2017届高中物理课时跟踪检测十二生活中的传感器简单的光控和温控电路选学教科版选修.docx

课时跟踪检测（十二）生活中的传感器 简单的光控和温控电路（选学）1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换为电信号的过程，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解析：选A电视遥控器和红外报警装置工作时都是将光信号转换为电信号，则A选项正确；而B选项是将声音信号转换为电信号，C选项是感知压力来传递信息，D选项是通过温度来控制电路。2(多选)如图1所示是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是()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，应使调温旋钮下调一些D由熨烫丝绸衣物状态转变为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：选ABD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。3(多选)全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水的程序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门排除污水(如图2所示)。以下说法中正确的是()图2A若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极B若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极C若a、b处输入交变电流，则铁芯2不能被吸入线圈中D若a、b处输入交变电流，则铁芯2仍能被吸入线圈中解析：选AD若输入的控制电流由a流入，由b流出，则螺线管左端为N极，右端为S极；铁芯被通电螺线管磁化，A端为N极，B端为S极。4如图3所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是()图3A温度升高至74 时，L1亮灯报警B温度升高至74 时，L2亮灯报警C温度升高至78 时，L1亮灯报警D温度升高至78 时，L2亮灯报警解析：选D当温度低于78 时，线圈中没有电流，此时仅灯L1亮；当温度升高到78 时，线圈中有电流，磁铁吸引衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮报警；温度升高至74 时，线圈中没有电流，只是灯L1亮。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计算，式中91012 F/m，S为金属片的正对面积，d表示两金属片间距。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，键未按下时的金属片间距为0.6 mm。如果电容变化了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()A0.15 mmB0.25 mmC0.35 mm D0.45 mm解析：选A根据题意d10.6 mm0.6103 m，C17.51013 F。按下金属片，间距变小，电容变大，变为：C2(C10.251012)F11012 F，根据公式C2得，d20.45103 m，dd1d20.15103 m。6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4，下列对故障判断正确的是()图4A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解析：选C恒温箱内温度持续升高，说明加热器没有损坏，选项D错误。无法自动控制，而经检查控制器又没有故障，说明控制器没问题。热敏电阻或温度设定装置出现故障都能使温度持续升高，故应选C。7.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计构造原理示意图如图5所示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套有一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度()图5A方向向左，大小为B方向向右，大小为C方向向左，大小为D方向向右，大小为解析：选D当指针向左偏离O点的距离为s时，与滑块相连的左边弹簧被压缩s，右边弹簧被拉伸s，因而弹簧对滑块的弹力的大小均为ks，且方向均水平向右，即滑块受到的合力大小为2ks，方向水平向右。由牛顿第二定律可知选项D正确。8某种位移传感器的工作原理如图6(a)所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑片P一起平移，通过理想电压表的示数来反映物体M的位移x。已知电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的总长为L，物体M以O为平衡位置做简谐运动(取向右为正方向)，振幅为，物体经过O时P恰好位于滑动变阻器的中点。若电压表的示数U随时间t的变化关系如图(b)所示，则在图示0t1时间内，下列说法正确的是()图6A物体M的速度为正方向且不断增大B物体M的速度为负方向且不断减小C物体M的加速度为正方向且不断增大D物体M的加速度为负方向且不断减小解析：选A由0t1时间内，电压表的示数U随时间t的变化关系可知，物体M的速度为正方向且不断增大，加速度为正方向且不断减小，选项A正确。9.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图7所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时()图7ARM变大，且R越大，U增大越明显BRM变大，且R越小，U增大越明显CRM变小，且R越大，U增大越明显DRM变小，且R越小，U增大越明显解析：选C此装置电路中M与R并联后再与S串联。忽略电源内阻，根据欧姆定律得I，S两端的电压UIRS增大，则电流I增大，故R并减小，所以并联支路的总电阻减小，RM必减小，故选项A、B错误。由于，即R并，当R远大于RM时，0，则R并RM，此时认为RM变化了多少，R并就变化了多少，且R越大，RM的变化对U的变化影响就越明显，故选项C正确，D错误。10如图8所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向运动时，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况。从图中可知道该钩码的重力约为_N，A、B、C、D四段图线中钩码处于超重状态的为_，处于失重状态的为_。图8解析：当拉力的大小不变时，力传感器悬挂的钩码在竖直方向是匀速运动，此时力传感器的读数大小等于钩码的重力，约10 N。当力传感器读数大于重力时，钩码处于超重状态，即A、D状态。当力传感器读数小于重力时，钩码处于失重状态，即B、C状态。答案：10A、DB、C11.有一种测量压力的电子秤，其原理图如图9所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计。试分析。图9压力F/N050100150200250300电阻R/300280260240220200180(1)利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式。(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否均匀？解析：(1)由表中数据可知k0.4 /N。所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R(3000.4F)。(2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能超过5 V，所以，解得R60 ，又因为R(3000.4 F)，得出F600 N。(3)电流表中的电流I，电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不均匀。答案：(1)R(3000.4 F)(2)600 N(3)不均匀12如图10所示是一种自动测定油箱内油面高度的装置。其中R是滑动变阻器，阻值范围是0100 ，它的金属滑片是杠杆的一端，油量表是由量程为00.6 A的电流表改装而成，从指针所指的刻度可知油箱内油面的高度；R为校准电阻。已知电源电压为12 V，油箱空和油箱满时金属滑片恰分别在滑动变阻器的两端点a、b处。 图10图11(1)当油箱满时，电流表示数恰好为满偏刻度0.6 A，求校准电阻R的阻值和油箱空时电流表的示数。(2)若将电流表改换为电压表，用电压表指针指示的刻度显示油箱内油面的高度，要求油面上升时电压表的读数增大，请将电压表画在图11中，并标明电压表的“”、“”接线柱。若改装后电路中校准电阻的阻值不变，求电压表示数的变化范围。解析：(1)油箱满时，金属滑片在b处，滑动变阻器连入电路的电阻为零，电流表示数恰好为满偏刻度0.6 A，则R20 油箱空时，金