第五章 传感器及其应用 单元检测(解析版)

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名称 第五章 传感器及其应用 单元检测(解析版)
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文件大小 364.5KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-29 17:32:15

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文档简介

2021-2022学年鲁科版(2019)选择性必修第二册
第五章
传感器及其应用
单元检测(解析版)
一、选择题(共48分)
1.额温枪因其具有快速、无接触测温的特点,广泛应用在各类新型冠状病毒防控场所.额温枪核心部件的传感器是(  )
A.位移传感器
B.声音传感器
C.力传感器
D.红外温度传感器
2.生活中的电子秤利用了传感器原理,电子秤称重时主要使用的是下列哪种传感器(  )
A.超声波传感器
B.压力传感器
C.温度传感器
D.红外传感器
3.关于位移传感器,下列说法中正确的是(  )
A.位移传感器的发射器只能发射超声波
B.位移传感器的发射器既能发射超声波也能发射红外线
C.超声波是由发射器发射的,红外线是由接收器发射的
D.超声波是由接收器发射的,红外线是由发射器发射的
4.如图所示,会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图:罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板.平时光电三极管接收不到LED发出的光,呈现高阻状态.发生火灾时,下列说法正确的是(  )
A.进入罩内的烟雾遮挡住了光线,使光线三极管电阻更大,检测电路检测出变化发出警报
B.进入罩内的烟雾对光有散射作用,部分光线照到光电三极管上,电阻变小,发出警报
C.光电三极管温度升高,电阻变小,检测电路检测出变化发出警报
D.以上说法均不正确
5.下列说法正确的是(  )
A.电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁
B.氧化铁在常温下具有铁磁性,温度很高时失去铁磁性
C.用电饭锅煮饭时,若温控开关自动断电后,它不能自动复位
D.电饭锅烧水,水开时能自动断电
6.如图所示,将一光敏电阻连入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时表针的偏角为θ,现用手掌挡住部分光线,表针的偏角变为θ′,则可判断(  )
A.θ′=θ
B.θ′<θ
C.θ′>θ
D.不能确定θ和θ′的关系
7.环境监测中通常需要监测烟尘浓度。如图所示为光电式烟尘浓度计的工作原理图。光源1发出的光线经聚光透镜2后,再经半透半反镜3分成两束强度相等的光线。其中一路光线经反射镜4后穿过被测烟尘,有部分光线被烟尘吸收或散射(光在介质中与物质微粒相互作用,使光的传播方向发生改变的现象)后,经过光电转换电路6转换成电压信号U1.另一路光线直接到达光电转换电路7(6、7完全相同)后,产生作为被测烟尘浓度的参比电压信号U2.运算电路通过U1和U2的比值计算出被测烟尘的浓度。根据上述信息应用所学知识可以判断(  )
A.没有烟尘时,U1和U2的比值应该为零
B.散射过程中动量守恒定律不成立
C.如果用全反射棱镜作为反射镜4,其折射率至少为2
D.烟尘浓度越高时,U1和U2的差值越大
8.关于传感器,下列说法正确的是(  )
A.干簧管是一种能够感知电场的传感器
B.测温枪是一种把人体温度转换成电学量并通过显示屏显出温度的传感器
C.话筒不属于传感器
D.霍尔元件是一种可以把磁感应强度转换成电压的传感器
9.如图是自动调温式电熨斗,下列说法正确的是(  )
A.常温时上下触点是断开的
B.双金属片温度升高时,上金属片热膨胀系数大于下层金属
C.原来温度控制在80℃断开电源,现要求60℃断开电源,应使调温旋钮下调一些
D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态,应使调温旋钮下移一些
10.某位移传感器的工作原理如图所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆P一起移动,通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小x。假设电压表是理想电表,则下列说法正确的是(  )
A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化
B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化
C.物体M不动时,电路中也有电流
D.物体M不动时,电压表没有示数
11.在一些学校教室为了保证照明条件,采用智能照明系统,在自然光不足时接通电源启动日光灯,而在自然光充足时,自动关闭日光灯,其原理图如图所示。R为一光敏电阻,L为一带铁芯的螺线管,在螺线管上方有一用细弹簧系着的轻质衔铁,一端用铰链固定在墙上可以自由转动,另一端用一绝缘棒链接两动触头。有关这套智能照明系统工作原理描述正确的是(  )
A.光照越强,光敏电阻阻值越大,衔铁被吸引下来
B.在光线不足时,光敏电阻阻值变大,电流小,衔铁被弹簧拉上去,日光灯接通
C.上面两接线柱应该和日光灯电路连接
D.下面两接线柱应该和日光灯电路连接
12.如图是电饭锅的结构图,如果感温磁体的“居里温度”为103℃时,下列说法中正确的是(

