2020-2021學(xué)年物理滬科版選修3-2課后提升訓(xùn)練：第4章　傳感器與現(xiàn)代社會 測評B Word版含解析

1、第4章測評b(高考體驗(yàn)卷)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,第15題只有一個選項(xiàng)符合題目要求,第68題有多個選項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有錯選的得0分)1.(2014江蘇江陰檢測)關(guān)于傳感器工作的一般流程,下列說法中正確的是()a.非電學(xué)量敏感元件處理電路電學(xué)量b.非電學(xué)量處理電路敏感元件電學(xué)量c.電學(xué)量敏感元件處理電路非電學(xué)量d.電學(xué)量處理電路敏感元件非電學(xué)量解析:傳感器工作的一般流程是:先敏感元件與非電學(xué)物理量之間發(fā)生作用,然后通過電路處理,最后將非電學(xué)物理量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量,選項(xiàng)a正確。答案:a2.(2014浙江慈溪檢測)電

2、燉鍋是用電阻通電后發(fā)熱來加工食品,內(nèi)有兩個“聰明”開關(guān),一個利用“熱敏”材料制成“熱控開關(guān)”,當(dāng)食品加熱達(dá)到設(shè)定溫度時,“熱控開關(guān)”斷開使電阻的發(fā)熱功率減小;另一個是“定時開關(guān)”,當(dāng)加熱到一定時間時,“定時開關(guān)”斷開,使電阻停止發(fā)熱,這種“聰明電路”是()解析:電路c中,當(dāng)食品加熱達(dá)到設(shè)定溫度時,“熱控開關(guān)”斷開,電路的電阻變大,根據(jù)p=u2r,電阻的發(fā)熱功率減小;當(dāng)加熱到一定時間時,“定時開關(guān)”斷開,切斷這個電路,使電阻停止發(fā)熱,所以c是這種“聰明電路”。答案:c3.(2014福建福州檢測)自動門、生命探測器、家電遙控系統(tǒng)、防盜防火報警器都使用了()a.溫度傳感器b.紅外線傳感器c.生物傳感

3、器d.壓力傳感器解析:自動門發(fā)出紅外線,人擋住紅外線時,門會自動打開,家電遙控系統(tǒng)都發(fā)出紅外線信號,家電接收紅外線會按一定程序工作,人體能自動發(fā)出紅外線,可能通過紅外傳感器接收,防盜防火報警器,當(dāng)溫度升高時發(fā)出的紅外線增強(qiáng),因此這四種都用了紅外傳感器,選項(xiàng)b正確。答案:b4.(2014江蘇宿遷檢測)電子秤使用的是()a.超聲波傳感器b.溫度傳感器c.壓力傳感器d.紅外線傳感器解析:電子秤使用的是力傳感器,傳感器輸出的是應(yīng)變片上、下兩表面的電壓差,并且隨著外力的增大,輸出的電壓差值也就越大,所以c正確。答案:c5.(2014江蘇鹽城檢測)下列說法錯誤的是()a.干簧管是一種由磁場控制的開關(guān)b.樓

4、道里的燈只有天黑時出現(xiàn)聲音才亮,說明它的控制電路中只有聲傳感器c.光敏電阻能夠把光信號轉(zhuǎn)換成電信號d.負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻在溫度升高時電阻減小解析:傳感器是指將非電學(xué)量按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的元件,干簧管是在玻璃管內(nèi)封入了兩個軟磁性材料制成的簧片,當(dāng)有磁場靠近時,兩個簧片被磁化而接通,起到了開關(guān)的作用,選項(xiàng)a正確;樓道里的燈只有天黑時出現(xiàn)聲音才亮說明了在它的控制電路中既有光傳感器又有聲傳感器,選項(xiàng)b錯誤;光敏電阻是用電阻率與光照強(qiáng)度有關(guān)的材料制成的,當(dāng)其被光照射時,電阻將發(fā)生變化,選項(xiàng)c正確;用半導(dǎo)體材料制作的熱敏電阻,在溫度升高時,導(dǎo)電能力增強(qiáng),即電阻減小,選項(xiàng)d正確。答案:b6.(201

