高中物理 第六章 传感器同步练习 新人教版选修3-2

1 第六章 传感器单元测试题第六章 传感器单元测试题 一 不定项选择题 每题 3 分 共 36 分 少选得 2 分 1 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 B A 压敏性 B 光敏性 C 热敏性 D 三特性都利用了 2 若超导体线圈连接在电路中 则 C A 超导体线圈中有较小的电流通过 B 有强大的电流通过线圈 不能产生强大的磁场 C 电流通过超导体线圈 能产生强大的磁场 D 电流在超导体线圈中 会有部分能量消失 3 下列电子元件中 由半导体材料制成的是 C A 电容器 B 镇流器 C 光控开关 D 滑动变阻器 4 如图所示是一火警器的一部分电路示意图 其中 R2为半导体热敏材料制成的传感器 电 流表为值班室的显示器 a b 之间接报警器 当传感器 R2所在处出现火情时 显示器的 电流 I 报警器两端的电压 U 的变化情况是 B A I 变大 U 变大 B I 变小 U 变小 C I 变小 U 变大 D I 变大 U 变小 5 关于半导体 下列说法正确的有 ABCD A 半导体导电性能介于导体和绝缘体之间 B 半导体导电性能随温度升高而增强 C 半导体可以制成光敏元件 D 半导体可以制成大规模集成电路 6 如图所示 R1 R2为定值电阻 L 为小灯泡 R3为光敏电阻 当光照强度增大时 ABCD A 电压表的示数增大 B R2中的电流减小 C 小灯泡的功率增大 D 电源路端电压降低 7 霍尔元件能转换哪两个量 B A 把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 B 把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量 C 把力转换为电压这个电学量 D 把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 8 下列说法不正确的是 A A 话筒是一种常用的声传感器 其作用是将电信号转换为声信号 B 电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器 这种传感器作用是 控制电路的通断 C 电子秤所使用的测力装置是力传感器 2 D 热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量 9 在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机 洗手后将湿手靠近 机内的传感器就开 通电热器加热 有热空气从机内喷出 将湿手烘干 手靠近干手机能使传感器工作 是 因为 D A 改变温度 B 改变湿度 C 改变磁场 D 改变电容 10 演示位移传感器的工作原理如图所示 物体 M 在导轨上平移时 带动滑动变阻器的金 属滑杆 P 通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小 x 假设电压表是理想的 则下 列说法正确的是 B A 物体 M 运动时 电源内的电流会发生变化 B 物体 M 运动时 电压表的示数会发生变化 C 物体 M 不动时 电路中没有电流 D 物体 M 不动时 电压表没有示数 11 如图所示是测定位移 x 的电容式传感器 其工作原理是哪个量的变化 造成其电容的 变化 A A 电介质进入极板的长度 B 两极板间距 C 两极板正对面积 D 极板所带电荷量 12 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化为电信号的过程 下 列属于这类传感器的是 A 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 二 填空题二 填空题 本题共 5 小题 每题 4 分 共 20 分 13 如图 6 4 所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图 它由光源 光电管 放大器 电磁继电器等几部分组成 图 6 4 1 示意图中 a 端就是电源 极 3 2 光控继电器的原理是 当光照射光电管时 答案 1 正 2 阴极 K 发射电子 电路中产生电流 经放大器放大后的电流使电磁铁 M 被磁 化 将衔铁 N 吸住 无光照射光电管时 电路中无电流 N 自动离开 M 14 一光敏电阻和一用电器串联后接在一电源上 如图所示 当电路中的光敏电阻受到光照 射时 用电器 正常工作 当光敏电阻不受光照射时 阻值 电 流 用电器 工作 答案 答案 开始 增大 减小 停止 15 如图所示是继电器的原理图 A 为常闭触点 B 为常开触点 当在接线柱 2 3 间通入 一定的电流时 电磁铁便使衔铁 P 脱离 A 而与 B 接触 从而达到控制电路的目的 接线 柱 与有电源的热敏电阻串联 接线柱 与外电路串联 即可在 温度过高时切断外电路 实现对外电路的自动控制 若要求切断此电路的同时接通另一 个外电路 则需要接通的电路应连在 两个接线柱上 答案 答案 2 3 1 5 1 4 16 如图所示宽度为 d 厚度为 h 的金属板放在垂直于它的磁感应强度为 B 的匀强磁场中 当有电流 I 通过金属板时 在金属板上侧面 A 和下侧面间产生电势差 这种现象叫 霍尔效应 若金属板内自由电子密度为 n 则产生的电势差 U 答案 ned BI 17 将普通热敏电阻 数字电流表 电源按图连接 将烧杯装入 2 