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

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15题只有一项符合题目要求，第6题有多项符合题目要求)1下列说法中正确的是()a电饭锅中的敏感元件是光敏电阻b测温仪中测温元件可以是热敏电阻c机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲d火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现出高电阻状态【答案】b【解析】电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，a错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，c错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，d错误2有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是()a两个传感器都是光电传感器b两个传感器分别是光电传感器和温度传感器c两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器d只有光照和温度都适合时排气扇才能工作【答案】b【解析】题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，a、c、d错，b对3(2019陕西校级期中)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图甲所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是()a从t1t2时间内，小车做匀速直线运动b从t1t2时间内，小车做匀加速直线运动c从t2t3时间内，小车做匀速直线运动d从t2t3时间内，小车做匀加速直线运动【答案】d【解析】在t1t2内，i变大，阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，故a、b错误；在t2t3内，i不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，故c错误，d正确4如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、开关k与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场b中两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为q的小球k断开时传感器上有示数，k闭合时传感器上恰好无示数则线圈中的磁场b的变化情况和磁通量变化率分别是()a正在增加，b正在减弱，c正在减弱， d正在增加，【答案】d【解析】k闭合时传感器上恰好无示数，说明小球受竖直向上的电场力，且电场力大小等于重力，由楞次定律可判断磁场b正在增强，根据法拉第电磁感应定律enu，又qmg得，故d正确5(2019佛山校级检测)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是ptc元件，ptc元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，ptc元件具有发热、保温双重功能对此，以下判断正确的是()通电后，其电功率先增大，后减小通电后，其电功率先减小，后增大当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变abcd【答案】d【解析】当电热灭蚊器温度由0 升到t1的过程中，电阻器的电阻率随温度升高而减小，其电阻r随之减小，由于加在灭蚊器上的电压u保持不变，灭蚊器的热功率p随之增大，当tt1时，pp1达到最大；当温度由t1升高到t2的过程中，增大，r增大，p减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率p也就越大，因此在这之间的某一温度t3会有pp3p，即电热功率p减小到等于散热功率时，即达到保温；当tt3, pp，使温度自动升高到t3；当tt3，pp，使温度自动降为t3，实现自动保温所以正确故选d.6电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示，q是绝缘支架，薄金属膜片m和固定电极n形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片m振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流当膜片m向右运动的过程中有()a电容变大b电容变小c导线ab中有向左的电流d导线ab中有向右的电流【答案】ac【解析】当声波使膜片m向右运动时，电容器极板间距减小，电容变大，电荷量quc变大，电源要继续给电容器充电，所以导线ab中有向左的电流，故选项a、c正确二、非选择题7如图甲所示，为在温度为10 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻r120 k，r210 k，r340 k，rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示当a、b端电压uab0时，电压鉴别器会令开关s接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当uab0时，电压鉴别器会令开关s断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在_.【答案】32 【解析】本题考查了自动恒温箱的原理，抓住uab0的临界状态进行研究设电路路端电压为u，当uab0时，有r1r3，解得rt20 k.由题图可知，当rt20 k时，t32 .8如图所示是一种自动控制水温的装置，加热电路的两端p、q应接在触头a、b之间还是c、d之间？热敏电阻两端m、n应接在哪两个触头之间？【解析】p、q应该分别接到触头a、b之间，同时，m、n应该分别接e、f，其工作原理：当水温升高时，热敏电阻阻值减小，电磁铁中电流增大，吸引力增大，使衔铁被吸下，a、b断开，使加热装置停止加热，当水温降低时，热敏电阻阻值增大，衔铁弹回接通pq，使加热装置重新开始加热能力提升9如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图门打开时，红外光敏电阻r3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态门打开时两灯的发光情况以及r2两端电压ur2与门关闭时相比()a红灯亮，ur2变大b绿灯亮，ur2变大c绿灯亮，ur2变小 d红灯亮，ur2变小【答案】d【解析】门打开r3减小，导致r总减小和i总增加，ur和ur1变大，ur2e(ur1ur)减小，ir3i总增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，a、b、c均错误，d正确10(多选)为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图轻质弹簧右端和金属滑片p固定在一起(弹簧的电阻不计，p与r1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 n/cm.定值电阻r05 ，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值r125 ，电源输出电压恒为u3 v，理想电流表的量程为00.6 a当拉环不受力时，滑片p处于a端下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)()a小明在电路中连入r0的目的是保护电路b当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 ac当拉力为400 n时，电流表指针指在0.3 a处d当拉力为400 n时，电流表指针指在0.5 a处【答案】abc【解析】若电路无电阻r0，且金属滑片p在b端时，回路短路损坏电源，r0的存在使电路不出现短路，因此a正确当拉环不受力时，滑片p在a端，由欧姆定律得，i0.1 a，故b正确；拉力为400 n时，由fkx，则x4 cm，对应的电阻为rap20 ，r1接入电路的电阻rpb5 ，由闭合电路欧姆定律得，i0.3 a，故d错，c正确11如图所示，为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图a为光源，b为光电接收器，a、b均固定在车身上，c为小车的车轮，d为与c同轴相连的齿轮车轮转动时，a发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被b接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示若实验显示单位时间内脉冲数为n，累计脉冲数为n，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理量和数据是_；小车速度的表达式为v_；行程的表达式为s_.【答案】车轮的半径r和齿轮齿数p【解析】根据速度的意义和车正常行驶的情况，应有v2rf，其中r为车轮的半径，f为单位时间内车轮转过的圈数；若车轮的齿数为p，则转一圈应有p个脉冲被b接收到，因此有f，代入上式，有v.同样，根据行程的意义，应有s2rf，其中f为整个行程中车轮转过的圈数；而f，所以s.可见，还必须测量的物理量和数据是车轮的半径r和齿轮齿数p，速度和行程的表达式如上面两式所示12逻辑电路在电子线路中有着重要的应用某同学利用“非”门电路设计了一个路灯自动控制门电路天黑了，让路灯自动接通；天亮了，让路灯自动熄灭图中rg是一个光敏电阻，当有光线照射时，光敏电阻的阻值会显著减小r是可调电阻，起分压作用“非”门电路能将输入的高压信号转变为低压信号，或将低压信号转变为高压信号j为路灯总开关控制继电器，它在获得高压时才启动(图中未画路灯电路)(1)当天黑时，rg变_，“非”门电路获得_电压，j得到_电压(填“大”“小”或“高”“低”)(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节自动控制装置，使