新教材同步系列2024春高中物理章末綜合測評5傳感器粵教版選擇性必修第二冊

章末綜合測評(五)傳感器一、單項選擇題1．下列說法正確的是()A．凡將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的傳感器都是物理傳感器B．濕敏傳感器只能是物理傳感器C．物理傳感器只能將采集到的信息轉(zhuǎn)化為電壓輸出D．物理傳感器利用的是物質(zhì)的物理性質(zhì)和物理效應(yīng)2．人類放射的繞地球運轉(zhuǎn)的全部航天器，在軌道上工作時都須要電能，所須要的電能都是由太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能得到的，要求太陽能電池板總是對準太陽，為達到這一要求應(yīng)利用下列哪種傳感器來感知太陽方位()A．力傳感器 B．光傳感器C．溫度傳感器 D．生物傳感器3．下列說法不正確的是()A．全部傳感器都是由半導(dǎo)體材料制成的B．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差C．霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量的傳感器D．熱敏電阻可以把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量4．如圖是用電流傳感器(相當于電流表，其電阻可以忽視不計)探討自感現(xiàn)象的試驗電路，圖中兩個電阻的阻值均為R，L是一個自感系數(shù)足夠大的自感線圈，其直流電阻值也為R。下圖是某同學(xué)畫出的在t0時刻開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，通過傳感器的電流隨時間改變的圖像。關(guān)于這些圖像，下列說法中正確的是()A．甲圖是通過傳感器1的電流隨時間改變的狀況B．乙圖是通過傳感器1的電流隨時間改變的狀況C．丙圖是通過傳感器2的電流隨時間改變的狀況D．丁圖是通過傳感器2的電流隨時間改變的狀況5．陶瓷氣敏傳感器可以用于分析氣體中酒精蒸氣的含量，常用于檢查駕駛?cè)藛T是否飲酒。假如司機飲酒，血液中的酒精成分會擴散到呼出的氣體中，呼出的氣體噴向傳感器，傳感器的電阻將發(fā)生相應(yīng)的改變，從而可以檢測血液中的酒精含量。某種陶瓷氣敏傳感器的電導(dǎo)(即電阻的倒數(shù))與氣體中酒精蒸氣濃度C的關(guān)系如圖甲所示?，F(xiàn)用其組成如圖乙所示的檢測電路(電源內(nèi)阻為r，電流表內(nèi)阻不計)。對此，以下說法正確的是()A．此陶瓷氣敏傳感器的電阻與氣體中酒精蒸氣的濃度成正比B．氣體中酒精蒸氣的濃度越大，則電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度越小C．氣體中酒精蒸氣的濃度越大，則電池的路端電壓越小，電阻R0兩端的電壓也越小D．電源用的時間長了，內(nèi)阻變大，則會導(dǎo)致測得的酒精濃度偏低6．如圖所示，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，D為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)光越強)，且R與D距離不變，下列說法中正確的是()A．當滑動觸頭向左移動時，L消耗的功率增大B．當滑動觸頭向左移動時，L消耗的功率減小C．當滑動觸頭向右移動時，L消耗的功率可能不變D．無論怎樣移動滑動觸頭，L消耗的功率都不變7．在一些學(xué)校的教室里，為了保證照明條件，采納了智能照明系統(tǒng)，在自然光不足時接通電源啟動日光燈，而在自然光足夠時，自動關(guān)閉日光燈。其原理圖如圖所示，R為一光敏電阻，L為一帶鐵芯的螺線管。在螺線管上方有一用細彈簧懸著的輕質(zhì)銜鐵，銜鐵的一端用鉸鏈固定使其可以自由轉(zhuǎn)動，另一端用一絕緣棒連接兩動觸頭。關(guān)于該智能照明系統(tǒng)的工作原理，下列描述錯誤的是()A．光照較強時，光敏電阻的阻值較小，銜鐵被吸引下來B．光線不足時，光敏電阻的阻值較大，所在電路電流較小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈接通C．上面的兩接線柱應(yīng)當和日光燈電路連接D．下面的兩接線柱應(yīng)當和日光燈電路連接二、多項選擇題8．