人教版(新教材)高中物理選擇性必修2第五章傳感器章末自測卷（五）

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE1章末自測卷(五)(時間：45分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共8個小題，每小題6分，共48分)1．(2021·江蘇姜堰中學高二月考)美國科學家WillardS·Boyle與GeorgeE·Smith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲諾貝爾物理學獎。CCD是將光學量轉變成電學量的傳感器。下列可將光學量轉化為電學量的傳感器為()A．熱敏電阻 B．電視機遙控接收器C．霍爾元件 D．雙金屬片〖答案〗B〖解析〗熱敏電阻及雙金屬片都是把溫度轉化為電學量的傳感器，故A、D錯誤；電視機遙控接收器是將光學量轉化為電學量的傳感器，故B正確；霍爾元件是將磁場的磁感應強度轉化為電學量的傳感器，故C錯誤。2．(2021·安徽合肥市高二期末)醫(yī)生將非接觸式測溫儀靠近但不接觸病人額頭，即可測得病人體溫，這類測溫儀利用的傳感器是()A．聲音傳感器 B．紅外線傳感器C．氣體傳感器 D．壓力傳感器〖答案〗B〖解析〗非接觸式測溫儀能將物體發(fā)出的紅外線信號轉化為電信號，所以測溫儀利用的傳感器使用的是紅外線傳感器。故B正確，A、C、D錯誤。3．(2021·江蘇南通市高二期末)關于傳感器，下列說法中不正確的是()A．熱敏電阻是由金屬制成的，對溫度感知靈敏B．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，它是把力信號轉化為電信號C．霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量D．光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量〖答案〗A〖解析〗熱敏電阻能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量，由半導體制成，負溫度系數(shù)的熱敏電阻隨著溫度升高，其電阻在減小，對溫度感知靈敏，故A錯誤；電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，利用通過應力片的電流一定，壓力越大，電阻越大，應力片兩端的電壓差越大，將力信號變成電信號，故B正確；霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量，故C正確；光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量，故D正確。4．數(shù)碼相機的普及使傳統(tǒng)膠片相機逐漸被淘汰。數(shù)碼相機的主要部件是電荷耦合器(CCD)，能將光學量轉化為電學量。該部件可視為()A．力傳感器 B．溫度傳感器C．光傳感器 D．霍爾元件〖答案〗C〖解析〗因為CCD能把光學量轉化為電學量，因而是一種光傳感器，故C正確，A、B、D錯誤。5．(2021·射陽縣二中高二開學考)傳感器是把非電學物理量(如位移、速度、壓力、角度等)轉換成電學物理量(如電壓、電流、電荷量等)的一種元件。如圖所示中的甲、乙、丙、丁是四種常見的電容式傳感器，下列說法正確的是()A．甲圖中兩極板間的電荷量不變，若電壓減小，可判斷出h變小B．乙圖中兩極板間的電荷量不變，若電壓增大，可判斷出θ變小C．丙圖中兩極板間的電壓不變，若有電流流向傳感器的負極，則x變小D．丁圖中兩極板間的電壓不變，若有電流流向傳感器的正極，則F變大〖答案〗D〖解析〗圖甲中兩極板間的電荷量不變，若電壓減小，由電容的定義式C＝eq\f(Q,U)分析可知，電容增大，由電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，兩極板正對面積增大，h變大，A錯誤；圖乙中兩極間的電荷量不變，若電壓增大，則由電容的定義式C＝eq\f(Q,U)分析可知，電容減小，由電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，極板正對面積減小，θ變大，B錯誤；圖丙中兩極板間的電壓不變，若有電流流向傳感器的負極，說明電容器在放電，電荷量減小，由電容的定義式C＝eq\f(Q,U)分析可知，電容減小，由電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，電介質(zhì)向外移動，則x變大，C錯誤；圖丁中兩極板間的電壓不變，若有電流流向傳感器的正極，說明電容器在充電，電荷量增加，由電容的定義式C＝eq\f(Q,U)分析可知，電容增大，由電容的決定式C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，極板間距離減小，則F變大，D正確。6．(2021·山西晉中市高二期末)電子眼系統(tǒng)通過路面下埋設的感應線來感知汽車的壓力。感應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。