2024-2025學(xué)年高中物理第三章傳感器3+4簡單的光控和溫控電路選學(xué)練習(xí)含解析教科版選修3-2

PAGE4-簡潔的光控和溫控電路（選學(xué)）一、單項選擇題1．電子秤運用的傳感器是()A．超聲波傳感器 B．溫度傳感器C．壓力傳感器 D．紅外線傳感器解析：電子秤通過感知物體對它的壓力，將其轉(zhuǎn)換為電信號，并由儀表顯示，來測量物體質(zhì)量，所以它感知的是壓力，運用了壓力傳感器，故C正確．答案：C2．辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開或關(guān)，利用的傳感器是()A．生物傳感器 B．紅外傳感器C．溫度傳感器 D．壓力傳感器解析：自動門的自動限制要求靈敏、牢靠，若以溫度限制，人的體溫與夏季氣溫接近，在夏季自動門可能做出錯誤動作．自動門實際運用的是紅外線傳感器，紅外線屬于不行見光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動限制裝置的電動機，實現(xiàn)自動開門．答案：B3．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(zhǔn)太陽，為達(dá)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．生物傳感器解析：太陽能的有效采光面積不同，所產(chǎn)生的電流不同，當(dāng)正對太陽時電流最大，所以應(yīng)用的是光傳感器，B正確，A、C、D錯誤．答案：B4．用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，事實上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程．下列屬于這類傳感器的是()A．紅外報警裝置B．走廊照明燈的聲控開關(guān)C．自動洗衣機中的壓力傳感裝置D．電飯煲中限制加熱和保溫的溫控器解析：遙控器發(fā)出紅外線，電視機中的傳感器感知紅外線是紅外線傳感器，所以A選項正確．答案：A5.如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透亮的擋板．平常間電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時，下列說法正確的是()A．進入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變更發(fā)出警報B．發(fā)生火災(zāi)時，光電三極管溫度上升，電阻變小，檢測電路檢測出變更發(fā)出警報C．發(fā)生火災(zāi)時，進入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報D．以上說法均不正確解析：平常，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．當(dāng)有煙霧散射的光照耀到光電三極管上時，其電阻變小，所連接的電路接通，就會發(fā)出警報，C正確．答案：C二、多項選擇題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，壓力越大電壓越大，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，假如汽車的前、后輪先后經(jīng)過感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示，即表現(xiàn)為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮?xí)r()甲乙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，電容器先充電后放電C．車輪經(jīng)過感應(yīng)線的過程中，電阻R上的電流先增加后減小D．汽車前輪剛越過感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，仍會被電子眼拍照解析：車輪停在感應(yīng)線上時，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒有電流，故A錯誤；由乙圖可知，當(dāng)車輪經(jīng)過時電流先增大后減小，然后再反向增大減小，電容器先充電后放電，故B正確，C錯誤；若汽車前輪越過感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍可拍照，故D正確．答案：BD7．下列說法正確的是()A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號B．電熨斗能夠自動限制溫度的緣由是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器作用是限制電路的通斷C．電子秤所運用的測力裝置是力傳感器D．負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越大解析：話筒是將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號的裝置，A錯；電熨斗內(nèi)的雙金屬片，是利用它的熱脹冷縮程度的不同，使電路隨溫度的變更實現(xiàn)通、斷的，B正確；電子秤所運用的測力裝置是力傳感器，C正確；負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度越高，它的電阻值越小，D錯．答案：BC8.如圖所示是一種延時開關(guān)，當(dāng)S1閉合時，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通．當(dāng)S1斷開時，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時間被釋放．則()A．