人教版(新教材)高中物理选择性必修2第五章传感器章末自测卷（五）

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE1章末自测卷(五)(时间：45分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8个小题，每小题6分，共48分)1．(2021·江苏姜堰中学高二月考)美国科学家WillardS·Boyle与GeorgeE·Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获诺贝尔物理学奖。CCD是将光学量转变成电学量的传感器。下列可将光学量转化为电学量的传感器为()A．热敏电阻 B．电视机遥控接收器C．霍尔元件 D．双金属片〖答案〗B〖解析〗热敏电阻及双金属片都是把温度转化为电学量的传感器，故A、D错误；电视机遥控接收器是将光学量转化为电学量的传感器，故B正确；霍尔元件是将磁场的磁感应强度转化为电学量的传感器，故C错误。2．(2021·安徽合肥市高二期末)医生将非接触式测温仪靠近但不接触病人额头，即可测得病人体温，这类测温仪利用的传感器是()A．声音传感器 B．红外线传感器C．气体传感器 D．压力传感器〖答案〗B〖解析〗非接触式测温仪能将物体发出的红外线信号转化为电信号，所以测温仪利用的传感器使用的是红外线传感器。故B正确，A、C、D错误。3．(2021·江苏南通市高二期末)关于传感器，下列说法中不正确的是()A．热敏电阻是由金属制成的，对温度感知灵敏B．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电信号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．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〖答案〗A〖解析〗热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，由半导体制成，负温度系数的热敏电阻随着温度升高，其电阻在减小，对温度感知灵敏，故A错误；电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故B正确；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；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D正确。4．数码相机的普及使传统胶片相机逐渐被淘汰。数码相机的主要部件是电荷耦合器(CCD)，能将光学量转化为电学量。该部件可视为()A．力传感器 B．温度传感器C．光传感器 D．霍尔元件〖答案〗C〖解析〗因为CCD能把光学量转化为电学量，因而是一种光传感器，故C正确，A、B、D错误。5．(2021·射阳县二中高二开学考)传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、角度等)转换成电学物理量(如电压、电流、电荷量等)的一种元件。如图所示中的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是()A．甲图中两极板间的电荷量不变，若电压减小，可判断出h变小B．乙图中两极板间的电荷量不变，若电压增大，可判断出θ变小C．丙图中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，则x变小D．丁图中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，则F变大〖答案〗D〖解析〗图甲中两极板间的电荷量不变，若电压减小，由电容的定义式C＝eq\f(Q,U)分析可知，电容增大，由电容的决定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，两极板正对面积增大，h变大，A错误；图乙中两极间的电荷量不变，若电压增大，则由电容的定义式C＝eq\f(Q,U)分析可知，电容减小，由电容的决定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，极板正对面积减小，θ变大，B错误；图丙中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的负极，说明电容器在放电，电荷量减小，由电容的定义式C＝eq\f(Q,U)分析可知，电容减小，由电容的决定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，电介质向外移动，则x变大，C错误；图丁中两极板间的电压不变，若有电流流向传感器的正极，说明电容器在充电，电荷量增加，由电容的定义式C＝eq\f(Q,U)分析可知，电容增大，由电容的决定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，极板间距离减小，则F变大，D正确。