第五章 传感器 素养检测提升练习（Word版含答案）

2019人教版选择性必修第二册 第四~五章素养检测 提升练习
一、多选题
1．用图示装置可以检测霍尔效应。利用电磁铁产生磁场，电流表检测输入霍尔元件的电流，电压表检测元件输出的电压。已知图中的霍尔元件是半导体，与金属导体不同，它内部形成电流的“载流子”是空穴，空穴可视为能自由移动的带正电的粒子。图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端。当开关S1、S2闭合后，电流表A和电流表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是（ ）
A．电表B为电压表，电表C为电流表
B．接线端4的电势低于接线端2的电势
C．若调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反，但大小不变，则电压表的示数将保持不变
D．若增大R1、增大R2，则电压表示数增大
2．如图甲所示，“火灾报警系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为10：1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为变阻器，当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警。下列说法正确的是（ ）
A．电压表V的示数为10 V
B．处出现火情时，电流表A的示数减小
C．处出现火情时，变压器的输入功率增大
D．要使报警器报警的临界温度升高，可将的滑片P适当向下移动
3．电容式话筒含有电容式传感器，如图所示。导电性振动膜片与固定电极构成一个电容器，当振动膜片在声压的作用下运动时，两个电极间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就转变为电信号。当振动膜片向左运动时，下列说法正确的是（　　）
A．电容器电容增大
B．电容器所带电荷量减小
C．电容器两极板间的场强增大
D．电阻R上电流方向自左向右
4．如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极弹性金属片板固定在绝缘底座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测量电容的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为，下列说法正确的是（ ）
A．当升降机加速上升时， B．当升降机减速上升时，
C．当升降机减速下降时， D．当升降机加速下降时，
二、单选题
5．2020年爆发了新冠肺炎，该病毒传播能力非常强，因此研究新冠肺炎病毒株的实验室必须是全程都在高度无接触物理防护性条件下操作。武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如右下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出。流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子所受洛伦兹力方向由M指向N
B．M点的电势高于N点的电势
C．污水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速
D．只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量
6．关于传感器的下列说法正确的是
A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属的膨胀系数相同
C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，温度升高，它的电阻值变大
7．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图所示，下列判断正确的是（　　）
A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动
B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动
C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动
D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动
8．电磁波与我们的日常生活和生产息息相关．下列说法正确的是（　　）
A．麦克斯韦在实验室证实了电磁波的存在
B．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调谐
C．银行的验钞机和家用电器的遥控器及CT透视时发出的都是紫外线
D．射线的杀伤作用和穿透能力及能量都很强，可用于金属探伤及肿瘤治疗
9．下列关于传感器说法正确的是（ ）
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．霍尔元件能够把磁学量（如磁感应强度）转化为电学量（如电压）
C．光敏电阻随光照强度增加电阻增大
D．热敏电阻的阻值随温度的升高而升高
10．为了测量化工厂的污水排放量，技术人员在排污管末端安装了流量计（流量Q为单位时间内流过某截面流体的体积）。如图所示，长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，所在空间有垂直于前后表面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动。测得M、N间电压为U，污水流过管道时受到的阻力大小，k是比例系数，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速。则（ ）
A．污水的流量
B．金属板M的电势低于金属板N的电势
C．左、右两侧管口的压强差
D．电压U与污水中离子浓度成正比
11．如图(a)所示的电路中，光敏电阻R2加上图(b)所示的光照时，R2两端的电压变化规律是(　　)
A． B． C． D．
12．如图甲所示，两个闭合圆形线圈A、B的圆心重合，放在同一水平面内，线圈A中通以如图乙所示的变化电流，设t=0时电流沿逆时针方向（图中箭头所示）。关于线圈B的电流方向和所受安培力产生的效果，下列说法中正确的是（　　）
A．在0B．在0C．在t1D．在t113．如图所示,足够长的光滑斜面固定在水平面上，轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板P栓接,另一端与置于斜面上的滑块Q相接触(未拴接)．现用沿斜面向下的外力推Q使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放,从释放Q至其获得最大速度的过程中( )
A．弹簧的弹性势能一直减少直至为零
B．弹簧对Q做的功等于Q动能的增加量
C．弹簧弹性势能的减少量等于Q重力势能的增加量
D．Q克服重力做的功等于弹簧弹性势能的减少量与Q的动能的增加量之差
14．随着生活质量的提高，自动干手机已经进入家庭．洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，是因为（ ）
A．改变了湿度 B．改变了温度
C．改变了磁场 D．改变了电容
三、实验题
15．为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开头可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx）．某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表：
照度（lx） 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
电阻(k) 75 40 28 23 20 18
①根据表中数据，请在给定的坐标系（见答题卡）中描绘出阻值随照度变化的曲线___________，并说明阻值随照度变化的特点_________．
②如图所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路．给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(1x)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图_________．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
提供的器材如下：
光敏电源E(电动势3V，内阻不计)；
定值电阻：R1=10k，R2=20k，R3=40k（限选其中之一并在图中标出）
开关S及导线若干．
四、解答题
16．如图所示，电源电动势，内阻，标有“”的灯泡恰好能正常发光，电动机的绕线电阻。
(1)求干路中的电流；
(2)若电动机以的速度匀速竖直向上提升重物，取，求该重物的质量。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．BC
【详解】
A．B表为测量通过霍尔元件的电流，C表测量霍尔电压，故电表B为电流表，电表C为电压表，故A错误；
B．根据安培定则可知，磁场的方向向下，通过霍尔元件的电流由1流向接线端3，电子移动方向与电流的方向相反，由左手定则可知，电子偏向接线端2，所以接线端2的电势低于接线端4的电势，故B正确；
C．当调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流方向相反，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，即2、4两接线端的电势高低关系不发生改变，故C正确；
D．增大，电磁铁中的电流减小，产生的磁感应强度减小，增大，霍尔元件中的电流减小，所以霍尔电压减小，即电压表示数一定减小，故D错误。
故选BC。
2．AC
【详解】
A．若原线圈的输入电压U，其有效值为，根据有效值的定义，有
其中，解得
由变压器原理可得副线圈输出电压即电压表示数，选项A正确.
