人教版高中物理选修32第六章《传感器》单元检测题解析版Word格式文档下载.docx

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5.如图所示电路，当光照强度增加时（　　）

A．L1、L2都变亮B．L1、L2都变暗

C．L1变暗、L2变亮D．L1变亮、L2变暗

6.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，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；

现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断（　　）

A．θ′＝θB．θ′＜θC．θ′＞θD．不能确定

7.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（　　）

A．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

8.下列家用电器的自动控制中没有用到温度传感器的是（　　）

A．电冰箱B．微波炉C．消毒柜D．电炒锅

9.如图甲所示是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，板极上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q＝

（a、b为大于零的常数），其图象如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E和待测物体速度v随t变化的图线可能是（　　）

A．①和③B．①和④C．②和③D．②和④

10.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是（　　）

A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点

B．t1～t2期间小球速度先增大后减小

C．t3时刻小球动能最小

D．t2与t5时刻小球速度大小不同

11.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车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．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，那么，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（　　）

A．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、多选题

12关于传感器的作用，下列说法正确的有（　　）

A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制

B．传感器可以用来采集信息

C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量

D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量

13.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

14.下列有关电熨斗的说法正确的是（　　）

A．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同

B．常温下，上下触点是接触的；

温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离

C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移

D．电熨斗中的双金属片是一种半导体材料

15.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（　　）

A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池

16.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

三、实验题

17.如图所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；

A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；

E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；

R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω，S为开关．已知RT在95℃时的阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω.现要求在降温过程中测量在20～95℃之间的多个温度下RT的阻值．

（1）在图中画出连线，完成实验原理电路图．

（2）完成下列实验步骤中的填空：

a．依照实验原理电路图连线．

b．调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95℃.

c．将电阻箱调到适当的阻值，以保证仪器安全．

d．闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________．

e．将RT的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；

调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．

f．温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________.

g．逐步降低T1的数值，直到20℃；

在每一温度下重复步骤e、f.

18.如图甲所示，斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，当加在它的输入端A的电势逐渐上升到1.6V，输出端Y会突然从高电平跳到低电平0.25V，而当输入端A的电势下降到0.8V时，输出端Y会从低电平跳到高电平3.4V．如图乙所示是一个温度报警器的简易电路图，RT为热敏电阻，R1为可变电阻（最大阻值为1kΩ），蜂鸣器工作电压3～5V，热敏电阻的阻值随温度变化如图丙所示，若要求热敏电阻在感测到80℃时报警，则R1应调至________kΩ；

若要求热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，R1的阻值应________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．

甲

乙

丙

四、计算题

19.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．求：

（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）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？

为什么？

（3）若电压表指针指在满刻度的3/4位置，此时系统的加速度大小和方向如何？

20.用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度．该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器．用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后．汽车静止时，传感器a、b的示数均为10N（取g＝10m/s2）．

（1）若传感器a的示数为14N，b的示数为6.0N，求此时汽车的加速度大小和方向．

（2）当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数为零？

答案解析

1.【答案】D

【解析】两种传感器分别把声音信号转换为电信号，把光信号转换为电信号，所以选项D正确．

2.【答案】C

【解析】可燃气体燃烧后桥臂电阻发生变化的原因，是由于温度升高造成的，所以此电阻应属于热敏电阻，而能够随温度变化其电阻有较明显变化的材料只可能是选项中的半导体材料，故选C.

3.【答案】B

【解析】电子秤是利用压力传感器制成的．

4.【答案】A

【解析】设称重物时，在压力作用下使P下滑x，则有G＝kx①

滑动变阻器有效电阻R＝R0－

R0②

由闭合电路欧姆定律有I＝

③

由①②③得G＝（2－

）kL.

5.【答案】D

【解析】当光照强度增加时，R阻值减小，由串反、并同可得L1变亮，L2变暗．

6.【答案】B

【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，阻值变大，指针自左向右偏转角度变小．

7.【答案】B

【解析】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．

8.【答案】D

【解析】电冰箱、微波炉、消毒柜都有温度自动控制装置，温度自动控制装置的核心元件即为温度传感器，所以只有电炒锅没用温度传感器．故选D.

