2024-2025學(xué)年高中物理第六章第1節(jié)傳感器及其工作原理課后達標能力提升練習(xí)含解析新人教版選修3-2

PAGE5-傳感器及其工作原理(建議用時：30分鐘)【A組基礎(chǔ)鞏固】1．2007年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)覺“巨磁電阻效應(yīng)”．基于巨磁電阻效應(yīng)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(yīng)用．在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說法中，錯誤的是()A．熱敏電阻可應(yīng)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(yīng)用于電熱設(shè)備中D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙溝通的作用解析：選D.熱敏電阻對溫度很敏感，光敏電阻對光照很敏感，電阻絲可用于電熱設(shè)備，A、B、C正確；溝通電、直流電均可通過電阻，電阻對它們均可產(chǎn)生阻礙作用，D錯誤．2．很多飲水機，可以保證出水溫度恒定，實行的方法是()A．持續(xù)加溫B．設(shè)定程式，固定各次加溫時間及加熱時間間隔C．水溫低于設(shè)定溫度時加熱，達到設(shè)定溫度時，停止加熱D．人工限制加溫按鈕解析：選C.飲水機溫度限制系統(tǒng)以調(diào)整飲水機中水的溫度為目的，其輸入?yún)?shù)主要是水溫信號和設(shè)置的設(shè)定溫度．輸出信號主要是溫度顯示、聲光報警和執(zhí)行加熱．工作時傳感器將溫度傳給單片機，當水溫低于設(shè)定溫度時，單片機限制加熱模塊加熱，當溫度高于設(shè)定溫度時，繼電器斷開，加熱停止．從而實現(xiàn)溫度限制的目標，故選C.3．當你走近某些賓館、酒店的大門時，門就會自動為你打開；當你走進門之后，門又在你身后自動關(guān)上．你覺得這可能是將下列哪種外界信息轉(zhuǎn)換為有用的信息()A．溫度 B．運動C．可見光 D．紅外線解析：選D.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，則在夏季自動門將無法運用．自動門實際運用的是紅外線傳感器，紅外線不屬于可見光，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、關(guān)門，故選項D正確．4．如圖所示，某半導(dǎo)體熱敏電阻的I－U圖線可能是()解析：選B.熱敏電阻I－U圖線是非線性的，并且隨電流增大溫度上升，電阻減小，故A、C、D錯誤，B正確．5.如圖所示，將一光敏電阻接在多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，用光照耀光敏電阻時，表針自左向右的偏角為θ；現(xiàn)用手掌攔住部分光線，表針自左向右的偏角為θ′，則可推斷()A．θ′＝θ B．θ′<θC．θ′>θ D．不能確定解析：選B.光敏電阻的阻值隨光照強度的增加而減小，用手掌攔住部分光線，阻值變大，由歐姆擋的特點知，指針左偏，故指針自左向右的偏轉(zhuǎn)角度變?。?．(多選)如圖所示是一種油箱內(nèi)油面高度檢測裝置的示意圖．圖中油量表由電流表改裝而成，金屬杠桿的一端接浮標，另一端觸點O接滑動變阻器R.當油箱內(nèi)油面下降時，下列分析正確的有()A．觸點O向下滑動B．觸點O向上滑動C．電路中的電流增大了D．電路中的電流減小了解析：選BD.當油箱內(nèi)油面下降時，浮標下降，由杠桿可以看出觸點O向上滑動，變阻器R的阻值變大，電流減小，所以選項A、C錯誤，B、D正確．7．(2024·福建莆田一中月考)居民樓的樓道里，夜里只是間或有人經(jīng)過，電燈假如總是亮著會造成很大奢侈．科研人員利用“光敏”材料制成“光控開關(guān)”，天黑時自動閉合，天亮?xí)r自動斷開；利用“聲敏”材料制成“聲控開關(guān)”，當有人走動發(fā)出聲音時自動閉合，無人走動時自動斷開．若將這兩種開關(guān)協(xié)作運用，下列電路符合要求的是()解析：選D.依據(jù)題意可得，聲控開關(guān)和光控開關(guān)串聯(lián)后共同限制燈泡，即用導(dǎo)線將各元件依次連接起來，故選D.【B組素養(yǎng)提升】8．(多選)如圖所示是用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器，下列說法中正確的是()A．嚴峻污染時，LDR是高電阻B．輕度污染時，LDR是高電阻C．無論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素確定D．該儀器的運用會因為白天和晚上受到影響解析：選AD.嚴峻污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A對，B錯；LDR由半導(dǎo)體材料制成，受光照影響電阻會發(fā)生改變，C錯；白天和晚上自然光強弱不同，或多或少會影響LDR的電阻，D對．9．(2024·包頭高二檢測)溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度改變的特性來工作的．