必考部分选修3-2第十章第3单元传感器课时作业

必考部分必考部分 选修选修 3 23 2 第十章第十章 第第 3 3 单元单元 传感器传感器 课时作业课时作业 命命 题题 设设 计计 难度难度 题号题号 较易较易 中等中等稍难稍难 电容传感器电容传感器2 光传感器光传感器37 9 温度传感器温度传感器45 810 单单 一一 目目 标标 压力传感器压力传感器6 综合综合 目标目标 传感器的应用传感器的应用11211 一 单项选择题一 单项选择题 本题共本题共 6 小题 每小题小题 每小题 7 分 共分 共 42 分分 1 关于传感器 下列说法正确的是 关于传感器 下列说法正确的是 A 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的 所有传感器的材料都是由半导体材料做成的 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 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 以上说法都不正确 以上说法都不正确 解析 解析 半半导导体材料可以制成体材料可以制成传传感器 其他材料也可以制成感器 其他材料也可以制成传传感器 如金属氧化物氧感器 如金属氧化物氧 化化锰锰就可以制成温度就可以制成温度计计 所以 所以 A 错错 B 正确 正确 传传感器不但能感知感器不但能感知电压电压的的变变化 化 还还能感能感 受力 温度 光 声 化学成分等非受力 温度 光 声 化学成分等非电电学量 所以学量 所以 C 错错 答案 答案 B 2 如图 如图 1 所示是一个测定液面高度的传感器 在导线芯的外面所示是一个测定液面高度的传感器 在导线芯的外面 涂上一层绝缘物质 放在导电液体中 导线芯和导电液体构涂上一层绝缘物质 放在导电液体中 导线芯和导电液体构 成电容器的两极 把这两极接入外电路 当外电路中的电流成电容器的两极 把这两极接入外电路 当外电路中的电流 变化说明电容值增大时 导电液体的深度变化说明电容值增大时 导电液体的深度 h 的变化为的变化为 A 增大 增大 B 减小 减小 C 不变 不变 D 无法确定 无法确定 解析 解析 电电容器的容器的电电容增大容增大时时 电电容器两极板的正容器两极板的正对对面面积积增大 增大 目标目标 故故 h 增大 增大 A 选项选项 正确 正确 答案 答案 A 3 如图 如图 2 所示的实验电路中 电源两端的电压恒定 所示的实验电路中 电源两端的电压恒定 L 为小灯泡 为小灯泡 R 为光敏电阻 为光敏电阻 D 为发光二极管为发光二极管 电流越大 发出的光越强电流越大 发出的光越强 R 与与 D 相距很近且不变 下列说法中正确的是相距很近且不变 下列说法中正确的是 A 当滑动触头向左移动时 当滑动触头向左移动时 L 消耗的功率增大消耗的功率增大 B 当滑动触头向左移动时 当滑动触头向左移动时 L 消耗的功率减小消耗的功率减小 C 当滑动触头向右移动时 当滑动触头向右移动时 L 消耗的功率可能不变消耗的功率可能不变 D 无论怎样移动滑动触头 无论怎样移动滑动触头 L 消耗的功率都不变消耗的功率都不变 解析 解析 电电源源电压电压恒定 也就是恒定 也就是说说 并 并联电联电路两端的路两端的电压电压恒定 当滑恒定 当滑动动触触头头向左移向左移动时动时 发发光二极管光二极管发发光光变强变强 光敏 光敏电电阻的阻的电电阻阻变变小 所以小 所以电电流流变变大 大 则则 L 消耗的功率消耗的功率变变大 大 答案 答案 A 4 如图 如图 3 所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图 现在把杯中所示是观察电阻值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 A 如果 如果 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 如果 如果 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 如果 如果 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 如果 如果 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 解析 由于金属由于金属热电热电阻的化学阻的化学稳稳定性定性较较好 好 测测温范温范围较围较大 因而其大 