20182019学年人教版高中物理选修32 第六章 传感器 章节测试

2019-2019学年人教版高中物理选修3-2 第六章 传感器 章节测试一、单选题1.遥控器能调换电视机频道，利用的是光传感器。下列属于应用这类传感器的是（ ） A.红外报警装置B.金属电阻温度计C.电子电路中使用的干簧管D.霍尔元件2.金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，如图中可能表示金属铂电阻的UI图线是( ) A.B.C.D.3.光敏电阻能将光信号转化为电信号是因为（ ） A.光照强度发生变化时，光敏电阻的阻值也发生变化B.光照强度发生变化时，光敏电阻的体积也发生变化C.光照强度发生变化时，光敏电阻的长度也发生变化D.光照照度发生变化时，光敏电阻的横截面积也发生变化4.关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（） A.非电学量敏感元件转换电路电学量转换元件B.电学量敏感元件转换电路转换元件非电学量C.非电学量敏感元件转换元件转换电路电学量D.非电学量转换电路转换元件敏感元件电学量5.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，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20(单位：cm)，则下述说法正确的是(不计工件挡住的时间)( )A.工件加速度为0.1 m/s2B.工件加速度为0.4 m/s2C.当无光照射R1时，光传感器就输出一次高电压D.当无光照射R1时，光传感器就输出一次低电压6.下列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.自动恒温冰箱D.楼梯口的夜间有声音时就亮的灯7.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当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中错误的是（ ）A.若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流B.若F向上压膜片电极，电容器的电容增大C.若F向上压膜片电极，电流表指针发生偏转D.若电流表有示数，则说明压力F发生变化8.传感器在各种领域中有着广泛应用，是自动控制设备中不可缺少的元件。如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是：（ ） A.B.C.D.二、多选题9.在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r1，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R22，R35，电表均为理想电表。则下列说法正确的是（ ）A.当光照增强时，电源的效率增大B.当光照增强时，电容器的电荷量减小C.光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变D.若光敏电阻R1阻值变化范围为29，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率U可能相同10.关于干簧管，下列说法正确的是( ) A.干簧管接入电路中相当于电阻的作用B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C.干簧管接入电路中相当于开关的作用D.干簧管是作为电控元件以实现自动控制的11.如图所示是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是( ) A.当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B.当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C.当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D.当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声三、填空题12.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”) 13.如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示该电阻在0时的电阻值，已知图线的斜率为k 。若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器R 串联起来，连接成如图乙所示的电路。用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。根据图甲，温度为t（t0）时电阻R的大小为_。如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10到20的正中央，则测量值_15（填“大于”、“小于”或“等于”）。 四、实验探究题14.传感器在物理实验研究中具有广泛的应用单摆在运动过程中，摆线的拉力在作周期性的变化这个周期性变化的力可用力传感器显示出来，从而可进一步研究单摆的运动规律 （1）实验时用游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径d=_mm；（2）接着测量了摆线的长度为l0 ， 实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式g= _（用题目和图中的已知物理量表示）；（3）某小组改变摆线长度l0 ， 测量了多组数据在进行数据处理时，甲同学把摆线长l0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T2l0图象后求出斜率，然后算出重力加速度两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲_，乙_（填“偏大”、“偏小”或“无影响”） 五、综合题15.在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，常使用电磁泵某种电磁泵的结构如图所示，把装有液态钠的矩形截面导管(导管是环形的，图中只画出其中一部分)水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B ， 方向与导管垂直，让电流I按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B垂直设导管截面高为a ， 宽为b ， 导管有长为l的一部分置于磁场中，由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动而不断沿管子向前推进整个系统是完全密封的，只有金属钠本身在其中流动，其余的部件是固定不动的（1）假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式； （2）设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q ， 单位体积内参与导电的自由电荷数为n ， 求在横穿液态钠的电流I的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速度 . 