2019-2020年人教版高中物理選修3-2第六章《傳感器》測(cè)試卷

1、2019-2020年人教版高中物理選修 3-2第六章傳感器測(cè)試卷第六章傳感器測(cè)試卷一、單選題（共12小題）1.2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了法國(guó)和德國(guó)的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)巨磁電阻效應(yīng)基于巨磁電阻效應(yīng)開(kāi)發(fā)的用于讀取硬盤(pán)數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用.下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）A.熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測(cè)控裝置中B.光敏電阻是一種光電傳感器C.電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中D.電阻在電路中主要起到通過(guò)直流、阻礙交流的作用2.街旁的路燈和江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮、白天熄，今利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用了半導(dǎo)體的（）A.壓敏性

2、B.光敏性C.熱敏性D.三種特性都利用3.傳感器可將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量，起自動(dòng)控制作用.如計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)中有位移傳感器，電熨斗、電飯煲中有溫度傳感器，電視機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)中有光傳感器演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體 M在導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑桿P,通過(guò)電壓表顯示的數(shù)據(jù)來(lái)反映物體位移的大小 x.假設(shè)電壓表是理想的，則下列說(shuō)法正確的是（）" A.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化B.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化C.物體M不動(dòng)時(shí)，電路中沒(méi)有電流D.物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒(méi)有示數(shù)4.2007年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了法國(guó)和德國(guó)的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)巨磁電阻效應(yīng)

3、”，基于巨磁電阻效應(yīng)的開(kāi)發(fā)用于讀取硬盤(pán)數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用.在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是（）A.熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測(cè)控裝置中B.光敏電阻是一種光電傳感器C.電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中D.電阻在電路中主要起到通過(guò)直流、阻礙交流的作用5.為了保證汽車(chē)剎車(chē)時(shí)車(chē)輪不被抱死，使車(chē)輪仍有一定的滾動(dòng)而不是純滑動(dòng)，這樣既可以提高剎車(chē)效果，又不使車(chē)輪失去控制，為此需要一種測(cè)定車(chē)輪是否還在轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，這種檢測(cè)裝置稱為電磁脈沖傳感器，如果該裝置檢測(cè)出車(chē)輪不再轉(zhuǎn)動(dòng)，它就會(huì)自動(dòng)放松剎車(chē)機(jī)構(gòu)，讓車(chē)輪仍保持轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，這就是 ABS防抱死系統(tǒng).如圖是電磁脈沖傳感器示意圖，B是一根永久磁體，

4、外面繞有線圈，它們的左端靠近一個(gè)鐵質(zhì)齒輪 A,齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)的車(chē)輪是同步的，則以下說(shuō)法正確的是 （ ）91內(nèi)碑3 / 12A.車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于齒輪在永久磁體的磁場(chǎng)中切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流B.車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于齒輪被磁化使線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流C.車(chē)輪轉(zhuǎn)速減慢時(shí)，輸出電流的周期變小，電流強(qiáng)度也變小D.車(chē)輪轉(zhuǎn)速減慢時(shí)，輸出電流的周期變大，電流強(qiáng)度也變大6.如圖所示，RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R為光敏電阻，e和R3均為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為 E,內(nèi)阻為r,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（）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；

5、光照減弱，其他條件不變A.B.C.D.7 .下列物理量中可以用氣敏傳感器來(lái)測(cè)量的是（）A.位移量8 .濕度C.煙霧濃度D.溫度2019-2020年人教版高中物理選修 4-2第六章傳感器測(cè)試卷8 .如圖所示電路，當(dāng)光照強(qiáng)度增加時(shí)（）A. Li、L2都變亮B. Li、L2都變暗C. Li變暗、L2變亮D. Li變亮、L2變暗9 .利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化的力的大小.實(shí)驗(yàn)時(shí)，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點(diǎn) 。處，然后讓小球自由下落.用這種方法獲得的彈性繩的拉力隨時(shí)間的變化圖線如圖乙所示.根據(jù) 圖線所提供的信息，以下判斷正確的是 （）口 虧門(mén)必 心A . t2時(shí)刻小球所處位置是運(yùn)動(dòng)中最高點(diǎn)B

