【优化方案】高中物理 第3章第2节知能优化训练 教科版选修3-2

用心 爱心 专心 1 1 1 2011 2011 年高考江苏卷年高考江苏卷 美国科学家美国科学家 WillardWillard S S BoyleBoyle 与与 GeorgeGeorge E E SmithSmith 因电荷耦合器件因电荷耦合器件 CCD CCD 的重要发明荣获的重要发明荣获 20092009 年度诺贝尔物理学奖 年度诺贝尔物理学奖 CCDCCD 是将光学量转变成电学量的传感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器 下列器件可作为传感器的有 A A 发光二极管 发光二极管 B B 热敏电阻 热敏电阻 C C 霍尔元件 霍尔元件 D D 干电池 干电池 解析 选解析 选 BC BC 发光二极管有单向导电性 发光二极管有单向导电性 A A 错 热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器 错 热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器 B B C C 对 干电池是电源 对 干电池是电源 D D 错 错 2 2 关于干簧管 下列说法正确的是 关于干簧管 下列说法正确的是 A A 干簧管接入电路中相当于电阻的作用 干簧管接入电路中相当于电阻的作用 B B 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的 C C 干簧管接入电路中相当于开关的作用 干簧管接入电路中相当于开关的作用 D D 干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 干簧管是作为电控元件以实现自动控制的 答案 答案 C C 3 3 图图 3 3 1 1 1010 有定值电阻 热敏电阻 光敏电阻三只元件 将这三只元件分别接入如图有定值电阻 热敏电阻 光敏电阻三只元件 将这三只元件分别接入如图 3 3 1 1 1010 所示电所示电 路中的路中的A A B B两点后 用黑纸包住元件或者把元件置入热水中 观察欧姆表的示数 下列说两点后 用黑纸包住元件或者把元件置入热水中 观察欧姆表的示数 下列说 法中正确的是法中正确的是 A A 置入热水中与不置入热水中相比 欧姆表示数变化较大 这只元件一定是热敏电阻 置入热水中与不置入热水中相比 欧姆表示数变化较大 这只元件一定是热敏电阻 B B 置入热水中与不置入热水中相比 欧姆表示数不变化 这只元件一定是定值电阻 置入热水中与不置入热水中相比 欧姆表示数不变化 这只元件一定是定值电阻 C C 用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比 欧姆表示数变化较大 这只元件一定是光敏 用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比 欧姆表示数变化较大 这只元件一定是光敏 电阻电阻 D D 用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比 欧姆表示数相同 这只元件一定是定值电阻 用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比 欧姆表示数相同 这只元件一定是定值电阻 解析 选解析 选 AC AC 热敏电阻的阻值随温度变化而变化 定值电阻和光敏电阻不随温度变化 光敏热敏电阻的阻值随温度变化而变化 定值电阻和光敏电阻不随温度变化 光敏 电阻的阻值随光照变化而变化 定值电阻和热敏电阻不随之变化 电阻的阻值随光照变化而变化 定值电阻和热敏电阻不随之变化 4 4 图图 3 3 1 1 1111 如图如图 3 3 1 1 1111 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面有薄薄的金属层 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 在两极间加一电压电容器的两极 在两极间加一电压U U 人对着话筒说话时 振动膜前后振动 使电容发生变 人对着话筒说话时 振动膜前后振动 使电容发生变 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是电容器两板间的化 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是电容器两板间的 A A 