紅燈亮時，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應線，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。則紅燈亮時()A．車輪停在感應線上時電阻R上有恒定電流B．車輪經(jīng)過感應線的過程中，電容器先放電后充電C．車輪經(jīng)過感應線的過程中，電阻R上的電流一直增大D．汽車前輪剛越過感應線，又倒回到線內(nèi)，會被電子眼拍照〖答案〗D〖解析〗汽車停在感應線上時，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；車輪經(jīng)過感應線時，電容器先充電后放電，電流不會一直增大，B、C錯誤；汽車前輪兩次經(jīng)過感應線，產(chǎn)生兩個脈沖電流，所以會被電子眼拍照，D正確。7．如圖所示，R為定值電阻，RT為負溫度系數(shù)熱敏電阻，L為小燈泡。當溫度降低時()A．R兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大C．小燈泡的亮度變強 D．小燈泡的亮度變?nèi)酢即鸢浮紺〖解析〗當溫度降低時，RT電阻增大，并聯(lián)部分電阻增大，總電阻增大，總電流減小，R兩端電壓減小，電流表示數(shù)減小，故A、B錯誤；因為R兩端電壓減小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點可知，燈泡兩端的電壓增大，通過燈泡的電流增大，故燈泡變亮，故C正確，D錯誤。8．(2021·河北石家莊二中高二月考)目前，傳感器已經(jīng)廣泛應用于生產(chǎn)、生活、科學研究等各個領域，關于傳感器的應用，下列說法中正確的是()A．自動洗衣機中的壓力傳感器、數(shù)字體重計所用的測力裝置都應用了力傳感器B．走廊照明燈的聲控開關、紅外報警裝置都是應用了聲傳感器C．發(fā)光二極管是一種常用的光傳感器，其作用是將光信號轉換為電信號D．霍爾元件能把磁感應強度這個磁學量轉換成電阻這個電學量〖答案〗A〖解析〗自動洗衣機中的壓力傳感器、數(shù)字體重計所用的測力裝置都應用了力傳感器，故A正確；在天黑樓道里出現(xiàn)聲音時，樓道里的燈才亮，說明它的控制電路中既有聲音傳感器，又有光傳感器；但紅外報警裝置是應用了紅外線傳感器，故B錯誤；發(fā)光二極管不是光傳感器，故C錯誤；霍爾元件能把磁感應強度這個磁學量轉換成電壓這個電學量，故D錯誤。二、多項選擇題(本題共2個小題，每小題6分，共12分)9．(2021·河南安陽市高二期末)關于傳感器，下列說法正確的是()A．干簧管是一種能夠感知電場的傳感器B．測溫槍是一種把人體溫度轉換成電學量并通過顯示屏顯出溫度的傳感器C．話筒不屬于傳感器D．霍爾元件是一種可以把磁感應強度轉換成電壓的傳感器〖答案〗BD〖解析〗干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器，故A錯誤；測溫槍是一種把人體溫度轉換成電學量并通過顯示屏顯示出溫度的傳感器，故B正確；話筒是把聲音轉換成電流的傳感器，故C錯誤；霍爾元件是一種可以把磁感應強度轉換成電壓的傳感器，故D正確。10．(2021·通化縣綜合高級中學高二期末)如圖甲所示，M是一個小型理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)之比n1∶n2＝10∶1，接線柱a、b接一正弦交變電源，電壓如圖乙所示。變壓器右側部分為一火警系統(tǒng)原理圖，其中R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器(電阻隨溫度升高而減小)，R1為一定值電阻。下列說法中正確的是()A．電壓表V1示數(shù)為22VB．輸入電壓瞬時值表達式為u＝220eq\r(2)sin(100πt)VC．當R2所在處出現(xiàn)火警時，電流表A的示數(shù)變小D．當R2所在處出現(xiàn)火警時，電壓表V2的示數(shù)變大〖答案〗AB〖解析〗由圖像可知，輸入的電壓有效值為220V，變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，由此可得副線圈的電壓為U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(1,10)×220V＝22V所以電壓表V1示數(shù)為22V，故A正確；由電動勢隨時間變化的規(guī)律可知，周期為0.02s，交流電的角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,0.02)rad/s＝100πrad/s所以輸入電壓瞬時值表達式為u＝220eq\r(2)sin(100πt)V故B正確；當出現(xiàn)火警時，溫度升高，電阻R2減小，副線圈的電流變大，所以原線圈電流即電流表A示數(shù)增大，則R1的電壓要增大，由于副線圈的總電壓不變，所以R2的電壓即電壓表示數(shù)V2要減小，故C、D錯誤。三、實驗題(本題共3小題，共40分)11．(12分)為了研究光敏電阻在室內(nèi)正常光照射和室外強光照射時電阻的大小關系，某同學用如圖甲所示的電路進行實驗，得出兩種U－I圖線，如圖乙所示。