5.1认识传感器 学科素养提升练(word版含答案)

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名称 5.1认识传感器 学科素养提升练(word版含答案)
格式 docx
文件大小 520.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-19 15:34:32

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文档简介

5.1认识传感器
学科素养提升练(解析版)
一、选择题
1.如图所示的电路可将声音信号转换为电信号,该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器,a、b通过导线与恒定电源两极相接。若振动膜a周期性振动,则(  )
A.a振动过程中,a、b板间的电场强度不变
B.a振动过程中,a、b板所带电荷量不变
C.a振动过程中,灵敏电流计中始终有方向不变的电流
D.a向右的位移最大时,a、b板所构成的电容器的电容最大
2.机器人装有作为眼睛的“传感器”,犹如大脑的“控制器”,以及可以行走的“执行器”,在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是(  )
A.该机器人“眼睛”利用了光传感器 B.该机器人“眼睛”利用了力传感器
C.该机器人“眼睛”利用了温度传感器 D.该机器人“眼睛”利用了声音传感器
3.一种新型保险柜安装有声纹锁,只有主人说出事先设定的暗语才能打开,别人即使说出暗语也打不开锁。这种声纹锁辨别主人声音的依据是(  )
A.音调 B.音色 C.响度 D.声速
4.如图所示是电吉他的示意图,在吉他上装有线圈,琴弦是磁性物质.当弦振动时,线圈中产生的感应电流输送到放大器、喇叭,把声音播放出来.下列关于电吉他说法正确的是
A.工作原理是电流的磁效应
B.琴弦可以用尼龙材料制成
C.利用光电传感器将力学量转换为电学量
D.线圈中产生的感应电流大小和方向均变化
5.物理传感器是利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出相关信息的,化学传感器是利用化学反应识别和检测信息的。下列说法正确的是( )
A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器
B.气敏传感器只能是物理传感器
C.物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出
D.物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应
6.下列关于传感器说法中不正确的是(  )
A.电子秤使用的测力装置是力传感器,它将压力大小转化为可变电阻,进而转化为电压信号
B.热敏电阻是把电学量转换为热学量的传感器
C.电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片,这种双金属片的作用是控制电路的通断
D.光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
7.诺贝尔物理学奖授予了法国科学家阿尔贝 费尔和德国科学家彼得 格林贝格尔,以表彰他们发现“巨磁电阻(GMR)效应”.基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的磁电技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.下图是研究巨磁电阻特性的原理示意图,实验发现,当闭合S1、S2后使滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中,指示灯明显变亮,下列说法中正确的是(  )
A.滑片P向左滑动的过程中,电磁铁的磁性减弱
B.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大
C.巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小
D.巨磁电阻不可用来制作磁电传感器
8.有的楼道照明灯具有这样的功能:天黑到一定程度时,出现声音它就开启,而在白天,即使有声音它也没有反应。在这种楼道照明灯的控制电路中,可能接入的传感器是(  )
A.温度传感器和光传感器
B.光传感器和声音传感器
C.声音传感器和热传感器
D.热传感器和力传感器
9.温度传感器广泛应用于家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的.图甲所示为某装置中的传感器工作原理图,已知电源的电动势,内电阻不计,G为灵敏电流表,其内阻保持不变;R为热敏电阻,其阻值随温度的变化关系如图乙所示.闭合开关S,当R的温度等于时,电流表示数;当电流表的示数时,热敏电阻的温度是(  )