6、. tit2期間小球速度先增大后減小C . t3時(shí)刻小球動(dòng)能最小D. t2與t5時(shí)刻小球速度大小不同i0.下述儀器或裝置沒(méi)有使用到傳感器的有（）A.自動(dòng)報(bào)警器B.彈簧測(cè)力計(jì)C.電視遙控器D.紅外線探測(cè)儀ii.如圖所示是一個(gè)測(cè)定液面高度的傳感器，在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放在導(dǎo)電液體中, 導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩極，把這兩極接入外電路，當(dāng)電容值增大引起外電路的電流變 化時(shí)，說(shuō)明導(dǎo)電液體的深度 h（ ）4 / i22019-2020年人教版高中物理選修 3-2第六章傳感器測(cè)試卷增大B.減小C.不變D.無(wú)法確定12 .如圖甲所示是某同學(xué)設(shè)計(jì)的電容式速度傳感器原理圖，其中上板為固定極板，下

7、板為待測(cè)物體,在兩極板間電壓恒定的條件下，板極上所帶電量Q將隨待測(cè)物體的上下運(yùn)動(dòng)而變化，若Q隨時(shí)間t15 / 12的變化關(guān)系為 Q= J（a、b為大于零的常數(shù)），其圖象如圖乙所示，那么圖丙、圖丁中反映極板間場(chǎng)強(qiáng)大小E和待測(cè)物體速度 v隨t變化的圖線可能是（）固定糧板將割物體9力TA.B.C.0D.二、填空題（共3小題）13 .如圖甲所示，為熱敏電阻的 Rt圖像，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100 當(dāng)線圈的電流大于或等于 20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合.為繼電器線圈供電的電池的電動(dòng)勢(shì)E= 9.0 V,內(nèi)阻可以不計(jì).圖中的電源”是恒溫箱加熱器的電源.則

8、:Kiooiso表IM乙（1）應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在（填A(yù), B端”或C D端”）Q.（2）如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50 可變電阻R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為14 .為解決樓道的照明，在樓道內(nèi)安裝一個(gè)傳感器與電燈的控制電路相接.當(dāng)樓道內(nèi)有走動(dòng)而發(fā)出聲響時(shí)，電燈即與電源接通而發(fā)光，這種傳感器為 傳感器，它輸入的是 信號(hào)，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換后，輸出的是 信號(hào).15 .電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制電路如圖所示，其中Rt為熱敏電阻，Rc為光敏電阻.當(dāng)溫度升高時(shí)，Rt的阻值遠(yuǎn)小于Ri；當(dāng)光照射RC時(shí)，其阻值遠(yuǎn)小于 R2,為使電動(dòng)機(jī)在溫度升高或受到光照時(shí)都能自動(dòng)啟 動(dòng)，電路中虛線框內(nèi)應(yīng)選 門(mén)邏輯電路：若要提高光照時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的靈

9、敏度，可以（填揩大”或減小”股的阻值.三、實(shí)驗(yàn)題（共1小題）16 .熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件.現(xiàn)用伏安法研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線，要求特性曲線盡可能完整.已知常溫下待測(cè)熱敏電阻的阻值約4 5 Q,熱敏電阻和溫度計(jì)插入帶塞的保溫杯中，杯內(nèi)有一定量的冷水，其他備用的儀表和器具有：盛有熱水的熱水瓶（圖中未畫(huà)出）、電源（3 V、內(nèi)阻可忽略卜直流電流表（內(nèi)阻約1 Q）直流電壓表（內(nèi)阻約5 k滑動(dòng)變阻器（020 Q）開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干.（1）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖，要求測(cè)量誤差盡可能小.（2）根據(jù)電路圖，在實(shí)物圖上連線.（3）簡(jiǎn)要寫(xiě)出完成連線后的主要實(shí)驗(yàn)步驟：.四、計(jì)算題（共3小題）17 .如