(1)根據(jù)U－I圖線可知正常光照射時光敏電阻的阻值為__________Ω，強光照射時電阻為__________Ω；(2)若實驗中所用電壓表的內(nèi)阻約為5kΩ，毫安表的內(nèi)阻約為100Ω，考慮到電表內(nèi)阻對實驗結果的影響，此實驗中__________(選填“正常光照射時”或“強光照射時”)測得的電阻誤差較大。若測量這種光照下的電阻，則需將實物圖中毫安表的連接方式采用__________(選填“內(nèi)接”或“外接”)法進行實驗，實驗結果較為準確?！即鸢浮?1)3000200(2)強光照射時外接〖解析〗(1)光敏電阻的阻值隨光照的增強而減小，結合圖乙知正常光照射時R1＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(2.4,0.8×10－3)Ω＝3000Ω，強光照射時R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(0.8,4.0×10－3)Ω＝200Ω。(2)實驗電路采用的是毫安表內(nèi)接法，測得的結果比真實值偏大，當待測電阻遠大于毫安表電阻時實驗誤差較小，所以強光照射時誤差較大；強光照射時采用毫安表外接法實驗結果較為準確。12．(14分)(2021·山東寧陽縣一中高二月考)某同學利用熱敏電阻設計了一個“過熱自動報警電路”，如圖甲所示。將熱敏電阻R安裝在需要探測溫度的地方，當環(huán)境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環(huán)境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響。圖甲中繼電器的供電電壓U1＝3V，繼電器線圈用漆包線繞成，其電阻R0為30Ω。當線圈中的電流大于等于50mA時，繼電器的銜鐵將被吸合，警鈴響。圖乙是熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖像。(1)圖甲中警鈴的接線柱C應與接線柱________相連，指示燈的接線柱D應與接線柱________相連(均選填“A”或“B”)；(2)當環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻阻值將________，繼電器的磁性將________(均選填“增大”“減小”或“不變”)，當環(huán)境溫度達到________℃時，警鈴報警；(3)如果要使報警電路在更高的溫度報警，下列方案可行的是________A．適當減小U1 B．適當增大U1C．適當減小U2 D．適當增大U2〖答案〗(1)BA(2)減小增大80(3)A〖解析〗(1)根據(jù)“當環(huán)境溫度正常時，繼電器的上觸點接觸，下觸點分離，指示燈亮；當環(huán)境溫度超過某一值時，繼電器的下觸點接觸，上觸點分離，警鈴響”，知警鈴的接線柱C應與接線柱B相連，指示燈的接線柱D應與接線柱A相連。(2)當環(huán)境溫度升高時，熱敏電阻阻值減小，由歐姆定律知電路中電流增大，則繼電器的磁性將增大。當線圈中的電流等于50mA時，繼電器的銜鐵剛好被吸合，則控制電路中電阻最大值為R總＝eq\f(U1,I)＝eq\f(3,0.05)Ω＝60Ω此時熱敏電阻阻值為R＝R總－R0＝(60－30)Ω＝30Ω由圖乙知，此時環(huán)境溫度為80℃，所以環(huán)境溫度在大于等于80℃時，警鈴報警。(3)要使報警電路在更高的溫度就報警，則線圈中的電流等于50mA時，熱敏電阻R變大，由(2)知，熱敏電阻R＝eq\f(U1,I)－R0則可通過適當減小U1達到這個目的。故選項A正確。13．(14分)(2021·濟南市歷城第二中學月考)聲敏電阻的特點是隨接收到的聲音強度I(dB)的增大電阻值減小，某同學用歐姆表粗略地測量了一個聲敏電阻的阻值約為80Ω。該同學為了檢驗聲敏電阻的阻值隨聲音強度的變化關系，并把電壓表V1改裝成聲音強度檢測儀設計了如圖所示的電路?？商峁┑钠鞑挠校篈．電源：E＝9.0V，內(nèi)阻未知；B．兩相同電壓表：量程0～3V，內(nèi)阻未知；C．聲敏電阻R，音箱(最大聲音強度140dB)；D．定值電阻，阻值為30Ω；E．定值電阻，阻值為60Ω；F．滑動變阻器，最大阻值為10Ω；G．滑動變阻器，最大阻值為100Ω；H．開關、導線若干?；卮鹣铝袉栴}：(1)電路圖中滑動變阻器沒有完成連接，根據(jù)自己的判斷在實物圖中完成滑動變阻器的連接，并把其他器材也連入電路；(2)實驗中保持電壓表V2的示數(shù)3.00V不變，調(diào)節(jié)音箱的音量，使聲敏電阻接收到不同的聲音強度，在電壓表V1中讀出不同聲音強度對應的電壓值，列表如下：I(dB)0306090120U1(V)0.801.151.582.002.25可以判斷該同學使用的定值電阻為________，滑動變阻器為________(填器材前面的字母)；(3)在下面的坐標紙中作出聲敏電阻的阻值R隨聲音強度I的變化曲線，利用所作的曲線可判斷，當電壓表示數(shù)U1＝1.80V時，對應的聲音強度I＝________dB。〖答案〗(1)見〖解析〗圖