人教版物理高二选修3-2第6章第1节传感器及其工作原理同步检测卷
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| 名称 | 人教版物理高二选修3-2第6章第1节传感器及其工作原理同步检测卷 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 338.0KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-05-30 18:17:18 | ||
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文档简介
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人教版物理高二选修3-2第6章
第1节传感器及其工作原理同步检测卷
一、选择题
1．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中接入了哪些传感器（ ）
A.温度传感器 B.光传感器 C.声音传感器 D.热传感器
答案：BC
解析：解答：根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器。
故选BC
分析：了解延时开关的使用原理，利用了光传感器、声音传感器及与门电路，天黑、声音同时出现它就开启，灯亮。
2．下列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.自动恒温冰箱
D.楼梯口的夜间有声音时就亮的灯
答案：C
解析：解答：A、商场里的自动玻璃门是应用了红外线传感器，A错误；
B、夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，B错误；
C、自动恒温冰箱是利用了温度传感器，C正确；
D、夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器，D错误.
故选C
分析：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。
3．为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多装有一个传感器，该传感器是（ ）
A.气体传感器 B.光敏电阻传感器 C.压力传感器 D.烟雾传感器
答案：D
解析：解答：火灾报警器当有烟雾时，经过漫反射，将光信号转换成电信号，从而发出警报．所以该传感器是用光传感器实现报警的，导致烟雾传感器，故ABC错误，D正确；
故选D
分析：常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用要在平时学习中不断积累。
4．关于干簧管，下列说法正确的是( )
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C．干簧管接入电路中相当于开关的作用
D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的
答案：CD
解析：解答： 干簧管能感知磁场，是因为当两个干簧所处位置的磁场方向相同时，就会吸引，所以相当于开关的作用，C正确，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开电路，起到自动控制的作用，D正确，A、B错误。
故选CD
分析：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。
5．霍尔元件能转换哪个物理量( )
A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量
B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
C．把力这个力学量转换成电压这个电学量
D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量
答案：B
解析：解答：霍尔元件是将磁感应强度转换成电学量的。
故选B
分析：霍尔元件是将磁感应强度转换成电学量的。
6．如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)( )
A．向右偏到某一刻度后回到零刻度
B．向左偏到某一刻度后回到零刻度
C．向右偏到某一刻度后不动
D．向左偏到某一刻度后不动
答案：A
解析：解答：压力F作用时，极板间距d变小，由，电容器电容C变大，又根据Q＝CU，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏．F不变时，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度 。
故选A
分析：本题考查压力传感器的应用。
7．光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。该报警器利用的传感器是（ ）
A. 力传感器 B. 声传感器 C. 位移传感器 D. 光传感器
答案：D
解析：解答：由于光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，故该报警器利用的传感器是光传感器，D正确。
故选D
分析：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。
8．关于传感器，下列说法正确的是( )
A．所有传感器都是由半导体材料做成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．干簧管是一种能够感知电场的传感器
D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的
答案：B
解析：解答：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量，制作传感器的材料不一定时半导体，也不一定是金属材料，所以B正确。
故选B
分析：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。
9．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )
A．生物传感器 B．红外传感器
C．温度传感器 D．压力传感器
答案：C
解析：解答：空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器。
故选C
分析：空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器。
10.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中不正确的是( )
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大的一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化的可能是定值电阻
C．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻
D．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同的一定是定值电阻
答案：D
解析：解答：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化．故只有D项错误。
故选D
分析：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化。
11．如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h变化为( )
A．h增大 B．h减小
C．h不变 D．无法确定
答案：A
解析：解答：由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极，当液面高度发生变化时相当于两极正对面积发生变化，会引起电容的变化，与平行板电容器类比可得，导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大。
故选A
分析：本题是电容器的变形应用，利用公式可分析判断。
12．金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，如图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是( )
A.
B.
C.
D.