A. B. C. D.
10.人体含水量约为70%,水中有钠离子、钾离子等离子存在,因此容易导电,脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时,就可知道人体脂肪所占的比例,下列说法中不正确的是(  )
A.脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
B.脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
C.激烈运动之后,脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
D.人在沐浴之后,脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
11.关于传感器,下列说法正确的是
A.霍尔元件能把光学量转化为电学量
B.干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C.话筒中的传感器将电信号转化成声音信号
D.传感器是把非电信号转换为电信号的主要元件
12.关于传感器的作用,下列说法正确的是()
A.通常的传感器可以直接用来进行自动控制
B.传感器可以用来采集信息
C.传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量
D.传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量
13.传感器担负着信息采集的任务,它可以(  )
A.将力学量(如形变量)转变成电学量
B.将热学量转变成电学量
C.将光学量转变成电学量
D.将电学量转变成力学量
14.电容式传感器是将非电信号转换为电信号的装置,由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而引起电容的变化,如图所示是四个电容式传感器的示意图,关于这四个传感器的作用,下列说法正确的是(  )
A.甲图的传感器可以用来测量角度
B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度
C.丙图的传感器可以用来测量压力
D.丁图的传感器只能用来测量速度
二、解答题
15.如图所示为检测某传感器的电路图.传感器上标有“3V,0.9W”的字样(传感器可看做一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10Ω,1A”的字样,电流表的量程为0.6A,电压表的量程为3V。求:
(1)传感器的电阻和额定电流;
(2)为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少?
16.加速度计是测定物体加速度的仪器.在现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船制导系统的信息源.如图所示为应变式加速度计.当系统加速时,加速度计中的敏感元件也处于加速状态.敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上,架与待测系统固定在一起,敏感元件下端可在滑动变阻器R上自由滑动.当系统加速运动时,敏感元件发生位移并转换为电信号输出,就可以根据输出电压的大小求出物体的加速度.
已知:敏感元件的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k,电源电动势为E,电源内阻不计,滑动变阻器的总电阻值为R,有效长度为l,静态时,输出电压为U0,试写出加速度a随输出电压U变化的关系式.
参考答案
1.D
【详解】
AD.由于平行板电容器两极板与电池两极相连接,两极板间的电压U保持不变,根据场强
E=
可知电场强度随着d变化而变化;a向右的位移最大时,两板间的距离d最小,由
C=
可知电容最大,故A错误,D正确;
B.由
Q=CU
可知,a、b板所带电荷量随着C的变化而变化,B错误;
C.由于Q变化,使电容器出现充电、放电现象,电流计中电流方向不断变化,C错误;
故选D。
2.A
【详解】
遇到障碍物会绕开,说明该机器人“眼睛”利用了光传感器,故选项A正确,选项BCD错误。
故选A。
3.B
【详解】
因为每个人的发声音色不同,而声纹锁是依据音色来进行判断的,只能按照设定的音色打开,所以主人说出事先设定的暗语就能打开,故B正确,ACD错误。
故选B。
4.D
【详解】
试题分析:工作原理是电磁感应,选项A错误;琴弦是磁性物质,故不能用尼龙材料做成,选项B错误;该装置将力学量转换成了电学量,但它不是利用光电传感器,选项C错误;线圈中产生的感应电流会随弦的振动而变化,不但大小变化,而且方向也变化,故选项D正确.
考点:电磁感应现象.
5.D
【详解】
A.各种传感器虽然工作原理不同,但基本功能相似,多数是将非电学量转换为电学量,故选项A错误;
B.气敏传感器的核心部件是气敏电阻,其表面吸收了某种自身敏感的气体之后会发生反应,使自身阻值改变,属于化学传感器,故选项B错误;
C.物理传感器既可将信息转换为电压输出,也可将信息转换为电流、电阻等输出,故选项C错误;
D.由物理传感器的定义知,物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应,选项D正确.
故选D。
6.B
【详解】
A.电子秤使用的测力装置是力传感器,它将压力大小转化为可变电阻,进而转化为电压信号,A正确,不符合题意;
B.热敏电阻是把热学量转换为电学量的传感器,B错误,符合题意;
C.电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片,这种双金属片的作用是控制电路的通断,C正确,不符合题意;
D.光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量,D正确,不符合题意。
故选B。
7.C
【解析】
【分析】
由滑动变阻器滑片的移动得知电路中电流的变化情况,通过电路中电流的变化结合电磁铁磁性强弱的决定因素可以确定滑片移动时,其磁性强弱的变化;根据灯泡的亮度变化,能够确定电路中电流的变化,进而知道巨磁电阻的阻值与磁场强度的关系.