距离变化 距离变化 B B 正对面积变化 正对面积变化 C C 介质变化 介质变化 D D 电压变化 电压变化 解析 选解析 选 A A 平行板电容器的电容平行板电容器的电容C C r rS S d d 本题中的介质没有变化 正对面积也没有变化 本题中的介质没有变化 正对面积也没有变化 引起电容变化的因素是板间距离引起电容变化的因素是板间距离d d 5 5 随着生活质量的提高 自动干手机已进入家庭 洗手后 将湿手靠近自动干手机 机内 随着生活质量的提高 自动干手机已进入家庭 洗手后 将湿手靠近自动干手机 机内 用心 爱心 专心 2 的传感器便驱动电热器加热 使热空气从机内吹出 将湿手烘干 某型号干手机的说明书中的传感器便驱动电热器加热 使热空气从机内吹出 将湿手烘干 某型号干手机的说明书中 有如下一段文字 有如下一段文字 功能与特点 功能与特点 采用红外线感应原理 即感应即动作 卫生 方便 采用红外线感应原理 即感应即动作 卫生 方便 超高温保护 即过热 过电流双重保护 超高温保护 即过热 过电流双重保护 采用内热式的再循环原理 低噪音 高转速 烘采用内热式的再循环原理 低噪音 高转速 烘 干能力强 干能力强 高强度塑钢外壳 牢固可靠 美观大方 高强度塑钢外壳 牢固可靠 美观大方 据此可判断据此可判断 A A 自动干手机内装有由温度传感器组成的保护电路 自动干手机内装有由温度传感器组成的保护电路 B B 自动干手机是靠位移传感器来感知使用者手的靠近 自动干手机是靠位移传感器来感知使用者手的靠近 C C 自动干手机消耗的电能转化为空气的内能及动能 自动干手机消耗的电能转化为空气的内能及动能 D D 自动干手机是靠红外线传感器来感知使用者手的靠近 自动干手机是靠红外线传感器来感知使用者手的靠近 解析 选解析 选 ACD ACD 由说明书中由说明书中 功能与特点功能与特点 的第二项可知 自动干手机具有过热保护功能 其的第二项可知 自动干手机具有过热保护功能 其 中必然要用温度传感器来感知热空气的温度 温度过高从而自动控制电路断开 中必然要用温度传感器来感知热空气的温度 温度过高从而自动控制电路断开 A A 正确 由正确 由 说明书中说明书中 功能与特点功能与特点 的第一项可知 的第一项可知 D D 正确 正确 B B 错误 从能量守恒的角度知错误 从能量守恒的角度知 C C 正确 正确 一 选择题一 选择题 1 1 利用半导体材料可以制成 利用半导体材料可以制成 A A 标准电阻 标准电阻 B B 热敏电阻 热敏电阻 C C 光敏电阻 光敏电阻 D D 温度报警器 温度报警器 答案 答案 BCDBCD 2 2 关于物理传感器 化学传感器和生物传感器的下列说法中 正确的是 关于物理传感器 化学传感器和生物传感器的下列说法中 正确的是 A A 物理传感器利用材料的某种物理性质工作 因而只能用于机械加工行业不能用于化工领 物理传感器利用材料的某种物理性质工作 因而只能用于机械加工行业不能用于化工领 域域 B B 化学传感器是利用某种化学反应来工作的 因而只能输出某种化学物质而不能输出电学 化学传感器是利用某种化学反应来工作的 因而只能输出某种化学物质而不能输出电学 量量 C C 生物传感器的适用范围广 可在任意温度条件下工作 生物传感器的适用范围广 可在任意温度条件下工作 D D 生物传感器由于含有生命物质 因而对使用传感器的环境条件有一定要求 生物传感器由于含有生命物质 因而对使用传感器的环境条件有一定要求 解析 选解析 选 D D 不论哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出 故不论哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出 故 B B 错 物理传感器在化错 物理传感器在化 工领域也可以使用 如温度传感器等 故工领域也可以使用 如温度传感器等 故 A A 错 生物传感器能够使用的前提是感受器中的生错 生物传感器能够使用的前提是感受器中的生 命物质保持生物活性 故命物质保持生物活性 故 C C 错错 D D 对 对 3 3 关于传感器的下列说法正确的是 关于传感器的下列说法正确的是 A A 所有传感器都是由半导体材料做成的 所有传感器都是由半导体材料做成的 B B 金属材料也可以制成传感器 金属材料也可以制成传感器 C C 传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的 D D 以上说法都不正确 以上说法都不正确 解析 选解析 选 B B 半导体材料可以制成传感器 其他材料也可以制成传感器 