（讲练测）高考物理一轮复习 专题46 传感器的简单使用（测）（含解析）-人教版高三全册物理试题

专题46传感器的简单使用（测）【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中．1~8题只有一项符合题目要求；9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1．关于传感器，下列说法中正确的是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，这种传感器的作用是控制电路的通断C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量D．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大【答案】B【名师点睛】该题考查常见的传感器的特点与应用，属于对基础知识点的考查，多加积累即可做好这一类的题目。2．如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱，断电器与传感器配合，可完成自动控制的要求，对其工作方式有下列判断①A、B间接控制电路，C、D间接被控电路②A、B间接被控电路，C、D间接控制电路③流过L的电流减小时，C、D间电路断开④流过L的电流增大时，C、D间电路断开以下组合的两项都正确的是A．①③B．②④C．①④D．②③【答案】A【解析】当较小的电流经过接线柱AB流入线圈时，电磁铁把衔铁吸下，使CD两个接线柱所连的触点接通，较大的电流就可以通过CD带动机器工作了．故①正确，②错误；流过L的电流减小时，线圈L产生的磁场减弱，对衔铁P的吸引力减弱，使CD两个接线柱所连的触点断开，故③正确④错误，故A正确；【名师点睛】电磁继电器就是一个自动控制电路通断的开关，根据电磁继电器的工作原理来分析解答．3．电源、开关S和S′、定值电阻R1、光敏电阻R2和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S、S′闭合，并且无光照射光敏电阻R2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点．当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，则A．液滴向下运动B．液滴仍然静止C．R2两端的电势差是否升高无法分析D．当光照强度不变时断开S′，把电容器的上极板向上移一小段距离，则上极板的电势比A点的电势高【答案】D【名师点睛】该电路和串联，电容器两端间的电压等于两端间的电压，当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，根据闭合电路欧姆定律分析电流的变化，得到两个电阻的电压变化和电容器两端的电压变化，从而知道电场的变化。4．氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电导G（电阻的倒数）与一氧化碳浓度C的关系如图甲所示。如果将氧化锡传感器接到如图乙所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表（电压表）的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标。下面表示电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系的图象正确的是【答案】C【名师点睛】对于传感器，关键是理解其工作原理，本题首先要读懂题意，抓住电导与浓度的关系，列出表达式，其次利用欧姆定律研究电压表示数与浓度的关系。5．许多楼道的灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没反应。它的控制电路是几种传感器的信号通过一个门电路后进入执行电路，这个门电路是A．非门电路B．或门电路C．与门电路D．以上答案都不是【答案】C【解析】根据题意，灯亮必须同时具备天黑，出现声音的条件，可得该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路，故设计的门电路为与门电路，故C正确。【名师点睛】根据题意，灯亮这件事要想发生，必须同时满足，天黑，出现声音的条件，该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路。6．用遥控器调换电视机的频道的过程，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．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【答案】A【名师点睛】用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程．7．如图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器调节到某一定值，实验中观察到当温度升高时灯更亮，下列对该实验现象分析正确的有A．电路中电流减小了B．电路中电流增大了C．温度升高时，热敏电阻的阻值增大D．温度升高时，灯泡电阻的阻值减小【答案】B【解析】灯更亮说明更多的电能转化为了灯泡电阻发热的热能而发光，即灯泡的电功率更大了；由灯泡电功率可知，电路中电流增大了，故A项错误、B项正确；温度升高时，电路中电流增大了，说明热敏电阻与灯泡组成的串联电路电阻减小，灯泡将增大故热敏电阻的阻值减小，故C项说法错误；温度升高时，灯泡电阻的阻值灯泡将增大，D项说法错误；应选B。【名师点睛】灯更亮说明灯泡电功率增大了。8．如图为含逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡。光照射光敏电阻时，其阻值R′将变得远小于R。当光照射光敏电阻时，则A．R两端的电势差变小B．R′两端的电势差变大C．小灯泡L发光D．小灯泡L不发光【答案】C【名师点睛】解决本题的关键知道门电路的各种符号，以及非门的特点，即输入状态与输出状态相反。9．某同学设计了一个在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，该同学用到的两个传感器可能是A．力传感器B．光电传感器 C．温度传感器D．电容式传感器【答案】BC【解析】由于该自动控制装置会受光照和温度影响，故应该有光电传感器和温度传感器，故选BC。【名师点睛】本题考查了自动控制原理及传感器，要知道传感器是将温度、力、光等非电学量转化为电学量的仪器，对此类题目要知道其工作原理．基础题目。10．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压点薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即现为“闯红灯”，电子眼拍照，则红灯亮时A．车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流B．