高中物理選修二5.3大顯身手的傳感器練習(xí)3（含答案）

魯科版（2019）高中物理（選擇）必修第二冊5.3大顯身手的傳感器同步練習(xí)一、多選題1．有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三個元件，將這三個元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點(diǎn)后．用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是()A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這個元件一定是熱敏電阻B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這個元件一定是定值電阻C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這個元件一定是光敏電阻D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)不變化，這個元件一定是定值電阻2．關(guān)于感應(yīng)電流，下面說法正確的是（）A．只要穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應(yīng)電流B．只要閉合電路中有部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體中就一定有感應(yīng)電流C．若閉合電路的一部分導(dǎo)體不做切割磁干線運(yùn)動，閉合電路中一定沒有感應(yīng)電流D．當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中一定有感應(yīng)電流二、單選題3．如圖所示為某居住小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻、R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置，則下列說法正確的是①當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B間的電壓增大②當(dāng)有人通過而遮蔽光線時，A、B間的電壓減小③當(dāng)僅增大R2的阻值時，A、B間的電壓增大④當(dāng)僅減小R2的阻值時，A、B間的電壓增大A．①③ B．①④ C．②③ D．②④4．傳感器的應(yīng)用改變了我們的生活，沒有傳感器，就不可能有現(xiàn)代化的自動控制技術(shù)，下列有關(guān)傳感器的判斷正確的是（

）A．傳感器是將電學(xué)量（如電壓、電流等）轉(zhuǎn)化成非電學(xué)量（如壓力溫度、位移等）的裝置B．熱敏電阻的電壓隨溫度變化而變化C．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的D．光敏電阻在有光照射時，電阻會變小5．平行板電容器兩極板與靜電計(jì)的連接如圖所示，對電容器充電，使靜電計(jì)張開一定角度，撤去電，以下說法正確的是

（

）A．增大兩極板間距離，靜電計(jì)指針張角變大B．減小兩極板間距離，靜電計(jì)指針張角變大C．將兩極板錯開一些，靜電計(jì)指針張角變小D．將某電介質(zhì)插入極板間，靜電計(jì)指針張角變大6．電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個壓電薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時兩端產(chǎn)生電壓，電壓隨壓力變化而變化，壓力越大電壓越大，壓力不變，電壓一定。壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中會產(chǎn)生兩個脈沖電流，如圖乙所示，即視為“闖紅燈”，電子眼自動拍照記錄。則紅燈亮?xí)r（）A．車輪停在感應(yīng)線上時電阻R上有恒定電流B．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電容器先放電后充電C．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電阻R上的電流一直增大D．汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，會被電子眼拍照7．生活中的各種應(yīng)用領(lǐng)域利用電容器的場景很多，而構(gòu)成電容器的形式也是多種多樣。下列兩幅圖所示的兩個電極之間都由絕緣介質(zhì)分隔開來從而構(gòu)成一個電容器。請根據(jù)兩幅圖示的相關(guān)說明判斷下列說法正確的是（）A．圖甲中，當(dāng)金屬芯線不動而h變小時，該電容器的電容變大B．圖甲中，保持兩電極間的電壓不變，當(dāng)金屬芯線不動而h變小時，該電容器將充電C．圖乙中，當(dāng)待測壓力F變大時，該電容器的電容變大D．圖乙中，保持電容器的電量不變，當(dāng)待測壓力F變大時，兩電極間的電壓將變大8．在右上圖中，電內(nèi)阻不能忽略，R1=5Ω，R2=4Ω．當(dāng)開關(guān)S切換到位置1時，電流表的示數(shù)為I1=2A；當(dāng)開關(guān)S扳到位置2時，電流表的示數(shù)可能為下列情況中的