所以半导体材料可以制成传感器 其他材料也可以制成传感器 所以 A A 错 错 B B 正确 正确 传感器不但能感知电压的变化 还能感受力 温度 光 声 化学成分等非电学量 所以传感器不但能感知电压的变化 还能感受力 温度 光 声 化学成分等非电学量 所以 C C 错 错 4 4 街旁的路灯 江海里的航标都要求在夜晚亮 白天熄 利用半导体的电学特性制成了自 街旁的路灯 江海里的航标都要求在夜晚亮 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 这是利用半导体的动点亮 熄灭的装置 实现了自动控制 这是利用半导体的 A A 压敏性 压敏性 B B 光敏性 光敏性 C C 热敏性 热敏性 D D 三种特性都利用 三种特性都利用 答案 答案 B B 5 5 传感器的种类多种多样 其性能也各不相同 空调机在室内温度达到设定的温度后 会 传感器的种类多种多样 其性能也各不相同 空调机在室内温度达到设定的温度后 会 自动停止工作 空调机内使用的传感器是自动停止工作 空调机内使用的传感器是 A A 生物传感器 生物传感器 B B 红外传感器 红外传感器 C C 温度传感器 温度传感器 D D 压力传感器 压力传感器 解析 选解析 选 C C 空调机是根据温度调节工作状态的 所以其内部使用了温度传感器 故选项空调机是根据温度调节工作状态的 所以其内部使用了温度传感器 故选项 C C 正正 确 确 6 6 用心 爱心 专心 3 图图 3 3 1 1 1212 如图如图 3 3 1 1 1212 是观察电阻随温度变化情况的示意图 现在把杯中的水由冷水变为热水 关是观察电阻随温度变化情况的示意图 现在把杯中的水由冷水变为热水 关 于欧姆表的读数变化情况正确的是于欧姆表的读数变化情况正确的是 A A 如果 如果R R为金属热电阻 读数变大 且变化非常明显为金属热电阻 读数变大 且变化非常明显 B B 如果 如果R R为金属热电阻 读数变小 且变化不明显为金属热电阻 读数变小 且变化不明显 C C 如果 如果R R为热敏电阻为热敏电阻 用半导体材料制作用半导体材料制作 读数变化非常明显 读数变化非常明显 D D 如果 如果R R为热敏电阻为热敏电阻 用半导体材料制作用半导体材料制作 读数变化不明显 读数变化不明显 解析 选解析 选 C C 若为金属热电阻 温度升高后 电阻变大 读数变化不明显 若为金属热电阻 温度升高后 电阻变大 读数变化不明显 A A B B 错误 若为错误 若为 热敏电阻 读数将明显变化 热敏电阻 读数将明显变化 C C 对对 D D 错 错 7 7 图图 3 3 1 1 1313 如图如图 3 3 1 1 1313 所示 所示 R R3 3是光敏电阻 当开关是光敏电阻 当开关 S S 闭合后在没有光照射时 闭合后在没有光照射时 a a b b两点等电势 两点等电势 当用光照射电阻当用光照射电阻R R3 3时 则时 则 A A R R3 3的电阻变小 的电阻变小 a a点电势高于点电势高于b b点电势点电势 B B R R3 3的电阻变小 的电阻变小 a a点电势低于点电势低于b b点电势点电势 C C R R3 3的电阻变大 的电阻变大 a a点电势高于点电势高于b b点电势点电势 D D R R3 3的电阻变大 的电阻变大 a a点电势低于点电势低于b b点电势点电势 解析 选解析 选 A A 光照射光照射R R3 3时 由光敏电阻特性 时 由光敏电阻特性 R R3 3的电阻变小 所以的电阻变小 所以URUR3 3减小 减小 a a点电势升高 点电势升高 即即a a点电势高于点电势高于b b点电势 点电势 A A 正确 正确 图图 3 3 1 1 1414 8 8 如图 如图 3 3 1 1 1414 所示 所示 R R1 1为定值电阻 为定值电阻 R R2 2为负温度系数的热敏电阻 为负温度系数的热敏电阻 L L 为小灯泡 当温度为小灯泡 当温度 降低时降低时 A A R R1 1两端的电压增大两端的电压增大 B B 电流表的示数增大 电流表的示数增大 C C 小灯泡的亮度变强 小灯泡的亮度变强 D D 小灯泡的亮度变弱 小灯泡的亮度变弱 解析 选解析 选 C C R R2 2与与 L L 并联后与并联后与R R1 1串联 并与电源组成闭合回路 当热敏电阻温度降低时 电串联 并与电源组成闭合回路 当热敏电阻温度降低时 电 阻阻R R2 2增大 外电阻增大 外电压增大 电流表示数减小 增大 外电阻增大 外电压增大 电流表示数减小 R R1 1两端电压减小 两端电压减小 L L 两端电压增大 两端电压增大 亮度变强 答案为亮度变强 答案为 