如圖甲所示，電源的電動勢E＝9V，內(nèi)阻不計；G為靈敏電流表，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻阻值與溫度的改變關(guān)系如圖乙所示．閉合開關(guān)S，當R的溫度等于20℃時，電流表示數(shù)I1＝2mA；當電流表的示數(shù)I2＝3.6mA時，熱敏電阻的溫度是()A．60℃ B．80℃C．100℃ D．120℃解析：選D.在20℃時，E＝(Rg＋R1)I1，得Rg＝500Ω；設(shè)溫度為t時，E＝(Rg＋R2)I2，代入數(shù)據(jù)得R2＝2000Ω，從題圖乙中可以看出t＝120℃，故選D.10．如圖所示為測定壓力的電容式傳感器，將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路，當壓力F作用于可動膜片電極上時，膜片發(fā)生形變，引起電容的改變，導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)，在對膜片起先施加壓力使膜片電極從圖中的虛線推到圖中實線位置并保持固定的過程中，靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)狀況為(電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏)()A．向右偏到某一刻度后回到零刻度B．向左偏到某一刻度后回到零刻度C．向右偏到某一刻度后不動D．向左偏到某一刻度后不動解析：選A.壓力F作用時，極板間距d變小，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知，電容器電容C變大，又依據(jù)Q＝CU，極板帶電荷量變大，所以電容器應(yīng)充電，電流從靈敏電流表正接線柱流入，所以指針將向右偏．F不變時，極板保持固定后，充電結(jié)束，指針回到零刻度．11．(2024·北京師大附中月考)在輸液時，藥液有時會從針口流出體外，為了剛好發(fā)覺，設(shè)計了一種報警裝置，電路如圖所示．M是貼在針口處的傳感器，接觸到藥液時其電阻RM發(fā)生改變，導(dǎo)致S兩端電壓U增大，裝置發(fā)出警報，此時()A．RM變大，且R越大，U增大越明顯B．RM變大，且R越小，U增大越明顯C．RM變小，且R越大，U增大越明顯D．RM變小，且R越小，U增大越明顯解析：選C.當RM變大時，回路的總電阻R總變大，依據(jù)I總＝eq\f(E,R總)，得干路中的電流變小，S兩端的電壓U＝I總RS變小，故選項A、B錯誤；當RM變小時，回路的總電阻R總＝eq\f(1,\f(1,R)＋\f(1,RM))＋RS變小，依據(jù)I總＝eq\f(E,R總)，得干路中的電流變大，S兩端的電壓U＝I總RS變大，而且R越大，RM變小時，對回路的總電阻改變的影響越明顯，故選項C正確，D錯誤．12．霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，已發(fā)展成為品種多樣的磁傳感器產(chǎn)品族，得到廣泛的應(yīng)用．如圖所示為某霍爾元件的工作原理示意圖，該元件中電流I由正電荷的定向運動形成．下列說法正確的是()A．M點電勢比N點電勢高B．用霍爾元件可以測量地磁場的磁感應(yīng)強度C．用霍爾元件能夠把磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量D．若保持電流I恒定，則霍爾電壓UH與B成正比解析：選BCD.當正電荷定向運動形成電流時，正電荷在洛倫茲力作用下向N極聚集，M極感應(yīng)出等量的負電荷，所以M點電勢比N點電勢低，選項A錯誤；依據(jù)霍爾元件的特點可知，選項B、C正確；因霍爾電壓UH＝keq\f(IB,d)，保持電流I恒定時，霍爾電壓UH與B成正比，選項D正確．13．傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的改變轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的改變的一種元件，在自動限制中有著相當廣泛的應(yīng)用．有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生改變的可變電阻)、顯示體重大小的儀表A(實質(zhì)是志向的電流表)組成．壓力傳感器表面能承受的最大壓強為1×107Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如表所示．設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽視不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8V，g取10m/s2.請回答：壓力F/N0250500750100012501500…電阻R/Ω300270240210180150120…(1)該秤零起點(即踏板空載時)的刻度線應(yīng)標在電流表刻度盤________A處．(2)假如某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20mA，則這個人的體重是________kg.解析：(1)由圖