高中物理 第三章 傳感器章末質(zhì)量評估 粵教版選修32

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1、 第三章 傳感器 章末質(zhì)量評估(三) (時(shí)間：90分鐘　分值：100分) 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，選對的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分) 1．能把溫度這個(gè)物理量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)物理量的元器件是(　　) A．熱敏電阻　　　　 B．光敏電阻 C．電容器 D．電源 解析：能把溫度這個(gè)物理量轉(zhuǎn)化為電阻這個(gè)物理量的元器件是熱敏電阻，選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤． 答案：A 2．指紋識別器在下列哪些方面可以得到廣泛應(yīng)用(　　) A．乘坐客車購票時(shí) B．過公路收費(fèi)處時(shí) C．放學(xué)出校門口時(shí) D．開銀行保

2、險(xiǎn)柜時(shí) 解析：指紋識別器是利用了電容傳感器原理．是一種利用指紋采集頭及其配套軟件結(jié)合起來的為加強(qiáng)個(gè)人電腦加密程度的高科技安全產(chǎn)品，多用在安全保密的場所．乘坐客車購票時(shí)，過公路收費(fèi)處時(shí)，放學(xué)出校門口時(shí)，無需保密，不需要指紋識別．在開銀行保險(xiǎn)柜時(shí)，安全保密的需要，故廣泛使用指紋識別．故ABC錯(cuò)誤，D正確． 答案：D 3．下列說法不正確的是(　　) A．話筒是一種常見的紅外線傳感器 B．電熨斗內(nèi)一般裝有雙金屬片溫度傳感器 C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器 D．熱敏電阻能夠把溫度大小轉(zhuǎn)換為電阻大小 解析：動(dòng)圈式話筒是通電導(dǎo)體在磁場中受力，變化的電流通過線圈，產(chǎn)生變化的磁場，從而讓揚(yáng)

3、聲器的膜片振動(dòng)，產(chǎn)生聲音，故A錯(cuò)誤；電熨斗通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制，故B正確；電子秤所使用的測力裝置是力轉(zhuǎn)換成電信號來顯示大小，屬于力傳感器，故C正確；金屬熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化來測量溫度的一種溫度敏感元件，故D正確． 答案：A 4．2011年3月，日本仙臺發(fā)生8.0級大地震，地震發(fā)生后，各路救援人員及時(shí)深入災(zāi)區(qū)，與死神搶時(shí)間，爭分奪秒搶救被埋人員，有些救援隊(duì)借助“生命探測儀”可以發(fā)現(xiàn)深埋在廢墟中的傷員，根據(jù)所學(xué)知識，你認(rèn)為“生命探測儀”可能用到了(　　) A．紅外線傳感器 B．壓力傳感器 C．振動(dòng)傳感器 D．電容傳感器 解析：活人能夠向外傳遞

4、微弱的聲音信息，便于用生命探測儀收集；活人能夠向外輻射紅外線，紅外線屬于電磁波的一個(gè)波段，便于用生命探測儀收集，所以只有A選項(xiàng)正確． 答案：A 5．如圖所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時(shí)，表針的偏角(自左向右)為θ；用手掌擋住部分光線，表針的偏角為θ′，則可判斷(　　) A．θ′＝θ B．θ′＜θ C．θ′＞θ D．不能確定 解析：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小，用手掌擋住部分光線，光敏電阻的阻值變大，表針左偏，偏角減?。? 答案：B 6．如圖是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動(dòng)膜前面鍍

5、有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動(dòng)膜上的金屬層和這個(gè)金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，使電容發(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在電路中的其他量發(fā)生變化，使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號，其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的(　　) A．距離變化 B．正對面積變化 C．介質(zhì)變化 D．電壓變化 解析：這個(gè)聲電傳感器又可歸類到電容傳感器中．由題意對著話筒說話時(shí)，振動(dòng)膜前后振動(dòng)，則金屬層和金屬板間距離改變，即電容器兩極板間距改變，故導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩極間距變化． 答案：A 7．演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在

