人教版物理高二选修3-2第6章第4节传感器的应用实验同步检测卷

登陆21世纪教育 助您教考全无忧
人教版物理高二选修3-2第6章
第4节传感器的应用实验同步检测卷
一、选择题
1．下列说法正确的是（ ）
A.电子秤所使用的测力装置是力传感器
B.电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体
C.话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转化为声信号
D.干簧管可以起到开关作用，是一种能够感知磁场的传感器
答案：ABD
解析：解答：A、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A正确；
B、电饭锅中的温度传感器其主要元件是感温铁氧体；故B正确；
C、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C错误；
D、干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能够把磁信号转变为电路的通断，故D正确．
故选ABD
分析：本题考查对传感器原理的理解，传感器能够将其他信号转化为电信号，它们在生产生活中应用非常广泛，在学习中要注意体会．属于基础题．
2．下列说法中正确的是（ ）
A.话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转换为声信号
B.电子秤是利用力传感器进行测量
C.某些街旁的路灯，利用半导体的光敏特性，夜晚电阻小，白天电阻大，控制了电路的通断
D.半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻越小
答案：BD
解析：解答： A、话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将声音信号转换为电信号．故A错误；
B、电子秤是利用力传感器，是将压力转换成电信号．故B正确；
C、利用半导体的光敏电阻，是将光信号转换成电信号．当光越强则电阻越小，所以白天电阻小．故C错误；
D、半导体热敏电阻常用作温度传感器，随着温度升高，电阻减小．故D正确；
故选BD
分析：话筒是将声音信号转换成电信号，再经过功放将声音放大．电子秤通过电表示数来体现压力大小；光敏电阻是将光信号转移成电信号；热敏电阻是将热量转换成电信号．
3．燃气灶的点火开关有两种：一种是电脉冲点火开关，它是依靠干电池产生的电流脉冲经变压器输出非常高的电压，击穿空气后点火；另一种是电子压电点火开关，它的工作原理是压电陶瓷片受一定方向的外力作用而发生机械形变，相应地输出很高的电压，击穿空气后点火．下面对于这两种点火开关的理解正确的是（ ）
A.电脉冲点火开关是一种传感器
B.电子压电点火开关是一种传感器
C.压电陶瓷片完成的能量转化是电能转化为光能
D.压电陶瓷片完成的能量转化是机械能转化为电能
答案：BD
解析：解答：A、电脉冲点火开关干电池作电源使用集成块产生高压脉冲．所以不是传感器，故A错误；
B、电子压电点火开关是压力转换成电压．故B正确；
C、压电陶瓷片完成的是将机械能转化电能．故C错误；
D、压电陶瓷片完成的是将机械能转化电能．故D正确；
故选BD
分析：电子打火：通过旋钮拨动里面的一个小锤子，小锤子后面有弹簧，旋钮到最大火位置的时候，此时气源供气到点火针处的出口，弹簧把小锤子弹出，击打电子，产生电火花，顺电线传导到点火针，火花把气点燃，引着炉头，打火完成；
脉冲点火：是用电池来工作的，里面有脉冲转换器，用来把电池的电转换为连续的火花．
4．下列说法正确的是（ ）
A.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
B.电子秤所使用的测力装置是温度传感器
C.用点电荷代替带电体，应用的是理想模型法
D.伽利略在利用理想实验探究力和运动关系时，使用的是等效替代法
答案：C
解析：解答：A、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不只有声传感器．故A错误；
B、电子秤所使用的测力装置是压力传感器，故B错误；
C、用点电荷代替带电体，应用的是理想模型法．只有当电荷间距远大于电荷自身大小时，才能看成点电荷．故C正确；
D、伽利略在利用理想实验探究力和运动关系时，运用的控制变量法．故D错误；
故选C
分析：楼道里的灯不只是声音传感器，因为白天有声音是不能亮的．电子秤是压力传感器；点电荷是理想化模型，因为当电荷间距远大于电荷自身大小时，才能看成点电荷．伽利略探究力和运动时，使用的控制变量法．
5．美国科学家Willard S．Boyle与George E．Snith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明获得2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有（ ）
A.发光二极管 B.热敏电阻 C.霍尔元件 D.干电池
答案：BC
解析：解答：A、发光二极管两极达到一定电压时就会正向导通，所以不是传感器．故A不正确；
B、热敏电阻可以把温度转化为电学量，故B正确；
C、而霍尔元件可以把磁场的磁感应强度转化为电学量，故C正确；
D、干电池是电源，能给两极提供电势差的设备．故D不正确；
故选BC
分析：传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量．
6．如图所示，一个逻辑电平检测电路，A与被测点相接，则( )
A．A为低电平，LED发光
B．A为高电平，LED发光
C．A为低电平，LED不发光
D．A为高电平，LED不发光
答案：BC
解析：解答：当A端为高电平，Y端输出低电平，则加在LED两端的是正向电压，则LED发光；当A端为低电平，Y端输出高电平，则LED不发光 。
故选BC
分析：当Y端输出低电平，则加在LED两端的是正向电压，则LED发光；当Y端输出高电平，则LED不发光 。