6．(2021·山西晋中市高二期末)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，电压随压力变化而变化，压力越大电压越大，压力不变，电压一定。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，回路中会产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼自动拍照记录。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，电容器先放电后充电C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，会被电子眼拍照〖答案〗D〖解析〗汽车停在感应线上时，汽车对压电薄膜的压力不变，电压恒定，电路中没有电流，A错误；车轮经过感应线时，电容器先充电后放电，电流不会一直增大，B、C错误；汽车前轮两次经过感应线，产生两个脉冲电流，所以会被电子眼拍照，D正确。7．如图所示，R为定值电阻，RT为负温度系数热敏电阻，L为小灯泡。当温度降低时()A．R两端的电压增大 B．电流表的示数增大C．小灯泡的亮度变强 D．小灯泡的亮度变弱〖答案〗C〖解析〗当温度降低时，RT电阻增大，并联部分电阻增大，总电阻增大，总电流减小，R两端电压减小，电流表示数减小，故A、B错误；因为R两端电压减小，根据串联电路电压特点可知，灯泡两端的电压增大，通过灯泡的电流增大，故灯泡变亮，故C正确，D错误。8．(2021·河北石家庄二中高二月考)目前，传感器已经广泛应用于生产、生活、科学研究等各个领域，关于传感器的应用，下列说法中正确的是()A．自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器B．走廊照明灯的声控开关、红外报警装置都是应用了声传感器C．发光二极管是一种常用的光传感器，其作用是将光信号转换为电信号D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电阻这个电学量〖答案〗A〖解析〗自动洗衣机中的压力传感器、数字体重计所用的测力装置都应用了力传感器，故A正确；在天黑楼道里出现声音时，楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中既有声音传感器，又有光传感器；但红外报警装置是应用了红外线传感器，故B错误；发光二极管不是光传感器，故C错误；霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故D错误。二、多项选择题(本题共2个小题，每小题6分，共12分)9．(2021·河南安阳市高二期末)关于传感器，下列说法正确的是()A．干簧管是一种能够感知电场的传感器B．测温枪是一种把人体温度转换成电学量并通过显示屏显出温度的传感器C．话筒不属于传感器D．霍尔元件是一种可以把磁感应强度转换成电压的传感器〖答案〗BD〖解析〗干簧管是一种能够感知磁场的传感器，故A错误；测温枪是一种把人体温度转换成电学量并通过显示屏显示出温度的传感器，故B正确；话筒是把声音转换成电流的传感器，故C错误；霍尔元件是一种可以把磁感应强度转换成电压的传感器，故D正确。10．(2021·通化县综合高级中学高二期末)如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1∶n2＝10∶1，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压如图乙所示。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小)，R1为一定值电阻。下列说法中正确的是()A．电压表V1示数为22VB．输入电压瞬时值表达式为u＝220eq\r(2)sin(100πt)VC．当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变小D．当R2所在处出现火警时，电压表V2的示数变大〖答案〗AB〖解析〗由图像可知，输入的电压有效值为220V，变压器的电压与匝数成正比，由此可得副线圈的电压为U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1,10)×220V＝22V所以电压表V1示数为22V，故A正确；由电动势随时间变化的规律可知，周期为0.02s，交流电的角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,0.02)rad/s＝100πrad/s所以输入电压瞬时值表达式为u＝220eq\r(2)sin(100πt)V故B正确；当出现火警时，温度升高，电阻R2减小，副线圈的电流变大，所以原线圈电流即电流表A示数增大，则R1的电压要增大，由于副线圈的总电压不变，所以R2的电压即电压表示数V2要减小，故C、D错误。