高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 第1、2節(jié) 揭開傳感器的“面紗”、常見傳感器的工作原理檢測(cè) 魯科版選修3-2

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第1、2節(jié) 揭開傳感器的“面紗”、常見傳感器的工作原理 1．關(guān)于光敏電阻，下列說法正確的是(　　) A．光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量 B．硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無光照射時(shí)，載流子極少，導(dǎo)電性能不好 C．硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料，無光照射時(shí)，載流子較多，導(dǎo)電性良好 D．半導(dǎo)體材料硫化鎘，隨著光照的增強(qiáng)，載流子增多，導(dǎo)電性變好 答案：　ABD 2．關(guān)于傳感器，下列說法正確的是(　　) A．光敏電阻和熱敏電阻都是由半導(dǎo)體材料制成的 B．金屬材料也可以制成傳感器 C．傳感器主要是通過感知電阻的變化來傳遞信號(hào)的 D．以上說法都不正確 解析：　光敏和熱敏電阻分別應(yīng)用了半導(dǎo)體的不同特性制成，A正確．由于金屬材料的電阻隨溫度而變化，可制成將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器，B正確．傳感器可感知電阻、電壓、電流等各種變化來傳遞信號(hào)，C錯(cuò)誤． 答案：　AB 3．街旁的路燈，江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，這是利用半導(dǎo)體的(　　) A．壓敏性　　　　　　 B．光敏性 C．熱敏性 D．三種特性都利用 答案：　B 4．有一電學(xué)元件，溫度升高時(shí)電阻卻大幅度減小，則這種元件可能是(　　) A．金屬導(dǎo)體 B．絕緣體 C．半導(dǎo)體 D．超導(dǎo)體 解析：　上述四種材料中只有半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而減小，故選C． 答案：　C 5．有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是(　　) A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是熱敏電阻 B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這只元件一定是定值電阻 C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這只元件一定是光敏電阻 D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件一定是定值電阻 解析：　熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，定值電阻和光敏電阻的阻值不隨溫度變化；光敏電阻的阻值隨光照變化而變化，定值電阻和熱敏電阻的阻值不隨光照變化．故正確答案為A、C． 答案：　AC 6．隨著生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入家庭．洗手后，將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干．手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)?　　) A．改變了濕度 B．改變了溫度 C．改變了磁場(chǎng) D．改變了電容 解析：　根據(jù)自動(dòng)干手機(jī)工作的特征，即手靠近，電熱器開始工作，手撤離，電熱器停止工作，不難判斷出傳感器的種類．人是導(dǎo)體，可以和其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器．因此物理學(xué)上有人體電容之說，手靠近干手機(jī)相當(dāng)于連接進(jìn)一個(gè)電容器，故可以確認(rèn)干手機(jī)內(nèi)設(shè)置有電容式傳感器，手靠近改變了電容．能否利用溫度和濕度來驅(qū)使電熱器工作呢？理論上可行，但作為干手機(jī)，這種傳感器的設(shè)置有很大的缺陷，干手機(jī)周圍的環(huán)境(如溫度、濕度)一年四季都在變化，與手靠近無關(guān)，假如溫度、濕度發(fā)生變化干手機(jī)就馬上工作，豈不成了“室內(nèi)烘干機(jī)”，故選D． 答案：　D 7．在信息技術(shù)高速發(fā)展、電子計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天，擔(dān)負(fù)著信息采集任務(wù)的傳感器在自動(dòng)控制、信息處理技術(shù)中發(fā)揮著越來越重要的作用，其中熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的元件．某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用多用電表研究熱敏特性實(shí)驗(yàn)中，安裝好如圖所示裝置．向杯內(nèi)加入冷水，溫度計(jì)的示數(shù)為20℃，多用電表選擇適當(dāng)?shù)谋堵?，讀出熱敏電阻的阻值R1.然后向杯內(nèi)加入熱水，溫度計(jì)的示數(shù)為60℃，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大，則下列說法正確的是(　　) A．應(yīng)選用電流擋，溫度升高換用大量程測(cè)量 B．應(yīng)選用電流擋，溫度升高換用小量程測(cè)量 C．應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時(shí)換用倍率大的擋 D．