第五章 传感器 章末复习(Word版含答案)

文档属性

名称 第五章 传感器 章末复习(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 862.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-11 14:50:26

图片预览

文档简介

人教版(2019)选择性必修第二册 第五章 章末复习
一、单选题
1.汽车进气管道中使用的“热线式空气流量传感器”,其核心部分是一种用特殊材料制作的电热丝R,如图所示,当进气管道中的冷空气流速越大时,定值电阻R两端电压U0就越高。由此将管道内空气流量的信息转变成了可以测量的电压信息。则该传感器中电热丝的电阻R与摄氏温度t的关系可能是(  )
A. B.
C. D.
2.如图所示,商店里使用的电子计价秤可将货物的质量、单价和金额清楚地显示在面板上,既方便了工作人员,又方便了顾客.电子计价秤使用的传感器是
A.红外线传感器 B.压力传感器
C.超声波传感器 D.温度传感器
3.如下图所示,当半导体材料做成的热敏电阻,浸泡到热水中时,电流表读数增大,则说明( )
①热敏电阻在温度越高时,电阻越大
②热敏电阻在温度越高时,电阻越小
③这种半导体材料温度升高时,导电性能变差
④这种半导体材料温度升高时,导电性能变好
A.①② B.②③ C.②④ D.①③
4.下列说法中正确的是
A.干簧管是一种能够感知电场的传感器
B.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
C.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
D.楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮,说明它的控制电路中只有声传感器
5.下列情况中,应用了温度传感器的是( )
A.商场里的自动玻璃门
B.夜间自动打开的路灯
C.夜间有声音时就亮的楼梯灯
D.自动恒温冰箱
6.如图所示的电路中,两个电压表的内阻均为,定值电阻的阻值为,电压表示数为,示数为,则定值电阻的阻值为( )
A. B. C. D.
7.传感器是把非电学量(如温度、速度、压力等)的变化转换为电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。如图是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图。从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况。关于两者关系的说法中正确的是( )
A.C增大表示h减小 B.C减小表示h增大
C.C减小表示h减小 D.C的变化与h变化无直接关系
8.在家用电热灭蚊器中,电热部分主要元件是PTC元件,PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器,其中电阻率ρ随温度t变化关系如图所示,由于这种特性,PTC元件具有发热、保温双重功能.对此,下列判断正确的是
A.通电后,其电功率一直增大
B.通电后,其电功率先减小,后增大
C.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在不变
D.当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在和之间的某一值不变
二、多选题
9.电容器在生产生活中有广泛的应用。用如图甲所示的电路给电容器充电,其中C表示电容器的电容,R表示电阻的阻值,E表示电源的电动势(电源内阻可忽略)。改变电路中元件的参数对同一电容器进行三次充电,三次充电对应的电容器电荷量q随时间t变化的图像分别如图乙中①②③所示。第一次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是(  )
A.第一次充电时所用电阻阻值大于第二次充电时所用电阻阻值
B.第二次充电时所用电源电动势大于第三次充电时所用电源电动势
C.第二次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图线斜率比丙图中图线斜率大
D.第二次充电时t1时刻的电流大于t2时刻的电流
10.如图所示,当K1、K2均闭合时,一质量为m、带电荷量为q的液滴,静止在电容器的两平行金属板AB间,现保持K1闭合,将K2断开,然后将B板向下平移一段距离,则下列说法正确的是( )
A.电容器的电容变小
B.A板的电势比电路中Q点的电势高
C.液滴向下加速运动
D.液滴的电势能减小
11.利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域.如图是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通入图示方向的电流I,C、D两侧面会形成电势差,下列说法中正确的是( )