三、实验题(本题共3小题，共40分)11．(12分)为了研究光敏电阻在室内正常光照射和室外强光照射时电阻的大小关系，某同学用如图甲所示的电路进行实验，得出两种U－I图线，如图乙所示。(1)根据U－I图线可知正常光照射时光敏电阻的阻值为__________Ω，强光照射时电阻为__________Ω；(2)若实验中所用电压表的内阻约为5kΩ，毫安表的内阻约为100Ω，考虑到电表内阻对实验结果的影响，此实验中__________(选填“正常光照射时”或“强光照射时”)测得的电阻误差较大。若测量这种光照下的电阻，则需将实物图中毫安表的连接方式采用__________(选填“内接”或“外接”)法进行实验，实验结果较为准确。〖答案〗(1)3000200(2)强光照射时外接〖解析〗(1)光敏电阻的阻值随光照的增强而减小，结合图乙知正常光照射时R1＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(2.4,0.8×10－3)Ω＝3000Ω，强光照射时R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(0.8,4.0×10－3)Ω＝200Ω。(2)实验电路采用的是毫安表内接法，测得的结果比真实值偏大，当待测电阻远大于毫安表电阻时实验误差较小，所以强光照射时误差较大；强光照射时采用毫安表外接法实验结果较为准确。12．(14分)(2021·山东宁阳县一中高二月考)某同学利用热敏电阻设计了一个“过热自动报警电路”，如图甲所示。将热敏电阻R安装在需要探测温度的地方，当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响。图甲中继电器的供电电压U1＝3V，继电器线圈用漆包线绕成，其电阻R0为30Ω。当线圈中的电流大于等于50mA时，继电器的衔铁将被吸合，警铃响。图乙是热敏电阻的阻值随温度变化的图像。(1)图甲中警铃的接线柱C应与接线柱________相连，指示灯的接线柱D应与接线柱________相连(均选填“A”或“B”)；(2)当环境温度升高时，热敏电阻阻值将________，继电器的磁性将________(均选填“增大”“减小”或“不变”)，当环境温度达到________℃时，警铃报警；(3)如果要使报警电路在更高的温度报警，下列方案可行的是________A．适当减小U1 B．适当增大U1C．适当减小U2 D．适当增大U2〖答案〗(1)BA(2)减小增大80(3)A〖解析〗(1)根据“当环境温度正常时，继电器的上触点接触，下触点分离，指示灯亮；当环境温度超过某一值时，继电器的下触点接触，上触点分离，警铃响”，知警铃的接线柱C应与接线柱B相连，指示灯的接线柱D应与接线柱A相连。(2)当环境温度升高时，热敏电阻阻值减小，由欧姆定律知电路中电流增大，则继电器的磁性将增大。当线圈中的电流等于50mA时，继电器的衔铁刚好被吸合，则控制电路中电阻最大值为R总＝eq\f(U1,I)＝eq\f(3,0.05)Ω＝60Ω此时热敏电阻阻值为R＝R总－R0＝(60－30)Ω＝30Ω由图乙知，此时环境温度为80℃，所以环境温度在大于等于80℃时，警铃报警。(3)要使报警电路在更高的温度就报警，则线圈中的电流等于50mA时，热敏电阻R变大，由(2)知，热敏电阻R＝eq\f(U1,I)－R0则可通过适当减小U1达到这个目的。故选项A正确。13．(14分)(2021·济南市历城第二中学月考)声敏电阻的特点是随接收到的声音强度I(dB)的增大电阻值减小，某同学用欧姆表粗略地测量了一个声敏电阻的阻值约为80Ω。该同学为了检验声敏电阻的阻值随声音强度的变化关系，并把电压表V1改装成声音强度检测仪设计了如图所示的电路。可提供的器材有：A．电源：E＝9.0V，内阻未知；B．两相同电压表：量程0～3V，内阻未知；C．声敏电阻R，音箱(最大声音强度140dB)；D．定值电阻，阻值为30Ω；E．定值电阻，阻值为60Ω；F．滑动变阻器，最大阻值为10Ω；G．滑动变阻器，最大阻值为100Ω；H．开关、导线若干。回答下列问题：(1)电路图中滑动变阻器没有完成连接，根据自己的判断在实物图中完成滑动变阻器的连接，并把其他器材也连入电路；(2)实验中保持电压表V2的示数3.00V不变，调节音箱的音量，使声敏电阻接收到不同的声音强度，在电压表V1中读出不同声音强度对应的电压值，列表如下：I(dB)0306090120U1(V)0.801.151.582.002.25可以判断该同学使用的定值电阻为________，滑动变阻器为________(填器材前面的字母)；(3)在下面的坐标纸中作出声敏电阻的阻值R随声音强度I的变化曲线，利用所作的曲线可判断，当电压表示数U1＝1.80V时，对应的声音强度I＝________dB。〖答案〗(1)见〖解析〗图