传感器和湿度传感器、3、工业生产中的传感器生产安全中，如将一种埋入式光纤传感器安置在大桥或水坝中，随时可以监测大桥或水坝的裂痕等安全隐患；在自动控制系统中，如数控机床中的位移测量装置就是利用高精度位移传感器( 如光栅传感器 )进行位移测量，从而实现对零部件的精密加工、4、飞向太空的传感器在运载火箭、载人飞船中，应用传感器供遥测和遥控系统使用；对宇航员各种生理状况的测量有生理传感器，如测量血压、心电图、体温等、[即学即用] 判断下列说法的正误、( 1 )电子秤使用了压力传感器、( )( 2 )在电梯门口放置障碍物，电梯门会不停地开关，这是由于电梯门上有红外线传感器、( )( 3 )酒精浓度检测器，使用了温度传感器、( )正确答案( 1 )√( 2 )×( 3 )×二、用传感器制作自控装置[导学探究] 城市里的路灯，能够在天暗时自动开启，而在天亮时，自动熄灭，你知道该自动控制电路中有什么传感器吗？正确答案光电传感器[知识梳理] 课题:应用光敏电阻制作光控自动照明灯电路图1实验器材二极管V D、晶闸管V S、光敏电阻R G、电阻R( 7.5MΩ )、灯泡L.实验原理由晶闸管V S与电灯L构成主回路，控制回路由R与R G组成的分压器及二极管V D构成，如图1所示、( 1 )当白天自然光线较强时，光敏电阻呈低电阻，与R分压后使晶闸管V S门电极处于低电平，V S关断、( 2 )当夜幕降临时，照在R G上的自然光线减弱，R G呈高阻，使V S的门电极处于高电平，V S 获正向触发电压而导通，灯L亮、( 3 )改变R的阻值，即改变其与R G的分压比，可调整电路的起控点、[即学即用] 判断下列说法的正误、( 1 )随着科技的发展，传感器会应用在各行各业，生活的方方面面，可以完全取代人的作用、( )( 2 )当路灯自动控制电路做好后，不能随意调整路灯点亮熄灭的起控点、( )( 3 )路灯自动控制电路中的敏感元件是光敏电阻、( )正确答案( 1 )×( 2 )×( 3 )√传感器的应用实例分析传感器应注意的四个分析:( 1 )检测量分析:要清楚传感器所检测的非电学量，如温度、光、声、力等、( 2 )敏感元件分析:分析敏感元件的输入与输出信号，及输入与输出信号间的联系、( 3 )电路分析:分析传感器所在的电路结构，分析输入信号变化对电路电流、电压等产生的影响、( 4 )执行机构分析:分析非电学量与电学量之间的转换过程，分析根据所获得的信息控制执行机构进行工作的过程、例1 ( 多选 )为了锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图2所示是原理图、轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起( 弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计 )，弹簧劲度系数为100N/cm.定值电阻R0＝5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25Ω，电源输出电压恒为U＝3V，理想电流表的量程为0～0.6A、当拉环不受力时，滑片P处于a端、下列关于这个电路的说法正确的是( 不计电源内阻 )( )图2A、小明在电路中连入R0的目的是保护电路B、当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1AC、当拉力为400N时，电流表指针指在0.3A处D、当拉力为400N时，电流表指针指在0.5A处正确答案ABC详细解析若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确；当拉环不受力时，滑片P在a端，由闭合电路欧姆定律得，I＝UR0＋R1＝0.1A，故B正确；拉力为400N时，由F＝kΔx，则Δx＝4cm，对应的电阻为R aP＝20Ω，R1接入电路的电阻R Pb＝5Ω，由闭合电路欧姆定律得，I′＝UR0＋R Pb＝0.3A，故D错，C正确、例2 ( 多选 )电饭锅的结构图如图3所示，如果感温磁体的“居里温度”为103℃时，下列说法中正确的是( )图3A、常温下感温磁体具有较强的磁性B、当温度超过103℃时，感温磁体的磁性较强C、饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会达到103℃，这时开关按钮会跳起D、常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起正确答案ACD1、( 多选 )如图4所示，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是( )图4A、严重污染时，LDR是高电阻B、轻度污染时，LDR是高电阻C、无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D、该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响正确答案AD详细解析严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR 由半导体材料制成，受光照影响，电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光的强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对、图52、小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制、经检查，恒温箱的控制器没有故障、参照图5，下列对故障判断正确的是( )A、只可能是热敏电阻出现故障B、只可能是温度设定装置出现故障C、热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D、可能是加热器出现故障正确答案 C详细解析由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误、若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误、一、选择题( 1～8题全为单选题 )1、传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )A、生物传感器B、红外传感器C、温度传感器D、压力传感器正确答案 