A.电势差仅与材料有关
B.若霍尔元件的载流子是自由电子,则电势差
C.仅增大磁感应强度时,电势差变大
D.若增大通入的电流I,则电势差变小
12.下列关于传感器说法中正确的是(  )
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.电子秤所使用的测力装置是力传感器,它是把力信号转化为电压信号
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弱这个光学量转换为电阻这个电学量
三、实验题
13.新型冠状病毒肆虐全球,给人类的生命安全带来了极大的威胁与伤害,感染新冠病毒的主要症状有咳嗽、发热、头疼、全身乏力等。体温监测是进行新冠排查的主要手段之一。小明同学利用热敏电阻自制了一简易温度计,其内部电路装置如图甲,使用的器材有∶直流电源(电动势E=3V,内阻为2Ω)、毫安表(量程和内阻未知)、电阻箱R (最大阻值999.9Ω)、热敏电阻一个、开关S一个、单刀双掷开关K一个、导线若干。
(1)为了确定毫安表的量程和内阻,先把电阻箱的阻值调到最大,然后将开关K接至a端,闭合开关S,逐渐调节电阻箱的阻值,发现当毫安表指针刚好偏转至满刻度的一半时,电阻箱示数如图乙,此时电阻箱R阻值为____Ω。将电阻箱阻值调为290.0Ω时,毫安表指针刚好满偏。由此知毫安表的量程为Ig=_____mA,内阻Rg=____ Ω。
(2)将开关K接至b端,该温度计可开始工作,为了得到温度与电流之间的关系,小明通过查阅资料,发现自己使用的热敏电阻为正温度系数热敏电阻,该电阻的阻值R随温度t增加而线性增加,R-t 图像的斜率为5Ω/℃,已知0℃时该电阻的阻值为300Ω,请写出该简易温度计所测温度t与电流I之间的关系式∶__________(℃)。
(3)当该温度计使用-段时间后,其所用电源会有一定程度老化。电动势E基本不变,内阻逐渐增大,则使用一段时间后该温度计所测温度会比实际温度____(填“偏低”“偏高”或“相同”)。
14.如图甲所示为多用电表的示意图,现用它测量一个阻值约为的电阻,测量步骤如下:
(1)调节指针定位螺丝,使电表指针停在________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线;
(2)将选择开关旋转到欧姆挡的________(填“”“”“”或“”)位置;
(3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔,并将两表笔短接,调节________,使电表指针对准________(填“电阻”或“电流”)的“0”刻线;
(4)将红、黑表笔分别与待测电阻两端相接触,若电表读数如图乙所示,该电阻的阻值为_______;
(5)测量完毕,将选择开关旋转到“”位置。
15.传感器在自动控制、信息处理技术中承担着信息采集与转换作用如光敏电阻将光信号转换为电信号、热敏电阻将热信号转换为电信号如图所示是大型电子地磅的电路图,它是利用弹簧长度的变化使接入电路的滑动变阻器的阻值变化,将信号转换为电信号的如图地磅刻度是______的填“均匀”或“不均匀”
16.(1)如图甲为斯密特触发器的符号,当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时,输出端Y会突然从高电平跳到低电平(0.25 V),而当输入端A的电压下降到另一个值的时候(0.8 V),Y会从低电平跳到高电平(3.4 V)。如图乙、丙是某同学设计的两个电路图。图中R1是可调电阻,RT是热敏电阻,其阻值会随温度的升高而减小。能作为温度报警器的电路图是______(填“乙”或“丙”)。
(2)如图丁所示,请用笔画线把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器、开关、电源连接成完整的电路,制成光电报警装置( )。
要求:当有光照射报警装置且光照不是很弱时,蜂鸣器发声,当没有光照或者光照很弱时,蜂鸣器不发声。
四、解答题
17.如图所示,,,,,试求:
(1)当K1、K2都接通时,R3上消耗的功率;
(2)K2接通,K1断开时,R3上消耗功率。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【解析】
【详解】
由题意知,当进气管道中的冷空气流速越大时,定值电阻R两端电压U0就越高,说明电路中电流增大,电阻减小,则电热丝是正温度系数的热敏电阻,温度越低,电阻越小,根据热敏电阻的特性可知,Rt随温度t变化的图线为曲线,不是直线,故C正确,ABD错误。
故选C。
2.B
【解析】
【详解】
传感器将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学用,此处电子计价秤使用的传感器是利用压力传感器,将力学量转换成电学量,故B正确,ACD错误.