由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用B．由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用C．假如斷開B線圈的開關(guān)S2，無延時作用D．假如斷開B線圈的開關(guān)S2，延時將變長解析：圖示的延時開關(guān)是因為B線圈的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，所以正確選項為B、C.答案：BC9.電熱滅蚊器中，電熱部分主要是PTC元件，它是由鈦酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率ρ隨溫度t的變更關(guān)系如圖所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能．以下推斷正確的是()A．通電后，其電功領(lǐng)先增大，后減小B．通電后，其電功領(lǐng)先減小，后增大C．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1不變D．當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1和t2之間的某一值不變解析：從圖中可知，PTC的電阻領(lǐng)先減小后增大，電阻的變更規(guī)律也是如此，電壓肯定時，電功率P＝eq\f(U2,R)，所以電功領(lǐng)先增大，后減?。姇r(當(dāng)加在PTC元件上的電壓肯定)，PTC元件發(fā)熱，溫度上升，電阻(率)減小，功率增大，發(fā)熱快，溫度快速升至t1.溫度再上升，電阻率(電阻)卻快速增大，因電壓肯定，故功率減小，發(fā)熱慢．當(dāng)產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持不變．因此，PTC元件具有發(fā)熱、控溫雙重功能．答案：AD10.壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減?。澄煌瑢W(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了推斷電梯運動狀態(tài)的裝置，其裝置示意圖如圖所示，將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時電流表示數(shù)為I0，電梯在不同的運動過程中，電流表的示數(shù)分別如圖甲、乙、丙、丁所示，下列推斷中正確的是()A．甲圖表示電梯肯定處于靜止?fàn)顟B(tài)B．乙圖表示電梯可能做勻加速上升運動C．丙圖表示電梯可能做勻加速上升運動D．丁圖表示電梯可能做變減速下降運動解析：依據(jù)歐姆定律可知電流表示數(shù)為I＝eq\f(E,R)，而R的阻值又取決于其與受壓面的壓力，即取決于運動狀態(tài)．若為甲圖，電流恒定且等于電梯靜止時電流表示數(shù)I0，故可推斷此時電梯處于平衡狀態(tài)，即有可能靜止，也有可能做勻速直線運動，故A錯誤；若電梯做勻加速上升運動，物體所處支持力恒定，壓敏電阻阻值恒定，故電流恒定，且大于I0，故B錯誤，C正確；依據(jù)牛頓其次定律可知物體加速度a＝eq\f(G－N,m)，若a恒定，則N恒定，R恒定，電流恒定，若a變更→N變更→R變更→電流I變更，故D正確．答案：CD三、非選擇題11．利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的熱傳感器，一般體積很小，可以用來測量很小范圍內(nèi)的溫度變更，反應(yīng)快，而且精確度高．(1)假如將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和其他元件串聯(lián)成一個電路，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變________(選填“大”或“小”)．(2)上述電路中，我們將電流表中的電流刻度換成相應(yīng)的溫度刻度，就能干脆顯示出熱敏電阻旁邊的溫度．假如刻度盤正中的溫度為20℃(如圖甲)，則25℃的刻度應(yīng)在20℃的刻度的________(選填“左”或“右”)側(cè)．(3)為了將熱敏電阻放置在某蔬菜大棚內(nèi)檢測大棚內(nèi)溫度變更，請用圖乙中的器材(可增加元器件)設(shè)計一個電路．解析：(1)因為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度降低時，電阻增大，故電路中電流會減?。?2)由(1)的分析知，溫度越高，電流越大，25℃的刻度應(yīng)對應(yīng)較大電流，故在20℃的刻度的右側(cè)．(3)如圖所示．答案：(1)小(2)右(3)圖見解析12．全自動洗衣機有一個水位開關(guān)，它是一個壓力開關(guān)．水位開關(guān)的工作原理是利用開關(guān)內(nèi)的空氣隨著水位上升所增加的壓力，使開關(guān)動作，關(guān)閉水閥．在排水時，隨著水位的下降，空氣室內(nèi)的壓力隨之下降，開關(guān)回復(fù)到初始位置．從圖中可看到當(dāng)水注進洗衣機桶后，空氣很快被封閉在左側(cè)小管中，隨著水位的上升，封閉空氣的壓強增大．通常桶內(nèi)外液面差H為15～35cm，設(shè)大氣壓為1×105Pa.(g取10m/s2)求：(1)封閉空氣的壓強數(shù)值大約有多大？(2)若橡膠膜片的半徑為2.5cm，則壓縮空氣對橡膠膜片的壓力有多大？(3)右圖是一全自動洗衣機中的脫水桶，脫水桶的直徑為38cm，脫水桶工作時的轉(zhuǎn)速為820r/min，則脫水桶工作時衣服所具有的向心加速度為多少？是重力加速度的幾倍？為什么脫水桶能使衣服脫水？解析：(1)封閉空氣的壓強數(shù)值可依據(jù)洗衣桶的水位差來確定．因p＝p0＋ρ水gH，故封閉空氣的壓強在1.015×105～1.035×105Pa之間．(2)由F＝pS得壓縮空氣對橡膠膜片的壓力大小在199～203N之間．(3)脫水桶工作時衣服緊靠脫水桶一起做勻速圓周運