5、4江西九江檢測)美國科學(xué)家willard s.boyle與george e.smith因電荷耦合器件(ccd)的重要發(fā)明榮獲2009年度諾貝爾物理學(xué)獎,ccd是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器。下列器件可作為傳感器的有()a.發(fā)光二極管b.熱敏電阻c.霍爾元件d.干電池解析:熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化,可以把溫度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量,而霍爾元件可以把磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電學(xué)量,熱敏電阻和霍爾元件可作為傳感器,選項(xiàng)b、c正確。答案:bc7.(2014山東濟(jì)寧檢測)下列說法正確的是()a.話筒是一種常用的聲傳感器,其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號b.電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器,

6、這種傳感器作用是控制電路的通斷c.電子秤所使用的測力裝置是力傳感器d.半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器,因?yàn)闇囟仍礁?它的電阻值越大解析:話筒是將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號的聲傳感器,選項(xiàng)a錯誤;電熨斗通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的自動控制,選項(xiàng)b正確;電子秤所使用的測力裝置是力傳感器,選項(xiàng)c正確;半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器,溫度越高,它的電阻值越小,選項(xiàng)d錯誤。答案:bc8.(2014江蘇揚(yáng)州檢測)下列說法正確的是()a.熱敏電阻是把熱量這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)為電阻這個電學(xué)量b.金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好,但靈敏度差c.電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器d.霍爾元件是能夠把磁學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感元件解析:熱敏

7、電阻是把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量,選項(xiàng)a錯誤;電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器;金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好,但靈敏度差;霍爾元件是能夠把磁學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感元件,選項(xiàng)b、c、d正確。答案:bcd二、填空題(本題共2小題,共16分。把答案填在題中的橫線上)9.(6分)(2014江西贛州期中檢測)傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù),在自動控制中發(fā)揮著重要作用,傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(通常是電學(xué)量)。熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線如圖甲,由熱敏電阻rt作為傳感器制作的自動報警器電路圖如圖乙。(1)為了使溫度過高時報警器鈴響,c應(yīng)按在(選填“a”或“

8、b”);(2)若使報警的最低溫度提高些,應(yīng)將p點(diǎn)向移動(選填“左”或“右”);(3)如果在最低報警溫度下無論如何調(diào)節(jié)p都不能使完好的報警器正常工作,且電路無故障,造成工作電路不正常工作的原因可能是。解析:該電路的原理是:當(dāng)溫度升高時熱敏電阻的阻值減小,電路中的電流增大,繼電器的磁性增強(qiáng),當(dāng)增加到磁力大于彈簧的彈力時銜鐵與a接觸,報警器電路接通,當(dāng)磁力小于彈簧的彈力時銜鐵與b接觸,報警器斷路。(1)當(dāng)溫度過高時c應(yīng)與a接觸,構(gòu)成閉合電路,報警器報警;(2)若使報警的最低溫度提高些,就應(yīng)當(dāng)使電路當(dāng)中的電流減小,所以滑動變阻器的電阻應(yīng)增大,所以滑動端p應(yīng)向左移動;(3)乙圖中,如果在最低報警溫度下無

9、論如何調(diào)節(jié)p都不能使完好的報警器正常工作,且電路無故障,造成工作電路不正常工作的原因可能是電源電壓太低或繼電器線圈匝數(shù)太少或彈簧勁度系數(shù)過大或線圈與銜鐵間距離過大。答案:(1)a(2)左(3)乙圖中電源電壓太低或繼電器線圈匝數(shù)太少或彈簧勁度系數(shù)過大或線圈與銜鐵間距離過大(只要能說出一個原因即可)10.(10分)(2014江蘇連云港檢測)利用傳感器可以探測、感受外界的信號、物理?xiàng)l件等。圖甲所示為某同學(xué)用傳感器做實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡的u-i關(guān)系圖線。(1)實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電流傳感器、電壓傳感器、滑動變阻器a(阻值范圍010 )、滑動變阻器b(阻值范圍0100 )、電動勢為6 v的電源(不計內(nèi)阻)、