C2、在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是( )A、光传感器B、温度传感器C、声传感器D、压力传感器正确答案 A详细解析在电梯门口放置一障碍物，电梯门不停地开关，说明电梯门口有一个光传感器，故A选项正确、3、当出现某疫情时，在机场、车站等交通出入口，使用红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播、关于红外线热像仪，下列说法正确的是( )A、选择红外线进行检测，主要是因为红外线具有荧光效应B、红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测C、红外线热像仪同时还具有杀菌作用D、一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同正确答案 D详细解析红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故D正确、4、如图1所示是自动调温式电熨斗，下列说法不正确的是( )图1A、常温时上下触点是接触的B、双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C、原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下移一些D、由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些正确答案 C详细解析常温工作时，上下触点是接通的，当温度升高时，上层金属片形变大，向下弯曲，切断电源，切断温度要升高则应使调温旋钮下移一些，A、B、D对，C错、5.如图2所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈、P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱、电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求、其工作方式是 ( )图2A、A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联B、A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C、C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联D、C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联正确答案 A6、某学习小组的同学在用多用电表研究热敏特性实验中，安装好如图3所示的装置、向杯内加入冷水，温度计的示数为20℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1.然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃，发现多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是( )图3A、多用电表应选用电流挡，温度升高换用大量程测量B、多用电表应选用电流挡，温度升高换用小量程测量C、多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率大的挡D、多用电表应选用欧姆挡，温度升高时换用倍率小的挡正确答案 D详细解析测电阻应选用欧姆挡、当温度升高时，热敏电阻受温度变化的影响，偏转角度增大，说明电阻阻值变小，所以应换用倍率小的挡、7、如图4所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小、电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器( 图中未画出 )相连接、则 ( )图4A、当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B、当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C、工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D、工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端正确答案 B详细解析根据温度变化，分析R的变化，确定电路中电流的变化，电流增大时，继电器L 对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下、当温度降低到某一数值，热敏电阻R的阻值增大，电路中电流减小，继电器L对衔铁P吸引力减小，P将不会被吸下，故A错误、当温度升高到某一数值，热敏电阻R的阻值减小，电路中电流增大，继电器L对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下，故B正确、恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由以上分析可知，温度升高后，A、B端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端，故C、D错误、8、某同学设计的家庭电路保护装置如图5所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成、当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路、仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法不正确的有( )图5A、家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B、家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C、家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D、地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起正确答案 C详细解析由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零，选项A正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2中磁通量的变化，选项B正确，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L1中磁场变化引起L2中磁通量的变化，产生感应电流，吸起K，切断家庭电路，选项D正确、二、非选择题9.