人教版高中物理选修二 第5章 传感器 单元检测(word版含答案)

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名称 人教版高中物理选修二 第5章 传感器 单元检测(word版含答案)
格式 docx
文件大小 253.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-05-12 19:06:09

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人教版高中物理选修二 第5章 传感器 单元检测
一、单项选择题(共7小题)
1. 图为用电源、电磁继电器、滑动变阻器、绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻、开关、导线等组成的一个高温报警器电路图,要求是:正常情况绿灯亮,有险情时电铃报警,则图中的甲、乙、丙分别是
A. 小电铃、半导体热敏电阻、绿灯泡 B. 半导体热敏电阻、小电铃、绿灯泡
C. 绿灯泡、小电铃、半导体热敏电阻 D. 半导体热敏电阻、绿灯泡、小电铃
2. 某仪器内部电路如图所示,其中 是一个质量较大的金属块,左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连,并套在光滑水平细杆上, 、 、 三块金属片的间隙很小 固定在金属块上),当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态.若将该仪器固定在一辆汽车上,则下列说法正确的是
A. 当汽车加速前进时,甲灯亮 B. 当汽车加速前进时,乙灯亮
C. 当汽车刹车时,乙灯亮 D. 当汽车刹车时,甲、乙灯均不亮
3. 下列说法不正确的是
A. 话筒是一种常见的红外线传感器
B. 电慰斗内一般装有双金属片温度传感器
C. 电子秤所使用的测力装置是力传感器
D. 热敏电阻能够把温度大转换为电阻大小
4. 某楼梯口的电灯开关装有传感器,天黑时,出现声音才能发光,而白天即使有声音,电灯也不能发光,该开关中有两种传感器,它们可能是
A. 热敏电阻和光敏电阻 B. 金属热电阻和光敏电阻
C. 热敏电阻和霍尔元件 D. 光敏电阻和驻极体话筒
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: 、 为平行金属板,静电计的外壳接地,合上开关 后,静电计的指针张开一个较小的角度,能使角度增大的办法是
A. 使 、 板的距离增大一些
B. 使 、 板的正对面积减小一些
C. 断开 ,使 、 板的距离增大一些
D. 断开 ,使 、 板的正对面积增大一些
7. 如图所示电路中,电源的内阻为 , 、 、 均为定值电阻,电表均为理想电表闭合开关 ,当滑动变阻器 的滑片 向右滑动时,电流表和电压表的示数变化量的大小分别为 、 ,下列说法正确的是
A. 电压表示数变小 B. 电流表示数变大
C. D.
二、双项选择题(共3小题)
8. 如图所示电路中, 为一滑动变阻器, 为滑片,若将滑片向下滑动,则在滑动过程中,下列判断正确的是
A. 电源的输出功率一定增大 B. 灯泡 一定逐渐变暗
C. 灯泡 一定逐渐变暗 D. 上消耗功率一定变大
9. 全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的,当进行排水和脱水工序时,控制铁芯 的线圈通电,使铁芯 运动,从而牵引排水阀的阀门,排除污水(如图所示)。以下说法中正确的是
A. 若输入的控制电流由 流入,由 流出,则铁芯 中 端为 极, 端为 极
B. 若输入的控制电流由 流入,由 流出,则铁芯 中 端为 极, 端为 极
C. 若 、 处输入交变电流,铁芯 不能被吸入线圈中
D. 若 、 处输入交变电流,铁芯 仍能被吸入线圈中
10. 利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况,如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器 能接收到发光元件 发出的光,每当工件挡住 发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示。若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为 ,则下列说法正确的是
A. 传送带运动的速度是
B. 传送带运动的速度是
C. 该传送带每小时输送 个工件
D. 该传送带每小时输送 个工件
三、解答题(共4小题)
11. 如图所示的电路,电源的电动势为 、内阻为 , 为变阻箱,电流表可视为理想电表。闭合开关 ,改变变阻箱 的阻值,电流表的示数 随之变化。
(1)当变阻箱的阻值为 时,求电流表的示数 。
(2)以 为纵坐标, 为横坐标,在下图中画出变阻箱阻值 变化过程中 图象的示意图,并分别说明图线与纵轴交点和图线斜率的物理意义。
(3)在金属导体中,自由电子定向移动形成电流。已知自由电子在导线内定向移动速率的数量级为 ,但实际上,闭合开关 后,电路中几乎瞬间就形成了电流,请说明理由。
12. 一路灯控制装置如图所示, 为光敏电阻,光照射 时, 变小。白天时,继电器 两端电压是较大还是较小 要使路灯比平时早一些亮起来,应如何调节
13.
