2019年高中物理 第五章 傳感器及其應(yīng)用綜合檢測 魯科版選修3-2.doc
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2019年高中物理 第五章 傳感器及其應(yīng)用綜合檢測 魯科版選修3-2 一、選擇題(本題共7小題,每小題6分,共42分.每小題至少有一個選項是正確的.) 1.類人型機器人裝有作為眼睛的“傳感器”,猶如大腦的“控制器”,以及可以行走的“執(zhí)行器”,在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉(zhuǎn)彎.下列有關(guān)該機器人“眼睛”的說法中正確的是( ) A.力傳感器 B.光傳感器 C.溫度傳感器 D.聲音傳感器 【解析】 遇到障礙物會繞開,說明它是光傳感器,選項B正確,選項A、C、D錯誤. 【答案】 B 2.用遙控器調(diào)換電視頻道的過程,實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化成電信號的過程,下列屬于這類傳感器的是( ) A.紅外報警裝置 B.走廊照明燈的聲控裝置 C.自動洗衣機中的壓力傳感裝置 D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 【解析】 紅外報警裝置是傳感器把光信號(紅外線)轉(zhuǎn)化成電信號;走廊照明燈的聲控裝置是傳感器把聲音信號轉(zhuǎn)化成電信號;自動洗衣機中的壓力傳感裝置是把位移信號轉(zhuǎn)化成電信號;電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器把溫度信號轉(zhuǎn)化成電信號. 【答案】 A 3.有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三個元件,將這三個元件分別接入如圖1所示電路中的A、B兩點后.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( ) 圖1 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,這個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,這個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,這個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)不變化,這個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不隨溫度變化而變化;光敏電阻的阻值隨光照強度變化而變化,定值電阻和熱敏電阻不隨光照強度變化而變化.故A、C正確. 【答案】 AC 4.如圖2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、光電三極管和不透明的擋板.平時光電三極管接收不到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 ( ) 圖2 A.進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線,使光電三極管電阻更大,檢測電路檢測出變化發(fā)出警報 B.發(fā)生火災(zāi)時,光電三極管溫度升高,電阻變小,檢測電路檢測出變化發(fā)出警報 C.發(fā)生火災(zāi)時,進(jìn)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】 由報警器的原理可知,發(fā)生火災(zāi)時,煙霧進(jìn)入罩內(nèi),使光發(fā)生散射,部分光線照在三極管上,使其電阻變小,與傳感器相連的電路檢測出這種變化,發(fā)出警報,C對. 【答案】 C 5.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減?。硨嶒炐〗M在升降機水平地面上利用壓敏電阻設(shè)計了判斷升降機運動狀態(tài)的裝置.其工作原理圖如圖3甲所示,將壓敏電阻、定值電阻R、電流顯示器、電源E連成電路,在壓敏電阻上放置一個絕緣重物.0~t1時間內(nèi)升降機停在某一樓層處,t1時刻升降機開始運動,從電流顯示器中得到電路中電流i隨時間t變化的情況如圖乙所示.則下列判斷正確的是( ) 圖3 A.t1~t2時間內(nèi)絕緣重物處于超重狀態(tài) B.t3~t4時間內(nèi)絕緣重物處于失重狀態(tài) C.升降機開始時可能停在10樓,從t1時刻開始,經(jīng)向下加速、勻速、減速,最后停在1樓 D.升降機開始時可能停在1樓,從t1時刻開始,經(jīng)向上加速、勻速、減速,最后停在10樓 【解析】 t1~t2時間,電路中電流小于0~t1時間的電流,說明壓敏電阻阻值變大,則其所受壓力小于0~t1時間所受壓力,即t1~t2時間壓敏電阻所受壓力小于絕緣重物重力,絕緣重物應(yīng)處于失重狀態(tài),t3~t4時間絕緣重物處于超重狀態(tài),所以C正確. 【答案】 C 6.如圖4所示RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻,R1為光敏電阻,R2和R3均為定值電阻,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,V為理想電壓表,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大,可能的原因是( ) 圖4 ①熱敏電阻溫度升高,其他條件不變 ②熱敏電阻溫度降低,其他條件不變 ③光照增強,其他條件不變 ④光照減弱,其他條件不變 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 【解析】 電壓表示數(shù)變大,而R3為定值電阻,說明流經(jīng)R3的電流增大,由電路結(jié)構(gòu)可知,這可能是由于RT減小或R1增大,由熱敏電阻和光敏電阻特性知,可能是由于溫度降低或光照減弱,故②、④正確,①、③錯誤. 