粤教版高中物理选修32 第三章 传感器 单元测试.docx
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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、单选题
1.如图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（ ）
A. 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
2.许多楼道照明灯具有这样的功能：
天黑时||，出现声音它就开启||；而在白天||，即使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. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
3.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
5.关于传感器||，下列说法正确的是（ ）
A. 所有传感器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. 干簧管是一种能够感知电场的传感器 D. 传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的
6.传感器是把非电学量（如温度、速度、压力等）的变化转换为电学量变化的一种元件||，在自动控制中有着相当广泛的应用||，如图是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图||，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况||，关于两者关系的说法中正确的是（ ）
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. C的变化与h变化无直接关系
7.如图所示||，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. 无法确定
二、多选题
8.下列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||，它是依靠干电池产生的电流脉冲经变压器输出非常高的电压||，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一定方向的外力作用而发生机械形变||，相应地输出很高的电压||，击穿空气后点火．下面对于这两种点火开关的理解正确的是（ ）
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. 压电陶瓷片完成的能量转化是电能转化为光能 D. 压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能
10.美国科学家WillardS．Boyle与GeorgeE．Snith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明获得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
三、填空题
11.传感器担负着信息的采集任务||，在自动控制中发挥着重要作用||，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量）||，例如热敏传感器||，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻将热学量转换为电学量．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高些||，应将滑动变阻器滑片P向________移动（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
右图是某次实验时得到的光敏电阻随照度变化的图象||，由图象可得出的结论________
当天色暗到一定的程度时||，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||，物体在温度升高时膨胀||，温度降低时收缩||，这一现象称为热胀冷缩．在相同的条件下||，气体的热胀冷缩最显著||，液体次之||，固体最不显著．固体、液体、气体的这种性质都可以被利用．有一些电冰箱中的自动温度控制装置||，就是根据气体热胀冷缩的性质制成的．如图是它的结构示意图||，其中金属盒是用薄的弹性钢片制作||，表面有一些环状波纹||，内部密封有一定量的气体．结合图片尝试分析它的控温原理．
五、实验探究题
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RP在不同照度下的阻值如下表：
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）根据表中数据||，请在给定的坐标系中描绘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点是：
________．
（3）如图所示||，当1、2两端所加电压上升至2 V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1.0（lx）时启动照明系统。
光敏电阻RP（符号
||，阻值见上表）||；
提供的器材如下：
直流电源E（电动势3 V||，内阻不计）||；
定值电阻：
R1＝10 kΩ||，R2＝20 kΩ||，R3＝40 kΩ||；
开关S及导线若干．图中定值电阻应该选择：
________．
（4）请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）
六、综合题
15.如图所示为某同学自制的电子秤原理图：