3 的水 用铁架台固定 在加热器上 闭合开关 S 当热敏电阻未放入水中时 电流表示数为 I1 放入温水中时 电流表示数为 I2 热敏电阻放在热水中 若示数为 I3 则 I1 I2 I3 填 大于 等于 或 小于 4 答案 小于 小于 三 计算论述题三 计算论述题 共 2 小题 共 25 分 计算题要有必要的文字说明 方程式和重要演算步 骤 有数值计算的题要写出具体的数值和单位 18 图是光控路灯开关电路图 请写出它的工作原理 解析 无光照时 光敏电阻 RG的阻值很大 大于 1 M 因此三极管的基极电流 Ib 很小 集电极电流 Ic也很小 继电器 J 不会动作 此时可利用继电器的常闭触点 作为路灯的开关 使路灯点亮 天亮了有光照射时 RG的阻值变得很小 小于 3 k 于是 Ic也增大 从而使继电器工作 吸动衔铁 使常闭触点断开 路灯也 就关闭了 19 如图所示是一种悬球式加速度仪 它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度 金属 球的质量为 m 它系在金属丝的下端 金属丝的上端悬挂在 O 点 AB 是一根长为 L 的均 匀电阻丝 其阻值为 R 金属丝与电阻丝接触良好 摩擦不计 电阻丝的中点 C 焊接一根 导线 从 O 点也引出一根导线 两线之间接入一个电压表 V 金属丝和导线的电阻不 计 图中虚线 OC 与 AB 垂直 且 OC h 电阻丝 AB 接在电压为 U 的直流稳压电源上 整个装置固定在列车中使 AB 沿着车前进的方向 列车静止时金属丝呈竖直状态 当列 车加速或减速前进时 金属丝将偏离竖直方向 从电压表 V 的读数变化可以测出加速度 的大小 1 当列车向右做匀加速直线运动时 试导出加速度 a 与电压表读数 U 的关系式 用 U U L h 及重力加速度 g 表示 2 用导出的 a 与 U 的关系式说明表盘刻度表示 a 其刻度是否均匀 解析 1 设列车的加速度为 a 时 小球偏离竖直方向 角 此时小球受力情况如 图所示 根据牛顿第二定律有 mgtan ma 由几何关系有 tan h DC 由 两式解得 a g h DC 5 列车加速为 a 时 设电压表的读数为 U 则有 U R U L R DC 由 得 U L U DC 将 代入 得 a g Uh LU 2 由 可知 g L U h 均为常数 则列车的加速度与电压表读数 U 成正比 可将电压表的刻度一一对应地改成 a 的数值 因而可知表盘上 a 的刻度值与电压刻度一样 是均匀的 答案 1 a g 2 是 Uh LU 20 电源输出脉动直流时 继电器衔铁不断地吸合与释放 使受控电路随之通断 能否用一 个信号 像脉动直流那样 使继电器控制受控电路的通断 并用受控元件记录通断的 次数 从而制成一个简易计数器呢 有学生探讨 提出如图设计 仔细观察上面的电路图 试分析其工作原理 解析 解析 工作原理 继电器 J 内部衔铁与触点接出端分别接在计算器 按键两端 首先 在计算器上依次按 1 1 键 然后接通 6 V 电源 发光二极管发出红外光 射到光敏管 使光敏管阻值急剧减小 三极管 T 饱和导通 继电器 J 内部衔铁与触点 吸合 相当于计算器 按键被按下 此时计算器输出 1 1 的计算结果 0 当 用遮光板挡在发光管和光敏管之间时 三极管 T 截止 继电器内部触点断开 相当 于松开 按键 移走遮光板时 继电器触点再次闭合 计算器输出 1 这样 每遮 光一次以后 计算器输出结果依次增加数值 1 21 如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图 薄金属片 P 固定有 4 个可以 形变的电阻 R1 R2 R3 R4 如图 乙 图 甲 是它的侧面图 这 4 个电阻连成的 电路如图 丙 所示 试回答下列问题 6 1 开始时金属片中央 O 点未加任何压力 欲使电压表无示数 则 4 个电阻应满足怎 样的关系 2 当 O 点加一个压力 F 后发生形变 这时 4 个电阻也随之发生形变 形变后各电阻 阻值大小如何变化 3 电阻变化后 电路的 A B 两点哪点电势高 它为什么能测量血压 答案 1 R1 R2 R3 R4 2 R1 R4增大 R2 R3减小 3 A 点的电势将高于 B 点的电势 略 22 图甲所示为一根竖直悬挂的不可伸长的细绳 下端拴一小物块 A 上端固定在 C 点且与 一能测量绳的拉力传感器相连 已知有一质量为 m0的子弹 B 沿水平方向以速度 v0射入 A 内 未穿透 接着两者一起绕 C 点在竖直平面内做圆周运动 在各种阻力都忽略的 条件下测力传感器测得绳的拉力 F 随时间 t 的变化关系如图乙所示 已知子弹射入的时 间极短 且图乙中 t 0 为 A B 开始以相同速度运动的时刻 根据力学规律和题中 包 括图 提供的信息 对反映悬挂系统本身性质的物理量 例如 A 的质量 及 A B 一 起运动过程中的守恒量 你能求得哪些定量的结果 甲 乙 答案 可求 A 的质量 mA m0 g Fm 6 绳长 l g 2 2 0 2 0 5 36 m F vm 机械能 E g m F vm 2 0 2 0 3 23 某些非电学量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电学量来测量的 一电容的两个 极板放置在光滑的水平平台上 极板的面积为 S 极板间的距离为 d 电容器的电容公 式为 C ES d E 是常数但未知 极板 1 固定不动 与周围绝缘 极板 2 接地 且可以 在水平平台上滑动 并始终与极板 1 保持平行 极