A.常温下感温磁体具有较强的磁性,能自动吸起永磁体,通电加热
B.当温度超过103℃时,感温磁体的磁性消失,弹簧推动杠杆断开触点
C.饭熟后,水分被大米吸收,锅底的温度会超过103℃,这时开关按钮不会跳起
D.常压下只要锅内有水,锅内的温度不可能达到103℃,开关按钮就不会自动跳起
二、解答题(共52分)
13.光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用.街道路灯自动控制就是应用之一,如
图所示电路为模拟电路,其中A为一光敏电阻,B为电磁继电器,C为电流放大器,D为路灯.请连成正确的电路,达到日出路灯熄、日落路灯亮的效果.
14.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中,它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的。如图甲中,电源的电动势E=9.0
V,内电阻可忽略不计;G为灵敏电流表,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图乙的R?t图线所示,闭合开关,当R的温度等于120
℃时,电流表示数I1=3
mA,求:
(1)电流表G的内阻Rg。
(2)当电流表的示数I2=1.8
mA时,热敏电阻R的温度。
15.电磁继电器在各种自动化装置中有很多应用,街道路灯自动控制就是其应用之一、模拟电路如图所示,其中A为电磁继电器,B为照明电路,C为路灯,D为光敏电阻(白天光照强时,电阻变小;夜晚光照弱时,电阻变得很大)。请你将电路连接完整,达到白天灯熄、夜晚灯亮的效果。(连线时导线不能交叉)
16.电饭锅的电路图如图所示。S1是一个温控开关,手动闭合后,当此开关温度达到103℃时,会自动断开。S2是一个自动温控开关,当温度低于70℃时,会自动闭合;温度高于80℃时,自动断开。红灯是加热时的指示灯,黄灯是保温时的指示灯,定电阻R1=R2=500Ω,加热电阻丝R3=50Ω,两灯电阻不计。
(1)分析电饭锅的工作原理;
(2)计算加热和保温两种状态下,电饭锅消耗的电功率之比。
参考答案
1.D
【详解】
额温枪核心部件的传感器是红外温度传感器。
故选D。
2.B
【详解】
ABCD.电子秤的工作原理是通过压力传感器测量重物对称产生压力,故B正确。
故选B。
3.B
【详解】
位移传感器的发射器既能发射超声波也能发射红外线,超声波和红外线都是有发射器发射的,故B正确;ACD错误。
故选B。
4.B
【详解】
挡板不透明,平时光电三极管接收不到LED发出的光,现高阻状态.发生火灾时,进入罩内的烟雾对光有散射作用,部分光线照到光电三极管上,光电三极管电阻变小,检测电路检测出变化发出警报.该传感器是用光传感器实现报警的,故B项正确,ACD三项错误.
5.C
【解析】
【详解】
A、电饭锅应用了温度传感器,它的主要元件是感温铁氧体,即氧化铁,故A错误;
B、在常温下具有铁磁性,但温度升高到
时便失去了铁磁性,不能被磁铁吸引,这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”,故B错误;
C、用电饭锅煮饭时,若温控开关断电后,它不能自动复位,故C正确;
D、水的沸点为
,因温度无法达到居里点,故可知水不能自动断电,故D错误;
故选C.
6.B
【详解】
光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,开始时有光照射,光敏电阻的阻值较小,当手掌挡住部分光线时,光敏电阻的阻值增大,因为欧姆表的零刻度在表盘的右侧,所以欧姆表测电阻时,阻值越大,指针张角越小。
故选B。
7.D
【详解】
A.没有烟尘时,光的传播方向没有发生改变,U1和U2的大小相等,其比值应该为1,不是零,故A错误;
B.根据康普顿效应原理,散射过程是光子与微粒碰撞作用的结果,所以动量守恒定律仍然成立,故B错误;
C.如果用全反射棱镜作为反射镜4,其反射光线与入射光线的夹角是90°,故需要其临界角小于45°,再根据
故其折射率至少为,故C错误;
D.烟尘浓度越高时,光线被烟尘吸收或散射得就会越多,光线射到6的亮度就会越少,所以U1和U2的差值越大,故D正确。
故选D。
8.BD
【详解】
A.干簧管是一种能够感知磁场的传感器,故A错误;
B.测温枪是一种把人体温度转换成电学量并通过显示屏显示出温度的传感器,故B正确;
C.话筒是把声音转换成电流的传感器,故C错误;
D.霍尔元件是一种可以把磁感应强度转换成电压的传感器,故D正确。
故选BD正确。
9.BD
【分析】
电熨斗温度自动控制装置能控制电源的通断.常温时,上、下触点应是接触的,当双金属片温度升高时,上下层形变不同,上层形变大,双金属片发生弯曲,使电路断开.原来温度上升到80℃时,断开电源,现在要求60℃时断开电源,弹性铜片与触点接触面积要减小,应逆时针调节调温旋钮.
【详解】
A.常温时,通电电热丝能发热,所以上、下触点应是接触的.故A错误.
B.双金属片上下金属片的膨胀系数不同,温度升高时,上层形变大,双金属片向下发生弯曲,使电路断开.故B正确.
C.原来温度上升到80℃时,断开电源,现在要求60℃时断开电源,弹性铜片与触点接触面积要减小,应逆时针调节调温旋钮,即应使调温旋钮上调一些,故C错误.
D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态,温度要高一点,由C的分析可知,应使调温旋钮下移一些,故D正确.
故选BD.
10.BC
【详解】
A.物体M运动时,电路中电阻没有变化,根据闭合电路欧姆定律可知,电源内的电流不会发生变化,A错误;
B.电压表测量滑动变阻器的金属滑杆P左侧的电压,物体M运动时,左侧电阻会变化,则电压表的示数会发生变化,B正确;
C.物体M不动时,电路中仍有电流,而且电流不变,C正确;
D.只有当金属滑杆P停在变阻器最左端,物体M不动时,电压表才没有示数,当金属滑杆P在其他位置时,电压表均有示数,D错误。
故选BC。
11.BC
【详解】
A.光照越强,光敏电阻阻值越小,电流越大,故衔铁被吸引下来,选项A错误;
BCD.在光线不足时,光敏电阻阻值变大,电流减小,故衔铁被弹簧拉上去,点亮照明灯,故上面两接线柱应该和日光灯电路连接,选项BC正确,D错误;
故选BC。
12.BD
【详解】
A.开始煮饭时,用手压下开关按钮,永磁体与感温磁体相吸,手松开后,按钮不再恢复到图示状态,电路接通,电饭锅加热,因此不会自动被吸引的,故A错误;
B.如果在1标准大气压下用电饭锅烧水,水沸腾后不会自动断电,当水烧干后,温度升高达到103℃时,感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电,故B正确;
C.饭熟后,水分被大米吸收,锅底温度升高,当温度升至“居里点”103℃时,感温磁体失去磁性,在弹簧作用下,切断电源,故C错误;
D.如果在1标准大气压下用电饭锅烧水,水在沸腾后温度为100℃,不会自动断电,故D正确;
故选BD。
13.
【详解】
当有光照射时,光电流经过放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸合,使两个触点断开;当无光照时,光电流减小,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个触点闭合,控制路灯电路接通,路灯开始工作;
电路如图所示
14.(1)1
000
Ω;(2)20