3.C
【解析】
【详解】
试题分析:电流表读数增大,所以电路总电阻减小,即热敏电阻减小,所以热敏电阻在温度越高时,电阻越小,电阻减小,导电性能变好,故C正确.
考点:考查了半导体材料的应用
4.B
【解析】
【详解】
干簧管是一种磁控制的开关,是一种能够感知磁场的传感器,A错误;霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量,B正确.话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声音信号转换为电流信号.C错误;楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮,使用了光与声传感器,D错误.
5.D
【解析】
【详解】
A项:商场里的自动玻璃门是应用了红外线传感器,A错误;
B项:夜间自动打开的路灯是利用了光传感器,B错误;
C项:夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器,C错误;
D项:自动恒温冰箱是利用了温度传感器,D正确.
故选D.
6.C
【解析】
【详解】
根据串联电路中电压与电阻成正比,可知电阻两端的电压为8V,所在支路的电流为,两端的电压为,中的电流为,所以,C正确.
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
当h减小时,则正对面积减小,根据电容器的决定式
电容器的电容减小,反之,h增大,电容增大。故C增大,说明h增大;C减小,说明h减小。
故选C。
8.D
【解析】
【详解】
通电后半导体材料的温度逐渐升高,由图象可知,半导体的电阻率先变小,后变大,由电阻定律可知,半导体材料的电阻R先变小后变大,电源电压U不变,由可知,半导体材料的电功率先增大,后减小,故AB错误;由图象可知,在这区间里电阻R随温度升高而减小;在这区间里电阻R随温度的升高而增大,在之后的区间里电阻R随温度的升高而减小.在家庭电路中电压不变,电热器的电功率,可知电阻器的发热功率与电阻成反比.在温度升到前,电阻R随温度的升高而减小,功率增大,温度升高更快;温度一旦超过,电阻R随温度的升高而增大,功率减小,放出热量减小,温度升高变慢,当其产生的热量与散发的热量相等时,温度保持在至间的某一值不变,保持稳定,故C错误,D正确;故选D.
【点睛】由图象找出电阻率随温度变化的关系,然后由电阻定律判断电阻如何变化,最后由电功率公式判断功率如何变化.
9.BD
【解析】
【详解】
A.由q=CU可知,第一次与第二次充电稳定后,电量q相同,则电容器电压U相同,充电的电源相同,由图线①、②可知,第一次充电时间比第二次充电时间小,说明第一次充电电流大,所用电阻阻值小,所以第一次充电时所用电阻阻值小于第二次充电时所用电阻阻值,A错误;
B.由②、③图线可知,两次充电稳定后的电量q不同,则电容器电压U不同,表明电源电动势不同,由q=CU可知,充电后,电容器电压U第二次大于第三次,所以第二次充电时所用电源电动势大于第三次充电时所用电源电动势,B正确;
C.由q=CU可知,u-q图线斜率表示电容器的电容的倒数,因对同一电容器进行三次充电,所以第二次充电时电容器两端的电压u随电荷量q变化的图线斜率与丙图中图线斜率相等,C错误;
D.由q-t图线的斜率表示电流大小可知,第二次充电时,t1时刻图线的斜率大于t2时刻图线的斜率,所以第二次充电时t1时刻的电流大于t2时刻的电流,D正确。
故选BD。
10.ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A.根据,当间距d增大时,其它条件不变,则导致电容变小,故A正确;
B.断开后A板带正电,电场线从A到B,由于沿着电场线的方向电势降低,所以A板电势比电路中Q点电势高,故B正确;