10、圖所示，小鉛球 P系在細(xì)金屬絲下，懸掛在 。點(diǎn)，開(kāi)始時(shí)小鉛球 P沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)， 當(dāng)將小鉛球P放入水平流動(dòng)的水中時(shí)，球向左擺起一定的角度0,水流速度越大，。越大，為了測(cè)定水流對(duì)小球作用力的大小，在水平方向固定一根電阻絲BC,它與金屬絲接觸良好，不計(jì)摩擦（C端在。點(diǎn)正下方處）.圖中還有電動(dòng)勢(shì)為 E的電源（內(nèi)阻不計(jì)）和一只電壓表.（1）請(qǐng)你連接一個(gè)電路，使得當(dāng)水速增大時(shí)，電壓表示數(shù)增大.(2)如果OC間距為h,水流對(duì)小球作用力的大小為F, BC的長(zhǎng)度為L(zhǎng),小鉛球質(zhì)量為 m(不計(jì)水對(duì)小鉛球的浮力)，當(dāng)小鉛球平衡時(shí)，電壓表示數(shù)為U,請(qǐng)寫(xiě)出F與U, E, h的關(guān)系式.18 .利用霍爾效應(yīng)制作的霍

11、爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域.如圖甲所示，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面以 a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是 c、f間建立起電場(chǎng)Eh,同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差 Uh.當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)，Eh和Uh達(dá)到穩(wěn)定值.Uh的大小與I和B以及霍爾元件厚度 d之間滿足關(guān)系式 Uh=Rh學(xué).其中比例系數(shù)Rh稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān).甲共刖小Lrin 口 小PT(1)設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度(c、f間距)為l,請(qǐng)寫(xiě)出Uh和 國(guó)的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子

12、導(dǎo)電的,請(qǐng)判斷圖甲中c、f哪端的電勢(shì)高;(2)已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n,電子的電荷量為 e,請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù) Rh的表達(dá)式(通過(guò)橫截面積S的電流I=neuS,其中t是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率)；(3)圖乙是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤(pán)固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤(pán)的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反.霍爾元件置于被測(cè)圓盤(pán)的邊緣附近.當(dāng)圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元 件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖象如圖丙所示.a.若在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的電壓脈沖數(shù)目為P,請(qǐng)導(dǎo)出圓盤(pán)轉(zhuǎn)速 N的表達(dá)式.b.利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車(chē)行駛的里程.除此之外，請(qǐng)你展開(kāi)智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想.19

13、 .計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)上的每一個(gè)按鍵下面都有一個(gè)電容傳感器.電容的計(jì)算公式是 上 左,其中常量 彳9.0 x102F-m1, S表示兩金屬片的正對(duì)面積，d表示兩金屬片間的距離.當(dāng)某一鍵被按下時(shí)，d發(fā)生改變，引起電容器的電容發(fā)生改變，從而給電子線路發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)已知兩金屬片的正對(duì)面積為50 mm2,鍵未被按下時(shí)，兩金屬片間的距離為 0.60 mm.只要電容變化達(dá)0.25 pF,電子線路就能發(fā)出相應(yīng)的信號(hào).那么為使按鍵得到反應(yīng)，至少需要按下多大距離？答案解析1 .【答案】D 【解析】2 .【答案】B【解析】街旁的路燈和江海里的航標(biāo)，都是利用了半導(dǎo)體的光敏性，夜晚電阻大，白天電阻小， 從而控制了電路的通斷.

14、3 .【答案】B【解析】當(dāng)M向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，與電壓表并聯(lián)的電阻變小，電壓表的示數(shù)變??；當(dāng)M向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，與電壓表并聯(lián)的電阻變大，電壓表的示數(shù)變大；當(dāng)M不動(dòng)的時(shí)候，電壓表的示數(shù)不變化.4 .【答案】D【解析】電阻在電路中對(duì)直流電和交流電都有阻礙作用，將電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，故D錯(cuò)誤.5 .【答案】B【解析】此傳感器是利用線圈中磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的.當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，相當(dāng)于將鐵塊插入和拔出線圈，從而使線圈中磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流， 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速減慢時(shí)，線圈中磁通量的變化減慢，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期 變大，由E= n黑可知，電流強(qiáng)度變小，故選項(xiàng) C、D錯(cuò)

15、誤.Af6 .【答案】D【解析】電壓表示數(shù)變大，而R為定值電阻，說(shuō)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Ri增大，由正溫度系數(shù)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，、t昔誤.7 .【答案】C【解析】氣敏傳感器是一種檢測(cè)特定氣體的傳感器，它將氣體種類及其與濃度有關(guān)的信息轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)，根據(jù)這些電信號(hào)的強(qiáng)弱就可以獲得與待測(cè)氣體在環(huán)境中的存在情況有關(guān)的信息，從而可 以進(jìn)行檢測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警等.故選 C.8 .【答案】D【解析】當(dāng)光照強(qiáng)度增加時(shí)，R阻值減小，由串反、并同可得 Li變亮，L2變暗.9 .【答案】B【解析】小球下落的軌跡展開(kāi)圖如圖所示，