答案解析部分一、单选题1.【答案】A 【解析】【解答】红外报警装置是利用的光敏电阻制成的光传感器，A符合题意；金属电阻温度计是利用的热敏电阻制成的传感器，B不符合题意；干簧管利用的热敏电阻，C不符合题意；霍尔元件利用的是霍尔效应，D不符合题意。故答案为：A【分析】光传感器是利用光敏电阻制成的，光照发生变化就会工作。2.【答案】B 【解析】【解答】 金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其UI图线是非线性的且图线上各点求得的电阻随I(或U)的增大而增大，故B正确。故选B【分析】金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，所以UI图线是非线性的。3.【答案】A 【解析】【解答】解：有些半导体材料的电阻率随着光照的变化而变化，故其电阻会发生变化； 从而在电路中可能引起电流的变化，从而将光信号转化为电信号； 而光敏电阻的体积、长度和截面积均不会发生变化； 故A正确，BCD错误；故选：A【分析】明确光敏电阻的性质，知道光敏电阻是如何将光信号转化为电信号的4.【答案】C 【解析】【解答】解:传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量。所以C正确，ABD错误。故选：C。【分析】传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析5.【答案】D 【解析】【解答】由题意知，工件做匀变速直线运动且相邻工件间距依次为5、10、15、20，由图乙知相邻时间间隔为T0.5 s，由xaT2得a0.2 m/s2 ， 故A、B错误；光敏电阻的特点，有光照射电阻较小，无光照射电阻较大，根据电路连接关系知当无光照射R1时，电阻较大，分压较大，R2分压较小，故光传感器就输出一次低电压，故C错误，D正确。故选D【分析】光敏电阻的特点，有光照射电阻较小，无光照射电阻较大；加速度利用判别式xaT2可求解。6.【答案】C 【解析】【解答】A、商场里的自动玻璃门是应用了红外线传感器，A错误；B、夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，B错误；C、自动恒温冰箱是利用了温度传感器，C正确；D、夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器，D错误.故选C【分析】传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。7.【答案】A 【解析】【解答】解：A、B、C由题可知，电容器的电压不变若F向上压膜片电极，减小板间距离，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成顺时针方向的充电电流，即电路中有从b到a的电流，电流表指针方向偏转，故A错误，BC正确D、当压力F变化时，电容变化，电量变化，电路中就有电流故电流表有示数时，说明压力F发生变化，故D正确本题选错误的，故选：A【分析】电容器的电压不变若F向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成顺时针方向的电流，电流表指针发生偏转电流表有示数，则说明压力F发生变化8.【答案】C 【解析】【解答】A图是可变电容器，通过改变电介质，来改变电容器的电容，A不符合题意；B图，电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，B不符合题意；C图是通过改变极板间的距离，改变电容器的电容，C符合题意D图，电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，改变电容器的电容，D不符合题意；故答案为：C .【分析】利用题目中“改变电容器两极间距离”的条件，结合图中的电容器进行分析即可。二、多选题9.【答案】C,D 【解析】【解答】当光照减弱时，光敏电阻阻值增大，总电流减小，则电源的功率P=IE减小，故A正确；当光照增强时，光敏电阻阻值减小，总电流增大，R2两端的电压增大，则电容器两端的电压增大，根据Q=UC知，电容器的电荷量增大，故B错误；根据闭合电路欧姆定律得U=E-I(r+R3)，所以 ，不发生变化，故C正确；将R3看成电源的内阻，则等效电源的内阻为 ， ，则光敏电阻 时，外电路总电阻与等效电源的内阻相等，电源的输出功率有最大值，则若光敏电阻R1阻值变化范围为29，则光照强度变化前后，ab两段电路的功率可能相同，故D正确；故选CD【分析】本题考查光敏电阻特性以及闭合电路欧姆定律的应用。10.【答案】C,D 【解析】【解答】 干簧管能感知磁场，是因为当两个干簧所处位置的磁场方向相同时，就会吸引，所以相当于开关的作用，C正确，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开电路，起到自动控制的作用，D正确，A、B错误。故选CD【分析】传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。11.【答案】B,C 【解析】【解答】当RT温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错误，B正确；当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C正确，D错误 故选BC【分析】本题是传感器的实际应用，结合实际分析电路情况。三、填空题12.【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。13.【答案】；小于 【解析】【解答】 （1）根据几何知识可得 ;（2）从关系式中可得t与I是非线性关系，与欧姆表类似，温度t的刻度是不均匀的，左密右疏，则知若指针正好指在在温度刻度的10到20的正中央，则测量值小于15【分析】本题考查分析图像的能力和闭合欧姆定律的应用。四、实验探究题14.【答案】（1）15.4（2）（3）偏小；无影响 【解析】【解答】解：（1）由图示游标卡尺可知，主尺示数是15mm，游标尺示数是401=0.24mm，金属球的直径为15mm+0.4mm=15.4mm；（2）在单摆摆动的过程中，每一个周期中有两次拉力的最大值；由Ft图象，单摆周期T=4t0 ， 根据T=2 整理得：g= ；（3）根据公式甲同学把摆线长L0作为摆长，则摆长的测量值偏小，则g的测量值偏小；乙同学作出 T2L0 图象后求出斜率，K= = ，重力加速度：g=4 ，从公式可知，该方法计算出的重力加速度与摆长无关故答案为：（1）15.42 （2） ；（3）偏小；无影响【分析】（1）游标卡尺主尺示数与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；（2）根据单摆的周期公式求出重力加速度的表达式（3）甲同学把摆线长l0作为摆长比实际要小，则其求平均值的法偏小，乙