C.根据与相结合可得
由于电量、正对面积不变,从而确定电场强度也不变,所以液滴仍保持静止,故C错误;
D.根据电场力与重力平衡可知,液滴带负电,由于B板的移动,导致液滴的电势升高,所以其电势能减小,故D正确。
故选ABD。
11.BC
【解析】
【详解】
B.电流的方向由外向里,则电子定向移动的方向由内到外,根据左手定则,电子向C侧面偏转,则C侧面带负电,D侧面失去电子带正电,所以D侧面的电势高于C侧面.则电势差,故B正确;
A.最终电子在电场力和洛伦兹力的作用下处于平衡,有:,设CD间的距离为d,厚度为a,电流I=nevs=nevda,则知霍尔电压UCD与材料、以及磁感应强度和电流有关.故A错误;
CD.仅增大磁感应强度,霍尔电压UN变大, 若增大通入的电流I,则电势差变大,故C正确,D错误;
故选BC
12.BCD
【解析】
【详解】
话筒是一种常用的声波传感器,其作用是声信号转换为电信号.故A错误;电子秤所使用的测力装置是力传感器,利用通过应力片的电流一定,压力越大,电阻越大,应力片两端的电压差越大,将力信号变成电信号.故B正确.电熨斗是利用双金属片温度传感器,控制电路的通断.故C正确.光敏电阻是由半导体材料制成的,其电阻随光照强度的增大而减小,故它能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量,选项D正确;故选BCD.
13. 590.0 10 8 偏高
【解析】
【详解】
[1]由乙图可得读数为;
[2][3]半偏时
满偏时
解得
[4]电阻
电流
解得
(℃)
[5]因电动势E基本不变,内阻逐渐增大,可知测量同一电阻时,电流偏小,根据
(℃)
可知温度读数偏高。
14. 电流 欧姆调零旋钮 电阻 19
【解析】
【详解】
(1)[1] 根据多用表的使用规则,首先要进行机械调零,所以要调节指针定位螺丝,使指针停在“电流”的“0”刻线;
(2)[2] 第二步要进行欧姆选档,根据欧姆表的中值刻度和被测电阻的大小,可确定应选Ω挡位;
(3)[3] [4]第三步欧姆调零,红黑表笔插入并将两表笔短接后,应调节欧姆调零旋钮,使指针指到“电阻”的“0”刻线;
(4)[5] 电阻读数时一般不要求估读,保留两位有效数字即可,由表盘指针位置可读得电阻为19Ω。
15.不均匀;
【解析】
【详解】
由图可以知道,当汽车压在地磅上时,弹簧会下降,从而带动滑动变阻器的滑片下移,则可以改变滑动变阻器接入电路的电阻,从而改变流过电流表的电流;根据闭合电路欧姆定律可知 ,电流变化与电阻 不是线性函数,故刻度是不均匀的.
16. 乙
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]温度升高时,热敏电阻阻值减小,其两端电压减小,题图乙中,斯密特触发器的输入端A的电压升高,输出端Y跳到低电平,蜂鸣器两端电压增大,蜂鸣器报警;而题图丙中,温度升高时,热敏电阻两端电压减小,斯密特触发器的输入端A的电压降低,输出端Y跳到高电平,蜂鸣器两端电压减小,蜂鸣器不工作。
故选乙。
(2)[2]根据题意,当有光照且光照不是很弱时,光敏电阻的阻值变小,使得干簧管继电器线圈中有较大的电流,从而产生磁场,导致两个铁质簧片闭合,使得蜂鸣器发声;当没有光照或光照很弱时,光敏电阻的阻值变大,干簧管继电器线圈中的电流很微弱,磁场消失,两簧片分离,蜂鸣器不发声。故光敏电阻和干簧管继电器串联组成控制电路,电路如图所示:
17.(1)0.98W;(2)0.5W
【解析】
【分析】
【详解】
(1)当K1、K2都接通时,电路中的总电阻
电路中的总电流
R3消耗的功率
(2)K2接通,K1断开时,电路中的总电阻
电路中的电流
R3消耗的功率
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页