因而其热热灵敏性差一些 灵敏性差一些 而由半而由半导导体材料制成的体材料制成的热热敏敏电电阻的阻的电电阻阻值值感温灵敏度感温灵敏度较较高 高 对对于杯中水的温度升高于杯中水的温度升高 或降低 或降低 热热敏敏电电阻的阻阻的阻值变值变化必然比金属化必然比金属热电热电阻阻阻阻值值的的变变化要大 因此 若化要大 因此 若 R 为为金金 属属热电热电阻阻时时 欧姆表的示数会 欧姆表的示数会变变大但并不明大但并不明显显 因因为为金属金属热电热电阻阻阻阻值值会有会有较较小的增大 小的增大 电电路中的路中的电电流会有流会有较较小的小的变变小小 故 故 A B 两两选项错误选项错误 同理 若 同理 若 R 为热为热敏敏电电阻 水升阻 水升 温温时时其阻其阻值值必有明必有明显显的的变变小 欧姆表的示数必有小 欧姆表的示数必有较较明明显显的的变变化化 即减小即减小 故 故 C 选项选项 正确而正确而 D 选项错误选项错误 答案 答案 C 5 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 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 是因为工作 是因为 A 改变了湿度 改变了湿度 B 改变了温度 改变了温度 C 改变了磁场 改变了磁场 D 改变了电容 改变了电容 解析 解析 根据自根据自动动干手机工作的特征 手靠近干手机工作的特征 手靠近电热电热器开始工作 手撤离器开始工作 手撤离电热电热器停止工器停止工 作 人是一种作 人是一种导导体 可以与其他体 可以与其他导导体构成体构成电电容 手靠近容 手靠近时时相当于相当于连连接一个接一个电电容 可以容 可以 确定干手机内确定干手机内设设有有电电容式容式传传感器 由于手的靠近改感器 由于手的靠近改变变了了电电容 用湿度和温度来容 用湿度和温度来驱动驱动 电热电热器工作 理器工作 理论论上可行 但是假如干手机是由于湿度 温度的上可行 但是假如干手机是由于湿度 温度的变变化而工作就成了室化而工作就成了室 内烘干机 内烘干机 答案 答案 D 6 如图 如图 4 所示为大型电子地磅电路图 电源电动势为所示为大型电子地磅电路图 电源电动势为 E 内阻 内阻 不计 不称物体时 滑片不计 不称物体时 滑片 P 在在 A 端 滑动变阻器接入电路的端 滑动变阻器接入电路的 有效电阻最大 电流最小 称重物时 在压力作用下使滑片有效电阻最大 电流最小 称重物时 在压力作用下使滑片 P 下滑 滑动变阻器的有效电阻变小 电流变大 这样把电下滑 滑动变阻器的有效电阻变小 电流变大 这样把电 流对应的重量值刻在刻度盘上 就可以读出被称物体的重力流对应的重量值刻在刻度盘上 就可以读出被称物体的重力 了 若滑动变阻器上了 若滑动变阻器上 A B 间距离为间距离为 L 最大阻值等于定值 最大阻值等于定值 电阻电阻 R0的阻值 已知两弹簧的总弹力与形变量成正比 比例的阻值 已知两弹簧的总弹力与形变量成正比 比例 系数为系数为 k 则所称重物的重力 则所称重物的重力 G 与电流大小与电流大小 I 的关系为的关系为 A G 2kL B G kL EkL IR0 C G kL D G kIL E IR0 解析 解析 电电子地磅上有重物子地磅上有重物时时 根据受力平衡及胡克定律得 根据受力平衡及胡克定律得 G k x 不称物体 不称物体时时 滑 滑 片片 P 在在 A 端 放置重物端 放置重物 G 时时 滑片下移 滑片下移 x 变变阻器在阻器在电电路中的有效路中的有效电电阻阻为为 R L x L R0 L R0 L G k 由由电电路的特点 根据路的特点 根据闭闭合合电电路欧姆定律可得路欧姆定律可得 I 将 将 R 代入得代入得 I E R0 R 整理得 整理得 G 2kL 所以 所以 A 正确 正确 E R0 R0 L L f G k EkL IR0 答案 答案 A 二 多项选择题二 多项选择题 本题共本题共 4 小题 每小题小题 每小题 7 分 共分 共 28 分 每小题有多个选项符合题意 分 每小题有多个选项符合题意 全部选对的得全部选对的得 7 分 选对但不全的得分 选对但不全的得 3 分 错选或不答的得分 错选或不答的得 0 分分 7 如图 如图 5 所示 所示 R1 R2为定值电阻 为定值电阻 L 为小灯泡 为小灯泡 R3为光敏为光敏 电阻 当照射光强度增大时电阻 当照射光强度增大时 A 电压表的示数增大 电压表的示数增大 B R2中电流减小中电流减小 C 小灯泡的功率增大 小灯泡的功率增大 D 电路的路端电压增大 