如图6所示是热水器的恒温集成电路，R0是热敏电阻，温度较低时其阻值很大，温度较高时阻值很小、如果热水器中没有水或水温较高时，继电器会放开簧片，发热器断路，反之会吸住簧片接通发热器、如果热水器中没有水时，电路中BC部分就处于________( 选填“断路”或“短路” )状态，则在电路图的虚线框内的门电路应是________门，当温度较低时，门电路的输入端A是________( 选填“高”或“低” )电势、图6正确答案断路与高详细解析热水器中没有水，BC部分相当于断路、热水器中没有水或水温较高时，继电器都能使发热器断路，故可判断虚线框内应是与门，当温度较低时，R0阻值较大，故门电路输入端A是高电势、。
粤教版物理选修3-2：第3章 第3节 传感器的应用 学业分层测评14
学业分层测评(十四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是() A．金属导体B．绝缘体C．半导体D．超导体【解析】金属导体温度升高时电阻增加；绝缘体温度升高时电阻保持绝缘；对于超导体，在其临界温度以下，温度升高电阻为零不变，高于临界温度，温度升高电阻往往增加；半导体材料受到光照或者温度升高时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增强，电阻却大幅度减小．【答案】 C2．当你走近豪华宾馆、酒楼的大门时，门就自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息() 【导学号：97192122】A．温度B．运动C．人D．光线【解析】自动门的自动控制要求灵敏、可靠，自动门使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开门．【答案】 D3．(多选)下列说法正确的是()A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断C．电子秤所使用的测力装置是应变片D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大【解析】话筒是将声信号转换为电信号的装置，A正确；电熨斗内的双金属片，是利用它的热胀冷缩程度的不同，使电路随温度的改变实现通断的，B正确；电子秤所使用的测力装置是力传感器，力传感器由金属梁和应变片组成，C 错；半导体热敏电阻温度越高，它的电阻值越小，D错．【答案】AB4．指纹识别器在下列哪些方面可以得到广泛应用()A．乘坐客车购票时B．过公路收费处时C．放学出校门口时D．开银行保险柜时【解析】指纹识别器是因为人的指纹各不相同且终生基本不变，才成为识别身份的有效手段，应用在个人信息有唯一性和稳定性的地方，故D项对．【答案】 D5．(多选)如图3-3-3所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知()图3-3-3A．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指。
教科版高中物理选修3-2练习：第三章传感器章末检测
第三章传感器章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个很小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是( )A．该传感器是根据电流的磁效应工作的 B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变 D．膜片振动时，金属线圈不会产生感应电动势2．用多用电表的同一挡位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是( )A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小3．在如图1所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED 为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED相距不变，下列说法正确的是( )图1A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D．无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变4. 演示位移传感器的工作原理如图2所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想电压表，则下列说法正确的是( )图2A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流D．物体M不动时，电压表没有示数5．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图3甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )图3A．0～t1时间内，升降机一定匀速运动B．0～t1时间内，升降机可能减速上升C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升6.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了一个判断小车运动状态的装置，其工作原理如图4(a)所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数变化与时间t的关系如图(b)所示，下列判断正确的是( )图4A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动图57．如图5所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属片向下移动时( ) A．