如圖所示為一種自動跳閘的閘刀開關(guān)，O是轉(zhuǎn)軸，A是絕緣手柄，C是閘刀卡口，M、N接電源線，閘刀處于垂直紙面對里、磁感應(yīng)強度B＝1T的勻強磁場中，C、O間距離為10cm。當磁場力為0.2N時，閘刀開關(guān)會自動跳開。則要使閘刀開關(guān)能跳開，CO中通過的電流的大小和方向為()A．電流方向C→O B．電流方向O→CC．電流大小為2A D．電流大小為1A9．為了保證汽車車輪在制動時不是完全剎死滑行，而是讓車輪仍有肯定的滾動，我們用一個自動檢測車速的傳感器來限制車輪的轉(zhuǎn)動，其原理如圖所示(鐵質(zhì)齒輪P與車輪同步轉(zhuǎn)動，右端是一個繞有線圈的磁體)，下列說法正確的是()A．M是一個電流檢測器B．M是一個定值電阻C．該傳感器是把運動狀況轉(zhuǎn)化為電學(xué)物理量D．該傳感器是把運動狀況轉(zhuǎn)化為力學(xué)物理量10．氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測。它的電阻隨一氧化碳濃度的改變而改變，在如圖甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與一氧化碳濃度有了對應(yīng)關(guān)系，視察儀表指針就能推斷一氧化碳濃度是否超標。有一種氧化錫傳感器，其技術(shù)資料中給出的傳感器電導(dǎo)(即電阻的倒數(shù))-CO濃度關(guān)系圖線如圖乙所示，請推斷，電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系不行能是圖丙中的()ABCD丙三、非選擇題11．(2024·陜西渭南高二期末)傳感器在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科技中有著相當廣泛的應(yīng)用，如圖甲是一個壓力傳感器設(shè)計電路，要求從表盤上干脆讀出壓力大小，其中R1是愛護電阻，R2是調(diào)零電阻(總電阻200Ω)，志向電流表量程為10mA，電源電動勢E＝10V(內(nèi)阻不計)，壓敏電阻的阻值R與所受壓力大小F的對應(yīng)關(guān)系如圖乙所示。(1)以下三個規(guī)格的愛護電阻，R1應(yīng)選擇____________________。A．8Ω B．80ΩC．800Ω(2)正確選取、安裝愛護電阻R1后，要對壓力傳感器進行調(diào)零(要求壓力為零時電流表滿偏)，則調(diào)零電阻R2應(yīng)調(diào)為__________Ω。(3)接下來對表盤進行重新賦值，原5mA刻度線應(yīng)標注__________N。12．(2024·河北卷)某物理愛好小組利用廢棄電飯煲的部分器材自制簡易電飯煲，設(shè)計電路如圖甲所示。選用的器材有：限溫開關(guān)S1(手動將其按下，起先持續(xù)加熱煮飯，當鍋內(nèi)溫度高于103℃時自動斷開，之后不能自動閉合)；保溫開關(guān)S2(當鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開，溫度低于70℃時自動閉合)；電飯煲的框架(結(jié)構(gòu)如圖乙所示)。自備元件有：加熱電阻絲R(阻值為60Ω，用于加熱煮飯)；限流電阻R1和R2(阻值均為1kΩ)；指示燈L1和L2(2.5V，0.6W，當電流低于30mA時可視為熄滅)；保險絲T。(1)依據(jù)愛好小組設(shè)計的電路，下列說法正確的是__________(多選)。A．按下S1，L1和L2均發(fā)光B．當鍋內(nèi)溫度高于103℃時，S1自動斷開，L1和L2均發(fā)光C．保溫過程中，S2自動在閉合、斷開狀態(tài)之間交替切換D．當鍋內(nèi)溫度低于70℃時，S2自動閉合，L1發(fā)光，L2熄滅(2)簡易電飯煲制作完成后，試用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常。在不增加元件的前提下，斷開電源，運用多用電表推斷發(fā)生故障的元件。下列操作步驟的正確依次是__________(填寫各步驟前的字母)。A．將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置B．將兩支表筆干脆接觸，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點C．調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度D．測量指示燈L1兩端的阻值E．