图12
在2008北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图12所示.设运动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10 m/s^2.当运动员与吊椅一起以加速度a=1 m/s^2上升时,试求:
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力.
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变化的特性工作的。在图甲中,电源的电动势 ,内阻可忽略不计; 为灵敏电流表,内阻 保持不变; 为热敏电阻,其阻值与温度的变化关系如图乙中的 图线所示。闭合开关,当 的温度等于 时,电流表示数 ;当电流表的示数 时,热敏电阻 的温度是多少
四、实验题(共2小题)
15. 温度有时能明显地影响导体的导电性能。
(1)在实际应用中,常用纵坐标表示电流 、横坐标表示电压 ,画出导体的伏安特性曲线。如图甲所示为某导体的伏安特性曲线。
① 由图甲可知,随着电压升高,该导体的电阻逐渐 (选填“变大”或“变小”)。
② 若将该导体与电动势 ,内阻 的电源、阻值 的定值电阻连接成图乙所示电路,电路闭合后导体的实际功率为 。
(2)如图丙所示为一个简单恒温箱的温控装置的原理电路图,电磁铁与热敏电阻 、滑动变阻器 串联接在电源 两端。当通过电磁铁的电流大于或等于 时,吸引衔铁,使触点断开,加热器停止工作。已知电磁铁的电阻 ,热敏电阻在不同温度下的阻值如表所示。
① 现有下列实验器材可供选择:电源 (电动势为 ,内阻 )、电源 (电动势 ,内阻 )、滑动变阻器 ()、滑动变阻器 ()。为使该装置实现对 之间任意温度的控制且便于调节,电源 应选用 (选填“”或“”),滑动变阻器 应选用 (选填“”或“”)。
② 如果要使恒温箱内的温度保持在 ,滑动变阻器连入电路的阻值为多少
16. 用如图所示装置来验证动量守恒定律,质量为 的钢球 放在小支柱 上,球心离地面高度为 :质量为 的钢球 用细线拴好悬挂于 点,当细线被拉直时 点到球心的距离为 ,且细线与竖直线之间夹角 ,球 由静止释放,摆到最低点时恰与质量为 的球 发生正碰,碰撞后, 球把轻质指示针 推移到与竖直夹角为 处, 球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸 ,用来记录球 的落点。
(1)实验中要测量的物理量除了上述物理量外,还需要测量 (用字母表示,并写出物理含义)。
(2)磁后两球 、 的动量分别为 , (用前面给出的物理量表示)。
(3)钢球间的碰撞可以认为是弹性碰撞,通过实验结果可以判断 一定 (选填“大于”“等于”或“小于”)。
答案
1. B
【解析】控制电路含电磁继电器,甲的回路为控制电路,甲当然是半导体热敏电阻;热敏电阻的特点是温度高,电阻小,电流大,继电器工作,触头被吸下,乙被接通应报警,即乙是小电铃;平常时,温度低,电阻大,电流小,丙导通,应是绿灯泡,即B正确.
2. B
【解析】向右加速时, 向左移动, 与 接触,乙灯亮;当刹车时, 向右移动, 与 接触,甲灯亮.故选项B正确.
3. A
【解析】动圈式话筒是通电导体在磁场中受力,变化的电流通过线圈,产生变化的磁场,从而让扬声器的膜片振动,产生声音,故A错误;
电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制,故B正确;
电子秤所使用的测力装置是力转换成电信号来显示大小,属于力传感器,故C正确;
金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件,故D正确。
4. D
【解析】两种传感器分别把声音信号转换为电信号,把光信号转换为电信号,所以选项D正确.