6、導(dǎo)軌上平移時(shí)，帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬桿P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小x，假設(shè)電壓表是理想的，則下列說法正確的是(　　) A．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變化 B．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變化 C．物體M運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中沒有電流 D．物體M不動(dòng)時(shí)，電壓表沒有示數(shù) 解析：因?yàn)檎麄€(gè)滑動(dòng)變阻器被接入電路中，所以移動(dòng)金屬桿P不能改變滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值，電流不變，但會(huì)改變電壓表的示數(shù)． 答案：B 8.傳感器是一種采集信息的重要器件．如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動(dòng)電極，組成一個(gè)電容大小可變的電容器．可動(dòng)電極兩端固定，當(dāng)待測壓力施

7、加在可動(dòng)電極上時(shí)，可動(dòng)電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容．現(xiàn)將此電容式傳感器與零刻度在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)成閉合電路，已知電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏轉(zhuǎn)，當(dāng)待測壓力增大時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．電容器的電容將減小 B．電容器的電荷量將減小 C．靈敏電流表指針向左偏轉(zhuǎn) D．靈敏電流表指針向右偏轉(zhuǎn) 解析：當(dāng)待測壓力增大時(shí)，電容器極板間距離減小，根據(jù)電容的決定式C＝分析得知，電容增大，故A錯(cuò)誤；電容兩端電勢差不變，根據(jù)Q＝CU可知，電容器的電荷量將增加，故B錯(cuò)誤；由于電容器上極板帶正電，則電路中形成逆時(shí)針方向的充電電流，故靈敏電流表的指針向右偏，故C錯(cuò)誤，D正確

8、. 答案：D 9．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，在升降機(jī)中將重物放在壓敏電阻上，壓敏電阻接在如圖甲所示的電路中，電流表示數(shù)變化如圖乙所示，某同學(xué)根據(jù)電流表的示數(shù)變化情況推斷升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，下列說法中正確的是(　　) 圖甲　　　　　　圖乙　　 A．0～t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)一定勻速運(yùn)動(dòng) B．0～t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能減速上升 C．t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻速上升 D．t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻加速上升 解析：在0～t1時(shí)間內(nèi)，電流恒定，表明壓敏電阻的阻值恒定，則重物對壓敏電阻壓力恒定，則升降機(jī)可能處于靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或勻變速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確

9、；t1～t2時(shí)間內(nèi)，電流在增加，表明壓敏電阻的阻值在減小，則重物對壓敏電阻的壓力在增大，故不可能做勻速運(yùn)動(dòng)或勻加速運(yùn)動(dòng)，C、D兩項(xiàng)都錯(cuò)． 答案：B 10．為了測量蹦床運(yùn)動(dòng)員躍起的高度，訓(xùn)練時(shí)在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力，并在計(jì)算機(jī)上作出壓力—時(shí)間圖象．某次訓(xùn)練作出的圖象如圖所示．設(shè)運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)員離開蹦床的速率大約是(g取10 m/s2)(　　) A．1 m/s B．10 m/s C．12 m/s D．20 m/s 解析：由圖可知運(yùn)動(dòng)員離開蹦床的時(shí)間為2秒，則上升和下降的時(shí)間均為1秒，則運(yùn)動(dòng)員離開蹦床的速率大約是v＝gt＝

10、10 m/s，故選B. 答案：B 二、多項(xiàng)選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 11．用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(DIS)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn)，如圖所示是把兩個(gè)測力探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動(dòng)，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果．觀察分析兩個(gè)力傳感器的相互作用隨著時(shí)間變化的曲線，以下結(jié)論正確的是(　　) A．作用力與反作用力作用在同一物體上 B．作用力與反作用力同時(shí)存在，同時(shí)消失 C．作用力與反作用力大小不一定相等 D．作用力與反作用力方向相反 解析：牛頓第三

11、定律中作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上，作用在兩個(gè)物體上．作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失．應(yīng)選B、D. 答案：BD 12．如圖是測試熱敏電阻R的實(shí)驗(yàn)電路圖，滑動(dòng)變阻器已調(diào)節(jié)到某一適當(dāng)?shù)闹担畬?shí)驗(yàn)中觀察到當(dāng)溫度升高時(shí)燈更亮．對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析正確的有(　　) A．溫度升高，電路中的電流減小 B．溫度升高，電路中的電流增大 C．溫度升高，熱敏電阻的阻值增大 D．溫度升高，熱敏電阻的阻值減小 解析：當(dāng)溫度升高時(shí)，電路中的熱敏電阻的阻值減小，由閉合電路歐姆定律可知：電路中的電流增大，導(dǎo)致燈泡變亮，故選B、D. 答案：BD 13．如圖所示的是一個(gè)電容式傳感器，在金