將選擇開關(guān)置于OFF位置或溝通電壓最高擋操作時，將多用電表兩表筆與L1兩端接觸，若指針如圖丙所示，可推斷是__________斷路損壞；若指針如圖丁所示，可推斷是__________斷路損壞。(用電路中的元件符號表示)13．如圖所示是一種測量血壓的壓力傳感器在工作時的示意圖，薄金屬片P固定有4個可以形變的電阻R1、R2、R3、R4，如圖乙。圖甲是它的側(cè)面圖，這4個電阻連成的電路如圖丙所示，試回答下列問題：(1)起先時金屬片中心O點未加任何壓力，欲使電壓表無示數(shù)，則4個電阻應(yīng)滿意怎樣的關(guān)系？(2)當O點被施加一個壓力F后發(fā)生形變，這時4個電阻也隨之發(fā)生形變，形變后各電阻阻值大小如何改變？14．某課外小組設(shè)計了一種測定風(fēng)速的裝置，其原理如圖所示，一個勁度系數(shù)k＝120N/m、自然長度L0＝1m的彈簧一端固定在墻上的M點，另一端N與導(dǎo)電的迎風(fēng)板相連，彈簧穿在光滑水平放置的電阻率較大的金屬桿上，彈簧是不導(dǎo)電材料制成的。迎風(fēng)板面積S＝0.5m2，工作時總是正對著風(fēng)吹來的方向。電路的一端與迎風(fēng)板相連，另一端在M點與金屬桿相連。迎風(fēng)板可在金屬桿上滑動，且與金屬桿接觸良好。定值電阻R＝1.0Ω，電源的電動勢E＝12V，內(nèi)阻r＝0.5Ω。閉合開關(guān)，沒有風(fēng)吹時，彈簧處于原長，電壓表的示數(shù)U1＝9.0V，某時刻由于風(fēng)吹迎風(fēng)板，電壓表的示數(shù)變?yōu)閁2＝6.0V。(電壓表可看成志向電表)試求：(1)金屬桿單位長度的電阻；(2)此時作用在迎風(fēng)板上的風(fēng)力。15．有一種測量人體重的電子秤，其原理圖如圖中的虛線框內(nèi)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(一個阻值可隨壓力大小而改變的電阻器)、顯示體重的儀表A(其實質(zhì)是電流表)。其中AO∶BO＝5∶1。已知壓力傳感器的電阻與其所受壓力的關(guān)系如下表所示：壓力F/N050100150200250300…電阻R/Ω300270240210180150120…設(shè)踏板和杠桿組件的質(zhì)量不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68V，則：(1)利用表中數(shù)據(jù)歸納出電阻R隨壓力F改變的函數(shù)關(guān)系式。(2)該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標在電流表刻度盤多少毫安處？(3)假如某人站在踏板上，電流表刻度盤示數(shù)為20mA，這個人的體重是多少。章末綜合測評(五)12345678910DBACDADBCACACD1．D[除了物理傳感器，還有化學(xué)、生物傳感器也可將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，故A錯誤；濕敏傳感器也可能是化學(xué)傳感器，故B錯誤；傳感器既可將信息轉(zhuǎn)化為電壓輸出，也可轉(zhuǎn)化為電流、電阻等輸出，故C錯誤；由物理傳感器的定義知D正確。]2．B[太陽能電池板的有效采光面積不同，所產(chǎn)生的電流不同，當正對太陽時電流最大，所以應(yīng)用的是光傳感器，選項B正確，選項A、C、D錯誤。]3．A[傳感器材料可以是半導(dǎo)體材料、陶瓷材料、金屬材料和有機材料等，選項A錯誤；金屬熱電阻由金屬材料制成，其化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差，選項B正確；霍爾元件是能夠把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量的傳感器，選項C正確；熱敏電阻可以把溫度這個熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個電學(xué)量，選項D正確。]4．C[開關(guān)S由閉合變?yōu)閿嚅_，傳感器1中的電流立即變?yōu)榱?，如題圖丁；傳感器2中的電流由于線圈的自感作用，電流反向并漸漸減小，如題圖丙，故C正確，A、B、D錯誤。]5．D[由題圖甲可知，傳感器的電阻與氣體中酒精蒸氣的濃度成反比，故A錯誤；因為酒精蒸氣的濃度C越大，傳感器的電阻越小，電路中的電流越大，電流表指針偏轉(zhuǎn)的角度越大，路端電壓越小，R0兩端電壓越大，故B、C錯誤；若電源用的時間長了，內(nèi)阻變大，則相同濃度時總電阻變大，電流變小，測量的酒精濃度C偏低，故D正確。]