电路中的电流减小，油箱内油面降低B．电路中的电流减小，油箱内油面升高C．电路中的电流增大，油箱内油面降低D．电路中的电流增大，油箱内油面升高8．如图6所示的是一个电容式传感器，在金属线a的外面涂一层绝缘的电介质后放在导电液体中构成一个电容器，a与导电液体就是该电容器的两极．今使该电容器充电后与电源断开，并将a与静电计的导体球相连，插入导电液体中的电极b与静电计外壳相连，则当导电液体深度h变大时( )图6A．引起两极间正对面积变大B．电容器的电容将变小C．电容器两极间的电压将变大D．以上说法都不正确9．计算机键盘是由两个金属切片组成的小电容器，该电容器的电容可用公式C＝计算，式中εr＝9×10－12 F/m，S为金属片的正对面积，d表示两金属片的间距．当键被按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未按下时两金属片的距离为0.6 mm.如果电容变化0.25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下( )A．0.15 mm B．0.25 mm C．0.35 mm D．0.45 mm10．酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．这种酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，在如图7所示的电路中，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是( )图7A ．U 越大，表示c 越大，c 与U 成正比B ．U 越大，表示c 越大，但是c 与U 不成正比C ．U 越大，表示c 越小，c 与U 成反比D ．U 越大，表示c 越小，但是c 与U 不成反比姓名：________ 班级：________ 学号：________ 得分：________二、填空题(本题共2小题，共20分)11．(10分)如图8所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻RT 两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往RT 上擦一些酒精，表针将向________(填“左”或“右”)移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向________(填“左”或“右”)移动．图812．(10分)图9为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱的原理简图．图9箱内的电阻R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R3＝40 kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图10所示．当a、b端电压Uab<0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内的温度升高；当Uab>0时，电压鉴别器会使S断开，停止加热．则恒温箱内的温度恒定在________℃.图10三、计算题(本题共3小题，共40分)13．(12分)电热毯、电饭锅等人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．图11为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1，R2和自动开关．图11(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)用电器由照明电路供电(U＝220 V)，设加热时用电器的电功率为400 W，保温时用电器的电功率为40 W，则R1和R2分别为多大？14．(13分)一热敏电阻在温度为80℃时阻值很大，当温度达到100℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配以热敏电阻以保持水温在80℃到100℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图12所示，图中R1为热敏电阻，R2为电阻丝．请简述其工作原理．图1215．(15分)现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图13所示，试设计一个温控电路．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程．图13第三章传感器章末检测答案1．B [当声波使膜片前后振动时，膜片后的金属线圈就跟着振动，使处于永磁体磁场中的线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生改变，产生感应电流，从而将声音信号转化为电信号，这是电磁感应的工作原理，所以B选项正确．]2．AD [热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，而多用电表的零刻度在表盘的右侧，所以温度越高，多用电表指针偏角越大，选项A正确，选项B错误．光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，所以光照越弱，阻值越大，故多用电表指针偏角越小，选项C 错误，选项D正确．]3．A [滑动触头P左移，使其电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻R减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．]4．B [电压表为理想电表，则电压表不分流，故触头移动不会改变电路的电阻，也就不会改变电路中的电流，故A项错误；电压表测的是触头P左侧电阻分得的电压，故示数随物体M的移动，亦即触头的运动而变化，故B正确，C、D错误．] 5．B [在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动，故A选项错误，B 选项正确．t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错．] 6．