應(yīng)選用歐姆擋，溫度升高時(shí)換用倍率小的擋 解析：　多用電表與熱敏電阻構(gòu)成的回路中未接入電源故不能用電流表，A、B均錯(cuò)，當(dāng)溫度升高時(shí)多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度較大，說明熱敏電阻的阻值變小了，應(yīng)該換用倍率小的擋，C錯(cuò)誤，D正確． 答案：　D 8．如圖所示為測(cè)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(dāng)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí)，膜片發(fā)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)，在對(duì)膜片開始施加壓力使膜片電極從圖中的虛線推到圖中實(shí)線位置并保持固定的過程中，靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時(shí)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(dòng) D．向左偏到某一刻度后不動(dòng) 解析：　壓力F作用時(shí)，極板間距d變小，由C＝，電容器電容C變大，又根據(jù)Q＝CU，極板帶電量變大，所以電容器應(yīng)充電，靈敏電流計(jì)中產(chǎn)生由正接線柱流入的電流，所以指針將右偏，極板保持固定后，充電結(jié)束，指針回到零刻度． 答案：　A 9．如圖所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng))，且R與LED相距不變，下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大 B．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小 C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變 D．無論怎樣移動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變 解析：　分析電路，當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移時(shí)，通過LED的電流變大，光照增強(qiáng)，光敏電阻R變小，通過燈泡的電流變大，故L消耗的功率增大，故選A． 答案：　A 10．如圖甲是一種應(yīng)用傳感器監(jiān)測(cè)軌道車運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置．在軌道某處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，當(dāng)車頭到達(dá)傳感器瞬間和車尾離開傳感器瞬間，信號(hào)發(fā)生器各發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，由記錄儀記錄． 甲 (1)在該實(shí)驗(yàn)裝置中，最適合使用的傳感器是(　　) A．光電傳感器 B．氣體傳感器 C．熱傳感器 D．壓力傳感器 (2)假如軌道車長(zhǎng)度為22 cm，記錄儀記錄的信號(hào)如圖乙所示，則軌道車經(jīng)過該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的速度為(　　) 乙 A．0.20 cm/s B．2.0 cm/s C．22 cm/s D．220 cm/s (3)軌道車運(yùn)行時(shí)，車與軌道摩擦使軌道溫度升高．下列說法正確的是(　　) A．溫度升高，但軌道的內(nèi)能不增加 B．溫度升高，但軌道不會(huì)產(chǎn)生熱輻射 C．摩擦生熱與摩擦生電一樣，都涉及能量轉(zhuǎn)化 D．軌道對(duì)車的摩擦力方向與車的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān) 解析：　(1)車頭到達(dá)傳感器瞬間和車尾離開傳感器瞬間，引起傳感器對(duì)所接收光源發(fā)出的光明顯變化，用光電傳感器可滿足實(shí)驗(yàn)要求，A項(xiàng)最適合． (2)由題圖可知，軌道車通過監(jiān)測(cè)點(diǎn)用時(shí)1 s，由v＝知，v＝22 cm/s，C項(xiàng)正確． (3)摩擦生熱是車的機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，C項(xiàng)正確；軌道溫度升高，內(nèi)能增加，A項(xiàng)錯(cuò)誤；物體的熱輻射是一直存在的，B項(xiàng)錯(cuò)誤；軌道對(duì)車的摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：　(1)A　(2)C　(3)C 11．半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度升高時(shí)，會(huì)有更多的________獲得能量成為________，同時(shí)也形成更多的________，于是_____________明顯地增強(qiáng)． 答案：　電子　自由電子　空穴　導(dǎo)電性 12．如圖所示，由電源、小燈泡、電阻絲、開關(guān)組成的電路中，當(dāng)閉合開關(guān)S后，小燈泡正常發(fā)光，若用酒精燈加熱電阻絲時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化是________，發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是________. A．小燈泡的電阻發(fā)生了變化 B．小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化 C．電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化 D．電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化 解析：　電阻絲的電阻率隨溫度的升高而增大，電阻也增大，電路中電流減小，根據(jù)P＝I2R知，小燈泡的實(shí)際功率減小，所以變暗． 答案：　變暗　C