高中物理选择性必修-第2册-第5章-1认识传感器

第五章1认识传感器A组·基础达标1．(2020年宾川四中月考)传感器可以进行信息采集并把采集到的信息转换为易于控制的量，其工作过程可能是()A．将力学量(如形变量)转换成磁学量B．将电学量转换成热学量C．将光学量转换成电学量D．将电学量转换成力学量【答案】C【解析】传感器是指能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量或转换为控制电路的通断的一类元件，故C正确．2．(2020年吉化一中期中)用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转换为电信号的过程，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【解析】红外报警器是当有人或物通过时，将红外线遮住从而使得光信号被遮住，光电效应装置无电流通过，红外报警器则通过另外的装置联系一定的动作，是将光信号转换为电信号的过程，A正确；而B项是将声音信号转换为电信号的过程；C项是将压力转换为电信号的过程；D项是将温度转换为电信号的过程．3．有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为()A．改变湿度 B．改变温度C．改变磁场 D．改变电容【答案】D【解析】手靠近干手机后，使电容式传感器的电容改变，干手机内的电热器工作，D正确．4．光传感器的作用是()A．利用光敏电阻将光信号转化为电信号B．利用光敏电阻将电信号转化为光信号C．利用光敏电阻将光信号与电信号互相转化D．以上说法都不正确【答案】A【解析】光传感器是利用光信号的强弱对应电阻不同而实现把光信号转化为电信号的，故A正确．5．电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响．如图所示，在电路中接入电感线圏，闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图像会是下列选项中的哪一种()ABCD【答案】B【解析】当闭合开关时，通过电感线圈的电流是逐渐增大但并不是均匀增大的，一段时间后电流恒定，故B正确．6．(多选)(2020年大庆实验中学检测)下列关于电熨斗的说法正确的是()A．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同B．常温下，上下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离C．需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移D．电熨斗中的双金属片是一种半导体材料【答案】BC【解析】常温下，上下触点是接触的；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离，B正确；需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，C正确；双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，A错误；双金属片是一种导体材料，D错误．7．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是()A．温度升高至74℃时，LB．温度升高至74℃时，LC．温度升高至78℃时，LD．温度升高至78℃时，L【答案】D【解析】当温度低于78℃时，继电器线圈中没有电流，此时灯L1亮，但不报警；当温度升高到78℃时，继电器线圈有电流，磁铁吸下衔铁，灯L2被接通，所以灯L2亮且报警，温度升高至748．(多选)传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用．如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图．金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，即①电源接通后，电容C减小，反映h减小；②电源接通后，电容C减小，反映h增大；③电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小；④电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大．以上判断正确的是()A．① B．②C．③ D．④【答案】AD【解析】分析图示可知，电容器的两个极板分别是金属棒与导电液，h增大表示电容器的正对面积增大，电容C就增大，h减小，C减小，①正确，②错误；充电后断开，则电量Q不变，U＝eq\f(Q,C)，U减小，则C增大，说明h增大，③错误，④正确，选AD.9．利用负温度系数热敏电阻制作的热敏传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________________(填“大”或“小”)．(2)上述电路中，我们将电流表的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为20℃(如图甲所示)，则25℃的刻度应在20℃的刻度的________________(填“左”或(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路．【答案】(1)小(2)右(3)见解析图【解析】(1)因为负温度系数热敏电阻温度升高时，电阻减小，温度降低时，电阻增大．故电路中电流会变小．(2)由(1)的分析知，温度越高，电阻越小，则电流越大，25℃的刻度应对应较大电流，故在20(3)如图所示．B组·能力提升10．(多选)(2020年北京牛山一中期中)演示位移传感器的工作原理如图乙所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x.假设电压表是理想电压表，则下列说法正确的是()A．物体M运动时，电源内的电流不会发生变化B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化C．物体M不动时，电路中没有电流D．物体M不动时，电压表没有示数【答案】AB【解析】电压表不分流，故触头移动不会改变电路的总电阻，也就不会改变电路中的总电流，故A正确，电压表测量触头P与左侧电阻之间的电压，故电压表示数随物体M的移动而变化，故B正确，C、D错误．11．传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种，某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的．常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路．下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中S为电源开关)连接正确的是()ABCD【答案】A【解析】题图A中温度传感器和消毒柜串联，电源开关闭合后，传感器闭合时，消毒柜工作，传感器断开时，消毒柜停止工作，符合题意，故A正确；题图B中温度传感器和消毒柜并联，消毒柜的工作情况与传感器闭合、断开无关，不符合题意，故B错误；题图C中温度传感器和消毒柜并联，消毒柜由开关S控制，与温度传感器无关，不符合题意，故C错误；题图D中温度传感器和消毒柜并联，温度传感器由开关S控制，消毒柜的工作情况与温度传感器无关，不符合题意，故D错误．12．角速度计可测量航天器自转的角速度ω，其结构如图所示，当系统绕OO′轴转动时，元件A在光滑杆上发生滑动．并输出电信号成为航天器的制导信号源．已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为L0，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动触头P在中点，与固定接头Q正对，当系统以角速度ω转动时，求：(1)弹簧形变量x与ω的关系式；(2)电