“四翼”檢測評(píng)價(jià)（十七） 大顯身手的傳感器

“四翼”檢測評(píng)價(jià)（十七）大顯身手的傳感器A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1.如圖所示，電吉他的弦是由磁性物質(zhì)制成的，當(dāng)弦振動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流輸送到放大器、喇叭，把聲音播放出來，下列說法正確的是()A．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?，C正確。2．唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器，其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁鐵的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。下列說法中正確的是()A．該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B．該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C．膜片振動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量不變D．膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢解析：選B當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，線圈切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，A錯(cuò)誤，B正確；膜片隨著聲波而周期性振動(dòng)，穿過金屬線圈的磁通量是周期性變化的，C錯(cuò)誤；膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈切割磁感線，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，D錯(cuò)誤。3.慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈工程中，這個(gè)系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計(jì)。加速度計(jì)構(gòu)造原理的示意圖如圖所示，沿導(dǎo)彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊，滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連；兩彈簧的另一端與固定壁相連。滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度，滑塊上有指針可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng)，指針向左偏離O點(diǎn)的距離為s，則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度()A．方向向左，大小為eq\f(ks,m) B．方向向右，大小為eq\f(ks,m)C．方向向左，大小為eq\f(2ks,m) D．方向向右，大小為eq\f(2ks,m)解析：選D當(dāng)指針向左偏離O點(diǎn)的距離為s時(shí)，與滑塊相連的左邊彈簧被壓縮s，右邊彈簧被拉伸s，因而彈簧對(duì)滑塊的彈力的大小均為ks，且方向均水平向右，即滑塊受到的合力大小為2ks，方向水平向右。由牛頓第二定律可知選項(xiàng)D正確。4.(多選)如圖所示是“電容式加速度傳感器”原理圖，電容器的一個(gè)金屬極板固定在絕緣底座上，另一塊極板用彈性金屬片制成，當(dāng)這種加速度傳感器用在上下移動(dòng)的升降機(jī)中時(shí)，通過測量電容C的變化就能感知升降機(jī)加速度的變化情況。設(shè)升降機(jī)加速度為零時(shí)電容器的電容為C0，下列說法正確的是()A．當(dāng)升降機(jī)加速上升時(shí)，C＞C0B．當(dāng)升降機(jī)減速上升時(shí)，C＞C0C．當(dāng)升降機(jī)減速下降時(shí)，C＜C0D．當(dāng)升降機(jī)加速下降時(shí)，C＜C0解析：選AD加速度向上時(shí)，彈性金屬片向下彎曲，加速度向下時(shí)，彈性金屬片向上彎曲；根據(jù)C＝eq\f(εrS,4πkd)知，彈性金屬片向下彎曲，d減小，電容變大；彈性金屬片向上彎曲，d增大，電容變小。當(dāng)升降機(jī)加速上升或減速下降時(shí)，加速度方向向上，電容變大，即C＞C0，A正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)升降機(jī)減速上升或加速下降時(shí)，加速度方向向下，電容變小，即C＜C0，B錯(cuò)誤，D正確。5．傳感器廣泛應(yīng)用在我們的生產(chǎn)生活中，常用的計(jì)算機(jī)鍵盤就是一種傳感器。