16、B處為繩子原長(zhǎng)處，C處為小球重力與繩上拉力相等處，D處為小球下落的最低點(diǎn)，在 Ft圖中，0ti小球在OB間下落，tit2小球在BD間下落，t2t3 小球由D回到B處，t3t4小球在BO間上升，而后下落至 B點(diǎn).由Ft圖知，小球在t2時(shí)刻下落 到最大距離，然后最大距離在逐漸減小，由以上分析知，小球的最大速度出現(xiàn)在C點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于tit2之間，A錯(cuò)，B對(duì)；小球動(dòng)能最小出現(xiàn)在 t2時(shí)刻或t3t4間某時(shí)刻，C錯(cuò)誤；t2和t5分別對(duì)應(yīng)小D錯(cuò)誤.正確選項(xiàng)為 B.球先后兩次下落過(guò)程中經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的時(shí)刻，速度大小都為零,即=d-20I =R- r10 .【答案】B【解析】自動(dòng)報(bào)警器是利用了光敏電阻，電視遙控器和紅外

17、線探測(cè)儀是利用了紅外線，彈簧測(cè)力 計(jì)是根據(jù)彈簧的伸長(zhǎng)量和拉力成正比工作的，沒(méi)有用到傳感器，故選 B.11 .【答案】A【解析】由題意知，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩極，類似于平行板電容器的兩極.當(dāng)導(dǎo)電 液體深度h增大時(shí)，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體正對(duì)面積增大，電容器的電容值變大.12 .【答案】C【解析】設(shè)兩板間的距離為d.由C=g和C=L變形得d = M ,又E=§ ,則得E="祟 ._ , 四*G 一E的變化和Q的變化一致，圖丙中 正確.設(shè)下板經(jīng)過(guò)時(shí)間 t后d = 4；助 ，則其位移x d = （d黑皆）需;由于U不變，則位移表達(dá)式滿足勻速運(yùn)動(dòng)的位移表達(dá)式，圖丁中 確.故選C.

18、13 .【答案】（1）A, B端（2）260【解析】（1）恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在 A, B端.當(dāng)線圈中的電流較小時(shí)，繼電器的銜鐵在上方，恒 溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高.（2）隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸到下方來(lái)，則恒溫箱加熱器與電源斷開(kāi)，加熱器停止工作， 恒溫箱內(nèi)溫度降低.隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻 R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈的電流小于 mA時(shí)，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開(kāi)始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持 在某一溫度.要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50，即50時(shí)

19、線圈內(nèi)的電流為20 mA.由閉合電路歐姆定律一三r為繼電器的電阻.由圖甲可知，50時(shí)熱敏電阻白阻值為 90 Q,所以R'=§- = 260 Q.14 .【答案】聲控 聲音電【解析】15 .【答案戢"增大【解析】由題意可知兩種情況下電動(dòng)機(jī)都能啟動(dòng)，因此電路中的邏輯關(guān)系是戢”邏輯關(guān)系，故虛線框內(nèi)應(yīng)選 或”門(mén)電路.若要提高光照時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的靈敏度，即在光照還沒(méi)足夠強(qiáng)時(shí)，輸出端就得到高電勢(shì)，光照阻值不夠強(qiáng)，即光敏電阻阻值不夠小，若增大R2阻值，它就可變得相對(duì)足夠小了，故要增大R2.16 .【答案】如圖所示：(2)如圖所示:(3) O保溫杯中加入一些熱水，待溫度穩(wěn)定時(shí)讀出溫度計(jì)示數(shù)；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，快速測(cè)出幾組電流表和電壓表的值； 重復(fù)、，測(cè)量不同溫度下相應(yīng)的數(shù)據(jù)； 繪出各測(cè)量溫度下熱敏電阻 的伏安特性曲線.【解析】(1)在研究熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線時(shí)，需要測(cè)量多組數(shù)據(jù)，因此滑動(dòng)變阻 器采用分壓接法，由于待測(cè)電阻的阻