5. D
【解析】商场里的自动玻璃门是应用了红外线传感器,A错误;
夜间自动打开的路灯是利用了光传感器,B错误;
夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器,C错误;
自动恒温冰箱是利用了温度传感器,D正确;
6. C
【解析】开关 闭合,电容器两端的电势差不变,则静电计指针的张角不变,故A、B错误;
断开 ,电容器所带的电量不变, 、 板的距离增大,则电容减小,根据 知,电势差增大,则指针张角增大,故C正确;
断开 ,电容器所带的电量不变, 、 板的正对面积增大,电容增大,根据 知,电势差减小,则指针张角减小,故D错误。
7. D
8. B, C
【解析】当闭合开关 后,将滑动变阻器的滑片 向下滑动时,接入电路的电阻减小,外电路总电阻减小,干路电流增大,路端电压减小,则灯 一定逐渐变暗。
总电流增大,而通过 的电流减小,所以通过 的电流增大, 的电压增大,可知, 与 并联的电压减小,灯泡 一定逐渐变暗。
根据 知, 的电压减小,电阻也减小,则 上消耗功率不一定变大。
由于电源的内外电阻关系未知,不能判断电源的输出功率如何变化,故AD错误,BC正确。
9. A, D
【解析】控制电流由 ,由安培定则,电磁铁左端为 极,右端为 极,铁芯 被磁化, 端为 极, 端为 极,而被吸入线圈中,若 、 处输入交变电流,铁芯 磁性不断变化,铁芯 磁性也随之变化,仍能被吸入线圈.
10. B, C
【解析】从图乙可以知道:每间隔 秒的时间光传感器就输出一个电信号,而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离,所以传送带运动的速度是 。故A错误、B正确。传送带每小时传送的距离为:,工件个数为: 个,C正确、D错误。
11. (1)
【解析】根据闭合电路欧姆定律有 。
(2) 图象如图所示,图线与纵轴交点表示 ,图线斜率的物理意义是 。
【解析】由闭合电路欧姆定律可得:,则 ,则 的斜率等于电源电动势的倒数,
则图象与纵轴交点的坐标表示 ,图象如答图所示,斜率为 。
(3) 闭合开关的瞬间,电路中的各个位置迅速建立了电场,在电场的作用下,电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动,整个电路也就几乎同时形成了电流。
12. 较小;调节 使其变小
【解析】由题可知,按照逻辑分析法,引起电路状态变化的原因是照射光敏电阻 的光的强弱。白天光照强, 的阻值较小, 两端的电压 较大,即 端电势较高,则 端为低电平,继电器两端电压较小,不工作,路灯不亮。而夜间的情形恰好相反。若使路灯早一些亮时,首先要明确继电器的动作电压 一定, 端电平一定, 端电平一定,测 两端的电压 一定,因 ,则可知要使路灯早些亮时,环境光线仍较强, 较小,要保证 一定,必须调节 使其变小。
13. (1) 440 N
【解析】将运动员和吊椅看作一个整体,
则由牛顿第二定律得
2F-m_{总}g=m_{总}a,F=\dfrac{m_{总} g+a }{2}=440 N.
根据牛顿第三定律,运动员向下拉绳的力F′=F
=440 N.
(2) 275 N
【解析】吊椅受三个力作用:拉力F、重力mg、压力F_{N},
由牛顿第二定律F-mg-F_{N}=ma,F_{N}=F-mg-ma=275 N.
14.
【解析】温度为 时 为 ,由 ,得 ,
若 ,可得 ,则
根据题图乙得,此时温度为 。
15. (1) ① 变大

(2) ① ;

【解析】由题知, 时热敏电阻的阻值 ,
根据闭合电路欧姆定律 ,
解得滑动变阻器连入电路的阻值为 。
16. (1) :平抛的水平位移
(2) ;
(3) 大于
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