12、屬線a的外面涂一層絕緣的電介質(zhì)后放在導(dǎo)電液體中構(gòu)成一個(gè)電容器，a與導(dǎo)電液體就是該電容器的兩極．今使該電容器充電后與電源斷開，并將a與靜電計(jì)的導(dǎo)體球相連，插入導(dǎo)電液體中的電極b與靜電計(jì)外殼相連，則當(dāng)導(dǎo)電液體深度h變大時(shí)(　　) A．引起兩極間正對面積變大 B．電容器的電容將變小 C．電容器兩極間的電壓將變小 D．以上說法都不正確 解析：當(dāng)導(dǎo)電液體深度h變大時(shí)，相當(dāng)于電容器的兩極板的正對面積變大，由C＝知，電容C變大，而電容器充電后與電源斷開，所以電容器所帶電荷量Q不變，由U＝知，電容器兩極間的電壓將變?。? 答案：AC 14．有一種測量人體重的電子秤，其原理如圖中虛線內(nèi)所示，它主

13、要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個(gè)阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實(shí)質(zhì)是理想電流表)．設(shè)踏板的質(zhì)量可忽略不計(jì)，已知理想電流表的量程為3 A，電源電動(dòng)勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R＝30－0.01F(F和R的單位分別是N和Ω)．下列說法正確是(　　) A．該秤能測量的最大體重是1 400 N B．該秤能測量的最大體重是2 800 N C．該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.375 A處 D．該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.400 A處 解析：當(dāng)電路中電流I＝3 A時(shí)，電子秤測量

14、的體重最大．由歐姆定律 I＝ 得，R＝－r＝－2＝2 Ω，代入R＝30－0.01F得到F＝2 800 N，故A錯(cuò)誤，B正確． 踏板空載時(shí)F＝0，代入R＝30－0.02F得，電阻R＝30 Ω，由歐姆定律得I＝＝ A＝0.375 A，所以該秤零刻度線(即踏板空載時(shí)的刻度線)應(yīng)標(biāo)在電流表G刻度盤0.375 A處．故C正確，D錯(cuò)誤． 答案：BC 三、非選擇題(本題共4小題，共54分．按題目要求作答．解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 15．(14分)(1)熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護(hù)裝置中．圖為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意

15、圖．由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時(shí)導(dǎo)電能力________(選填“增強(qiáng)”或“減弱”)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的響應(yīng)更______(選填“敏感”或“不敏感”)． (2)利用傳感器可以探測、感受外界的信號、物理?xiàng)l件等．圖甲所示為某同學(xué)用傳感器做實(shí)驗(yàn)得到的小燈泡的UI關(guān)系圖線． 圖甲　　　　　　圖乙 圖丙 ①實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電流傳感器、電壓傳感器、滑動(dòng)變阻器A(阻值范圍0～10 Ω)、滑動(dòng)變阻器B(阻值范圍0～100 Ω)、電動(dòng)勢為6 V的電源(不計(jì)內(nèi)阻)、小燈泡、電鍵、導(dǎo)線若干．該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器選用的是________(選填“A”或“B”)；請

16、在圖乙的方框中畫出該實(shí)驗(yàn)的電路圖． ②將該小燈泡接入如丙圖所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為0.3 A，電源電動(dòng)勢為3 V．則此時(shí)小燈泡的電功率為________ W，電源的內(nèi)阻為______Ω. 解析：(1)由R-t圖象可知，熱敏電阻在溫度上升時(shí)電阻減小，則導(dǎo)電能力增強(qiáng)．相對金屬熱電阻，熱敏電阻在相同的溫度變化情況下電阻變化大，則熱敏電阻對溫度變化的響應(yīng)更敏感． (2) ①由于小燈泡的電阻較小，電路應(yīng)該設(shè)計(jì)成電流傳感器外接．描繪小燈泡伏安特性曲線，設(shè)計(jì)成滑動(dòng)變阻器分壓接法，故選用滑動(dòng)變阻器A. ②將該小燈泡接入丙圖所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為0.3 A，電源電動(dòng)勢為3 V，