【详解】
A.当滑片P向左滑动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,则电路中的电流变大,通电螺线管的磁性增强.A错误.
BC.通电螺线管的磁性增强时,右边电路中的指示灯明显变亮,则说明右边电路的电流变大了,巨磁电阻的电阻变小了,即巨磁电阻的阻值随磁场的增强而变小.故B错误,C正确.
D.由C分析可知巨磁电阻可用来制作磁电传感器,D错误;
故选C.
【点睛】
在控制电路中,滑片的移动是分析的入手点;在工作电路中,灯泡的亮度是确定电路中电流变化的一个隐含条件.
8.B
【详解】
楼道照明灯工作原理:天黑时,出现声音它就开启;而在白天,即使有声音它也没有反应。则可知,应接入光传感器和声音传感器。故B正确,ACD错误。
故选B。
9.D
【详解】
由题图乙可知,当R的温度等于时,热敏电阻的阻值,由
可得
当电流时,由
可得
结合题图乙知此时热敏电阻的温度为,故D正确,ABC错误。
故选D。
10.B
【详解】
AB.利用脂肪几乎不含水分,其导电性和其他成分不同,可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率,B错误A正确;
CD.激烈运动之后,人在沐浴之后,人体内含水量发生变化,人体脂肪所占比例发生变化,即人体的电阻大小变化,所以测量数据会不准确,CD正确。
故选B。
11.D
【详解】
A.霍尔元件能够把磁学量转换为电学量,故A错误;
B.干簧管是一种能够感知磁场的传感器,故B错误;
C.话筒中的传感器将声音号转化成电信信号,故C错误;
D.传感器是通过非电学量转换成电学量来传递信号的,故D正确.
12.BC
【详解】
A.传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的,不能实现自动控制,所以A错误;
B.由于传感器可将非电学量转换成电学量,因此传感器也可以用来采集信息,所以B正确;
CD.传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量,比如:光敏电阻在有光照射时,电阻会变小,所以C正确,D错误;
故选BC.
【点睛】
传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置,在我们的日常生活中得到了广泛应用,不同传感器所转换的信号对象不同,我们应就它的具体原理进行分析.
13.ABC
【详解】
传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件。故选项ABC正确;选项D错误;
故选ABC。
14.ABC
【详解】
A.图示电容器为可变电容器,通过转动动片改变正对面积,改变电容,可以用来测量角度,故A正确。
B.图示电容器的一个极板时金属芯线,另一个极板是导电液,故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的,可以用来测量液面的高度,故B正确;
C.丙图是通过改变极板间的距离,改变电容器的,可以用来测量压力,故C正确;
D.可变电容器,通过改变电介质,改变电容,可以用来测量位移,不能测量速度,故D错误;
故选ABC。
15.(1)10Ω,0.3A;(2)6V
【详解】
(1) 传感器的电阻
R传==10Ω
额定电流
I传==0.3A
(2)最大电流
I=I传=0.3A
电源电压最大值
Um=U传+U0
U传为传感器的额定电压,U0为R0m=10Ω时R0两端的电压,即
U0=I传·R0m=0.3×10V=3V
小于电压表量程,所以
Um=U传+U0=3V+3V=6V
16.
【详解】
设静态时,滑动变阻器滑片与变阻器左端的距离为x,则有:
当系统以加速度a向左加速时,设敏感元件向右移动Δx,则对敏感元件由牛顿第二定律得:2kΔx=ma
此时输出电压
由以上三式得a=
当U>U0时,系统为向左加速;
当U<U0时,系统为向右加速.
【点睛】
本题的重点就是利用好给定的条件,电阻是与长度成正比的,故由此可以得到电压与敏感元件位移的关系,由此打开整个题目.