电路的路端电压增大 解析 解析 当光当光强强度增大度增大时时 R3阻阻值值减小 外减小 外电电路路电电阻随阻随 R3的减小而减小 的减小而减小 R1两端两端电压电压 因干路因干路电电流增大而增大 同流增大而增大 同时时内内电压电压增大 故增大 故电电路路端路路端电压电压减小 而减小 而电压电压表的示数增表的示数增 大 大 A 项项正确 正确 D 项错误项错误 由路端 由路端电压电压减小而减小而 R1两端两端电压电压增大知 增大知 R2两端两端电压电压必减小 必减小 则则 R2中中电电流减小 故流减小 故 B 项项正确 正确 结结合干路合干路电电流增大知流流增大知流过过小灯泡的小灯泡的电电流必增大 流必增大 则则 小灯泡的功率增大 小灯泡的功率增大 C 项项正确 正确 答案 答案 ABC 8 一般的电熨斗用合金丝作发热元件 合金丝电阻随温度 一般的电熨斗用合金丝作发热元件 合金丝电阻随温度 t 变化的关系如图变化的关系如图 6 中实线中实线 所示 由于环境温度以及熨烫所示 由于环境温度以及熨烫 的衣物厚度 干湿不同 熨斗的散热功率不同 因而熨斗的衣物厚度 干湿不同 熨斗的散热功率不同 因而熨斗 的温度可能会在较大范围内波动 易损坏衣物 有一种用的温度可能会在较大范围内波动 易损坏衣物 有一种用 主要成分为主要成分为 BaTiO3被称为被称为 PTC 的特殊材料作发热元件的特殊材料作发热元件 的电熨斗 的电熨斗 PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图材料的电阻随温度变化的关系如图 6 中实中实 线线 所示 根据图线分析可知所示 根据图线分析可知 A 原处于冷态的 原处于冷态的 PTC 电熨斗比普通电熨斗升温快电熨斗比普通电熨斗升温快 B PTC 电熨斗能自动控制温度 温度稳定在电熨斗能自动控制温度 温度稳定在 T0 T6之间之间 C PTC 电熨斗能自动控制温度 温度稳定在电熨斗能自动控制温度 温度稳定在 T6 T7之间之间 D PTC 电熨斗不能自动控制温度电熨斗不能自动控制温度 解析 解析 冷冷态时态时 PTC 材料材料电电阻小 由阻小 由 P 知其知其发热发热功率大升温快 功率大升温快 A 对对 由 由图图可知 可知 U2 R 温度温度较较低低时时 PTC 材料材料电电阻小 阻小 热热功率大 生功率大 生热热大于散大于散热热 温度升高 温度升高 电电阻迅速增大 阻迅速增大 生生热热功率会减小 当生功率会减小 当生热热功率小于散功率小于散热热功率功率时时 电电阻温度降低 阻温度降低 电电阻减小 生阻减小 生热热功率功率 会增大 故当生会增大 故当生热热功率等于散功率等于散热热功率功率时时 温度会 温度会稳稳定在定在图图中中 T6 T7之之间间 实现实现自自动动控控 制温度 所以制温度 所以 C 对对 B D 错错 答案 答案 AC 9 如图 如图 7 所示为光敏电阻自动记数示意图 被计数的制品放在传所示为光敏电阻自动记数示意图 被计数的制品放在传 送带上 光源安装在传送带一侧 光电计数装置送带上 光源安装在传送带一侧 光电计数装置 信息处理系统信息处理系统 安安 装在传送带的另一侧 其中装在传送带的另一侧 其中 R1是光敏电阻 是光敏电阻 R2是定值电阻 是定值电阻 每当有制品通过时 光线被挡住 计数器就自动把制品数目记每当有制品通过时 光线被挡住 计数器就自动把制品数目记 录下来 关于此光电计数器的运用 下列说法正确的是录下来 关于此光电计数器的运用 下列说法正确的是 A 当有光照射 当有光照射 R1时 信号处理系统获得低电压时 信号处理系统获得低电压 B 当有光照射 当有光照射 R1时 信号处理系统获得高电压时 信号处理系统获得高电压 C 信号处理系统每获得一次高电压就记数一次 信号处理系统每获得一次高电压就记数一次 D 信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 信号处理系统每获得一次低电压就记数一次 解析 解析 当有光当有光线线照到照到 R1时时 R1的的电电阻阻变变小 小 电电路路电电流流变变大 定大 定值电值电阻阻 R2两端的两端的电电 压变压变大 所以大 所以 R1分得分得电压电压要要变变小 与之并小 与之并联联的信号的信号处处理系理系统电压统电压也会也会变变小 同理 小 同理 当有制品通当有制品通过时过时 照到 照到 R1的光的光线线被制品被制品挡挡住 住 R1的的电电阻阻变变大 信号大 信号处处理系理系统获统获得得较较 高高电压电压 所以正确答案是 所以正确答案是 A