高中物理 3.3 傳感器的應用每課一練 粵教版選修3-2

【創(chuàng)新設計】-高中物理3.3傳感器的應用每課一練粵教版選修3-2(時間：60分鐘)知識點一熱傳感器的應用1.(單選)如圖3-3-14所示，Rt為半導體熱敏電阻，其他電阻都是普通的電阻，當燈泡L的亮度變暗時，說明 圖3-3-1A．環(huán)境溫度變高B．環(huán)境溫度變低C．環(huán)境溫度不變D．都有可能解析燈泡L的亮度變暗，說明Rt的阻值增大，即周圍環(huán)境的溫度變低．答案B2.(單選)圖3-3-15是一火警報警器的部分電路示意圖．其中R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報警器．當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I，報警器兩端的電壓U()．圖3-3-1A．I變大，U變大 B．I變大，U變小C．I變小，U變大 D．I變小，U變小解析R2處出現(xiàn)火情，溫度升高，R2減小端電壓減小，U減小，導致R2兩端電壓減小，通過R3的電流減小，I減小．答案D3．(雙選)下列有關電熨斗的說法正確的是 ()．A．電熨斗能自動控制溫度主要利用了雙金屬片，兩片金屬的膨脹系數(shù)相同B．常溫下，上下觸點是接觸的；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點分離C．需要較高溫度熨燙時，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移D．電熨斗中的雙金屬片是一種半導體材料解析常溫下，上下觸點是接觸的；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點分離；需要較高溫度熨燙時，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移；雙金屬片由膨脹系數(shù)不同的金屬材料制成，上面的膨脹系數(shù)大．答案BC4．(雙選)如圖3-3-16所示，一塊通電的銅板放在磁場中，板面垂直于磁場，板內(nèi)通有如圖方向的電流，圖3A．電勢φa＞φbB．電勢φb＞φaC．電流增大時，|φa－φb|增大D．其他條件不變，將銅板改為NaCl水溶液時，電勢結(jié)果仍然一樣解析銅板中的自由電荷是電子，電子定向移動的方向與電流的方向相反，由左手定則可判斷出電子因受洛倫茲力作用向a側(cè)偏轉(zhuǎn)，所以，φb＞φa.因|φa－φb|＝keq\f(IB,d)，所以電流增大時，|φa－φb|增大．若將銅板改為NaCl溶液，溶液中的正、負離子均向a側(cè)偏轉(zhuǎn)，|φa－φb|＝0，即不產(chǎn)生霍爾效應，故D選項錯誤．答案BC知識點二力傳感器，光傳感器的應用5.(單選)慣性制導系統(tǒng)已廣泛應用于彈道式導彈工程中，這個系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計．加速度計構(gòu)造和原理的示意圖如圖3-3-17所示：沿導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，可通過標尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統(tǒng)進行制導．設某段時間內(nèi)導彈沿水平方向運動，指針向左偏離O點的距離為x，則這段時間內(nèi)導彈的加速度 圖3-3-1A．方向向左，大小為eq\f(kx,m) B．方向向右，大小為eq\f(kx,m)C．方向向左，大小為eq\f(2kx,m) D．方向向右，大小為eq\f(2kx,m)解析滑塊隨導彈一起做加速運動，向左偏離O點的距離為x，使左側(cè)彈簧被壓縮，右側(cè)彈簧被拉長，則滑塊所受合力為2kx，方向向右，故加速度方向向右．由牛頓第二定律得2kx＝ma，滑塊加速度大小為a＝eq\f(2kx,m)，故選D.答案D6.(單選)如圖3-3-18所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導線、電鍵K與一個n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的變化磁場B中．兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面靜止放置一個質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球．K斷開時傳感器上有示數(shù)，K閉合時傳感器上恰好無示數(shù)．則線圈中的磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是 圖3-3-1A．正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q) B．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)C．正在減弱，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,q) D．正在增加，eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)解析K閉合時傳感器上恰好無示數(shù)，說明小球受豎直向上的電場力，且電場力大小等于重力，由楞次定律可判斷磁場B正在增強，根據(jù)法拉第電磁感應定律E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝U，又q·eq\f(U,d)＝mg得eq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(mgd,nq)，故D正確．答案D7．(單選)利用傳感器和計算機可以研究快速變化的力的大小．實驗時，把圖3-3-19甲中的小球舉高到繩子的懸點O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間的變化圖線如圖3-3-18乙所示．