【答案】 D 7.氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測.它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化,在如圖5甲所示的電路中,不同的一氧化碳濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻,這樣,顯示儀表的指針就與一氧化碳濃度有了對應(yīng)關(guān)系,觀察儀表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo),有一種氧化錫傳感器,其技術(shù)資料中給出的是電導(dǎo)(即電阻的倒數(shù))—濃度曲線如圖乙,請判斷圖中電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是( ) 圖5 【解析】 當(dāng)一氧化碳濃度增大時,傳感器的電導(dǎo)增大,電阻R傳減小,由閉合電路歐姆定律知,電路中的電流I=E/(R0+R+R傳+r)增大,電壓表的示數(shù)U0=IR0=ER0/(R0+R+R傳+r)增大,故C、D錯誤,由題圖知,傳感器的電導(dǎo)與濃度成正比,傳感器的電阻R傳與濃度成反比,但電壓表的示數(shù)U0與傳感器的電阻R傳并不成正比關(guān)系,所以,電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的關(guān)系圖線并不是直線,A錯,答案為B. 【答案】 B 二、非選擇題(本題共4個小題,共58分.計算題要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位.) 8.(14分)如圖6甲所示是在溫度為10 ℃左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖,箱內(nèi)的電阻R1=20 kΩ,R2=10 kΩ,R3=40 kΩ,RT為熱敏電阻,它的電阻隨溫度變化的圖線如圖6乙所示.當(dāng)a、b端電壓Uab<0時,電壓鑒別器會令開關(guān)S接通,恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱,使箱內(nèi)溫度升高;當(dāng)Uab>0時,電壓鑒別器會使S斷開.停止加熱,恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在________℃. 圖6 【解析】 設(shè)電路的路端電壓為U,當(dāng)Uab=0時,有R2=RT,解得RT=20 kΩ.由圖乙可知,當(dāng)RT=20 kΩ時,t=35 ℃. 【答案】 35 9.(12分)如圖7甲是街道路燈的自動控制開關(guān)模擬電路,日出燈熄,日落燈亮(如圖7乙),試解釋工作原理. 甲 乙 圖7 【解析】 天亮?xí)r,光敏電阻受光照射阻值變小,電路中電流變大,電磁鐵磁性增強,吸引銜鐵,電路ce處斷開,燈滅;日落后,光敏電阻無光照射,阻值變大,a、b間電流變小,磁性減弱,ce處閉合,路燈亮. 【答案】 見解析 10.(16分)(xx海口檢測)全自動洗衣機中,排水電磁閥是由程序控制器控制其動作的.當(dāng)洗衣機進(jìn)行排水和脫水程序時,電磁鐵的線圈通電,使電磁鐵的鐵芯2運動,牽引排水閥的活塞打開,排出污水.牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖8所示.當(dāng)程序控制器的控制電流通過線圈時,線圈和鐵芯1產(chǎn)生一個強的磁場,使鐵芯2磁化,由于磁體間相互作用,將鐵芯2吸入線圈,此時鐵芯2將拉動閥門使閥門打開排水.同樣,控制器不輸出控制電流時,電磁鐵將失去磁性,彈簧(圖中未畫)將鐵芯2拉回原位,從而關(guān)閉閥門.想一想: 圖8 (1)某時刻輸入控制電流時,a為正、b為負(fù),則鐵芯2中A端和B端分別是什么磁極? (2)a、b處輸入的是正、負(fù)交變電流,鐵芯2是否仍然能吸入線圈?與恒定電流相比會有什么不同? 【解析】 (1)利用安培定則判斷,A端為S極,B端為N極. (2)仍能吸入線圈,因為鐵芯仍能被磁化,且磁化后的磁性總是與線圈發(fā)生相吸的作用,但與恒定電流產(chǎn)生的磁場相比,交變磁場強弱有變化,當(dāng)磁性減弱的時刻彈簧會將鐵芯2拉離線圈,因而會有振動而產(chǎn)生噪聲. 【答案】 見解析 11.(16分)如圖9所示是一種測量血壓的壓力傳感器在工作時的示意圖,薄金屬片P固定有4個可以形變的電阻R1、R2、R3、R4,如圖乙.圖甲是它的側(cè)面圖,這4個電阻連成的電路如圖丙所示,試回答下列問題: 圖9 (1)開始時金屬片中央O點未加任何壓力,欲使電壓表無示數(shù),則4個電阻應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系? (2)當(dāng)O點加一個壓力F后發(fā)生形變,這時4個電阻也隨之發(fā)生形變,形變后各電阻阻值大小如何變化? 【解析】 (1)本題是求電路A、B兩點的電壓與4個電阻的關(guān)系,由于電壓表的電阻可以看做無窮大,因此本電路是R1與R2串聯(lián),R3與R4串聯(lián),然后它們再并聯(lián).設(shè)上面部分電流為I上,下面部分電流為I下,要使A點電勢等于B點電勢,則應(yīng)有電阻R1上的電壓等于R3上的電壓,電阻R2上的電壓等于電阻R4上的電壓,即I上R1=I下R3①,I上R2=I下R4②,聯(lián)立①②式得到=. (2)當(dāng)在O點施加垂直于金屬片的壓力后,金屬片發(fā)生形變,由于電阻是固定在金屬片上的,因此R1、R4被拉長,R2、R3被拉寬,即R1、R4增大,R2、R3減小,這時A、B兩點電勢不再相等. 【答案】 (1)= (2)R1 R4增大 R2 R3減小- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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