2019-2020学年高中物理 第6章 传感器 3 实验：传感器的应用训练（含解析）新人教版选修3-2

实验：传感器的应用基础达标一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第56题有多项符合题目要求)1如图所示，rt为半导体热敏电阻，其他电阻都是普通电阻，当灯泡l的亮度变暗时，说明()a环境温度变高b环境温度变低c环境温度不变 d都有可能【答案】b【解析】当灯泡l的亮度变暗时，说明通过灯泡l的电流变小，rt的阻值变大，只有环境温度变低，rt的阻值才变大，所以选b.2如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，a为固定的导体芯，b为导体芯外面的一层绝缘物质，c为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度h变化为()ah正在增大 bh正在减小ch不变 d无法确定【答案】b【解析】由电源极性及电流方向可知，a、b构成的电容器上的电荷量减小，据c，电容c在减小，可推知正对面积s减小，即h在减小3某仪器内部电路如图所示，其中m是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片间隙很小(b固定在金属块上)，当金属块处于平衡状态时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，下列说法中正确的是()a当汽车加速前进时，甲灯亮b当汽车加速前进时，乙灯亮c当汽车刹车时，乙灯亮d当汽车刹车时，甲、乙两灯均不亮【答案】b【解析】汽车向右加速时，m向左移动，与a接触，乙灯亮；当汽车刹车时，m向右移动，与c接触，甲灯亮4某电容式话筒的原理示意图如图所示，e为电源，r为电阻，薄片p和q为两金属极板，对着话筒说话时，p振动而q可视为不动，在p、q间距增大过程中()ap、q构成的电容器的电容增大bp上电荷量保持不变cm点的电势比n点的低dm点的电势比n点的高【答案】d【解析】薄片p和q为两金属极板，构成平行板电容器，由c可知，在p、q间距增大过程中即d增大，电容c减小，a错误；电容器始终与电源连接，两极板电压不变，据电容的定义式c知电荷量减少，b错误；q板上的正电荷流向m点经n点到电源正极，故mn，c错误，d正确5(2019贵州校级检测)传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力f作用于可动膜片电极上时，可使膜片产生形变，引起电容的变化将电容器、灵敏电流计和电源串接成闭合电路，那么以下说法正确的是()a当f向上压膜片电极时，电容将减小b若电流计有示数，则压力f发生变化c若电流计有向右的电流通过，则压力f在增大d若电流计有向右的电流通过，则压力f在减小【答案】bc【解析】根据电容的决定式c 可知，当f向上压膜片电极时，电极间的距离d变小，电容将增大，故选项a错误；若电流计有示数，说明电容的大小在发生变化，从而使电极上的电荷在不断地充电、放电，而使电容的大小不断变化的因素就是力f发生变化，从而使电极间的距离变化，故选项b正确；若电流计有向右的电流，说明电源在对电容充电，电极上的电荷量在增加，由于电极间的电压就是电源电压，是不变的，故根据电容的定义式c可知，电容c在增大，所以电极间的距离在减小，说明压力f在增大，故选项c正确，d错误6有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三个元件，将这三个元件分别接入如图所示电路中的a、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，下列说法中正确的是()a置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是热敏电阻b置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻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，这个元件一定是光敏电阻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，这个元件一定是定值电阻【答案】ac【解析】热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化故正确答案为ac.二、非选择题7如图是热水器中的恒温集成电路，r0是热敏电阻，温度较低时其阻值很大，温度较高时阻值很小如图热水器中没有水或水温较高时，继电器会放开弹簧片，发热器断路，反之会吸住簧片接通发热器如果热水器中没有水时，电路中bc部分就处于_(填“断路”或“短路”)，则在电路图的虚线框内的门电路应是_门，当温度较低时，门电路的输入端a是_电势(填“高”或“低”)【答案】断路与高【解析】热水器没有水时，电路中bc部分处于断路，b处于低电势，电路图中的虚线框内为“与”门，则继电器中没电流，继电器放开簧片，发热器断路当热水器有水时，b处于高电势；若水温较高，r0阻值很小，a处于低电势，因“与”门使继电器放开弹簧片，发热器断路；若水温低，r0阻值很大，a处于高电势，此时继电器接通发热器8如图甲所示，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.(1)斯密特触发器相当于一种“_”门电路(2)如图乙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图丙所示，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】(1)非(2)0.42减小【解析】(1)输出状态和输入状态相反，相当于“非”门电路(2)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：所以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的阻值应减小能力提升9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殊性来工作的如图甲所示，电源的电动势e9 v，内阻不计；g为灵敏电流表，内阻保持不变；r为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示闭合开关s，当r的温度等于20 时，电流表示数i12 ma.当电流表的示数i23.6 ma时，热敏电阻的温度是()a60 b80 c100 d120 【答案】d【解析】在20 时，e(rgr1)i1，即rg500 ；当i23.6 ma时，e(rgr2)i2，即9 v(500r2)3.6103 v，所以r22 000 .从题图乙中可以看出t120 ，故选d.10(多选)图甲为斯密特触发器，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的时候(0.8 v)，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为光敏电阻关于斯密特触发器和光控电路的下列说法中正确的是()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，二极管发光【答案】bcd【解析】斯密特触发器是一种特殊的非门，它把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，a项说法错误，b项说法正确把r1的阻值调大些，只有rg的阻值达更大，才能使斯密特触发器的a端电压达到某个值(1.6 v)，即天更暗；当输出端y突然跳到低电平时，发光二极管导通就发光，c、d项正确11如图所示用电磁继电器设计一个高温报警器，要求是：正常情况绿灯亮，有险情时电铃报警可供选择的器材如下：热敏电阻、绿灯泡、小电铃、学生用电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线【答案】如图所示【解析】将热敏电阻、学生用电源、滑动变阻器、开关串联接入继电器的a、b端；将学生用电源与电铃、绿灯泡分别接入c、d、e之间正常时热敏电阻阻值大，ab间电流小，磁性弱，ce接通，绿灯亮温度升高时，热敏电阻阻值变小，ab间电流变大，磁性变强，吸住衔铁，cd接通，ce断开，绿灯灭，电铃响12如图所示，小铅球p系在细金属丝下，悬挂在o点，开始时小铅球p沿竖直方向处于静止状态当将小铅球p放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度，水流速度越大，越大为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝bc，其长为l