高中物理人教版2第六章傳感器學(xué)業(yè)分層測評13

學(xué)業(yè)分層測評(十三)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．下列器件應(yīng)用力傳感器的是()A．鼠標(biāo)器B．火災(zāi)報警器C．測溫儀 D．電子秤【解析】鼠標(biāo)器中的敏感元件是紅外線接收管，屬于光傳感器；火災(zāi)報警器中的敏感元件是光電三極管，屬于光傳感器；測溫儀用的是溫度傳感器；電子秤的敏感元件是應(yīng)變片，是力傳感器，D正確．【答案】D2．為了節(jié)約能源，合理適時地使用路燈，要求夜晚亮、白天熄，利用半導(dǎo)體的某種特性制成自動點亮熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制．這是利用半導(dǎo)體的()A．壓敏性 B．光敏性C．熱敏性 D．三種特性都利用了【解析】由題意可知，這一裝置要對光敏感，能區(qū)分白天(光線強(qiáng))與夜晚(光線暗)，所以選項B正確；雖然白天與夜晚溫度也不相同，但溫度除與晝夜有關(guān)外，還與季節(jié)有關(guān)，因此C錯誤；燈的亮熄與壓力更無關(guān)系，A、D錯誤．【答案】B3．用遙控器調(diào)換電視頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的過程，下列屬于這類傳感器的是()A．紅外報警裝置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】紅外報警裝置是傳感器把光信號(紅外線)轉(zhuǎn)換成電信號，走廊照明燈的聲控裝置是傳感器把聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置是傳感器把壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號，電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器是傳感器把溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號．【答案】A4．關(guān)于電子秤中應(yīng)變式力傳感器的說法正確的是()A．應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成的B．當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時，其電阻變大；反之變小C．傳感器輸出的是應(yīng)變片電壓D．外力越大，輸出的電壓差值越小【解析】應(yīng)變片是由半導(dǎo)體材料制成的，A錯誤；應(yīng)變片的表面拉伸時，R值變大，應(yīng)變片壓縮時，R值變小，B正確；傳感器輸出的是應(yīng)變片兩個電壓的差值，外力越大，輸出電壓差值越大，C、D錯誤．【答案】B5．(2023·駐馬店高二檢測)辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開或關(guān)，利用的傳感器是()A．生物傳感器 B．紅外傳感器C．溫度傳感器 D．壓力傳感器【解析】自動門的自動控制要求靈敏、可靠，若用溫度控制，人的體溫與夏季氣溫接近，在夏季自動門可能做出錯誤動作．自動門實際使用的是紅外傳感器，紅外線屬于不可見光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動控制裝置的電動機(jī)，實現(xiàn)自動開門．【答案】B6．(2023·自貢高二檢測)傳感器是各種測量和控制系統(tǒng)的“感覺器官”，電梯超載時會自動報警．這種報警系統(tǒng)通常采用的傳感器是()A．生物傳感器 B．聲控傳感器C．紅外傳感器 D．壓力傳感器【解析】電梯超載時人或物體對升降機(jī)底板壓力超過不超載時的壓力，所以這種報警系統(tǒng)通常采用的傳感器是壓力傳感器，D正確．【答案】D7.(多選)為了保證行車安全和乘客身體健康，動車上裝有煙霧報警裝置，其原理如圖6-2-15所示．M為煙霧傳感器，其阻值RM隨著煙霧濃度的改變而變化，電阻R為可變電阻．車廂內(nèi)有人抽煙時，煙霧濃度增大，導(dǎo)致S兩端的電壓增大，裝置發(fā)出警報．下列說法正確的是()圖6-2-15A．RM隨煙霧濃度的增大而增大B．RM隨煙霧濃度的增大而減小C．若要提高報警靈敏度可增大RD．若要提高報警靈敏度可減小R【解析】S兩端電壓U增大，故傳感器兩端電壓一定減?。?dāng)有煙霧，使傳感器電阻變化，即RM變小，則有RM隨著煙霧濃度的增大而減小，故A錯誤，B正確；R越大，M與R并聯(lián)的電阻R并越接近RM，U增大越明顯，導(dǎo)致S上電壓變化越明顯，故C正確，D錯誤．【答案】BC8.(2023·宜昌高二檢測)如圖6-2-16所示為一實驗小車中利用光電脈沖測量車速和行程的示意圖，A為光源，B為光電接收器，A、B均固定在小車上，C為小車的車輪．D為與C同軸相連的齒輪，車輪轉(zhuǎn)動時，A發(fā)出的光束通過旋轉(zhuǎn)齒輪上齒的間隙后變成脈沖光信號，被B接收并轉(zhuǎn)換成電信號，由電子電路記錄和顯示．若實驗顯示單位時間的脈沖數(shù)為n，累積脈沖數(shù)為N.試完成下列問題．圖6-2-16(1)要測出小車的速度和行程，還必須測量的物理數(shù)據(jù)有哪些？(2)推導(dǎo)小車速度的表達(dá)式；(3)推導(dǎo)小車行程的表達(dá)式．【解析】(1)小車的速度等于車輪的周長與單位時間內(nèi)車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)的乘積．所以還要測量車輪的半徑R和齒輪的齒數(shù)P.(2)齒輪轉(zhuǎn)一圈電子電路顯示的脈沖數(shù)即為p.已知單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)為n，所以單位時間內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)為eq\f(n,p).則有小車速度的表達(dá)式v＝eq\f(2πnR,p).(3)小車行程的表達(dá)式S＝eq\f(2πNR,p).【答案】(1)RP(2)eq\f(2πnR,p)(3)eq\f(2πNR,p)[能力提升]9．如圖6-2-17所示，為大型電子地磅電路圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計．不稱物體時，滑片P在A端，滑動變阻器接入電路的有效電阻最大，電流最小；稱物體時，在壓力作用下使滑片P下滑，滑動變阻器的有效電阻變小，電流變大．這樣把重力值轉(zhuǎn)換成電信號，將電流對應(yīng)的重力值刻在刻度盤上，就可以讀出被稱物體的重力值．若滑動變阻器上A、B間距離為L，最大阻值等于定值電阻的阻值R0，已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系數(shù)為k，則所稱重物的重力G與電流大小I的關(guān)系為()圖6-2-17A．G＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(E,IR0)))kL B．G＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,IR0)－1))kLC．G＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,IR0)＋1))kL D．G＝kIL【解析】設(shè)稱重物時，在壓力作用下使P下滑x，G＝kx①滑動變阻器有效電阻R＝R0－eq\f(x,L)R0②全電路用歐姆定律I＝eq\f(E,R＋R0)③由①②③得G＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2－\f(E,IR0)))kL.【答案】A10．溫度傳感器廣泛應(yīng)用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來工作的．如圖6-2-18甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電動勢E＝V，內(nèi)電阻不計；G為靈敏電流表，其內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示．閉合開關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20℃時，電流表示數(shù)I1＝2mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2＝【導(dǎo)學(xué)號：94530095】圖6-2-18A．60℃ B．C．100℃ D．【解析】由圖乙可知，當(dāng)R的溫度等于20℃時，熱敏電阻的阻值R1＝4kΩ，則由I1＝eq\f(E,R1＋Rg)可得Rg＝kΩ，當(dāng)電流I2＝mA時，由I2＝eq\f(E,R2＋Rg)可得R2＝2kΩ，結(jié)合圖乙知此時熱敏電阻的溫度為120℃，故選D.【答案】D11．如圖6-2-19甲是某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖象，圖中R0表示該電阻在0℃時的電阻值，已知圖線的斜率為k.若用該電阻與電池(電動勢為E、內(nèi)阻為r)、理想電流表A、滑動變阻器R′串聯(lián)起來，連接成如圖乙所示的電路．用該電阻做測溫探頭，把電流表A的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計圖6-2-19(1)根據(jù)圖甲，溫度為t(t>0℃)時電阻R(2)在標(biāo)識“金屬電阻溫度計”的溫度刻度時，需要弄清所測溫度和電流的對應(yīng)關(guān)系．請用E、R0、R′(滑動變阻器接入電路的阻值)、k等物理量表示待測溫度t與電流I的關(guān)系式t＝____________________________.(3)如果某次測量時，指針正好指在溫度刻度的10℃到20℃的正中央，則測量值________15℃(填“大于”、“小于”或“【解析】(1)圖象的斜率為k，縱截距為R0，為一次函數(shù)，所以圖象的表達(dá)式為R＝R0＋kt.(2)根據(jù)閉合回路歐姆定律可得：E＝I(R＋R′＋r)將R＝R0＋kt代入可得t＝eq\f(1,k)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(E,I)－R′＋r＋R0)).【答案】(1)R0＋kt(2)t＝eq\f(1,k)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(E,I)－R′＋r＋R0))(3)小于12．有一種測量壓力的電子秤，其原理如圖6-2-20甲所示．E是內(nèi)阻不計、電動勢為6V的電源．R0是一個阻值為400Ω的限流電阻．G是由理想電流表改裝成的指針式測力顯示器．R是壓敏電阻，其阻值可隨壓力大小的變化而改變，其關(guān)系如下表所示．C是一個用來保護(hù)顯示器的電容器．秤臺所受的重力忽略不計．壓力F/N050100150200250300電阻R/Ω300280260240220200180(1)在圖乙所示的坐標(biāo)系中畫出電阻R隨壓力F變化的圖線，并歸納出電阻R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式．甲乙圖6-2-20(2)寫出壓力與電流的關(guān)系式，說明該測力顯示器的刻度是否均勻；(3)若電容器的耐壓值為5V，該電子秤的量程是多少？【解析】(1)要求用描點法畫成直線，如圖所示．由圖可知R與F成線性關(guān)系，即R＝kF＋b，代入數(shù)值得R＝300－.(2)由I＝eq\f(E,R0＋R)和R＝kF＋b可得F＝eq\f(E,kI