D [从题图(b)可以看出，在t1到t2时间内，电流表示数逐渐增大，则压敏电阻的阻值逐渐减小，说明压敏电阻受到重球的压力越来越大，小车的加速度增大，故小车做变加速运动，A、B均错；在t2到t3时间内，电流不变，则说明重球对压敏电阻的压力不变，故小车做匀加速直线运动，C错，D对．]7．D [油面升高，金属片向下移动，R接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，所以选项D正确．]8．A [当导电液体深度h变大时，相当于电容器的两极板的正对面积变大，由C ＝知，电容C变大，而电容器充电后与电源断开，所以电容器所带电荷量Q不变，由U ＝知，电容器两极间的电压将变小．]9．A [由题给公式可知，键未按下时电容C0＝＝ F＝0.75×10－12 F恰能检测出信号的电容C′＝C0＋ΔC＝(0.75＋0.25) pF＝4C03故d′＝，Δd＝＝0.15 mm所以A正确．]10．B [题中给出传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c是正比关系，即＝kc，电压表示数U＝＝＝R＋R0＋r＋\f(1,c))，可以看出电压与浓度的关系不是正比关系，但随浓度的增大而增大．]11．左右解析若往RT上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻RT温度升高，电阻值减小，指针向右偏．12．35解析设电路路端电压为U，当Uab＝0时，有R1＝R3，解得Rt＝20 kΩ由Rt－t图可知，当Rt＝20 kΩ时，t＝35℃13．(1)S闭合时，为加热状态；S断开时，为保温状态(2)121 Ω 1 089 Ω解析(1)当S闭合时，R2短路，此时电路总电阻最小，由P＝知，功率最大为加热状态，当S断开时，R1，R2串联，电路总电阻最大，功率最小为保温状态．(2)S闭合时，加热状态有P＝①S断开时，保温状态有P′＝②联立①②得，R1＝121 Ω，R2＝1 089 Ω.14．见解析解析开始水温较低时，R1阻值较大，电阻丝R2对水进行加热；当水温达到100℃左右时，R1阻值变得很小，R2被短路，将停止加热；当温度降低到80℃时，R1阻值又变得很大，R2又开始加热．这样就可达到保温的效果．15．电路图如下图所示工作过程：闭合S，当温度低于设计值时热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K接通电炉丝加热．当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，吸合铁片P，使触点K断开，电炉丝断电，停止供热．当温度低于设计值，又重复前述过程．解析热敏电阻Rt与滑动变阻器及电磁继电器构成低压控制电路．。
2024-2025学年高中创新设计物理粤教版选修3-2：第三章 传感器 章末检测
章末检测(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．下列说法不正确的是( )A ．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量B ．金属热电阻的化学稳定性好，但灵敏度差C ．电熨斗中的双金属片是温度传感器D ．霍尔元件是能够把磁感应强度这一磁学量转换为电压这一电学量的传感器2．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图1甲所示的电路中，电流表示数变更如图乙所示，某同学依据电流表的示数变更状况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )A ．0～t 1时间内，升降机肯定匀速运动B ．0～t 1时间内，升降机可能减速上升C ．t 1～t 2时间内，升降机可能匀速上升D ．t 1～t 2时间内，升降机可能匀加速上升3．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了一个推断小车运动状态的装置，其工作原理如图2(a)所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数变更与时间t 的关系如图(b)所示，下列推断正确的是( )A ．从t 1到t 2时间内，小车做匀速直线运动B ．从t 1到t 2时间内，小车做匀加速直线运动C ．从t 2到t 3时间内，小车做匀速直线运动D ．从t 2到t 3时间内，小车做匀加速直线运动图1图2 图34．如图3所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R 是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属片向下移动时( )A ．电路中的电流减小，油箱内油面降低B ．电路中的电流减小，油箱内油面上升C ．电路中的电流增大，油箱内油面降低D ．电路中的电流增大，油箱内油面上升5．计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器，该电容器的电容可用公式C ＝εr S d计算，式中εr ＝9×10－12F/m ，S 为金属片的正对面积，d 表示两金属片的间距．当键被按下时，此电容器的电容发生变更，与之相连的电子线路就能检测出是哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50mm 2，键未按下时两金属片的距离为0.6mm.假如电容变更0.25pF ，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少须要被按下( )A ．0.15mmB ．0.25mmC ．0.35mmD ．0.45mm6.酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．这种酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，在如图4所示的电路中，电压表示数U 与酒精气体浓度c 之间的对应关系正确的是( )图4A ．U 越大，表示c 越大，c 与U 成正比B ．U 越大，表示c 越大，但是c 与U 不成正比C．U越大，表示c越小，c与U成反比D．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比二、双项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)7．