高中物理 階段驗收評估（五）傳感器及其應(yīng)用 魯科版-2

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精階段驗收評估(五) 傳感器及其應(yīng)用(時間:50分鐘滿分：100分)一、選擇題(共8小題,每小題6分，共48分，第15題只有一項符合題目要求，第68題有多項符合題目要求,全都選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1下列儀器或裝置不是利用傳感器的是（)a汽車防盜報警器b賓館房間內(nèi)的火災(zāi)報警器c工兵用的地雷探測儀 d用鑰匙打開房門解析：選da、b、c三種儀器都是將非電學量轉(zhuǎn)換成電學量的裝置,都是利用了傳感器。用鑰匙打開房門是利用了機械原理，不是利用傳感器.2如圖1所示，電吉他的弦是由磁性物質(zhì)制成的，當弦振動時，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流輸送到放大器、喇叭，把聲

2、音播放出來，下列說法正確的是(）圖1a電吉他是光電傳感器b電吉他是溫度傳感器c電吉他是聲音傳感器d弦改用尼龍材料原理不變解析：選c由電吉他發(fā)聲原理可知它是將聲音變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯淖兓琧正確。3在輸液時,藥液有時會從針口流出體外，為了及時發(fā)現(xiàn)，設(shè)計了一種報警裝置,電路如圖2所示。m是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻rm發(fā)生變化，導致s兩端電壓u增大,裝置發(fā)出警報,此時（）圖2arm變大，且r越大，u增大越明顯brm變大，且r越小,u增大越明顯crm變小，且r越大，u增大越明顯drm變小，且r越小，u增大越明顯解析：選c當傳感器接觸藥液時，其阻值發(fā)生變化，導致s兩端電壓u增大，則m兩端電壓減

3、小，可知rm應(yīng)變小;r與rm構(gòu)成并聯(lián)電路，其并聯(lián)總電阻為r并，可知當r越大，rm減小相同值時,r并減小得越多,因此s兩端電壓增大越明顯，選項c正確.4在信息技術(shù)高速發(fā)展、電子計算機廣泛應(yīng)用的今天，擔負著信息采集任務(wù)的傳感器在自動控制、信息處理技術(shù)中發(fā)揮著越來越重要的作用,其中熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號轉(zhuǎn)換成電信號的元件。某學習小組的同學在用多用電表研究熱敏特性實驗中，安裝好如圖3所示裝置.向杯內(nèi)加入冷水，溫度計的示數(shù)為20 ，多用電表選擇適當?shù)谋堵?讀出熱敏電阻的阻值r1。然后向杯內(nèi)加入熱水，溫度計的示數(shù)為60 ，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大，則下列說法正確的是()圖3a應(yīng)選用電流擋，

4、溫度升高換用大量程測量b應(yīng)選用電流擋，溫度升高換用小量程測量c應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時換用倍率大的擋d應(yīng)選用歐姆擋,溫度升高時換用倍率小的擋解析：選d若選用電流擋，則多用電表與熱敏電阻構(gòu)成的回路中無電源,故不能用電流擋，a、b均錯；應(yīng)選歐姆擋,當溫度升高時多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度較大，說明熱敏電阻的阻值變小了，應(yīng)該換用倍率小的擋，c錯誤，d正確。5如圖4所示，利用傳感器和計算機可以測量快速變化力的瞬時值，圖乙是用這種方法獲得的彈性繩中拉力f隨時間t變化的圖線。實驗時，把小球舉到懸點o處，然后放手讓小球自由落下，忽略空氣阻力.由圖線所提供的信息，可以判定(）圖4at2時刻小球速度最大bt1時刻小球處

5、在最低點ct3時刻小球處在懸點o處dt1至t2時刻小球速度先增大后減小解析：選d0t1過程，小球做自由落體，繩中拉力為0；t1t2過程,t1時刻小球剛好把繩拉直，但f0，t2時刻拉力最大，說明小球已落至最低點，t1t2過程中有某一時刻重力等于繩的拉力,此時小球速度最大，所以此過程中，小球速度先增大后減??；t2t3過程，小球向上彈起，t3時刻回到繩剛被拉直的位置，在t3、t4間某時刻又回到釋放點;之后重復(fù)以上過程。由分析可知，t1、t3時刻小球處在繩自然長度處，t2時刻在最低點,故d正確，a、b、c錯誤。6當前傳感器被廣泛應(yīng)用于各種電器、電子產(chǎn)品之中，下列關(guān)于敏感元件或傳感器的說法中正確的是()

6、a干簧管可以起到開關(guān)作用，“操縱”開關(guān)的是磁場b半導體材料可以制成光敏電阻，有光照射時其阻值將減小c霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學量d話筒是一種常見的力傳感器,其作用是將力信號轉(zhuǎn)換為電信號解析:選abc根據(jù)干簧管的工作原理可以知道，當線圈中有電流時，線圈產(chǎn)生的磁場使干簧管內(nèi)的兩個鐵質(zhì)簧片磁化，在磁力作用下由分離狀態(tài)變成閉合狀態(tài)，a對；光敏電阻有光照射時其阻值將減小，b對；根據(jù)霍爾元件的工作原理,磁場的磁感應(yīng)強度不同時，穩(wěn)定時電壓不同，c對；話筒是一種常見的聲傳感器，其作用是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，d錯。7.如圖5所示是自動控溫式電熨斗的電路示意圖,下列說法正確的是(）圖5