粗细均匀的电阻棒尺（每厘米长的电阻为1Ω）竖直放置、其总长度L=10cm||，电源电动势E=6V||，内阻r=1ΩQ||，保护电阻R0=4Ω||，托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端||，其质量mo=0.1kg||，水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触．当托盘内不放物体静止时||，弹簧的形变量x=1cm||，轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触．若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移||，g取10m/s2．求:
（1）弹簧的劲度系数k||；
（2）该电子秤能称出的最大物体质量m及对应的理想电压表V的示数U．
答案解析部分
唐宋或更早之前||，针对“经学”“律学”“算学”和“书学”各科目||，其相应传授者称为“博士”||，这与当今“博士”含义已经相去甚远。
而对那些特别讲授“武事”或讲解“经籍”者||，又称“讲师”。
“教授”和“助教”均原为学官称谓。
前者始于宋||，乃“宗学”“律学”“医学”“武学”等科目的讲授者||；而后者则于西晋武帝时代即已设立了||，主要协助国子、博士培养生徒。
“助教”在古代不仅要作入流的学问||，其教书育人的职责也十分明晰。
唐代国子学、太学等所设之“助教”一席||，也是当朝打眼的学官。
至明清两代||，只设国子监（国子学）一科的“助教”||，其身价不谓显赫||，也称得上朝廷要员。
至此||，无论是“博士”“讲师”||，还是“教授”“助教”||，其今日教师应具有的基本概念都具有了。
一、单选题
1.【答案】A
【解析】【解答】由题图可知A、B与电磁继电器线圈相连||，所以A、B应接信号电压||，控制电磁继电器工作||，从而使C、D接通或断开||，进而起到控制作用||，所以选项A正确。
故选A
【分析】本题考查电磁继电器的原理和应用。
2.【答案】B
【解析】【解答】解：
楼道照明灯天黑时||，出现声音它就开启||；而在白天||，即使有声音它也没有反应．原因是天黑没有光||，则声音传感器起作用||，当在白天声音传感器不起作用．所以电路中光传感器则安装在声音传感器之前．
故选：
B
【分析】传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量．
3.【答案】A
【解析】【解答】空调机、电冰箱、消毒柜在达到设定的温度后||，会自动停止工作||，这是因为使用了温度传感器||，故A正确||，B、C、D错误。
故选A
【分析】本题考查了各用电器的工作原理||，明确各用电器的工作原理即可正确解题．
4.【答案】A
【解析】【分析】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||；
【点评】滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻的||，由电路图可知||，滑片P向下滑动||，连入电路中的电阻丝长度变短||，阻值变小||，根据欧姆定律可知电路中电流变化。
5.【答案】B
【解析】【解答】传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量||，制作传感器的材料不一定时半导体||，也不一定是金属材料||，所以B正确。
故选B
【分析】传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。
6.【答案】C
【解析】【分析】电源接通时||，电容器的电压一定||，若电容C减小时||，金属棒与导电液的正对面积减小||，所以h减小。
故选C
【点评】根据电容的定义公式
电容的决定因素进行综合分析。
7.【答案】A
【解析】【解答】由题意知||，导线芯和导电液体构成电容器的两极||，类似于平行板电容器的两极||，当液面高度发生变化时相当于两极正对面积发生变化||，会引起电容的变化||，与平行板电容器类比可得||，导电液体深度h增大时||，导线芯和导电液体正对面积增大||，电容器的电容值变大。
故选A
【分析】本题是电容器的变形应用||，利用公式
可分析判断。
要练说||，得练看。
看与说是统一的||，看不准就难以说得好。
练看||，就是训练幼儿的观察能力||，扩大幼儿的认知范围||，让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中||，积累词汇、理解词义、发展语言。
在运用观察法组织活动时||，我着眼观察于观察对象的选择||，着力于观察过程的指导||，着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。
二、多选题
一般说来||，“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。
杨士勋（唐初学者||，四门博士）《春秋谷梁传疏》曰：
“师者教人以不及||，故谓师为师资也”。
这儿的“师资”||，其实就是先秦而后历代对教师的别称之一。
《韩非子》也有云：
“今有不才之子……师长教之弗为变”其“师长”当然也指教师。
这儿的“师资”和“师长”可称为“教师”概念的雏形||，但仍说不上是名副其实的“教师”||，因为“教师”必须要有明确的传授知识的对象和本身明确的职责。
8.【答案】A||，B
【解析】【解答】测温仪应用温度传感器||，电子秤是应用力传感器||，AB应用了光传感器。
故选AB
【分析】本题考查了各用电器的工作原理||，明确各用电器的工作原理即可正确解题．
9.【答案】B||，D
家庭是幼儿语言活动的重要环境||，为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作||，孩子一入园就召开家长会||，给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。
我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长||，要求孩子回家向家长朗诵儿歌||，表演故事。