答案：B
解析：解答： 金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U－I图线是非线性的且图线上各点求得的电阻随I(或U)的增大而增大，故B正确。
故选B
分析：金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，所以U－I图线是非线性的。
13．如图所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往RT上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是( )
A．变大
B．变小
C．先变大后变小再不变
D．先变小后变大再不变
答案：D
解析：解答：往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变．故电压表的示数将逐渐变大，最后不变．所以选项D正确。
故选D
分析：往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据欧姆定律可求解。
14.如图所示，将一光敏电阻接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，表针自左向右的偏转角度为θ；现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏转角度为θ′，则可判断( )
A．θ′＝θ B．θ′＜θ
C．θ′＞θ D．不能确定
答案：B
解析：解答：光照减弱时，光敏电阻值变大，指针偏角变小,即θ′＜θ。
故选B
分析：光照减弱时，光敏电阻值变大。
15.为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )
A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高
C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关
答案：D
解析：解答：根据U＝Bbv，v为污水的流速，b为等效切割的长度．根据右手定则可以判断出，无论污水中正离子较多还是污水中负离子较多，总是后表面比前表面电势高，电压表的示数不仅仅与污水中离子浓度有关，还与流速等因素有关．由U＝Bbv和Q＝bcv可知，污水流量Q与U成正比，与a、b无关。
故选D
分析：由U＝Bbv和Q＝bcv可知，污水流量Q与U成正比，与a、b无关。
16.如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与定值电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势．下列说法中错误的是( )
A．发电导管的内阻为
B．流过电阻R的电流方向为a→b
C．发电导管产生的电动势为Bdv
D．电阻R消耗的电功率为
答案：D
解析：解答：运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，其内阻为，故A正确；
根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力方向向上，负电荷受到的洛伦兹力向下，故流过电阻R的电流方向为a→b，故B正确；
根据平衡有，解得电源的电动势E＝Bdv，故C正确；
由于气体有电阻，故R消耗的功率不等于，故D错误。
故选D
分析：根据电阻定律求内阻，带电粒子处于平衡状态，由求电动势。
17．在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时( )
A．电容器C的带电荷量增大
B．电压表的读数增大
C．电容器C两板间的电场强度减小
D．R1消耗的功率增大
答案：AB
解析：解答： 电容器两板间的电压U2＝U－U1，U2变大，由场强，Q＝CU2可知Q、E′都增大，故A正确，C错误；
当环境温度降低时，R2变大，电路的总电阻变大，由知I变小，又U＝E－Ir，电压表的读数U增大，B正确；
又由U1＝IR1及P1＝I2R1可知U1变小，R1消耗的功率P1变小，D错误；
故选AB
分析：本题是一道电学综合题，需要一定分析能力。
18. 如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则( )
A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势
B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势
C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势
D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势
答案：A
解析：解答： 光照射R3时，由光敏电阻特性，R3的电阻变小，通过R3的电流增加，R3的电压减小，R4的电压增加，a点电势高于b点电势。
故选A
分析：本题考查光敏电阻的特性及应用。
19．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况，以下说法中错误的是( )
A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变大
B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化
答案：D
解析：解答：电子最终在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有则，将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B增大，则UH将变大，故A正确；
地球赤道上方的地磁场方向水平，两极处的磁场方向竖直，在测地球赤道上方的地磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持竖直．在测量两极磁场强弱时，霍尔元件的工作面应水平，故B正确，C错误；
改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，需将磁场进行分解，在垂直于工作面方向上的磁感应强度小于原磁场磁感应强度的大小，则UH将发生变化，故D正确 。
故选D
分析：电子最终在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡则，据此分析霍尔元件在不同情况下的状态。
20．计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（ ）
A．当有光照射R1时，处理系统获得低电压
B．当有光照射R1时，处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