A．2.5AB．1.8AC．2.2AD．3.0A9．下列有關(guān)傳感器的說法中錯誤的是（）A．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的一種磁傳感器B．光電鼠標(biāo)利用了光傳感器C．電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器D．2020年初新冠肺炎疫情防控阻擊戰(zhàn)中，槍式測溫儀成了體溫檢測的“哨兵”，是利用了溫度傳感器10．如圖所示，平行板電容器處在真空中，電容為C，帶電荷量為Q，板間距離為d，今在兩板的中點(diǎn)處放一電荷q，已知靜電力常數(shù)為k，則它所受電場力的大小為（）A． B． C． D．11．關(guān)于傳感器，下列說法正確的是（）A．光敏電阻和熱敏電阻都是由半導(dǎo)體材料制成的B．金屬材料不可以制成傳感器C．傳感器主要是通過感知電阻的變化來傳遞信號的D．以上說法都不正確三、實(shí)驗(yàn)題12．已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從升至?xí)r阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測量其阻值隨溫度的變化關(guān)系。所用器材：電E、開關(guān)S、滑動變阻器R（最大阻值為）、電壓表（可視為理想電表）和毫安表（內(nèi)阻約為），設(shè)計(jì)電路如圖（a）。(1)實(shí)驗(yàn)時，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時熱敏電阻的阻值為________（保留2位有效數(shù)字）。實(shí)驗(yàn)中得到的該熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線如圖（b）所示；(2)將熱敏電阻從溫控室取出置于室溫下，得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為。由圖（b）求得，此時室溫為__________（保留3位有效數(shù)字）；(3)利用實(shí)驗(yàn)中的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖（c）所示。圖中，E為直流電（電動勢為9V內(nèi)阻可忽略）；當(dāng)環(huán)境溫度過高圖中的輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時，觸發(fā)報(bào)警器（圖中未畫出）報(bào)警。若要求開始報(bào)警時環(huán)境溫度為，則圖中________（填“R1”或“R2”）應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為________（保留2位有效數(shù)字）。13．圖甲所示是大型機(jī)械廠里用來稱重的電子吊秤，其中實(shí)現(xiàn)稱重的關(guān)鍵元件是拉力傳感器。其工作原理是：掛鉤上掛上重物，傳感器中拉力敏感電阻絲在拉力作用下發(fā)生形變，拉力敏感電阻絲的電阻也隨著發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成將所稱物體重量變換為電信號的過程。(1)簡述拉力敏感電阻絲的阻值隨拉力變化的原因_______________________________。(2)小明找到一根拉力敏感電阻絲RL，其阻值隨拉力變化的圖像如圖乙所示，再按圖丙所示電路制作了一個簡易“吊秤”。電路中電電動勢E約15V，內(nèi)阻約2Ω；靈敏毫安表量程為10mA，內(nèi)阻約5Ω；R是電阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B兩接線柱上，通過光滑絕緣滑環(huán)可將重物吊起，接通電路完成下列操作．a(chǎn)．滑環(huán)下不吊重物時，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流表為某一合適示數(shù)I時，讀出電阻箱的讀數(shù)R1；b．滑環(huán)下吊上待測重物，測出電阻絲與豎直方向的夾角為θ；c．調(diào)節(jié)電阻箱，使_______，讀出此時電阻箱的讀數(shù)R2；d．算得圖乙直線的斜率k和截距b；則待測重物的重力G的表達(dá)式為G=_____（用以上測得的物理量表示），測得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），R1、R2分別為1052Ω和1030Ω，結(jié)合乙圖信息，可得待測重物的重力G=_____N（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。(3)針對小明的設(shè)計(jì)方案，為了提高測量重量的精度，你認(rèn)為下列措施可行的是____________。A．將毫安表換成量程不同，內(nèi)阻更小的毫安表B．將毫安表換成量程為10μA的微安表C．將電阻箱換成精度更高的電阻箱D．適當(dāng)增大A、B接線柱之間的距離參考答案與試題解析1．AC【解析】一般定值電阻的阻值不會隨光照強(qiáng)度或溫度的變化而變化太大；對于熱敏電阻來說，熱敏電阻的阻值會隨溫度的升高而逐漸變小，它對溫度的反應(yīng)是十分靈敏的；對于光敏電阻來說，它的阻值隨光照強(qiáng)度的變化而變化，當(dāng)光照強(qiáng)度增強(qiáng)時光敏電阻的電阻值會隨之而減小．本題是采用用黑紙包裹和放入熱水中兩個條件來改變電阻周圍的環(huán)境的．不管放入熱水中還是用黑紙包裹，一般電阻的阻值都不會發(fā)生太大變化；若電阻是光敏電阻，則當(dāng)用黑紙包裹電阻時歐姆表的示數(shù)會有明顯的改變；而當(dāng)電阻是熱敏電阻時，當(dāng)把電阻放在熱水中時，電阻值會發(fā)生明顯的變化．所以本題答案是AC.2．BD【解析】A．只要穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中就一定有感應(yīng)電流，選項(xiàng)A錯誤；B．只要閉合電路中有部分導(dǎo)線做切割磁感線運(yùn)動，導(dǎo)體中就一定有感應(yīng)電流，選項(xiàng)B正確；C．