高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 第2節(jié) 常見傳感器的工作原理+第3節(jié) 大顯身手的傳感器學(xué)業(yè)分層測評 魯科版選修3-2

《高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 第2節(jié) 常見傳感器的工作原理+第3節(jié) 大顯身手的傳感器學(xué)業(yè)分層測評 魯科版選修3-2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 第2節(jié) 常見傳感器的工作原理+第3節(jié) 大顯身手的傳感器學(xué)業(yè)分層測評 魯科版選修3-2（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第2節(jié) 常見傳感器的工作原理 3節(jié) 大顯身手的傳感器 (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達標] 1．街旁的路燈，江海里的航標都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制，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 【解析】　由題意可知，這一裝置要對光敏感，能區(qū)分白天與夜晚，所以選B.雖然白天與夜晚溫度也不相同，但溫度除與晝夜有關(guān)外還與季節(jié)有關(guān)，因此不能選C. 【答案】　B 2．關(guān)于干簧管，下列說法正確的是(　　) A．干簧管接入電路中相當于電阻的作用 B．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的 C．干簧管接入電路中相當于開關(guān)的作用 D．干簧管是作為電控元件以實現(xiàn)自動控制的 【解析】　干簧管的簧片在磁力的作用下閉合或斷開，從而在接入電路中相當于開關(guān)的作用． 【答案】　C 3．“嫦娥一號”衛(wèi)星上裝有8種24件探測儀器，其中可能有(　　) A．味覺傳感器 B．氣體傳感器 C．聽覺傳感器 D．視覺傳感器 【解析】　“嫦娥一號”月球衛(wèi)星是為探測月球而發(fā)射的在軌衛(wèi)星，而月球上無氣體，所以不需要氣體傳感器和聽覺傳感器，當然也用不到味覺傳感器，真正需要的是為月球“畫像”的視覺傳感器——立體相機． 【答案】　D 4．下列情況不可能是由于水位控制裝置損壞引起的是(　　) A．洗衣機不加水 B．洗衣機加水不能自動停止 C．洗衣機不排水 D．洗衣機不洗衣 【解析】　洗衣機水位控制裝置正常，才能正常加水，且加到合適的水位，若損壞可能導(dǎo)致一直不加水或一直不停地加水，所以A、B可能，而這兩種情況都會導(dǎo)致洗衣機洗衣程序不工作，所以D可能，故選C. 【答案】　C 5．(2016樂東高二檢測)當你走近某些寫字樓、機場、賓館等大廳的入口時，大門會自動打開，進入大廳后，門又會自動關(guān)閉，關(guān)于這種自動門的下列說法中正確的是(　　) A．控制這種自動門開關(guān)的是一種紅外線傳感器 B．控制這種自動門開關(guān)的是一種普通光電傳感器，能使自動門“見光開” C．大人走近門會自動打開，小孩走近門，門不會自動打開 D．男孩走近門會自動打開，女孩走近門，門可能不會開 【解析】　控制自動門開關(guān)的傳感器是紅外線傳感器，A對，B錯；盡管不同物體(包括大人、孩子)不同溫度發(fā)出的紅外線波長不同，但在設(shè)置這個傳感器范圍時應(yīng)當充分考慮到大人、小孩個體的差異及人體體溫的變化范圍．大人、小孩、男孩、女孩靠近，門都應(yīng)當會自動打開，C、D錯． 【答案】　A 6．(多選)電容式話筒的保真度比動圈式話筒好，其工作原理如圖526所示．Q是絕緣支架，薄金屬膜片M和固定電極N形成一個電容器，被直流電源充電，當聲波使膜片M振動時，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流．當膜片M向右運動的過程中有(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：78870094】 圖526 A．電容變大 B．電容變小 C．導(dǎo)線AB中有向左的電流 D．導(dǎo)線AB中有向右的電流 【解析】　當聲波使膜片M向右運動時，電容器極板間距減小，電容變大，電荷量Q＝UC變大，電源要繼續(xù)給電容器充電，所以導(dǎo)線AB中有向左的電流，故選項A、C正確． 【答案】　AC 7．(2016長沙高二檢測)傳感器廣泛應(yīng)用在我們的生產(chǎn)生活中，常用的計算機鍵盤就是一種傳感器．如圖527所示，鍵盤上每一個鍵的下面都連一小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一小的固定金屬片，這兩金屬片組成一個小電容器．當鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能夠檢測出哪個鍵被按下，從而給出相應(yīng)的信號．這種計算機鍵盤使用的是(　　) 圖527 A．溫度傳感器 B．壓力傳感器 C．磁傳感器 D．光傳感器 【解析】　小金屬片被按下時，對該鍵有一個壓力，小金屬片向下移動，兩個極板之間的距離改變，電容改變，將壓力這個力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量，所以計算機鍵盤使用的是壓力傳感器，B正確，A、C、D錯誤． 【答案】　B 8．如圖528所示是一個測定液面高度的傳感器．在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放在導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩極，把這兩極接入外電路，當外電路中的電流變化說明電容值增大時，則導(dǎo)電液體的深度h的變化情況為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：78870095】 圖528 A．h增大 B．h減小 C．h不變 D．無法確定 【解析】　由題圖知，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩極，導(dǎo)電液體深度的變化引起兩極正對面積S的改變，電容的計算公式為C＝，電容增大，說明正對面積增大，故導(dǎo)電液體深度h增大． 