答案：BD
解析：解答：当光敏电阻有光照射时，电阻减小，故当有光照射R1时，R1减小，则电阻R2上的电压变大，故处理系统获得高电压，选项B正确，A错误；
信号处理系统每获得一次高电压就计数一次，故C错,D正确。
故选BD
分析：本题考查光敏电阻的特性和闭合电路欧姆定律的应用。
21．在如图所示的电路中，RT是半导体热敏电阻，当RT所在处温度升高时，下列关于通过理想电流表的电流I，ab间电压U和电容器电量q的说法正确的是（ ）
A．I变大，U变大 B．I变大，U变小
C．U变小，q变小 D．U变大，q变大
答案：BC
解析：解答：当RT所在处温度升高时，其对应的电阻值减小，电路的总阻值减小，由得U变大，RT与R2并联的电压U并变小，通过R2的电流变小，则通过电流表的电流I变大，选项A错误，选项B正确；电容器与RT并联，则UC=U并，UC变小，又因为，故q变小，所以选项C正确，选项D错误。
故选BC
分析：本题旨在考查闭合电路欧姆定律、传感器、电容器的动态分析。
22．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。如图甲所示,电源的电动势E=9 V,内阻不计;G为灵敏电流表,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当R的温度等于20 ℃时,电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻的温度是( )。
A.60 ℃ B.80 ℃ C.100 ℃ D.120 ℃
答案：D
解析：解答：由图象知，当R的温度等于20℃时，热敏电阻的阻值R=4000Ω，由串联电路特点及闭合电路欧姆定律得：所以；
当电流时，由串联电路特点及欧姆定律得
所以。
由图象知，此时热敏电阻的温度t=120℃。
故选D
分析：本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、识图能力。
23.有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是( )
A．该秤能测量的最大体重是1 500 N
B．该秤能测量的最大体重是1 300 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
答案：C
解析：解答：设电流达到Imax＝3 A时压力传感器的阻值为Rm，由闭合电路欧姆定律得，所以，根据R＝30－0.02F得，与Rm＝2 Ω对应的压力为Fmax＝1 400 N，选项A、B错误；
当压力为零时，压力传感器的电阻为R0，则由R＝30－0.02F知R0＝30 Ω.这时电流为，选项C正确，D错误 。
故选C
分析：本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、识图能力。
三、计算题
24.计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器．电容的计算公式是，其中常量ε＝9.0×10－12F·m－1，S表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号．已知两金属片的正对面积为50 mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF，电子线路就能发出相应的信号．那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？
答案：未按下时电容C1＝0.75 pF，由得，因为C2＝1.00 pF，
所以得Δd＝0.15 mm.
解析：解答：未按下时电容C1＝0.75 pF，由得，因为C2＝1.00 pF，
所以得Δd＝0.15 mm.
分析：本题考查对公式的应用。
25．一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1个元电荷量，即q＝1.6×10－19 C，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等．
在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽Lab＝1.0×10－2 m、长Lbc＝4.0×10－2 m、厚h＝1×10－3 m，水平放置在竖直方向上的磁感应强度B＝1.5 T的匀强磁场中，bc方向通有I＝3.0 A的电流，如图所示，沿宽度产生1.0×10－5 V的横向电压．
(1)假定载流子是电子，a、b两端中哪端电势较高？
答案：根据左手定则可确定a端电势高；
(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？
答案：设载流子沿电流方向所在直线定向移动的速度为v，横向电压为Uab，横向电场强度为E，电场力为；
磁场力，
横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，，得
解析：解答：(1)根据左手定则可确定a端电势高；(2)设载流子沿电流方向所在直线定向移动的速度为v，横向电压为Uab，横向电场强度为E，电场力为；
磁场力，
横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，，得
分析：当导体内由于载流子有沿电流方向所在的直线定向运动时，受洛伦兹力作用而产生横向分运动，产生横向电场，横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，导体横向电压稳定。
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人教版物理高二选修3-2第6章
第1节传感器及其工作原理同步检测卷
一、选择题
1．许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，它的控制电路中接入了哪些传感器（ ）
A.温度传感器 B.光传感器 C.声音传感器 D.热传感器
答案：BC
解析：解答：根据题意，天黑时，出现声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即控制电路中接入了光传感器、声音传感器。
故选BC
分析：了解延时开关的使用原理，利用了光传感器、声音传感器及与门电路，天黑、声音同时出现它就开启，灯亮。
2．下列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.自动恒温冰箱
D.楼梯口的夜间有声音时就亮的灯
答案：C
解析：解答：A、商场里的自动玻璃门是应用了红外线传感器，A错误；
B、夜间自动打开的路灯是利用了光传感器，B错误；
C、自动恒温冰箱是利用了温度传感器，C正确；
D、夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器，D错误.