如圖所示，鍵盤上每一個(gè)鍵的下面都連有一小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一小的固定金屬片，這兩個(gè)金屬片組成一個(gè)小電容器，當(dāng)鍵被按下時(shí)，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能夠檢測出哪個(gè)鍵被按下，從而給出相應(yīng)的信號(hào)。這種計(jì)算機(jī)鍵盤使用的是()A．溫度傳感器 B．壓力傳感器C．磁傳感器 D．光傳感器解析：選B小金屬片被按下時(shí)，作用的壓力不一樣，小金屬片下移的距離不同，兩個(gè)極板之間的距離不同，電容就不同，即將壓力這個(gè)力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電容這個(gè)電學(xué)量，所以計(jì)算機(jī)鍵盤使用的是壓力傳感器，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。6.有一熱敏電阻的電阻值隨溫度變化的RT圖像如圖所示，現(xiàn)將該熱敏電阻接在歐姆表的兩表筆上，做成一個(gè)電子溫度計(jì)，為了便于讀數(shù)，需要把歐姆表上的電阻值轉(zhuǎn)換成溫度值?，F(xiàn)想使該溫度計(jì)對(duì)溫度的變化反應(yīng)較為靈敏，那么該溫度計(jì)測量哪段范圍內(nèi)的溫度較為適宜(設(shè)在溫度范圍內(nèi)，歐姆表的倍率不變)()A．T1～T2段 B．T2～T3段C．T3～T4段 D．T1～T4段解析：選B熱敏電阻的阻值隨溫度變化得越快，其所制成的溫度計(jì)對(duì)溫度的變化越敏感。由題圖可知，溫度在T2～T3段時(shí)熱敏電阻的阻值隨溫度變化得最快。所以選項(xiàng)B正確。7．(多選)小強(qiáng)在用恒溫箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高，無法自動(dòng)控制。經(jīng)檢查，恒溫箱的控制器沒有故障。參照?qǐng)D，下列對(duì)故障判斷錯(cuò)誤的是()A．只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障B．只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障C．熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障D．可能是加熱器出現(xiàn)故障解析：選ABD由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定出現(xiàn)故障都會(huì)向控制器傳遞錯(cuò)誤信息，導(dǎo)致控制器發(fā)出錯(cuò)誤指令，故C正確，A、B錯(cuò)誤。若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器一直加熱才會(huì)使溫度持續(xù)升高，故D錯(cuò)誤。8.如圖所示，小鉛球P系在細(xì)金屬絲下，懸掛在O點(diǎn)，開始時(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)，球向左擺動(dòng)一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。為了測定水流對(duì)小球作用力的大小，在水平方向固定一根電阻絲BC，其長為L，它與金屬絲接觸良好，不計(jì)摩擦和金屬絲的電阻，C端在O點(diǎn)正下方處，且OC＝h。圖中還有電動(dòng)勢為E的電源(內(nèi)阻不計(jì))和一只電壓表。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。解析：電路圖如圖所示。設(shè)CD＝x，P球平衡時(shí)，由平衡條件可得tanθ＝eq\f(F,mg)＝eq\f(x,h)①根據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路歐姆定律可得I＝eq\f(E,RL)＝eq\f(U,Rx) ②根據(jù)電阻定律可得RL＝ρeq\f(L,S) ③Rx＝ρeq\f(x,S) ④由①②③④式可得U＝eq\f(tanθ·Eh,L)，因?yàn)樗魉俣仍酱?，θ越大，所以U越大。答案：見解析eq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新9.(2022·寧德高二檢測)如圖是安裝在潛水器上深度表的電路簡圖，顯示器由電流表改裝而成，壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小，電源電壓不變，R0是定值電阻，在潛水器下潛過程中，電路中有關(guān)物理量的變化情況正確的是()A．通過顯示器的電流減小B．R0兩端的電壓增大C．傳感器兩端的電壓增大D．電路的總功率減小解析：選B由題意知，潛水器下潛的過程中，壓力傳感器的電阻隨壓力的增大而減小，所以電路中的總電阻減小，由閉合電路的歐姆定律I＝eq\f(E,R外＋r)，可知電路中的電流值增大，故A錯(cuò)誤；電路中的電流值增大，根據(jù)歐姆定律，R0兩端的電壓U＝IR0，U增大，故B正確；傳感器兩端的電壓U傳＝E－I(R0＋r)，由于I增大，E、R0、r不變，所以傳感器兩端的電壓減小，故C錯(cuò)誤；由P＝EI可知，電路的總功率隨電流的增大而增大，故D錯(cuò)誤。