【答案】　A [能力提升] 9.如圖529所示是某居住小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻、R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置．則(　　) 圖529 A．當有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓升高 B．當有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓降低 C．當僅增大R2的阻值時，可減小A、B之間的電壓 D．當僅減小R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓 【解析】　R1是光敏電阻，有光照射時，電阻變小，當有人通過而遮蔽光線時，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B間的電壓U＝IR2減小，故A項錯誤，B項正確；由閉合電路歐姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，當僅增大R2的阻值時，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故C項錯誤；當減小R2的阻值時，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故D項錯誤． 【答案】　B 10．(多選)(2016長春高二期末)利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄了傳送帶上工件的輸送情況．如圖5210甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光傳感器B能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當工件擋住A發(fā)出的光時，光傳感器輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信號與時間的關(guān)系，如圖乙所示．若傳送帶始終勻速運動，每兩個工件間的距離均為0.2 m，則下列說法中正確的是(　　) 圖5210 A．傳送帶運動的速度是0.1 m/s B．傳送帶運動的速度是0.2 m/s C．該傳送帶每小時輸送3 600個工件 D．該傳送帶每小時輸送7 200個工件 【解析】　在該計數(shù)裝置中，A是發(fā)光的光源，B是光傳感器，B中的主要元件是光敏電阻．當沒有光照射B時，傳感器計數(shù)一次，由圖可看出，1 s計數(shù)1次，兩工件間距離為0.2 m，所以傳送帶運動速度是0.2 m/s，每小時輸送3 600個工件．故正確答案為B、C. 【答案】　BC 11. (2016大慶高二檢測)一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件，合金絲電阻隨溫度T變化的關(guān)系如圖5211中實線①所示，由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣服厚度、干濕等情況不同，熨斗的散熱功率不同，因而熨斗的溫度可能會在較大范圍內(nèi)波動，易損壞衣物． 圖5211 有一種用主要成分為BaTiO3被稱為“PTC”的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗，具有升溫快、能自動控制溫度的特點，PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖中實線②所示，根據(jù)圖線分析： (1)為什么處于冷態(tài)的“PTC”熨斗剛通電時比普通電熨斗升溫快？ (2)通電一段時間后電熨斗溫度T自動穩(wěn)定在______范圍之內(nèi)． 【解析】　(1)由于冷態(tài)時PTC材料電阻較小，故由P＝知，其發(fā)熱功率較大，所以升溫快． (2)從圖上看出，溫度較低時，電阻較小，熱功率較大，所以生熱快于散熱，溫度升高，電阻值迅速增大，相應(yīng)的生熱功率減小，當生熱功率小于散熱功率時，電阻溫度降低，電阻值減小，生熱功率會相應(yīng)增大，故當生熱功率等于散熱功率時，溫度會穩(wěn)定在圖中T6～T7之間． 【答案】　(1)見解析　(2)T6＜T＜T7 12．有一種測量人體重的電子秤，其原理圖如圖5212中的虛線所示．它主要由三部分構(gòu)成：踏板和壓力杠桿ABO、壓力傳感器R(一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(其實質(zhì)是電流表)．其中AO∶BO＝5∶1.已知壓力傳感器的電阻與其所受壓力的關(guān)系如下表所示： 【導(dǎo)學(xué)號：78870096】 圖5212 壓力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 電阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 … 設(shè)踏板的杠桿組件的質(zhì)量不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.68 V，則： (1)利用表中數(shù)據(jù)歸納出電阻R隨壓力F變化的函數(shù)關(guān)系式； (2)該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應(yīng)標在電流表刻度盤多少毫安處？ (3)如果某人站在踏板上，電流表刻度盤示數(shù)為20 mA，這個人的體重是多少？ 【解析】　(1)由表中數(shù)據(jù)可歸納得出： R＝300－0.6F(R和F的單位分別為Ω和N)． (2)依題意可知，電子秤空載時壓力傳感器的電阻R1＝300 Ω，電路中的電流為I＝＝ A＝15.6 mA，所以該秤零刻度線應(yīng)標在電流表刻度盤的15.6 mA處． (3)當電流表刻度盤的讀數(shù)為I2＝20 mA時，壓力傳感器的電阻R2＝＝ Ω＝234 Ω 由R＝300－0.6F(Ω)，算得F2＝110 N 再由F2AO＝GBO得G＝550 N. 【答案】　(1)R＝300－0.6F(R和F的單位分別為Ω和N) (2)15.6 mA　(3)550 N