故选C
分析：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。
3．为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多装有一个传感器，该传感器是（ ）
A.气体传感器 B.光敏电阻传感器 C.压力传感器 D.烟雾传感器
答案：D
解析：解答：火灾报警器当有烟雾时，经过漫反射，将光信号转换成电信号，从而发出警报．所以该传感器是用光传感器实现报警的，导致烟雾传感器，故ABC错误，D正确；
故选D
分析：常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用要在平时学习中不断积累。
4．关于干簧管，下列说法正确的是( )
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C．干簧管接入电路中相当于开关的作用
D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的
答案：CD
解析：解答： 干簧管能感知磁场，是因为当两个干簧所处位置的磁场方向相同时，就会吸引，所以相当于开关的作用，C正确，当磁场靠近或远离的时候，就会实现闭合或断开电路，起到自动控制的作用，D正确，A、B错误。
故选CD
分析：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。
5．霍尔元件能转换哪个物理量( )
A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量
B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
C．把力这个力学量转换成电压这个电学量
D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量
答案：B
解析：解答：霍尔元件是将磁感应强度转换成电学量的。
故选B
分析：霍尔元件是将磁感应强度转换成电学量的。
6．如图所示为测定压力的电容式传感器，将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路，当压力F作用于可动膜片电极上时，膜片发生形变，引起电容的变化，导致灵敏电流表指针偏转，在对膜片开始施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中，灵敏电流表指针偏转情况为(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)( )
A．向右偏到某一刻度后回到零刻度
B．向左偏到某一刻度后回到零刻度
C．向右偏到某一刻度后不动
D．向左偏到某一刻度后不动
答案：A
解析：解答：压力F作用时，极板间距d变小，由，电容器电容C变大，又根据Q＝CU，极板带电荷量变大，所以电容器应充电，灵敏电流计中产生由正接线柱流入的电流，所以指针将右偏．F不变时，极板保持固定后，充电结束，指针回到零刻度 。
故选A
分析：本题考查压力传感器的应用。
7．光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。该报警器利用的传感器是（ ）
A. 力传感器 B. 声传感器 C. 位移传感器 D. 光传感器
答案：D
解析：解答：由于光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，故该报警器利用的传感器是光传感器，D正确。
故选D
分析：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。
8．关于传感器，下列说法正确的是( )
A．所有传感器都是由半导体材料做成的
B．金属材料也可以制成传感器
C．干簧管是一种能够感知电场的传感器
D．传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的
答案：B
解析：解答：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量，制作传感器的材料不一定时半导体，也不一定是金属材料，所以B正确。
故选B
分析：传感器是把温度、力、声音等非电学量转化为电学量。
9．传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )
A．生物传感器 B．红外传感器
C．温度传感器 D．压力传感器
答案：C
解析：解答：空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器。
故选C
分析：空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传感器。
10.有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中不正确的是( )
A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大的一定是热敏电阻
B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化的可能是定值电阻
C．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数变化较大的一定是光敏电阻
D．用黑纸包住与不用黑纸包住相比，欧姆表示数相同的一定是定值电阻
答案：D
解析：解答：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化．故只有D项错误。
故选D
分析：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻的阻值不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻的阻值不随光照变化。
11．如图所示，是一个测定液面高度的传感器，在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h变化为( )
A．h增大 B．h减小
C．h不变 D．无法确定
答案：A
解析：解答：由题意知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，类似于平行板电容器的两极，当液面高度发生变化时相当于两极正对面积发生变化，会引起电容的变化，与平行板电容器类比可得，导电液体深度h增大时，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大。
故选A
分析：本题是电容器的变形应用，利用公式可分析判断。
12．金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，如图中可能表示金属铂电阻的U－I图线是( )
A.
B.
C.
D.