C 答案 答案 AC 10 家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是 家用电热灭蚊器中电热部分的主要部件是 PTC 元件 元件 PTC 元元 件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器 其电阻率与温度件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器 其电阻率与温度 的关系如图的关系如图 8 所示 由于这种特性 所示 由于这种特性 PTC 元件具有发热 控元件具有发热 控 温两重功能 对此 以下说法中正确的是温两重功能 对此 以下说法中正确的是 A 通电后其功率先增大后减小 通电后其功率先增大后减小 B 通电后其功率先减小后增大 通电后其功率先减小后增大 C 当其产生的热量与散发的热量相等时 温度保持在 当其产生的热量与散发的热量相等时 温度保持在 t1到到 t2 之间的某一值不变之间的某一值不变 D 当其产生的热量与散发的热量相等时 温度保持在 当其产生的热量与散发的热量相等时 温度保持在 t1或或 t2不变不变 解析 解析 根据根据 PTC 元件的元件的电电阻率随温度阻率随温度变变化的曲化的曲线线可知 在常温下 它的可知 在常温下 它的电电阻是相当阻是相当 小的 通入小的 通入电电流以后 随着温度的升高 其流以后 随着温度的升高 其电电阻率先阻率先变变小后增大 那么它的功率先小后增大 那么它的功率先变变 大后大后变变小 温度保持在小 温度保持在 t1到到 t2之之间间的某一的某一值值不不变变 这时这时候候电电路路处处于于稳稳定状定状态态 如果温 如果温 度再升高 度再升高 电电阻率阻率变变大 大 导导致致电电流流变变小 温度就会降下来 如果温度降低 小 温度就会降下来 如果温度降低 电电阻率减阻率减 小 小 导导致致电电流流变变大 温度就会升上去 所以本大 温度就会升上去 所以本题题正确答案正确答案为为 A C 答案 答案 AC 三 计算题三 计算题 本题共本题共 2 小题 共小题 共 30 分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要分 解答时请写出必要的文字说明 方程式和重要 的演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数的演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数 值和单位值和单位 11 15 分分 如图如图 9 所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加 速直线运动的加速度 该装置是在矩形箱子的前 后壁上各速直线运动的加速度 该装置是在矩形箱子的前 后壁上各 安装一个由力敏电阻组成的压力传感器 用两根相同的轻弹安装一个由力敏电阻组成的压力传感器 用两根相同的轻弹 簧夹着一个质量为簧夹着一个质量为 2 0 kg 的滑块 滑块可无摩擦滑动 两弹的滑块 滑块可无摩擦滑动 两弹 簧的另一端分别压在传感器簧的另一端分别压在传感器 a b 上 其压力大小可直接从传上 其压力大小可直接从传 感器的液晶显示屏上读出 现将该装置沿运动方向固定在汽车上 传感器感器的液晶显示屏上读出 现将该装置沿运动方向固定在汽车上 传感器 b 在前 在前 传感器传感器 a 在后 汽车静止时 传感器在后 汽车静止时 传感器 a b 的示数均为的示数均为 10 N g 取取 10 m s2 1 若传感器若传感器 a 的示数为的示数为 14 N b 的示数为的示数为 6 0 N 求此时汽车的加速度大小和方 求此时汽车的加速度大小和方 向 向 2 当汽车以怎样的加速度运动时 传感器当汽车以怎样的加速度运动时 传感器 a 的示数恰好为零 的示数恰好为零 解析 解析 1 对对滑滑块进块进行受力分析如行受力分析如图图所示 依所示 依题题意 意 左左侧弹侧弹簧簧对对滑滑块块的向右的推力的向右的推力 F1 14 N 右右侧弹侧弹簧簧对对滑滑块块的向左的推力的向左的推力 F2 6 0 N 滑滑块块所受合力所受合力产产生加速度生加速度 a1 根据牛 根据牛顿顿第二定律有 第二定律有 F1 F2 ma1 解得 解得 a1 m s2 4 0 m s2 F1 F2 m 14 6 0 2 0 a1与与 F1同方向 即向前同方向 即向前 向右向右 2 传传感器感器 a 的的读读数恰数恰为为零 即左零 即左侧弹侧弹簧的簧的弹