6．A[電源電壓恒定，也就是說，并聯(lián)電路兩端的電壓恒定，當滑動觸頭向左移動時，發(fā)光二極管發(fā)光變強，光敏電阻的電阻變小，所以電流變大，則L的功率變大。]7．D[由光敏電阻的特性可知，光照強度較強時，電阻較小，電流較大，銜鐵被吸引下來，日光燈電路斷開；光線不足時，電阻較大，電流較小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈電路接通。因此，上面的兩接線柱應(yīng)當和日光燈電路連接。選項A、B、C正確，故選D。]8．BC[只有當OC受到向左的安培力時，閘門才能自動跳開，依據(jù)左手定則知電流的方向是O→C，CO所受安培力大小為F安＝BIl＝0.2N，從而解得I＝2A。]9．AC[當車輪帶動齒輪轉(zhuǎn)動時，線圈中會有電流，這是由于輪齒靠近線圈時被磁化，使磁場增加，輪齒離開線圈時磁場減弱，磁通量改變使線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。將這個電流放大后去限制制動機構(gòu)，可有效地防止車輪被制動抱死。所以，A、C兩項正確。]10．ACD[當一氧化碳濃度增大時，傳感器的電導(dǎo)增大，電阻R傳減小，由閉合電路歐姆定律知，電路中的電流I＝ER0+R+R傳+r增大，電壓表示數(shù)U0＝IR0＝ER0R0+R+R傳+r增大，故選項C、D錯誤；由題圖乙知，傳感器的電阻R傳11．解析：(1)依據(jù)閉合電路歐姆定律得10×10-3A＝E解得R1＝900Ω，C項接近這一數(shù)值，故選C。(2)依據(jù)閉合電路歐姆定律得10×10-3A＝E解得R2＝100Ω。(3)依據(jù)閉合電路歐姆定律得5×10-3A＝E解得R＝1100Ω，依據(jù)題圖乙得R＝F＋100(僅數(shù)值關(guān)系式)解得F＝1000N。答案：(1)C(2)100(3)100012．解析：(1)按下S1后L2支路被短路，則L2不會發(fā)光，A錯誤；當鍋內(nèi)溫度高于103℃時，S1斷開，而要溫度降到70℃以下時S2才會閉合，則此時L2可能發(fā)光，此時電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián)，并聯(lián)的整體再和L2、R2串聯(lián)，則回路中RL2≈10.42Ω，并聯(lián)的整體電阻R并≈56.64Ω則回路總電阻R總＝1067.06Ω則回路總電流I總＝220VR總則L2肯定發(fā)光，此時并聯(lián)的整體的電壓為U并＝I總R并≈11.89V則流過L1的電流為IL1＝U并RL1+則流過L1的電流小于30mA，則L1熄滅，B錯誤；由題知，S2在鍋內(nèi)溫度高于80℃時自動斷開，鍋內(nèi)溫度降到70℃以下時自動閉合，C正確；當鍋內(nèi)溫度低于70℃時，S2自動閉合，L2支路被短路，則L2不會發(fā)光，此時電路中R與R1和L1的串聯(lián)部分并聯(lián)，則此時流過L1的電流為I′L1＝ERL1+R則此時流過L1的電流大于30mA，則L1發(fā)光，D正確。(2)多用電表的操作步驟為：調(diào)整“指針定位螺絲”，使指針指到零刻度——機械調(diào)零；將選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×100”位置——選擋；將兩支表筆干脆接觸，調(diào)整“歐姆調(diào)零旋鈕”，使指針指向歐姆零點——歐姆調(diào)零；測量指示燈L1兩端的阻值——測量；將選擇開關(guān)置于OFF位置或溝通電壓最高擋——關(guān)閉多用電表。故正確依次為CABDE。由于運用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、L2、R2、T均正常，如圖丙可看出L1兩端有1100Ω左右的電阻，則說明L1始終不亮的緣由是L1斷路損壞。由于運用時L1始終不亮，但加熱和保溫功能均正常，則說明R、L2、R2、T均正常，如圖丁可看出歐姆表的示數(shù)幾乎為零，但由于RL1＝10.42Ω，此時選用的是“×100”檔，則說明燈泡L1正常，則說明L1始終不亮的緣由是R1斷路損壞。答案：(1)CD(2)CABDEL1R113．解析：(1)本題是求電路A、B兩點的電壓與4個電阻的關(guān)系，由于電壓表的電阻可以看作無窮大，因此本