我和家长共同配合||，一道训练||，幼儿的阅读能力提高很快。
【解析】【解答】A、电脉冲点火开关干电池作电源使用集成块产生高压脉冲．所以不是传感器||，故A错误||；B、电子压电点火开关是压力转换成电压．故B正确||；
C、压电陶瓷片完成的是将机械能转化电能．故C错误||；
D、压电陶瓷片完成的是将机械能转化电能．故D正确||；
故选BD
【分析】电子打火：
通过旋钮拨动里面的一个小锤子||，小锤子后面有弹簧||，旋钮到最大火位置的时候||，此时气源供气到点火针处的出口||，弹簧把小锤子弹出||，击打电子||，产生电火花||，顺电线传导到点火针||，火花把气点燃||，引着炉头||，打火完成||；
脉冲点火：
是用电池来工作的||，里面有脉冲转换器||，用来把电池的电转换为连续的火花．
10.【答案】B||，C
【解析】【解答】A、发光二极管两极达到一定电压时就会正向导通||，所以不是传感器．故A不正确||；B、热敏电阻可以把温度转化为电学量||，故B正确||；
C、而霍尔元件可以把磁场的磁感应强度转化为电学量||，故C正确||；
D、干电池是电源||，能给两极提供电势差的设备．故D不正确||；
故选BC
【分析】传感器是将非电学量转变成电学量||，如力传感器是将力学量转变成电学量．
三、填空题
11.【答案】
（1）a
（2）左
【解析】【解答】
（1）温度升高热敏电阻变小||，控制左边电路电流变大||，电磁铁磁性变强、开关接触a点||，要使温度过高时报警器报警||，c应接在a处||；
（2）滑片P向左移||，滑动变阻器接入电路的阻值变大||，在温度更高时控制电路才能有足够大电流||，使磁铁有足够大引力吸引开关||，因此滑片向左移可以提高报警器的启动报警温度。
【分析】传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量||，温度、力、声音等量变化时会引起电路的状态变化||，结合欧姆定律分析电路的动态变化。
12.【答案】光敏电阻阻值随着光的照度增大而减小||；接通
【解析】【解答】由图可知||，其特点为：
光敏电阻的阻值随光照强度的增大呈非线性减小．由照明原理可知||，当光线较暗时||，应接通电路使灯泡发光.【分析】光照强度和电阻的关系通过观察图像可以得到||，天色变暗||，光控开关会闭合。
四、解答题
13.【答案】当电冰箱内的温度高于设定温度时||，金属盒内的气体膨胀||，使金属盒的两个侧面凸起来||，透过连杆带动控制连杆||，动触点向右移动||，与两静触点接触||，接通工作电路||，压缩机工作||，电冰箱内温度降低．
当温度降低至设定温度以下||，金属盒内气体体积减小||，金属盒的两个侧面凹进去||，通过连杆带动控制连杆||，动触点向左移动||，导致动触点与静触点分离||，切断工作电路||，压缩机停止工作．如此反复||，保持电冰箱内的温度不高于设定温度．
【解析】【解答】当电冰箱内的温度高于设定温度时||，金属盒内的气体膨胀||，使金属盒的两个侧面凸起来||，透过连杆带动控制连杆||，动触点向右移动||，与两静触点接触||，接通工作电路||，压缩机工作||，电冰箱内温度降低．
当温度降低至设定温度以下||，金属盒内气体体积减小||，金属盒的两个侧面凹进去||，通过连杆带动控制连杆||，动触点向左移动||，导致动触点与静触点分离||，切断工作电路||，压缩机停止工作．
如此反复||，保持电冰箱内的温度不高于设定温度．
【分析】在温度变化时||，材料都具有热胀冷缩的特点．在变化相同温度时||，在相同的条件下||，气体的热胀冷缩最显著||，金属变化的程度小．根据物质热胀冷缩原理进行分析．
五、实验探究题
14.【答案】
（1）根据数据绘出图像如下图所示：
（2）阻值随照度变化的特点：
光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小||；
（3）R1
（4）电路原理图如右图所示：
【解析】【解答】①光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如下图所示：
②阻值随照度变化的特点：
光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小||；
③控制开关自动启动照明系统||，给1、2两端提供电压||，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统||，即此时光敏电阻阻值为20kΩ||，两端电压为2V||，电源电动势为3V||，所以应加上一个分压电阻||，分压电阻阻值为10kΩ||，即选用R1||；
④电路原理图如右图所示：
【分析】本题中重点是图像绘制和分析以及电路图的设计。
六、综合题
15.【答案】
（1）当托盘内不放重物时||，弹簧弹力为
kx=mg
可得k=100N/m
故弹簧劲度系数k=100N/m
（2）R=10Ω
当重量最大时||，轻杆位于R最下端||，
此时电压表示数为R的电压||，即U=
=4V
此时弹簧又缩短了10cm||，
所放重物重量mg=k△x||，
可得m=1kg．
故该电子秤能称出的最大物体质量为1kg||，对应的理想电压表V的示数4V
【解析】【解答】
（1）当托盘内不放重物时||，弹簧弹力为
kx=mg
可得k=100N/m
故弹簧劲度系数k=100N/m
（2）R=10Ω
当重量最大时||，轻杆位于R最下端||，
此时电压表示数为R的电压||，即U=
=4V
此时弹簧又缩短了10cm||，
所放重物重量mg=k△x||，
可得m=1kg．
故该电子秤能称出的最大物体质量为1kg||，对应的理想电压表V的示数4V．
答：
（1）弹簧的劲度系数k=100N/m||；
（2）该电子秤能称出的最大物体质量m=1kg||，对应的理想电压表V的示数U=4V．
【分析】弹簧劲度系数可用胡克定律来求||；当托盘放上重物时||，弹簧被压缩||，电压测量电阻范围增大||，示数增加||，利闭合电路欧姆定律可求最大电压．
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