答案：B
解析：解答： 金属铂导体的电阻对温度的变化很敏感，电阻随温度的升高而增大，在一定温度下其U－I图线是非线性的且图线上各点求得的电阻随I(或U)的增大而增大，故B正确。
故选B
分析：金属铂的电阻值对温度高低非常敏感，所以U－I图线是非线性的。
13．如图所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往RT上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是( )
A．变大
B．变小
C．先变大后变小再不变
D．先变小后变大再不变
答案：D
解析：解答：往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变．故电压表的示数将逐渐变大，最后不变．所以选项D正确。
故选D
分析：往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据欧姆定律可求解。
14.如图所示，将一光敏电阻接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，表针自左向右的偏转角度为θ；现用手掌挡住部分光线，表针自左向右的偏转角度为θ′，则可判断( )
A．θ′＝θ B．θ′＜θ
C．θ′＞θ D．不能确定
答案：B
解析：解答：光照减弱时，光敏电阻值变大，指针偏角变小,即θ′＜θ。
故选B
分析：光照减弱时，光敏电阻值变大。
15.为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是( )
A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高
C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大
D．污水流量Q与U成正比，与a、b无关
答案：D
解析：解答：根据U＝Bbv，v为污水的流速，b为等效切割的长度．根据右手定则可以判断出，无论污水中正离子较多还是污水中负离子较多，总是后表面比前表面电势高，电压表的示数不仅仅与污水中离子浓度有关，还与流速等因素有关．由U＝Bbv和Q＝bcv可知，污水流量Q与U成正比，与a、b无关。
故选D
分析：由U＝Bbv和Q＝bcv可知，污水流量Q与U成正比，与a、b无关。
16.如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为d，极板面积为S，这两个电极与定值电阻R相连．在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为B.发电导管内有电阻率为ρ的高温电离气体，气体以速度v向右流动，并通过专用管道导出．由于运动的电离气体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势．下列说法中错误的是( )
A．发电导管的内阻为
B．流过电阻R的电流方向为a→b
C．发电导管产生的电动势为Bdv
D．电阻R消耗的电功率为
答案：D
解析：解答：运动的电离气体，受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势，相当于电源，其内阻为，故A正确；
根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力方向向上，负电荷受到的洛伦兹力向下，故流过电阻R的电流方向为a→b，故B正确；
根据平衡有，解得电源的电动势E＝Bdv，故C正确；
由于气体有电阻，故R消耗的功率不等于，故D错误。
故选D
分析：根据电阻定律求内阻，带电粒子处于平衡状态，由求电动势。
17．在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示的电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时( )
A．电容器C的带电荷量增大
B．电压表的读数增大
C．电容器C两板间的电场强度减小
D．R1消耗的功率增大
答案：AB
解析：解答： 电容器两板间的电压U2＝U－U1，U2变大，由场强，Q＝CU2可知Q、E′都增大，故A正确，C错误；
当环境温度降低时，R2变大，电路的总电阻变大，由知I变小，又U＝E－Ir，电压表的读数U增大，B正确；
又由U1＝IR1及P1＝I2R1可知U1变小，R1消耗的功率P1变小，D错误；
故选AB
分析：本题是一道电学综合题，需要一定分析能力。
18. 如图所示，R3是光敏电阻，当开关S闭合后，在没有光照射时，a、b两点等电势，当用光照射电阻R3时，则( )
A．R3的电阻变小，a点电势高于b点电势
B．R3的电阻变小，a点电势低于b点电势
C．R3的电阻变大，a点电势高于b点电势
D．R3的电阻变大，a点电势低于b点电势
答案：A
解析：解答： 光照射R3时，由光敏电阻特性，R3的电阻变小，通过R3的电流增加，R3的电压减小，R4的电压增加，a点电势高于b点电势。
故选A
分析：本题考查光敏电阻的特性及应用。
19．如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持电流I恒定，则可以验证UH随B的变化情况，以下说法中错误的是( )
A．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，UH将变大
B．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
C．在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平
D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化
答案：D
解析：解答：电子最终在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有则，将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，B增大，则UH将变大，故A正确；
地球赤道上方的地磁场方向水平，两极处的磁场方向竖直，在测地球赤道上方的地磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持竖直．在测量两极磁场强弱时，霍尔元件的工作面应水平，故B正确，C错误；
