2023年新教材高中物理第5章传感器第2节传感器的应用课后提升训练粤教版选择性必修第二册

第五章第二节A组·基础达标1．如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断()A．θ′＝θ B．θ′＜θC．θ′＞θ D．不能确定【答案】B【解析】光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，阻值变大，指针自左向右偏转角度变小，B正确．2．(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程中()A．物体处于失重状态B．物体处于超重状态C．升降机一定向上做匀加速运动D．升降机可能向下做匀减速运动【答案】BD【解析】由乙图知电流强度变为原来的两倍，而加在压敏电阻两端的电压不变，说明压敏电阻的阻值减小，即物体对压敏电阻的压力增大，物体所受支持力大于重力，升降机匀加速上升或匀减速下降，处于超重状态，故选BD．3．(多选)数码相机和数码摄像机在人们生活中的应用越来越普及．在数码摄像器材中，使用了一种新型的敏感元件，叫电荷耦合器(CCD)，下列关于CCD的说法正确的是()A．它能将光信号转换成模拟电信号B．它能将模拟电信号转换为数字电信号C．它是一种硅半导体芯片，上面布有数百万个光敏元件D．它是一种硅半导体芯片，上面布有数百万个热敏元件【答案】AC【解析】CCD是一种硅半导体芯片，上面布有数百万个光敏元件，每个光敏元件都把它所受到的光转换成相应量的电荷，于是整块CCD就把一幅图像的光信号转换成相应的模拟电信号，然后再通过A/D转换器转换为数字信号，以便于计算机处理，故A、C正确．4．下列说法正确的是()A．光敏电阻能够把电信号转换成光信号B．干簧管是一种能够感知静电场的传感器C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量D．电容式位移传感器能够把电动势这个电学量转化为物体的位移这个力学量【答案】C【解析】光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量，故A错误；干簧管是能够感知磁场的传感器，故B错误；霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C正确；电容式位移传感器是把位移这个力学量转化为电容这个电学量的，故D错误．5．(多选)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2m，则下列说法正确的是()A．传送带运动的速度是0.1m/sB．传送带运动的速度是0.2m/sC．该传送带每小时输送3600个工件D．该传送带每小时输送7200个工件【答案】BC【解析】从乙图可知，每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是v＝eq\f(0.2,1)m/s＝0.2m/s，故A错误，B正确；传送带每小时传送的距离为s＝vt＝0.2×3600m，工件个数为n＝eq\f(3600×0.2,0.2)个＝3600个，故C正确，D错误．B组·能力提升6．(多选)有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数关系式为R＝30－0.01F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是()A．该秤能测量的最大体重是1400NB．该秤能测量的最大体重是2800NC．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处【答案】BC【解析】分析题意可知，理想电流表的量程为3A，故电路中电流为3A时，电子秤测量的体重最大，根据闭合电路欧姆定律可知，I＝eq\f(E,R＋r)，解得R＝2Ω，其中R＝30－0.01F，联立解得F＝2800N，A错误，B正确；踏板空载时F＝0，代入R＝30－0.01F，解得R＝30Ω，根据欧姆定律得，I＝0.375A，该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处，C正确，D错误．7．(2022年江西临川二中期中)酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样显示仪表的示数就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，关于电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系，正确的是()A．U越大，表示c越大，U与c成正比B．U越大，表示c越大，但是U与c不成正比C．U越大，表示c越小，U与c成反比D．U越大，表示c越小，但是U与c不成正比【答案】B【解析】由题意可知eq\f(1,r′)＝kc，电压表测的是R0两端的电压，U＝eq\f(E,R0＋r＋R＋r′)×R0＝eq\f(E,R0＋r＋R＋\f(1,kc))×R0，由此式可以看出U越大，表示c越大，但是U与c不成正比，故选B．8．(2022年南京秦淮中学期中)磁传感器是将磁信号转变为电信号的仪器．如图所示，将探头放在磁场中，可以很方便地测量磁场的强弱和方向．探头可能是()A．感应线圈 B．热敏电阻C．霍尔元件 D．干簧管【答案】C【解析】将探头放在磁场中，可以很方便地测量磁场的强弱和方向，将磁信号转变为电信号，所以探头可能是霍尔元件．9．传感器的功能与人的视觉、听觉、触觉、嗅觉等功能相似．不只在科研领域，在人们的日常生活中，也会用到传感器以实现某种功能．关于图中应用传感器的实际情境，下列说法错误的是()A．甲图传感器用来测量位移的微小变化，是位移传感器B．乙图光电计数器用到了光敏电阻这个传感元件，是光传感器C．丙图利用霍尔元件可以测量微小位移，是位移传感器D．传感器感受力、温度、光、声等信号，把电学信号转换成非电学信号【答案】D【解析】甲图中，当被测物体在左、右方向发生位移时，电介质板随之在电容器两极板之间移动．如果测出了电容的变化，就能知道物体位置的变化，所以甲图传感器是位移传感器，A正确；乙图中，A是发光仪器，B是接收光信号的仪器，B中的主要元件是由光敏电阻组成的光电传感器．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值较小，供给信号处理系统的电压变低；当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高．这种高低交替变化的信号经过处理，就会转化为相应的数字，实现自动计数的功能，B正确；丙图中，在两块磁感应强度