C C 图图 3 3 1 1 1515 9 9 如图 如图 3 3 1 1 1515 所示是一火警报警器的一部分电路示意图 其中所示是一火警报警器的一部分电路示意图 其中R R2 2为用半导体热敏材料制为用半导体热敏材料制 用心 爱心 专心 4 成的传感器 电流表为值班室的显示器 成的传感器 电流表为值班室的显示器 a a b b之间接报警器 当传感器之间接报警器 当传感器R R2 2所在处出现火情所在处出现火情 时 显示器的电流时 显示器的电流I I2 2 报警器两端的电压 报警器两端的电压U U的变化情况是的变化情况是 A A I I2 2变大 变大 U U变大变大 B B I I2 2变小 变小 U U变小变小 C C I I2 2变小 变小 U U变大变大 D D I I2 2变大 变大 U U变小变小 解析 选解析 选 D D 抓住半导体热敏材料特性即电阻随温度升高而减小 再用电路动态变化的分析思抓住半导体热敏材料特性即电阻随温度升高而减小 再用电路动态变化的分析思 路 按局部路 按局部 整体整体 局部进行 当传感器局部进行 当传感器R R2 2处出现火情时 温度升高 电阻减小 电路的总处出现火情时 温度升高 电阻减小 电路的总 电阻减小 总电流电阻减小 总电流I I增大 路端电压增大 路端电压U Uab ab U U E E IrIr减小 减小 I I r r R R1 1 增大 增大 U U并 并 E E I I r r R R1 1 减小 通过减小 通过R R3 3的电流的电流I I3 3减小 通过减小 通过R R2 2的电流的电流I I2 2 I I I I3 3增大 答案为增大 答案为 D D 1010 2011 2011 年武汉外国语学校检测年武汉外国语学校检测 温度传感器广泛应用于室内空调 电冰箱等家用电器中 温度传感器广泛应用于室内空调 电冰箱等家用电器中 它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的 如图它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的 如图 3 3 1 1 1616 甲所示 电源的电动甲所示 电源的电动 势势E E 9 09 0 V V 内阻不计 内阻不计 G G 为灵敏电流表 内阻为灵敏电流表 内阻R Rg g保持不变 保持不变 R R为热敏电阻 其电阻值与温为热敏电阻 其电阻值与温 度的变化关系如图乙所示 闭合开关度的变化关系如图乙所示 闭合开关S S 当 当R R的温度等于的温度等于 2020 时 电流表示数时 电流表示数I I1 1 2 2 mAmA 当电流表的示数当电流表的示数I I2 2 3 63 6 mAmA 时 热敏电阻的温度是时 热敏电阻的温度是 图图 3 3 1 1 1616 A A 6060 B B 8080 C C 100100 D D 120120 解析 选解析 选 D D 由题图乙可知 当由题图乙可知 当t t 20 20 时 热敏电阻阻值时 热敏电阻阻值R R1 1 4 4 k k 由闭合电路欧姆定律知由闭合电路欧姆定律知 E E I I1 1 R R1 1 R Rg g 代入数值可求得 代入数值可求得R Rg g 500500 当当I I2 2 3 63 6 mAmA 时 设热敏电阻阻值为时 设热敏电阻阻值为R R2 2 即 即 E E I I2 2 R R2 2 R Rg g 可求得 可求得R R2 2 2 2 k k 由图乙可知这时热敏电阻温度 由图乙可知这时热敏电阻温度t t 120120 所以应选 所以应选 D D 1111 电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置 由于电容器的电容 电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置 由于电容器的电容C C取决于取决于 极板正对面积极板正对面积S S 极板间距离 极板间距离d d以及极板间的电介质这几个因素 当某一物理量发生变化时以及极板间的电介质这几个因素 当某一物理量发生变化时 就能引起上述某个因素的变化 从而又可推出另一物理量的值 如图就能引起上述某个因素的变化 从而又可推出另一物理量的值 如图 3 3 1 1 1717 所示是四种所示是四种 电容式传感器的示意图 关于这四种传感器的作用 下列说法不正确的是电容式传感器的示意图 关于这四种传感器的作用 下列说法不正确的是 图图 3 3 1 1 1717 A A 甲图的传感器可以用来测量角度 甲图的传感器可以用来测量角度 B B 乙图的传感