2016-2017學(xué)年高中物理第5章傳感器及其應(yīng)用章末綜合測評魯科版選修.docx

第5章 傳感器及其應(yīng)用 (時間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共10個小題，每小題6分，共60分在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，第810題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1類人型機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉(zhuǎn)彎下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說法中正確的是()A力傳感器B光傳感器C溫度傳感器D聲音傳感器【解析】遇到障礙物會繞開，說明它是光傳感器，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯誤【答案】B2用遙控器調(diào)換電視頻道的過程，實(shí)際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化成電信號的過程，下列屬于這類傳感器的是()A紅外報(bào)警裝置B走廊照明燈的聲控裝置C自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器【解析】紅外報(bào)警裝置是傳感器把光信號(紅外線)轉(zhuǎn)化成電信號；走廊照明燈的聲控裝置是傳感器把聲音信號轉(zhuǎn)化成電信號；自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置是把位移信號轉(zhuǎn)化成電信號；電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器把溫度信號轉(zhuǎn)化成電信號【答案】A3如圖1所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時，下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：78870097】圖1A進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報(bào)B發(fā)生火災(zāi)時，光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報(bào)C發(fā)生火災(zāi)時，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報(bào)D以上說法均不正確【解析】由報(bào)警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時，煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在三極管上，使其電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報(bào)，C對【答案】C4如圖2所示RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是() 【導(dǎo)學(xué)號：78870098】圖2熱敏電阻溫度升高，其他條件不變熱敏電阻溫度降低，其他條件不變光照增強(qiáng)，其他條件不變光照減弱，其他條件不變ABCD【解析】電壓表示數(shù)變大，而R3為定值電阻，說明流經(jīng)R3的電流增大，由電路結(jié)構(gòu)可知，這可能是由于RT減小或R1增大，由熱敏電阻和光敏電阻特性知，可能是由于溫度降低或光照減弱，故、正確，、錯誤【答案】D5. (2016德州檢測)如圖3所示，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，D為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)光越強(qiáng))，且R與D距離不變，下列說法中正確的是()圖3A當(dāng)滑動觸頭向左移動時，L消耗的功率增大B當(dāng)滑動觸頭向左移動時，L消耗的功率減小C當(dāng)滑動觸頭向右移動時，L消耗的功率可能不變D無論怎樣移動滑動觸頭，L消耗的功率都不變【解析】電源電壓恒定，也就是說，并聯(lián)電路兩端的電壓恒定，當(dāng)滑動觸頭向左移動時，發(fā)光二極管發(fā)光變強(qiáng)，光敏電阻的電阻變小，所以電流變大，則L的功率變大【答案】A6傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖4所示為測定壓力的電容式傳感器，將電容器、靈敏電流計(jì)(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路當(dāng)壓力F作用于可動電極的膜片上時，膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)在對膜片開始施加恒定的壓力到膜片穩(wěn)定的這段時間，靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏)()圖4A靈敏電流計(jì)指針向右偏B靈敏電流計(jì)指針向左偏C靈敏電流計(jì)指針不動D不能判斷靈敏電流計(jì)指針向哪邊偏【解析】壓力F作用時，極板間距d變小，由C，電容器電容C變大，又根據(jù)QCU，極板帶電量變大，所以電容器應(yīng)充電，又由于上極板帶正電，靈敏電流計(jì)中有由負(fù)接線柱流入的電流，所以指針將左偏【答案】B7氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化，在如圖5甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與一氧化碳濃度有了對應(yīng)關(guān)系，觀察儀表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo)，有一種氧化錫傳感器，其技術(shù)資料中給出的是電導(dǎo)(即電阻的倒數(shù))濃度曲線如圖乙，請判斷圖中電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是()圖5【解析】當(dāng)一氧化碳濃度增大時，傳感器的電導(dǎo)增大，電阻R傳減小，由閉合電路歐姆定律知，電路中的電流IE/(R0RR傳r)增大，電壓表的示數(shù)U0IR0ER0/(R0RR傳r)增大，故C、D錯誤，由題圖知，傳感器的電導(dǎo)與濃度成正比，傳感器的電阻R傳與濃度成反比，但電壓表的示數(shù)U0與傳感器的電阻R傳并不成正比關(guān)系，所以，電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的關(guān)系圖線并不是直線，A錯，答案為B.