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个很小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是()A．该传感器是依据电流的磁效应工作的B．该传感器是依据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈会产生感应电流8．用多用电表的同一档位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列说法正确的是() A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小9．下列说法中正确的是()A．机械式鼠标器中的光传感器就是两个红外线接收管，它的作用就是把光信号(红外线脉冲)转换成电信号(电脉冲)B．机械式鼠标器中的光传感器是由两个滚轴、两个码盘、两个红外线放射管(LED)和两个红外接收管组成的C．火灾报警器中的光传感器是光电三极管，它的作用是把光信号转换成电信号D．火灾报警器是利用烟雾对光的衍射作用来工作的10．如图5所示的是一个电容式传感器，在金属线a的外面涂一层绝缘的电介质后放在导电液体中构成一个电容器，a与导电液体就是该电容器的两极．今使该电容器充电后与电源断开，并将a与静电计的导体球相连，插入导电液体中的电极b与静电计外壳相连，则当导电液体深度h变大时()图5A．引起两极间正对面积变大B．电容器的电容将变小11．(8分)如图6所示，将万用表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支表笔与负温度系数的热敏电阻R T两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的正中间．若往R T上擦一些酒精，表针将向________(填“左”或“右”)移动；若用吹风机将热风吹向电阻，表针将向________(填“左”或“右”)移动．图6姓名：________班级：________学号：________得分：________12.(8分)图7为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱的原理简图．图7箱内的电阻R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，R t为热敏电阻，它的电阻随温度变更的图线如图8所示．当a、b端电压U ab<0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内的温度上升；当U ab>0时，电压鉴别器会使S断开，停止加热．则恒温箱内的温度恒定在________℃.图8四、解答题(本题共3小题，共36分)13．(10分)电热毯、电饭锅是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同．如图9所示为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1，R2和自动开关S.图9(1)当自动开关S闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)用电器由照明电路供电(U ＝220V)，设加热时用电器的电功率为400W ，保温时用电器的电功率为40W ，则R 1和R 2分别为多大？14.(12分)一热敏电阻在温度为80℃时阻值很大，当温度达到100℃时阻值就很小，今用一电阻丝给水加热，并配以热敏电阻以保持水温在80℃到100℃之间，可将电阻丝与热敏电阻并联，一并放入水中，如图10所示，图中R 1为热敏电阻，R 2为电阻丝．请简述其工作原理．图1015．(14分)现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图11所示，试设计一个温控电路．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程．图11第三章 传感器章末检测答案1．A [热敏电阻是把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，A 错误；B 、C 、D 正确；故选A .]2．B [在0～t 1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A 选项错误，B 选项正确；t 1～t 2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不行能做匀速运动或匀加速运动，C 、D 两项都错．]3．D [从题图(b )可以看出，在t 1到t 2时间内，电流表示数渐渐增大，则压敏电阻的阻值渐渐减小，说明压敏电阻受到重球的压力越来越大，小车的加速度增大，故小车做变加速运动，A 、B 均错；在t 2到t 3时间内，电流不变，则说明重球对压敏电阻的压力不变，故小车做匀加速直线运动，C 错，D 对．]4．D [油面上升，金属片向下移动，R 接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，所以选项D 正确．]5．A [由题给公式可知，键未按下时电容C 0＝εr S d ＝9×10－12×50×10－60.6×10－3F ＝0.75×10－12F 恰能检测出信号时的电容C ′＝C 0＋ΔC ＝(0.75＋0.25) pF ＝4C 03故d ′＝3d 4，Δd ＝d 4＝0.15mm 所以A 正确．]6．B [题中给出传感器电阻r ′的倒数与酒精气体浓度c 是正比关系，即1r ′＝kc ， 电压表示数U ＝R 0E r ′＋R ＋R 0＋r ＝R 0E 1kc＋R ＋R 0＋r ＝kR 0E k (R ＋R 0＋r )＋1c，可以看出电压与浓度的关系不是正比关系，但随浓度的增大而增大．] 7．BD [当声波使膜片前后振动时，膜片后的金属线圈就跟着振动，使处于永磁体磁场中的线圈切割磁感线，穿过线圈的磁通量发生变更，产生感应电流，从而将声音信号转化为电信号，这是电磁感应的工作原理，所以B 、D 选项正确．]8．AD [热敏电阻的阻值随温度的上升而减小，而多用电表的零刻度在表盘的右侧，所以温度越高，多用电表指针偏角越大，选项A 正确，选项B 错误．