2018_2019学年高中物理第六章传感器6_2传感器的应用练习新人教版.docx

6-2 传感器的应用时间：40分钟满分：100分一、选择题(每小题7分，共70分)1(多选)下列关于日光灯启动器的说法中正确的是()A启动器起到的是辅助开关的作用，日光灯未启动前，导通电路；日光灯亮后，断开电路B启动器是由动片和静片组成C启动器是由负温度系数金属材料制成，开关闭合电路接通；随温度升高，电路断开D以上说法都不对答案AB解析启动器起到的是辅助开关的作用，接通电路，启动器击穿气体导电，电阻大，热量多，双金属片膨胀，电路导通；金属片接触，电阻减小，双金属片冷却分离，日光灯导通，故A正确；启动器由动片和静片组成，故B正确，C、D错误。2下列装置中利用了光电传感器的是()A电熨斗 B电饭锅C电子秤 D火灾报警器答案D解析电熨斗、电饭锅都是通过温度传感器来控制温度，A、B错误；电子秤是利用力传感器来测力的，C错误；火灾报警器是利用烟雾对光的散射，使光照射到光电三极管上，光电三极管的电阻减小引起电流变化而发出警报，因此火灾报警器用到光电传感器，故D正确。3用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是电视机中的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A解析红外报警装置将光信号转化成电信号，故A正确。4在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作。传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是()答案D解析对人的运动过程分析可知，下蹲过程分为初始的加速下蹲过程和完成下蹲前的减速下蹲过程。问题求解：人在加速下蹲的过程中，有向下的加速度，处于失重状态，此时人对传感器的压力小于人的重力的大小；在减速下蹲的过程中，加速度方向向上，处于超重状态，此时人对传感器的压力大于人的重力的大小，故D项正确。5街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，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，这是利用半导体的()A压敏性 B光敏性C热敏性 D三特性都利用了答案B解析由于此自动控制利用的是光线强弱的变化，利用半导体的光敏性，故选B。6如图所示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，导致话筒所在的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电容器两板间的()A距离变化 B正对面积变化C介质变化 D电压变化答案A解析振动膜前后振动，金属层和金属板之间的距离发生变化，导致电容变化。所以A选项是正确的。振动膜前后振动，金属层和金属板正对面积没有变化，不会导致电容变化，故B错误。金属层和金属板之间电介质是空气，没有变化，不会导致电容变化。故C错误。电容与电压无关，电压的变化不会导致电容变化，故D错误。7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。参照下图，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答案C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。8(多选)动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象。如下图所示，(a)是话筒的原理图，(b)(c)分别是录音机的录音、放音原理图。由图可知，下列说法正确的是()A话筒工作时，磁铁不动，音圈随膜片振动而产生感应电流B录音机放音时，变化的磁场在静止的线圈内激发起感应电流C录音机放音时，线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场D录音机录音时，线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场答案ABD解析话筒的工作原理是，声波迫使金属线圈在磁铁产生的磁场中振动产生感应电流，A正确。录音时，话筒产生的感应电流经放大电路放大后在录音机磁头缝隙处产生变化的磁场，D正确。磁带在放音时通过变化的磁场使放音头产生感应电流，经放大电路后再送到扬声器中，B正确，C错误。9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()AU越大，表示r越大c越大，c与U成正比BU越大，表示c越大，但是c与U不成正比CU越小，表示c越小，c与U成反比DU越小，表示r越小c越大，c与U成正比答案B解析电压表测量R0电阻两端电压。酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，则kc，根据闭合电路欧姆定律得，变形得，k、E、R0、r都是常数，由于的存在可知，U越大，c越大，但两者不是正比关系，故B项正确。10如图所示，甲为在温度为10 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R120 k、R210 k、R340 k，RT为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，a、b端电压Uab0时，电压鉴别器会令开关S接触，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压Uab0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在()A10 B20 C35 D45 答案C解析由题可知Uab0是一个电压的临界点，对应着开关S的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降。由电路图可知，在R1、R2、R3给定的条件下，热敏电阻RT的阻值决定了Uab的正负。设电源负极的电势为零，则aU，bU，其中U为电源的路端电压，令ab，即Uab0，则可得，代入数据得RT20 k，查图乙得对应的温度为35 ，选项C正确。二、非选择题(共2小题，30分)11(12分)如图甲所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定。电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器滑片，使小灯泡发光亮度逐渐增强，测得流过光敏电阻的电流和光强的关系图线如图乙所示，试根据这一特性用图丙中给定的器材设计一个路灯自动光控电路。答案见解析图解析由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，光敏电阻的阻值减小，通过光敏电阻的电流增大。根据题意设计的自动光控电路如图所示。控制过程是：当有光照射时，光电流经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开，当无光照射时，光电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制电路接通，灯开始工作。12(18分)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2.0 kg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，弹簧端点始终紧密连接物体。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10 N(取g10 m/s2)。(1)若传感器a的示数为14 N，传感器b的示数为6 N，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(1)4 m/s2向右(2)大小为10 m/s2，方向向左解析(1)左侧弹簧对滑块向右的推力F114 N，右侧弹簧对滑块向左的推力F26.0 N。滑块所受合力产生加速度