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流先增加后减小D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照【答案】BD【解析】车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；由乙图可知，当车轮经过时电流先增大后减小，然后再反向增大减小；因电压是在受压时产生的；故说明电容器先充电后放电；故B正确，C错误；若汽车前轮越过感应线，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流，符合拍照条件，电子眼仍可拍照，故D正确。【名师点睛】根据电流和电路图分析电容器的充放电过程，并根据工作原理明确汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内是否符合拍照条件。11．生活中离不开物理，物理知识在生活中应用非常广泛，下列说法正确的是A．电饭锅是利用力传感器原理B．光控路灯是利用光敏电阻传感器C．变压器是利用了互感现象原理D．电磁炉是利用交流电的涡流现象原理【答案】BCD【名师点睛】传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成；传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。12．如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，原线圈接入正弦式交变电流，电流表、电压表下列说法正确的是A．若电压表的示数为6V，则输入电压的峰值为60VB．有光照射时，电流表的示数变大C．若抽出中的铁芯，灯变亮D．若输入电压的峰值保持不变，频率变大，则灯变亮【答案】BC【解析】根据公式：，可以得到输入端电压为，则最大值为：，故选项A错误；根据题意有光照射时，电阻减小，则副线圈电流减少，根据则原线圈电流减小，故电流表A减少，故选项B正确；抽出L中的铁芯，理想线圈自感系数减小，理想线圈对电流的阻碍减小，所以D变亮，故C正确；若输入电压的峰值保持不变，则有效值不变，匝数不变，则副线圈电压不变，故灯D亮度不变，故选项D错误。【名师点睛】由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比．和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，在根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况。二、非选择题（本大题共4小题，第13、14题每题10分；第15、16题每题15分；共50分）13．（10分）加速度传感器如图甲所示。较重的滑块2可以在光滑的框架1中平移，滑块两侧用弹簧3拉着；R为滑动变阻器，4是滑动片，它与电阻器任一端间的电阻值都与它到这端的距离成正比。工作时将框架固定在被测物体上，使弹簧及电阻R均与物体的运动方向平行。当被测物体加速运动时，滑块将在弹簧的作用下，以同样的加速度运动。通过电路中电压表的读数，可以得知加速度的大小。电压表为指针式直流电压表（可视为理想电压表）。（1）电压表零刻度在表盘中央（即可显示正负电压），当P端的电势高于Q端时，指针向零点左侧偏转。当物体具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向零点__________（填“左”、“右”）侧偏转。（2）若将电压表的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则表盘的刻度__________（填“均匀”、“非均匀”）分布。（3）电压表是由灵敏电流计改装而成的，灵敏电流计表盘如图乙所示。当被测物体具有图示方向大小为1m/s2的加速度时，滑动片4从MN的中央向某侧平移的距离为MN总长的1/6且滑动片4在M或N端时，灵敏电流计示数最大。若将灵敏电流计的表盘换成直接表示加速度大小及方向的刻度盘，则灵敏电流计表盘上－30刻线处对应的加速度为__________。【答案】（1）右（2）均匀（3）－3m/s2【解析】（2）设加速度为a时，电压表的读数为U，则：2kx=ma又联立解得：由于U与a成正比，所以表盘的刻度应均匀（3）由可知，当a=1m/s2时，x=L/6，则此时U=Um/3，则当U=Um时，a=3m/s2，即灵敏电流计表盘上－30刻线处对应的加速度为-3m/s2【名师点睛】本题中应变式加速度计体现了一种重要的实验设计思想--转换思想，即把难以直接测量的力学量转换为容易测量的电学量．这类题目是力与电综合题，关键要寻找力电联系的桥梁。14．（10分）同学们在研究传感器特点时，做了如下两个实验：（1）利用传感器和计算机可以研究快速变化力的大小，实验时，把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．用这处方法获得的弹性绳的拉力随时间变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息，以下判断正确的是A．t1、t2时刻小球速度最大B．t2、t5时刻小球的动能最小C．t3、t4时刻小球的速度相同D．小球在运动过程中机械能守恒（2）温度传感器是对温度敏感的元件，它将感受到的温度信号转变成测量的量（一般是电学量），从而直接反映出其变化．某种材料的R－t图线如下图甲所示．①它（填“能”或“不能”）作为温度传感器的感应元件。②把这种材料制成的电阻和一个电热器串联，如图乙，可达到何种自动控制效果？【答案】（1）B（2）①能②可达到使电热器保持一定温度的效果（2）①由于其电阻的阻值随着温度的变化而变化，故它能作为温度传感器的感应元件。②可达到使电热器保持一定温度的效果。【名师点睛】本题考查学生对生活中半导体具体实例的了解情况．此外本题通过影响电阻的因素的实验，考查学生识图能力以及分析问题和解决问题的能力。15．（15分）如图甲所示，光滑水平面上放置斜面体ABC，AB与BC圆滑连接，AB表面粗糙且水平（长度足够长），倾斜部分BC表面光滑，与水平面的夹角。在斜面体右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，规定力传感器受压时，其示数为正值；力传感器被拉时，其示数为负值。一个可视为质点的滑块从斜面体的C点由静止开始下滑，运动过程中，力传感器记录到力和时间的关系如图乙所示。（sin37°=0．6，cos37°=0．8，g取10m／s2），根据图乙所给数据，求：（1）斜面体倾斜部分BC的长度（2）滑块的质量（3）求滑块在AB滑行的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【名师点睛】本题要读懂图象，分析滑块的受力情况和运动情况，关键要抓住木板对传感器的压力与滑块对斜面BC压力的关系。16．（15分）如下左图所示，楔形木块A固定在水平放置压力传感器上，A的斜面是光滑的。某同学将质量不同的小钢球从斜面顶端静止释放，记录小钢珠在斜面上运动时压力传感器的示数。重力加速度g=9.8m/s2.记录实验数据后，根据数据做出F-m图像，如下右图。（1）由图像知，木块A的质量M=kg（保留小数点后一位）（2）若斜面倾角为θ，由图像知，____