【答案】B8當(dāng)前傳感器被廣泛應(yīng)用于各種電器、電子產(chǎn)品之中，下述關(guān)于常用的幾種家用電子器件所采用傳感器說法中，正確的是()A電視機(jī)對無線遙控信號的接收主要是采用了光電傳感器B電子體溫計(jì)中主要是采用了溫度傳感器C電腦所用的光電鼠標(biāo)主要是采用聲波傳感器D電子秤中主要是采用了力電傳感器【解析】電視機(jī)對無線遙控信號的接收采用了紅外線傳感器，電腦所用的光電鼠標(biāo)主要采用了光傳感器，所以A、C項(xiàng)錯誤【答案】BD9.有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三個元件，將這三個元件分別接入如圖6所示電路中的A、B兩點(diǎn)后用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是()圖6A置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這個元件一定是熱敏電阻B置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這個元件一定是定值電阻C用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這個元件一定是光敏電阻D用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)不變化，這個元件一定是定值電阻【解析】熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，定值電阻和光敏電阻不隨溫度變化而變化；光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度變化而變化，定值電阻和熱敏電阻不隨光照強(qiáng)度變化而變化故A、C正確【答案】AC10如圖7所示是利用硫化鎘制成的光敏電阻自動計(jì)數(shù)的示意圖，其中A是發(fā)光儀器，B是光敏電阻(光照時電阻會變小)，下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：78870099】圖7A當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小B當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大C當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小D當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大【解析】光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)度有關(guān)，光照強(qiáng)度越大，光敏電阻阻值越小當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻阻值變小，電路中電流變大，電源內(nèi)阻上的電壓變大，路端電壓變小，所以電壓表讀數(shù)變小，選項(xiàng)A正確；相反，當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，電路中電流變小，電源內(nèi)阻上的電壓變小，路端電壓變大，所以電壓表讀數(shù)變大，選項(xiàng)D正確【答案】AD二、非選擇題(本題共3小題，共40分計(jì)算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(12分)如圖8甲所示是在溫度為10 左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi)的電阻R120 k，R210 k，R340 k，RT為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示當(dāng)a、b端電壓Uab0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度升高；當(dāng)Uab0時，電壓鑒別器會使S斷開停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在_. 【導(dǎo)學(xué)號：78870100】圖8【解析】設(shè)電路的路端電壓為U，當(dāng)Uab0時，有R2RT，解得RT20 k.由圖乙可知，當(dāng)RT20 k時，t35 .【答案】3512(14分)(2016?？跈z測)全自動洗衣機(jī)中，排水電磁閥是由程序控制器控制其動作的當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)行排水和脫水程序時，電磁鐵的線圈通電，使電磁鐵的鐵芯2運(yùn)動，牽引排水閥的活塞打開，排出污水牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖9所示當(dāng)程序控制器的控制電流通過線圈時，線圈和鐵芯1產(chǎn)生一個強(qiáng)的磁場，使鐵芯2磁化，由于磁體間相互作用，將鐵芯2吸入線圈，此時鐵芯2將拉動閥門使閥門打開排水同樣，控制器不輸出控制電流時，電磁鐵將失去磁性，彈簧(圖中未畫)將鐵芯2拉回原位，從而關(guān)閉閥門想一想：圖9(1)某時刻輸入控制電流時，a為正、b為負(fù)，則鐵芯2中A端和B端分別是什么磁極？(2)a、b處輸入的是正、負(fù)交變電流，鐵芯2是否仍然能吸入線圈？與恒定電流相比會有什么不同？【解析】(1)利用安培定則判斷，A端為S極，B端為N極(2)仍能吸入線圈，因?yàn)殍F芯仍能被磁化，且磁化后的磁性總是與線圈發(fā)生相吸的作用，但與恒定電流產(chǎn)生的磁場相比，交變磁場強(qiáng)弱有變化，當(dāng)磁性減弱的時刻彈簧會將鐵芯2拉離線圈，因而會有振動而產(chǎn)生噪聲【答案】見解析13(14分)如圖10所示是一種測量血壓的壓力傳感器在工作時的示意圖，薄金屬片P固定有4個可以形變的電阻R1、R2、R3、R4，如圖乙圖甲是它的側(cè)面圖，這4個電阻連成的電路如圖丙所示，試回答下列問題：圖10(1)開始時金屬片中央O點(diǎn)未加任何壓力，欲使電壓表無示數(shù)，則4個電阻應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系？(2)當(dāng)O點(diǎn)加一個壓力F后發(fā)生形變，這時4個電阻也隨之發(fā)生形變，形變后各電阻阻值大小如何變化？【解析】(1)本題是求電路A、B兩點(diǎn)的電壓與4個電阻的關(guān)系，由于電壓表的電阻可以看做無窮大，因此本電路是R1與R2串聯(lián)，R3與R4串聯(lián)，然后它們再并聯(lián)設(shè)上面部分