9.【答案】C

【解析】设两板间的距离为d.由C＝

和C＝

变形得d＝

，又E＝

，则得E＝

，即E的变化和Q的变化一致，图丙中②正确．设下板经过时间t后d′＝

，则其位移x＝d－d′＝（d－

）－

，由于U不变，则位移表达式满足匀速运动的位移表达式，图丁中③正确．故选C.

10.【答案】B

【解析】小球下落的轨迹展开图如图所示，B处为绳子原长处，C处为小球重力与绳上拉力相等处，D处为小球下落的最低点，在F－t图中，0～t1小球在OB间下落，t1～t2小球在BD间下落，t2～t3小球由D回到B处，t3～t4小球在BO间上升，而后下落至B点．由F－t图知，小球在t2时刻下落到最大距离，然后最大距离在逐渐减小，由以上分析知，小球的最大速度出现在C点，对应于t1～t2之间，A错，B对；

小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4间某时刻，C错误；

t2和t5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻，速度大小都为零，D错误．正确选项为B.

11.【答案】B

【解析】传感器电阻r′的倒数与酒精气体浓度c成正比，即

＝kc.电路中的电流为I＝

，电压表示数U＝IR0＝

＝

，可见电压U与酒精气体浓度c的关系不成正比，但随着浓度的增加而增大．故B正确．

12.【答案】BC

【解析】

13.【答案】AB

【解析】当环境温度降低时，R2的阻值变大，电路的总电阻变大，由I＝

知I变小，又U＝E－Ir，电压表的读数U增大，B正确；

又由U1＝IR1及P1＝I2R1可知U1变小，R1消耗的功率P1变小，D错误；

电容器两极板间的电压U2＝U－U1，故U2变大，由场强E′＝

，Q＝CU2可知Q、E′都增大，故A正确，C错误．

14.【答案】BC

【解析】常温下，上下触点是接触的；

温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离；

需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移；

双金属片由膨胀系数不同的金属材料制成，上面的膨胀系数大．

15.【答案】BC

16.【答案】AD

【解析】根据热敏电阻的特点，温度越高电阻越小，多用表指针偏角越大，A对，B错；

由光敏电阻的特点，光照越弱，电阻越大，偏角越小，C错，D对．

17.【答案】

（1）如图所示

（2）d.电阻箱的读数R0　e．仍为I0

电阻箱的读数R1　f．R0－R1＋150Ω

（1）电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应与热敏电阻串联．

（2）本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时，外电路的总电阻相等．

95℃和T1时对应的电路的总电阻相等，有150Ω＋R0＝RT1＋R1，即RT1＝R0－R1＋150Ω.

18.【答案】0.42　减小

【解析】热敏电阻在80℃时的电阻是RT＝80Ω，斯密特触发器输入端A的电势是0.8V时，输出端Y的电压为3.4V，这时蜂鸣器开始工作．由串联电路分压特点知：

所以R1＝80×

Ω＝420Ω＝0.42kΩ

由热敏电阻的阻值随温度变化的图象可知，温度升高时，热敏电阻的阻值减小，而斯密特触发器输入端的电压仍保持不变，则电阻R1的阻值应减小．

19.【答案】

（1）a＝

（E－2U）

（2）均匀，因为加速度a与电压表示数U是一次函数（线性）关系　（3）

　方向向左

（1）当振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得2kx＝ma①

电压表的示数为

U＝

E②

由以上两式解得a＝

（E－2U）．③

（2）均匀，因为加速度a与电压表示数U是一次函数（线性）关系．

（3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数Um＝E，电压表指针指在满刻度的

位置时，U＝

E

代入③式解得a＝－

，负号表示方向向左．

20.【答案】

（1）4.0m/s2　方向向右

（2）汽车以方向向左、大小为10m/s2的加速度运动

（1）如图所示，依题意：

左侧弹簧对滑块向右的推力F1＝14N，右侧弹簧对滑块向左的推力F2＝6.0N，滑块所受合力产生加速度a1，

根据牛顿第二定律有F1－F2＝ma1，得：

a1＝

m/s2＝4m/s2.

a1与F1同方向，即向前（向右）．

（2）a传感器的读数恰为零，即左侧弹簧的弹力F1′＝0，因两弹簧相同，左弹簧伸长多少，右弹簧就缩短多少，所以右侧弹簧的弹力变为F2′＝20N.

滑块所受合力产生加速度a2，

由牛顿第二定律得F合＝F2′＝ma2，

得a2＝

＝10m/s2，方向向左．