根據(jù)圖線所提供的信息，以下判斷正確的是 圖3-3-1A．t2時刻小球所處位置是運動中最高點B．t1～t2期間小球速度先增大后減小C．t3時刻小球動能最小D．t2與t5時刻小球速度大小不同解析小球下落的軌跡展開圖如圖所示，B處為繩子原長處，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，在Ft圖中，0～t1小球在OB間下落，t1～t2小球在BD間下落，t2～t3小球由D回到B處，t3～t4小球在BO間上升，而后下落至B點．由Ft圖知，小球在t2時刻下落到最大距離，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，對應于t1～t2之間，A錯，B對，小球動能最小出現(xiàn)在t2時刻或t3～t4間某時刻，C錯誤．t2和t5分別對應小球先后兩次下落過程中經(jīng)過最低點的時刻，速度大小為零，D錯誤．正確選項為B.答案B8．(單選)在防治“非典”期間，在機場、車站等交通出入口，使用了紅外線熱像儀，紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測出經(jīng)過它時的發(fā)熱病人，從而可以有效控制疫情的傳播．關于紅外線熱像儀，下列說法正確的是()．A．選擇紅外線進行檢測，主要是因為紅外線光子能量小，可以節(jié)約能量B．紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測C．紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用D．一切物體都能發(fā)射紅外線，而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同解析紅外線熱像儀是根據(jù)物體發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同而工作的，故D正確．答案D9．有一種測量人體重的電子秤，其原理圖如圖3-3-20中的虛線所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿ABO、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(其實質(zhì)是電流表)．其中AO∶BO＝5∶圖3-3-壓力F/N050100150200250300…電阻R/Ω300270240210180150120…設踏板和杠桿組件的質(zhì)量可忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68V，則：(1)該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表刻度盤多少毫安處？(2)利用表中的數(shù)據(jù)歸納出電阻R隨壓力F變化的函數(shù)式．(3)如果某人站在踏板上，電流表刻度盤示數(shù)為20mA，則此時壓力傳感器上所受壓力為多大？解析(1)依題意可知，電子秤空載時壓力傳感器受到的壓力為0，由表可知：此時壓力傳感器的電阻R1＝300Ω電路中的電流為I1＝eq\f(U,R1)＝eq\f(4.68,300)A＝15.6mA.所以該稱零刻度線應標在電流表刻度盤的15.6mA處(2)由表中數(shù)據(jù)可歸納得出：R＝300－0.6(3)當電流表刻度盤示數(shù)為I2＝20mA時壓力傳感器的電阻R2＝eq\f(U,I2)＝eq\f(4.68,0.02)Ω＝234Ω再由R＝300－0.6F，求得F2答案(1)15.6mA(2)R＝300－0.6(3)F2＝110N10.(單選)如圖3-3-21所示是家用電冰箱的壓縮啟動裝置的電路．其中的運行繞組是電冰箱在工作時的電動機定子，由于家用交流電是單相的，啟動時必須依靠啟動繞組的幫助才能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場．在啟動繞組的支路中串聯(lián)有一個PTC元件，這是一種以鈦酸鋇為主要材料的熱敏電阻器．電流流過PTC元件，元件發(fā)熱，它的電阻率隨溫度升高而發(fā)生顯著變化，當電動機轉(zhuǎn)動起來正常以后，PTC元件溫度較高，電阻很大，啟動繞組電流很?。畡t以下判斷正確的是 圖3-3-2①電冰箱的電動機啟動時比正常工作時耗電少②電冰箱的電動機正常工作時比啟動時耗電少③電冰箱啟動后，啟動繞組功率不變，運行繞組功率是變化的④電冰箱啟動后，啟動繞組功率是變化的，運行繞組功率不變A．①③B．②④C．①④D．②③解析啟動時，由于PTC元件溫度低電阻小，故耗電多，②正確；啟動后，隨PTC元件溫度升高，PTC元件電阻增大，通過啟動繞組的電流減小，故啟動繞組功率是變化的，而運行繞組電壓不變，故功率不變，則④正確．答案B11．(單選)年諾貝爾物理學獎授予了法國和德國的兩位科學家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應”．基于巨磁電阻效應開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認為是納米技術(shù)的第一次真正應用．下列有關其他電阻應用的說法中，錯誤的是()．A．熱敏電阻可應用于溫度測控裝置中B．光敏電阻是一種光電傳感器C．電阻絲可應用于電熱設備中D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用解析熱敏電阻的原理是通過已知某電阻的電阻值與溫度值的函數(shù)關系，測得該熱敏電阻的值即可獲取溫度值，從而應用于溫度測控裝置中，A說法正確；光敏電阻是將光信號與電信號進行轉(zhuǎn)換的傳感器，B說法正確；電阻絲通過電流會產(chǎn)生熱效應，可應用于電熱設備中，C說法正確；電阻對直流和交流均起到阻礙的作用，D說法錯誤，故正確答案為D.答案D12．如圖3-3-22甲所示為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi)的電阻R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt為熱