改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，需将磁场进行分解，在垂直于工作面方向上的磁感应强度小于原磁场磁感应强度的大小，则UH将发生变化，故D正确 。
故选D
分析：电子最终在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡则，据此分析霍尔元件在不同情况下的状态。
20．计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（ ）
A．当有光照射R1时，处理系统获得低电压
B．当有光照射R1时，处理系统获得高电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
答案：BD
解析：解答：当光敏电阻有光照射时，电阻减小，故当有光照射R1时，R1减小，则电阻R2上的电压变大，故处理系统获得高电压，选项B正确，A错误；
信号处理系统每获得一次高电压就计数一次，故C错,D正确。
故选BD
分析：本题考查光敏电阻的特性和闭合电路欧姆定律的应用。
21．在如图所示的电路中，RT是半导体热敏电阻，当RT所在处温度升高时，下列关于通过理想电流表的电流I，ab间电压U和电容器电量q的说法正确的是（ ）
A．I变大，U变大 B．I变大，U变小
C．U变小，q变小 D．U变大，q变大
答案：BC
解析：解答：当RT所在处温度升高时，其对应的电阻值减小，电路的总阻值减小，由得U变大，RT与R2并联的电压U并变小，通过R2的电流变小，则通过电流表的电流I变大，选项A错误，选项B正确；电容器与RT并联，则UC=U并，UC变小，又因为，故q变小，所以选项C正确，选项D错误。
故选BC
分析：本题旨在考查闭合电路欧姆定律、传感器、电容器的动态分析。
22．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的。如图甲所示,电源的电动势E=9 V,内阻不计;G为灵敏电流表,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示。闭合开关S,当R的温度等于20 ℃时,电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻的温度是( )。
A.60 ℃ B.80 ℃ C.100 ℃ D.120 ℃
答案：D
解析：解答：由图象知，当R的温度等于20℃时，热敏电阻的阻值R=4000Ω，由串联电路特点及闭合电路欧姆定律得：所以；
当电流时，由串联电路特点及欧姆定律得
所以。
由图象知，此时热敏电阻的温度t=120℃。
故选D
分析：本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、识图能力。
23.有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是理想电流表)．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)．下列说法正确的是( )
A．该秤能测量的最大体重是1 500 N
B．该秤能测量的最大体重是1 300 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
答案：C
解析：解答：设电流达到Imax＝3 A时压力传感器的阻值为Rm，由闭合电路欧姆定律得，所以，根据R＝30－0.02F得，与Rm＝2 Ω对应的压力为Fmax＝1 400 N，选项A、B错误；
当压力为零时，压力传感器的电阻为R0，则由R＝30－0.02F知R0＝30 Ω.这时电流为，选项C正确，D错误 。
故选C
分析：本题考查了串联电路的特点、欧姆定律、识图能力。
三、计算题
24.计算机键盘上的每一个按键下面都有一个电容传感器．电容的计算公式是，其中常量ε＝9.0×10－12F·m－1，S表示两金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离．当某一键被按下时，d发生改变，引起电容器的电容发生改变，从而给电子线路发出相应的信号．已知两金属片的正对面积为50 mm2，键未被按下时，两金属片间的距离为0.60 mm.只要电容变化达0.25 pF，电子线路就能发出相应的信号．那么为使按键得到反应，至少需要按下多大距离？
答案：未按下时电容C1＝0.75 pF，由得，因为C2＝1.00 pF，
所以得Δd＝0.15 mm.
解析：解答：未按下时电容C1＝0.75 pF，由得，因为C2＝1.00 pF，
所以得Δd＝0.15 mm.
分析：本题考查对公式的应用。
25．一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1个元电荷量，即q＝1.6×10－19 C，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以及自动控制升降电动机的电源的通断等．
在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽Lab＝1.0×10－2 m、长Lbc＝4.0×10－2 m、厚h＝1×10－3 m，水平放置在竖直方向上的磁感应强度B＝1.5 T的匀强磁场中，bc方向通有I＝3.0 A的电流，如图所示，沿宽度产生1.0×10－5 V的横向电压．
(1)假定载流子是电子，a、b两端中哪端电势较高？
答案：根据左手定则可确定a端电势高；
(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大？
答案：设载流子沿电流方向所在直线定向移动的速度为v，横向电压为Uab，横向电场强度为E，电场力为；
磁场力，
横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，，得
解析：解答：(1)根据左手定则可确定a端电势高；(2)设载流子沿电流方向所在直线定向移动的速度为v，横向电压为Uab，横向电场强度为E，电场力为；
磁场力，
横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，，得
分析：当导体内由于载流子有沿电流方向所在的直线定向运动时，受洛伦兹力作用而产生横向分运动，产生横向电场，横向电场的电场力与洛伦兹力平衡时，导体横向电压稳定。
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