7、a常溫時上下觸點是接觸的b雙金屬片溫度升高時，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲c原來溫度控制在80 時斷開電源,現(xiàn)要求60 時斷開電源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕往下調(diào)一些d由熨燙絲綢衣物的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殪贍C棉麻衣物狀態(tài)，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕往下調(diào)一些解析:選abd常溫工作時,上下觸點是接通的，當溫度升高時，上層金屬片形變較大，雙金屬片向下彎曲,切斷電源，由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)殪贍C棉麻衣物狀態(tài)時，設(shè)定溫度要升高，則應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些，a、b、d對，c錯。8.在一些學校的教室里,為了保證照明條件，采用了智能照明系統(tǒng)，在自然光不足時接通電源啟動日光燈,而在自然光充足時，自動關(guān)閉日光燈。其原理圖如圖6所示，r為一光敏

8、電阻，l為一帶鐵芯的螺線管。在螺線管上方有一用細彈簧懸著的輕質(zhì)銜鐵,銜鐵的一端用鉸鏈固定使其可以自由轉(zhuǎn)動，另一端用一絕緣棒連接兩動觸頭.關(guān)于該智能照明系統(tǒng)的工作原理，下列描述正確的是（)圖6a光照越強時,光敏電阻的阻值越大，銜鐵被吸引下來b光線不足時，光敏電阻的阻值變大,所在電路電流變小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈接通c上面的兩接線柱應(yīng)該和日光燈電路連接d下面的兩接線柱應(yīng)該和日光燈電路連接解析：選bc由光敏電阻的特性可知，光照強度越強，電阻越小,電流越大,銜鐵被吸引下來，日光燈電路斷開；光線不足時，電阻增大，電流減小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈電路接通.因此，上面的兩接線柱應(yīng)該和日光燈電路連接.選

9、項b、c正確。二、非選擇題（共3小題,共52分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)9(16分)(2016全國卷)現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng),要求當熱敏電阻的溫度達到或超過60 時,系統(tǒng)報警.提供的器材有：熱敏電阻，報警器(內(nèi)阻很小,流過的電流超過ic時就會報警），電阻箱(最大阻值為999。9 ），直流電源(輸出電壓為u，內(nèi)阻不計）,滑動變阻器r1（最大阻值為1 000 ），滑動變阻器r2(最大阻值為2 000 ),單刀雙擲開關(guān)一個，導線若干。在室溫下對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。已知u約為18 v，ic約為10 ma；流過報警器的電流超過20 ma時，報警器可能

10、損壞;該熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小，在60 時阻值為650.0 。（1）完成待調(diào)節(jié)的報警系統(tǒng)原理電路圖的連線。圖7（2）電路中應(yīng)選用滑動變阻器_(填“r1”或“r2”）。(3)按照下列步驟調(diào)節(jié)此報警系統(tǒng)：電路接通前，需將電阻箱調(diào)到一固定的阻值，根據(jù)實驗要求，這一阻值為_；滑動變阻器的滑片應(yīng)置于_（填“a”或“b”）端附近,不能置于另一端的原因是_。將開關(guān)向_（填“c”或“d”）端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至_。(4）保持滑動變阻器滑片的位置不變，將開關(guān)向另一端閉合，報警系統(tǒng)即可正常使用.解析：(1)電路圖連接如圖。(2）報警器開始報警時，對整個回路有uic(r滑r熱)代入數(shù)據(jù)可得r

11、滑1 150。0 ，因此滑動變阻器應(yīng)選擇r2。(3）在調(diào)節(jié)過程中，電阻箱起到等效替代熱敏電阻的作用,電阻箱的阻值應(yīng)為報警器報警時熱敏電阻的阻值，即為650.0 .滑動變阻器在電路中為限流接法，滑片應(yīng)置于b端附近，若置于另一端a時，閉合開關(guān)，則電路中的電流i a27。7 ma，超過報警器最大電流20 ma，報警器可能損壞.開關(guān)應(yīng)先向c端閉合，移動滑動變阻器的滑片,直至報警器開始報警為止。答案：（1)連線如解析圖所示。（2）r2(3）650。0b接通電源后,流過報警器的電流會超過20 ma，報警器可能損壞c報警器開始報警10（18分)用如圖8所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運動的加速

12、度.該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由力敏電阻組成的壓力傳感器。用兩根相同的輕彈簧夾著一個質(zhì)量為2。0 kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動,兩彈簧的另一端分別壓在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出.現(xiàn)將裝置沿運動方向固定在汽車上，傳感器b在前,傳感器a在后。汽車靜止時，傳感器a、b的示數(shù)均為10 n(取g10 m/s2)。圖8(1)若傳感器a的示數(shù)為14 n，b的示數(shù)為6。0 n，求此時汽車的加速度大小和方向。(2)當汽車以怎樣的加速度運動時，傳感器a的示數(shù)為零?解析：（1）如圖所示，依題意:左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力f114 n，右側(cè)彈簧對滑塊向左的推力f26.0 n

13、，滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1，根據(jù)牛頓第二定律有：f1f2ma1，得a1 m/s24。0 m/s2。a1與f1同方向，即向前(向右)。（2）傳感器a的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力f10，因兩彈簧相同，左側(cè)彈簧伸長多少，右側(cè)彈簧就縮短多少，所以右側(cè)彈簧的彈力變?yōu)閒220 n.滑塊所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得f合f2ma2，得a210 m/s2，負號表示方向向后（向左)。答案：(1）4.0 m/s2向右(2)以方向向左大小為10 m/s2的加速度運動11。 (18分)角速度計可測量飛機、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度，其結(jié)構(gòu)如圖9所示。當系統(tǒng)繞oo轉(zhuǎn)動時，元件a發(fā)生位移并輸出電壓信號,成為飛機、衛(wèi)星等的制導系統(tǒng)的信息源。已知a的質(zhì)量為m,彈簧勁度系數(shù)為k，自然長度為l，電源電動勢為e