17、在小燈泡伏安特性曲線上找出對應(yīng)電流為0.3 A的點(diǎn)，該點(diǎn)橫縱坐標(biāo)的乘積0.3 A×2.5 V＝0.75 W為此時(shí)小燈泡的電功率，電源的內(nèi)阻為Ω＝1.67 Ω. 答案：(1)增強(qiáng)　敏感　(2)①A　 電路如圖所示 ②0.75　1.67 16.(12分)電熱毯、電飯鍋是人們常用的電熱式家用電器，它們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同．如圖所示為某種電熱式電器的簡化電路圖，主要元件有電阻絲R1，R2和自動(dòng)開關(guān)S. (1)當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S閉合和斷開時(shí)，用電器分別處于什么狀態(tài)？ (2)用電器由照明電路供電(U＝220 V)，設(shè)加熱時(shí)用電器的電功率為400 W，保溫時(shí)用電

18、器的電功率為40 W，則R1和R2分別為多大？ 解析：(1)當(dāng)S閉合時(shí)，R2短路，此時(shí)電路總電阻最小，由P＝知，功率最大，為加熱狀態(tài)；當(dāng)S斷開時(shí)，R1、R2串聯(lián)，電路總電阻最大，功率最小，為保溫狀態(tài)． (2)S閉合時(shí)，為加熱狀態(tài)，有P＝①；S斷開時(shí)，為保溫狀態(tài)，有P′＝②，聯(lián)立①②得R1＝121 Ω，R2＝1 089 Ω. 答案：(1)S閉合時(shí)，為加熱狀態(tài)　S斷開時(shí)，為保溫狀態(tài) (2)121 Ω　1 089 Ω 17.(12分)角速度計(jì)可測量飛機(jī)、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，其結(jié)構(gòu)如圖所示，當(dāng)系統(tǒng)繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，元件A發(fā)生位移并輸出電壓信號，成為飛機(jī)、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源，已知A

19、的質(zhì)量為m，彈簧勁度系數(shù)為k、自然長度為l，電源電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻不計(jì)，滑動(dòng)變阻器總長度為l，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時(shí)P在a點(diǎn)，當(dāng)系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推導(dǎo)輸出電壓U和ω的函數(shù)關(guān)系式． 解析：水平方向加速度由彈簧提供， F向＝mω2(l＋Δx)＝kΔx， 所以Δx＝. 因?yàn)閁＝IR＝Iρ，① E＝IR總＝Iρ.② 得：U＝·E＝·＝. 答案：U＝ 18．(16分)如圖所示，小鉛球P系在細(xì)金屬絲下，懸掛在O點(diǎn)，開始時(shí)小鉛球P沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)將小鉛球P放入水平流動(dòng)的水中時(shí)，球向左擺起一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．為了測定水流對小球作用力的大小，

20、在水平方向固定一根電阻絲BC，它與金屬絲接觸良好，不計(jì)摩擦(C端在O點(diǎn)正下方處)．圖中還有電動(dòng)勢為E的電源(內(nèi)阻不計(jì))和一只電壓表． (1)請你連接電路，使得當(dāng)水速增大時(shí)，電壓表示數(shù)增大． (2)如果OC間距離為h，水流對小球作用力的大小為F，BC的長度為L，小球質(zhì)量為m(不計(jì)水對小球的浮力)，當(dāng)小球平衡時(shí)，電壓表示數(shù)為U.請寫出F與m、U、E、L、h的關(guān)系式． 解析：(1)如圖所示． (2)設(shè)CD＝x，P球平衡時(shí)，由平衡條件可得： tan θ＝＝，① 根據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路的歐姆定律可得： I＝＝，② 根據(jù)電阻定律可得：RL＝ρ，③ Rx＝ρ，④ 由①②③④式可得：F＝U. 答案：見解析 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375