閉合電路的一部分導(dǎo)體如果不做切割磁感線的運(yùn)動，若磁場變化，磁通量變化，也能產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯誤。D．當(dāng)穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化時，閉合電路中一定有感應(yīng)電流，選項(xiàng)D正確。故選BD。3．C【解析】由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，監(jiān)控裝置與R2并聯(lián)．當(dāng)有人通過通道而遮蔽光線時，R1阻值變大，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，根據(jù)U=IR可知，R2阻值不變時，其兩端的電壓變小，即A、B間電壓降低，故①錯誤，②正確．當(dāng)僅增大R2的阻值時，電路中的總電阻變大，電路中的電流變小，電的內(nèi)阻和R1阻值不變時，內(nèi)阻和R1兩端的電壓變小，則R2上的電壓變大，即A、B間電壓變大，故③正確．當(dāng)僅減小R2的阻值時，電路中的總電阻變小，電路中的電流變大，電的內(nèi)阻和R1阻值不變時，內(nèi)阻和R1兩端的電壓變大，即A、B間電壓減小，故④錯誤．A.①③，不符合題意，選項(xiàng)A錯誤；B.①④，不符合題意，選項(xiàng)B錯誤；C.②③，符合題意，選項(xiàng)C正確；D.②④，不符合題意，選項(xiàng)D錯誤；4．D【解析】A.傳感器是把非電學(xué)物理量（如位移、速度、壓力角度等轉(zhuǎn)換成電學(xué)物理量（如電壓、電流、電量等)的一種元件，故A不符合題意；B.熱敏電阻的電阻隨溫度變化而變化將熱量轉(zhuǎn)化為電流這個電學(xué)量故B不符合題意；C.干簧管是將一對磁性材料制成的彈性舌簧片密封于玻璃管中，舌簧端面互疊，但留有空隙，當(dāng)干簧管處在磁場中，舌簧由于磁化而吸引，利用磁化及磁極間的相互作用，故C不符合題意．D.光敏電阻在有光照射時，電阻會變小故D符合題意．5．A考點(diǎn)：解決本題的關(guān)鍵知道影響電容器電容大小的因素及電容的決定式，知道電容器與電斷開，電荷量不變，結(jié)合電容的定義式分析判斷.【解析】撤去電，電容器所帶的電荷量不變，增大兩極板間的距離，根據(jù)知，電容減小，根據(jù)知，電容器兩端的電勢差變大，靜電計(jì)指針張角變大，故A正確．減小兩極板間的距離，根據(jù)知，電容增大，根據(jù)知，電容器兩端的電勢差減小，靜電計(jì)指針張角變小，故B錯誤．將兩極板錯開一些，根據(jù)知，電容減小，根據(jù)知，電容器兩端的電勢差變大，靜電計(jì)指針張角變大，故C錯誤．將某電介質(zhì)插入極板間，根據(jù)，知電容增大，根據(jù)知，電容器兩端的電勢差減小，靜電計(jì)指針張角變小，故D錯誤．故選A．6．D【解析】A．汽車停在感應(yīng)線上時，汽車對壓電薄膜的壓力不變，電壓恒定，電路中沒有電流，A錯誤；BC．車輪經(jīng)過感應(yīng)線時，電容器先充電后放電，電流不會一直增大，BC錯誤；D．汽車前輪兩次經(jīng)過感應(yīng)線，產(chǎn)生兩個脈沖電流，所以會被電子眼拍照，D正確。故選D。7．C【解析】AB．若圖甲中兩電極間的電壓不變，當(dāng)金屬芯線不動而h變小時，電容器兩極板正對面積S減小，根據(jù)可知電容器的電容C減小，又由U不變時，C減小Q也減小，該電容器放電。故AB錯誤；CD。若圖乙中，當(dāng)圖示中的F變大時，電容器兩極板間距離d減小，根據(jù)可知電容C變大，再根據(jù)兩極板的電量不變，C變大U減小，故C正確；D錯誤。故選C。8．C【解析】由題當(dāng)開關(guān)S切換到位置1時，電流表的示數(shù)為I1=2A；R1=5Ω，R2=4Ω，則R1＞R2，當(dāng)開關(guān)S扳到位置2時，電路中電流增大，即I2＞2A，由于外電阻減小，路端電壓減小，開關(guān)S在位置1時，路端電壓U1=I1R1=10V，開關(guān)S扳到位置2時，路端電壓U2＜10V，由歐姆定律得知，所以電流表的示數(shù)的范圍為2A＜I2＜2.5A，故C正確．9．D【解析】A．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的一種磁傳感器，故A正確，不符合題意；B．光電鼠標(biāo)利用了光傳感器，故B正確，不符合題意；C．電子秤稱量物體質(zhì)量是利用了力傳感器，故C正確，不符合題意；D．槍式測溫儀是根據(jù)人體輻射的紅外線來測溫的，沒有利用溫度傳感器，故D錯誤，符合題意。故選D。10．A【解析】AB．兩極板間的電勢差為：則兩極板間的電場強(qiáng)度為：電荷q所受的電場力為：A正確，B錯誤；CD．由于平行板電容器不是點(diǎn)電荷，不能用，CD錯誤。故選A。11．A【解析】A．光敏電阻和熱敏電阻都是由半導(dǎo)體做成的，A正確；B．金屬材料也可以做成傳感器，比如利用滑動變阻器做成位移傳感器，B正確，CD．傳感器可以通過感知各種各樣的變化傳遞信號，比如溫度，光照，力的大小，電磁等等，CD錯誤。故選A。12．

1.8

28.0（27.8~282）

R1

1.6【解析】(1)[1]若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別5.5V和3.0mA，根據(jù)歐姆定律得此時熱敏電阻的阻值為(2)[2]根據(jù)熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線，可知當(dāng)達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.0kΩ，對應(yīng)的溫度為28.0℃；(3)[3]根據(jù)如圖（c）所示電路，假設(shè)R1是熱敏電阻，根據(jù)歐姆定律得輸出電壓為由題意知R2為定值電阻，當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時，即環(huán)境溫度高，便觸發(fā)報(bào)警器報(bào)警，那么熱敏電阻的阻值會減小，輸出電壓會變大，從而報(bào)警，所以圖中R1應(yīng)該用熱敏電阻；[4]若要求開始報(bào)警時環(huán)境溫度為50℃，通過熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線，可知代入數(shù)據(jù)得解得13．

電阻絲受拉力時，長度增加而橫截