10.如圖所示，RT為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，R為定值電阻，若往RT上擦些酒精，在環(huán)境溫度不變的情況下，關(guān)于電壓表示數(shù)的變化情況，下列說法中正確的是()A．變大 B．變小C．先變大后變小再不變 D．先變小后變大再不變解析：選D往RT上擦酒精后，酒精蒸發(fā)吸熱，熱敏電阻RT溫度降低，電阻值增大，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，電壓表示數(shù)變小。當(dāng)酒精蒸發(fā)完畢后，RT的溫度逐漸升高到環(huán)境溫度后不變，所以熱敏電阻的阻值逐漸變小，最后不變，故電壓表的示數(shù)將逐漸變大，最后不變，D正確。11．如圖甲是某生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品輸送及計(jì)數(shù)裝置示意圖，其中S為激光源，R1為光敏電阻(有光照射時(shí)，阻值較小；無光照射時(shí)，阻值較大)，R2為定值保護(hù)電阻，a、b間接“示波器”(示波器的接入對(duì)電路無影響)。水平傳送帶勻速前進(jìn)，每當(dāng)傳送帶上的產(chǎn)品通過S與R1之間時(shí)，射向光敏電阻的光線會(huì)被產(chǎn)品擋住。若傳送帶上的產(chǎn)品為均勻正方體，示波器顯示的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示。已知計(jì)數(shù)器電路中電源兩極間的電壓恒為6V，保護(hù)電阻R2的阻值為400Ω。則()A．有光照射時(shí)光敏電阻R1的阻值為800ΩB．有光照射和無光照射時(shí)保護(hù)電阻R2兩端的電壓之比為1∶2C．有光照射和無光照射時(shí)光敏電阻的阻值之比為1∶2D．每1h通過S與R1之間的產(chǎn)品個(gè)數(shù)為6000個(gè)解析：選D由題圖甲可知，R1、R2串聯(lián)，當(dāng)有光照射時(shí)，R1的阻值變小，電路的總電阻變小；根據(jù)I＝eq\f(U,R)可知，電路中的電流變大；根據(jù)U＝IR可知，R2兩端的電壓變大；根據(jù)串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和可知，R1兩端的電壓變小，即R1兩端的電壓較低，由題圖乙知R1兩端的電壓U1＝2V，則U2＝U－U1＝6V－2V＝4V，電路中的電流I＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(4,400)A＝0.01A，光敏電阻的阻值R1＝eq\f(U1,I)＝eq\f(2,0.01)Ω＝200Ω，A錯(cuò)誤；無光照射時(shí)，由題圖乙可得U1′＝4V，U2′＝U－U1′＝6V－4V＝2V，所以，有光照射和無光照射時(shí)保護(hù)電阻R2兩端的電壓之比U2∶U2′＝4V∶2V＝2∶1，B錯(cuò)誤；I′＝eq\f(U2′,R2)＝eq\f(2,400)A＝0.005A，此時(shí)電阻R1′的阻值：R1′＝eq\f(U1′,I′)＝eq\f(4,0.005)Ω＝800Ω，所以，有光照射和無光照射時(shí)光敏電阻的阻值之比R1∶R1′＝200Ω∶800Ω＝1∶4，C錯(cuò)誤；由題圖乙可知，每經(jīng)過0.6s，就有一個(gè)產(chǎn)品通過計(jì)數(shù)裝置，每1h通過S與R1之間的產(chǎn)品個(gè)數(shù)為n＝6000個(gè)，D正確。12．如圖所示為某種電子秤的原理示意圖，AB為一均勻的滑線電阻，阻值為R，長度為L，兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭，P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng)。彈簧處于原長時(shí)，P1剛好指著A端，P1與托盤固定相連。若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí)，該電壓經(jīng)過放大，通過信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，托盤自身質(zhì)量為m0，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。求：(1)托盤上未放物體時(shí)，在托盤自身重力作用下，P1與A端的距離x1；(2)托盤上放有質(zhì)量為m的物體時(shí)，P1與A端的距離x2；(3)在托盤上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn)，其方法是：調(diào)節(jié)P2，使P2離A端的距離也為x1，從而使P1、P2間的電壓為零。校準(zhǔn)零點(diǎn)后，將物體放在托盤上，試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式。解析：(1)由力的平衡知識(shí)有：m0g＝kx1，解得x1＝eq\f(m0g,k)。(2)放上物體重新平衡后有：m0g＋mg＝kx2，解得x2＝eq\f(m＋m0g,k)。(3)托盤的移動(dòng)帶動(dòng)P1移