【详解】
(1)由题图乙知热敏电阻R的温度在120
℃时,电阻为2
kΩ,闭合电路的电流为I1=3
mA
根据闭合电路欧姆定律得
(2)当电流表的示数I2=1.8
mA时
由题图乙可知当热敏电阻R阻值为4
000
Ω时的温度为20

15.
【详解】
为了使照明电路白天断开,就需要电磁铁吸引衔铁,电路中电流大。夜间电磁铁磁性小,不吸引衔铁。电路中电流的变化要通过电阻的变化来控制。所以要将光敏电阻与电磁铁串联在一起,以此来调节电路中的电流。故设计电路如图
16.(1)见解析;(2)12:1
【详解】
(1)电饭煲盛上食物后,接上电源,S2自动闭合,同时手动闭合S1,这时黄灯被短路,红灯亮,电饭煲处于加热状态,加热到80℃时,S2自动断开,S1仍闭合;当温度升高到103℃时,开关S1自动断开,这时饭已煮熟,黄灯亮,电饭煲处于保温状态,由于散热,待温度降至70℃时,S2自动闭合,电饭煲重新加热,温度达到80℃时,S2又自动断开,再次处于保温状态。
(2)加热时电饭煲消耗的电功率
保温时电饭煲消耗的电功率
联立方程,可得