2019_2020学年高中物理6.3实验：传感器的应用同步作业与测评新人教版.docx

第3节实验：传感器的应用 对应学生用书P45一、选择题1关于发光二极管，下列说法正确的是()A发光二极管能发光，不具有单向导电性B发光二极管能直接把光能转化为电能C发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光答案D解析发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，才可能发光，但不一定发光，要求达到一定的电压值，它能直接把电能转化为光能，故D正确。2.(多选)如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，RT为负温度系数热敏电阻，R为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境条件改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是()A温度不变，光照增强 B温度升高，光照不变C温度降低，光照增强 D温度升高，光照减弱答案AC解析由题图可知，当光敏电阻阻值减小或热敏电阻阻值增大时，小灯泡L都会变暗，结合光敏电阻及热敏电阻特性可知，A正确，B错误；若光敏电阻阻值减小的同时，热敏电阻的阻值增大，小灯泡L也会变暗，C正确；若热敏电阻阻值减小，光敏电阻阻值增大，则小灯泡变亮，D错误。3(多选)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。热敏电阻阻值随温度变化的图线如图甲所示，图乙是由热敏电阻RT作为传感器制作的简单自动报警器的线路图。则下列说法正确的是()A为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处B为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处C若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向右移动D如果在调试报警器达到最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的原因可能是乙图中左边电源电压太低答案AD解析由热敏电阻随温度变化的图线可知，温度越高电阻越小，电流越大，电磁铁的引力越大，越能吸引弹簧向a运动，所以A正确，B错误；若使启动报警的温度提高些，即报警时热敏电阻阻值再小些，则滑动变阻器的阻值应再大些，滑片P向左移动，C错误；造成工作电路不能正常工作的原因可能是题图乙中左边电源电压太低，或者线圈的匝数太少，或者弹簧的劲度系数太大等，所以D正确。4如图电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。由以上信息可知，下列说法中错误的是()A电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D当用手触摸屏幕时，手指和屏的接触面积的大小影响电容的大小答案C解析电容式触摸屏在原理上把人的手指当作电容器元件的一个极板，把导体层当作另一极板，A正确；手指和屏的接触面积大小会影响到电容大小，接触面积越大，即两极板的正对面积越大，电容越大，B、D正确，C错误。5(多选)如图甲表示斯密特触发器，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，而当输入端A的电压下降到另一个值(0.8 V)的时候，Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)。图乙为一光控电路，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻。下列关于斯密特触发器和光控电路的说法中正确的是()A斯密特触发器的作用是将数字信号转换为模拟信号B斯密特触发器是具有特殊功能的非门C要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些D当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，发光二极管发光答案BCD解析斯密特触发器是一种特殊的非门，它能把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，A错误，B正确；如果把R1的阻值调大些，则只有RG的阻值达到更大值时，才能使斯密特触发器的A端电压达到某个值(1.6 V)，即达到天更暗时路灯才会亮的目的，C正确；当输出端Y突然从高电平跳到低电平时，发光二极管导通发光，D正确。二、非选择题6如图所示，图甲为热敏电阻的Rt图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻R0150 。当线圈中的电流大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池的电动势E6 V，内阻可以不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。(1)由图甲知该热敏电阻的阻值随温度的升高而_；(2)应该把恒温箱内的加热器接在_(选填“A、B端”或“C、D端”)；(3)如果要使恒温箱内的温度保持100 ，可变电阻R的阻值应调节为_ ；(4)为使恒温箱内的温度保持在更高的数值，可变电阻R的阻值应_(选填“增大”或“减小”)。答案(1)减小(2)A、B端(3)100(4)增大解析(1)通过观察题图甲中的图象，随着横轴温度升高，查找图象上的点，纵坐标电阻值在减小，所以填写减小。(2)当温度较低时，热敏电阻阻值较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁未被吸合，需要加热，恒温箱内的加热器需要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端。(3)当温度达到100 时，加热电路就应该断开，继电器的衔铁要被吸合，控制电路中的电流要等于20 mA，即0.02 A，通过查看图象可以得出温度达到100 时，R50 ，根据闭合电路欧姆定律可以得出I0.02 A，通过计算得出R100 。(4)恒温箱内的温度保持在更高的数值时，热敏电阻阻值相对应更小，电池电动势和加热电路断开时电流不变，可变电阻R的值应该增大。7.如图所示，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1.6 V，输出端Y会突然从高电平跳到低电平0.25 V，而当输入端A的电势下降到0.8 V时，输出端Y会从低电平跳到高电平3.4 V。如下图(左)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1 k)，蜂鸣器工作电压35 V，热敏电阻的阻值随温度变化如下图(右)所示，若要求热敏电阻在感测到80 时报警，则R1应调至_k；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”)。答案0.42减小解析热敏电阻在80 时的电阻是RT80 ，斯密特触发器输入端A的电势是0.8 V时，输出端Y的电压为3.4 V，这时蜂鸣器开始工作。由串联电路分压特点知：R180 420 0.42 k。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。8如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵电动机，D为弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触头开关，S为开关，I为电池。请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。(1)连接电路图；(2)简述其工作原理。(涉及的元件可用字母代替)答案见解析解析(1)连接线路如图所示。(2)按图接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁性，吸下衔铁E，使S2断开，电动机M不工作，停止注水，当水位下降B与S1脱离，左侧电路停止工作，F无磁性，D拉动E，使S2与电动机M接通，M工作。9.如图是一个火警报警装置的逻辑电路图。RT是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。(1)要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起，在图中虚线处应接入怎样的元件？(2)为什么温度高时电铃会被接通？(3)为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的值应大一些还是小一些？答案见解析解析(1)温度较低时RT的阻值很大，R比RT小得多，因此P、X之间电压较大。