光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，所以光照越弱，阻值越大，故多用电表指针偏角越小，选项C 错误，选项D 正确．]9．AC [机械式鼠标器中的光传感器就是两个红外线接收管，作用是把光信号(红外线脉冲)转换成电信号(电脉冲)，故选项A 正确，选项B 错误．火灾报警器中的光传感器是光电三极管，它是利用烟雾对光的散射作用来工作的，因此C 正确、D 错误．]10．AC [当导电液体深度h 变大时，相当于电容器的两极板的正对面积变大，由C ＝εr S 4πkd知，电容C 变大，而电容器充电后与电源断开，所以电容器所带电荷量Q 不变，由U ＝Q C知，电容器两极间的电压将变小．] 11．左 右解析 若往R T 上擦一些酒精，由于酒精蒸发吸热，热敏电阻R T 温度降低，电阻值增大，指针应向左偏；用吹风机将热风吹向电阻，电阻R T 温度上升，电阻值减小，指针向右偏．12．35解析 设电路路端电压为U ，当U ab ＝0时，有U R 1＋R 2R 1＝U R 3＋R tR 3，解得R t ＝20kΩ 由R t －t 图可知，当R t ＝20kΩ时，t ＝35℃13．(1)S 闭合时，为加热状态 S 断开时，为保温状态(2)121Ω 1089Ω解析 (1)当S 闭合时，R 2短路，此时电路总电阻最小，由P ＝U 2R知，功率最大，为加热状态；当S 断开时，R 1、R 2串联，电路总电阻最大，功率最小，为保温状态．(2)S 闭合时，为加热状态，有P ＝U 2R 1①；S 断开时，为保温状态，有P ′＝U 2R 1＋R 2②，①②联立得R 1＝121Ω，R 2＝1089Ω.14．见解析解析 起先水温较低时，R 1阻值较大，电阻丝R 2对水进行加热；当水温达到100℃左右时，R 1阻值变得很小，R 2被短路，将停止加热；当温度降低到80℃时，R 1阻值又变得很大，R 2又起先加热．这样就可达到保温的效果15．电路图如下图所示工作过程：闭合S ，当温度低于设计值时热敏电阻，阻值大，通过电磁继电器的电流不能使它工作，K 接通，电炉丝加热．当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，吸合铁片P ，使触点K 断开，电炉丝断电，停止供热．当温度低于设计值，又重复前述过程．。
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章末检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为( ) A．改变湿度B．改变温度C．改变磁场D．改变电容答案 D解析根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机时电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器．手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确．2．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是 ( ) A．两个传感器都是光电传感器B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作答案 B解析题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照或温度一个条件满足即可，A、C、D错，B对．3．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是 ( )A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中控制加热和保温的温控器答案 A4．如图1所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片向下移动时，则( )图1A．电路中的电流减小，油箱油面降低B．电路中的电流减小，油箱油面升高C．电路中的电流增大，油箱油面降低D．电路中的电流增大，油箱油面升高答案 D解析当油箱油面升高时，由于浮力作用使金属滑片向下移动，回路电阻减小，电流增大，故D项正确．5．某仪器内部电路如图2所示，其中M是一个质量较大的金属块，左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上)．当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态．若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是 ( )图2A．当汽车加速前进时，甲灯亮B．当汽车加速前进时，乙灯亮C．当汽车刹车时，乙灯亮D．当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮答案 B解析向右加速时，M向左移动，b与a接触，乙灯亮；当刹车时，M向右移动，b与c接触，甲灯亮．故选项B正确．6．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化．在如图3甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标．有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)——CO 浓度曲线，如图乙所示．在下列表示一氧化碳浓度c 与电压表示数U 0之间关系的图象中正确的是( )图3答案 A解析 U 0＝IR 0＝ER 0R 0＋R ＋R 传＋r，一氧化碳浓度c 增大，电导增大，电阻R 传减小，U 0增大，但不是正比关系．选项A 正确，B 、C 、D 错误．二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分，每小题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得3分，错选得0分)7．下列说法正确的是( )A ．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的元件B ．热敏电阻的化学稳定性好，但灵敏度差C ．电熨斗中的双金属片是温度传感器D ．光敏电阻是能够把光照强弱转换为电阻大小的传感元件答案 CD8．电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图4所示．