10、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干。該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時,滑動變阻器選用的是(選填“a”或“b”);請在圖乙的方框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖。(2)如果將該小燈泡接入丙圖所示的電路中,已知電流傳感器的示數(shù)為0.3 a,電源電動勢為3 v。則此時小燈泡的電功率為 w,電源的內(nèi)阻為 。解析:(1)滑動變阻器選用分壓式連接,所以要選擇電阻較小的滑動變阻器;(2)在甲圖中畫出路端電壓和電流的關(guān)系圖像,與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)為電源電動勢,與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)為短路電流,交點(diǎn)為小燈泡的實(shí)際工作電流和電壓,傾斜直線的斜率表示電源內(nèi)阻的大小。答案:(1)a如圖所示(2)0.660.7222.67三、計算題(本題共3小題,共36分。解答應(yīng)寫出必要的

11、文字說明、方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11.(10分)在航天事業(yè)中要用角速度計測得航天器的自轉(zhuǎn)角速度,結(jié)構(gòu)如圖所示,當(dāng)系統(tǒng)繞軸oo轉(zhuǎn)動時元件a在光滑桿上發(fā)生滑動,并輸出電信號成為航天器的制導(dǎo)信號源,已知a質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k,原長為l0,電源電動勢為e,內(nèi)阻不計,滑動變阻器總長為l,電阻分布均勻,系統(tǒng)靜止時滑動變阻器觸頭p在中點(diǎn),與固定接頭q正對,當(dāng)系統(tǒng)以角速度轉(zhuǎn)動時,求:(1)彈簧形變量x與的關(guān)系式。(2)電壓表示數(shù)u與角速度的關(guān)系式。解析:(1)由圓周運(yùn)動規(guī)律知kx=m2r=m2(l0+x)即kx-m2x=m2l0所以x=m2l0k-m2(

12、2)由串聯(lián)電路的規(guī)律知u=xle=m2l0el(k-m2)答案:(1)x=m2l0k-m2(2)u=m2l0el(k-m2)12.(12分)有一種測量人體重的電子秤,其原理圖如圖中的虛線所示,它主要由三部分構(gòu)成:踏板、壓力杠桿abo(o點(diǎn)為固定轉(zhuǎn)動軸)、壓力傳感器r(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表g(其實(shí)質(zhì)是理想電流表)。其中aobo=31。已知壓力傳感器的電阻r與其所受壓力f的關(guān)系如下表所示:壓力f/n050100150200250電阻r/302622181410設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量可忽略不計,已知理想電流表的量程為3 a,電源電動勢為12 v,內(nèi)阻為2 ,接通電源

13、,則:(1)該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤多少a處?(2)利用表中的數(shù)據(jù)歸納出電阻r隨壓力f變化的函數(shù)式。(3)如果某人站在踏板上,電流表刻度盤示數(shù)為0.8 a,這個人的體重是多少n?(4)該秤能測量的最大體重是多少n?解析:(1)根據(jù)閉合電路歐姆定律得i=r+r=122+30=0.375 a(2)由表格得到:r=30-0.08f(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律得i=r+r當(dāng)i=0.8時r=13 代入上式得f=212.5 n根據(jù)力矩平衡gbo=fao得g=637.5 n(4)由于安培表的量程為3 a,由閉合電路歐姆定律得rmin=2 代入:r=30-0.08f得fmax=350 n根據(jù)杠桿平衡gbo=fao得gmax=1 050 n答案:(1)0.375 a(2)r=30-0.08f(3)637.5 n(4)1 050 n13.(14分)某學(xué)生為了測量一物體的質(zhì)量,找到一個力電轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k)。如圖所示,測量時先調(diào)節(jié)輸入端的電壓,使轉(zhuǎn)換器空載時的輸出電壓為0,而后在其受壓面上放一物體,即可測得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓u?，F(xiàn)有下列器材:力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動變阻器、干電池各一個,開關(guān)及導(dǎo)線若干,待測物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上)。請完成對該物體質(zhì)量的測量。(1)設(shè)計一個電路,要