BC．处出现火情时，热敏电阻的阻值减小，副线圈电流增大，根据变压器原理可知，电流表A的示数增大，变压器输入功率增大，选项B错误，C正确.
D．将的滑片P向上移动，副线圈电路的总电阻变小，总电流增大，处电压变大，报警器的分压变小，电流也减小，报警器报警的临界温度升高，选项D错误.
故选AC.
3．BD
【详解】
A．当振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，根据可知，电容值减小，故A错误；
BD．由可知，因U不变的情况下，则电容器带电荷量Q减小，电容器处于放电状态，R中电流方向自左向右，故BD正确；
C．依据，则知U不变，场强减小，故C错误。
故选BD。
4．AD
【分析】
平行板电容器的决定式为C=，加速、减速会影响两金属片之间的距离d，由此可以判断。
【详解】
A.当升降机加速上升时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故A正确；
B.当升降机减速上升时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故B错误；
C.当升降机减速下降时，加速度方向向上，弹簧片向下弯曲，电容变大，即 C＞C0，故C错误；
D.当升降机加速下降时，加速度方向向下，弹簧片向上弯曲，电容变小，即 C＜C0，故D正确。
故选AD.
5．D
【详解】
AB．根据左手定则，正电荷受到竖直向下的洛伦兹力，负电荷受到竖直向上的洛伦兹力，则正电荷集聚在N一侧，负电荷集聚在M一侧，则M点的电势低于N点的电势，AB错误；
C．不带电液体在磁场中流动时，由于没有自由电荷，不能形成电场，MN两点没有电势差，因此无法测出流速，C错误；
D．计算液体的流速，根据
可得流速
流量
即只需要测量MN两点电压就能够推算废液的流量，选项D正确。
故选D。
6．C
【分析】
由题意可知查传感器的应用，根据传感器工作原理分析可得．
【详解】
A．话筒是一种常用的声传感器，话筒一端接收声音，其作用是将电信号转换为声信号，另一端是将声音信号转为电信号，故A错误；
B．电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片中两片金属的膨胀系数不同，温度变化时，总体形变和膨胀系数大的材料形变方向相同，从而控制电路，故B错误；
C．霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，其原理带电粒子在磁场中发生偏转，在极板间产生电势差，故C正确；
D．半导体热敏电阻属半导体材料，温度升高，它的电阻值变小，故D错误．
【点睛】
从原理入手，理解传感器的工作过程，记住一些材料的特性．
7．D
【详解】
AB．在t1～t2内，I变大，阻值变小，压力变大，根据牛顿第二定律可知，小车做变加速运动，故AB错误；
CD．在t2～t3内，I不变，压力恒定，且电流比初始电流大，因此小车做匀加速直线运动，故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹在实验室证实了电磁波的存在，故A错误；
B．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制，故B错误；
C．银行的验钞机发出的都是紫外线，家用电器的遥控器发出的是红外线， CT透视时发出的是X射线，故C错误；
D．射线的杀伤作用和穿透能力及能量都很强，可用于金属探伤及肿瘤治疗，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
A．干簧管接入电路中相当于开关的作用，A错误；
B．霍尔元件将磁学量转化为电学量，B正确；
C．光敏电阻随光照强度增加电阻减小，C错误；
D．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，D错误。
故选B。
10．C
【详解】
A．根据
得
则有
故A项错误；
B．根据左手定则，正离子向上表面偏转，负离子向下表面偏转，知上表面的电势一定高于下表面的电势，即金属板M的电势一定高于金属板N的电势，故B项错误；
C．根据平衡条件，则有
而
解得：
故C项正确；
D．最终离子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有：
解得：
U=vBc
则电压U与污水中离子浓度无关，选项D错误。
故选C。
11．B
【详解】
光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零，B正确、ACD错误．
故选B．
12．D
【详解】
AB．在0CD．当t1故选D。
13．D
【详解】
Q受到弹簧的弹力T以及重力沿斜面的分力，开始时，所以滑块释放后先沿着斜面做加速运动，随着弹簧形变量的减小，T减小，当时，加速度为零，速度最大，（因为之后，合力沿斜面向下，滑块做减速运动），故弹簧的弹性势能一直减小，但没有减小到零，A错误；弹簧对Q做的功等于Q的机械能增加量，即弹性势能的减小量等于Q的机械能增加量，BC错误；根据动能定理可得，故，所以克服重力做功等于弹簧弹性势能的减少量与Q的动能的增加量之差，D正确．
14．D
【详解】
根据自动干手机的特征，即手靠近，电热器开始工作，手撤离，电热器开始停止工作，不难判断传感器的种类.人是一种导体，可以和其他导体构成电容器，手靠近干手机相当于连接了一个电容器，故可以确认干手机内设置有电容式传感器，手靠近改变了电容。
故选D．
15．光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示．
特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小 电路原理图如图所示．
【详解】
（1）光敏电阻的阻值随光照变化的曲线如图所示．
特点：光敏电阻的阻值随光照强度的增大非线性减小．
（2）电路原理图如图所示．
控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（Lx）时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1．
16．(1)；(2)
【详解】
(1)由题意可知，路端电压
根据
得
(2)由灯泡正常发光得
解得
答案第1页，共2页
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