Q 是绝缘支架，薄金属膜M 和固定电极N 形成一个电容器，被直流电源充电．当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片向右运动的过程中，有( )图4A．电容变大B．电容变小C．导线AB中有向左的电流D．导线AB中有向右的电流答案AC9.如图5所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，R T为负温度系数热敏电阻，R G为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是( )图5A．温度不变，光照增强B．温度升高，光照不变C．温度降低，光照增强D．温度升高，光照减弱答案AC10．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图6甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程( )图6A．物体处于失重状态B．物体处于超重状态C．升降机一定向上做匀加速运动D．升降机可能向下做匀减速运动答案BD解析电流表的示数变为2I0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正确，A、C错误．三、非选择题(本题共5小题，共56分．)11．(8分)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图7所示，由于这种特性，PTC 元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是________(填序号)．图7①通电后，其电功率先增大后减小②通电后，其电功率先减小后增大③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变答案①④解析当温度由零升到t1的过程中，PTC的电阻率ρ随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当t＝t1时，P＝P1达到最大．当温度继续升高，ρ增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境的温度差也就越大，电热灭蚊器的散热功率P′也就越大，因此在t1和t2之间的某一温度t3会有P＝P3＝P′，即电热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温．当t1<t＜t3时，P＞P′，温度自动升高到t3；当t3<t<t2时，P＜P′，温度自动降到t3，实现自动保温，故①、④正确．12．(10分)(1)用如图8所示的传感器可以测运动物体的位移，说明它的工作原理是什么？图8(2)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件，它的结构是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，如图9所示，它是传感器吗？图9答案见解析解析(1)它可以将位移变化转化为电容信号，当物体向左运动时，电容增大；当物体向右运动时，电容减小．(2)它是传感器，可以感知磁场．玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片，当存在磁场时，如条形磁铁靠近，两个簧片被磁化而相互吸引接触，灯泡就发光，因此能感知磁场的存在．13．(12分)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R G在不同照度下的阻值如表所示：(1)根据表中的数据，请在图10给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点；图10(2)如图11所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)图11提供的器材如下：光敏电阻R G (符号，阻值见表)；直流电源E (电动势3V ，内阻不计)；定值电阻：R 1＝10k Ω，R 2＝20k Ω，R 3＝40k Ω(限选其中之一并在图中标出)；开关S 及导线若干．答案 (1)如图甲所示 光敏电阻的阻值随光照度的增大而非线性减小 (2)如图乙所示解析 (2)原理：利用串联电路的分压规律设计电路．当照度降低至1.0lx 时，光敏电阻为R G ＝20k Ω，由题中信息可知U 12＝2V ，E ＝3V ，U 12R G ＝E －U 12R，所以R ＝10k Ω，定值电阻应选R 1.14．(14分)某种电饭锅的工作原理图如图12所示，煮饭时开关S 是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后(温度大约为103℃)保护开关S 自动断开，黄灯亮．图12(1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系？为什么？(2)通常情况下用这种电饭锅烧水时，它的自动断电功能是否起作用？为什么？答案见解析解析(1)R1应该远大于发热板的等效电阻．因为R1红色指示灯只起指示作用，R1和红色指示灯消耗的电功率应远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R1和红色指示灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R1应该远大于发热板的等效电阻．(2)水沸腾时的温度为100 ℃，烧开时水温不会达到103 ℃，所以自动断电功能不起作用．15．(12分)现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和导线若干．如图13所示，试设计一个温控电路．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出电路图说明工作过程．图13答案电路图如图所示工作过程见解析解析工作过程：闭合S，当温度低于设定值时，热敏电阻阻值大，通过电磁继电器的电流不能吸下衔铁P，K接通，电炉丝加热．当温度达到设定值时，热敏电阻减小到某值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，吸下衔铁P，使触点K断开，电炉丝断电，停止供热．当温度低于设定值时，又重复前述过程．。