7．如图所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯，RG为光敏电阻．A为斯密特触发器输入端，在天黑时路灯(发光二极管)会点亮．下列说法正确的是( )
A．天黑时，Y处于高电平
B．天黑时，Y处于低电平
C．当R1调大时，天更暗时，灯(发光二极管)点亮
D．当R1调大时，天较亮时，灯(发光二极管)就能点亮
答案：BC
解析：解答： 天黑时，RG阻值增大到一定值，斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值，输出端Y突然由高电平跳到低电平，R1调大时，A端电压降低，只有天更暗时，RG电阻更大时，路灯才点亮。
故选BC
分析：本题是传感器的实际应用，结合实际分析即可。
8．如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻，R2为定值电阻，A、B接监控装置．则( )
A．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高
B．当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低
C．当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压
答案：BC
解析：解答：R1是光敏电阻，有光照射时，电阻变小，当有人通过而遮蔽光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故A项错误，B项正确；
由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C项正确；
当仅减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D项错误．
故选BC
分析：本题利用欧姆定律分析电路的动态变化。
9．如图所示是温度报警器电路示意图，下列关于对此电路的分析正确的是( )
A．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
B．当RT的温度升高时，RT减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声
D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声
答案：BC
解析：解答：当RT温度升高时，电阻减小，A点电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报，A错误，B正确；
当增大R1时，A端电势升高到某一数值，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C正确，D错误．
故选BC
分析：本题是传感器的实际应用，结合实际分析电路情况。
10．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转化为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
C．自动洗衣机中的压力传感装置
D．电饭锅中控制加热和保温的温控器
答案：A
解析：解答：遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线是红外线传感器，所以A正确。
故选A
分析：遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线是红外线传感器。
11．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是( )
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：B
解析：解答： 自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，在夏季自动门可能误动作．自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开门，所以是红外传感器。
故选B
分析：人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开门，所以自动门使用的是红外线传感器。
12．关于发光二极管，下列说法正确的是( )
A．发光二极管能发光，不具有单向导电性
B．发光二极管能直接把光能转化为电能
C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光
D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光
答案：D
解析：解答：发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，发光二极管才能直接把电能转化为光能，并且正向电压达到一定值时，二极管才能发光。
故选D
分析：发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，且只有当两端加正向电压时二极管才能发光。
13．人类发射的绕地球运转的所有航天器，在轨道上工作时都需要电能，所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的，要求太阳能电池板总是对准太阳，为达到这一要求应利用下列哪种传感器来感知太阳方位( )
A．力传感器 B．光传感器
C．温度传感器 D．生物传感器
答案：B
解析：解答：太阳帆的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器,所以B符合题意。
故选B
分析：太阳帆的有效采光面积不同，所产生的电流不同，当电流最大时正对太阳，所以应用的是光传感器。
14．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，而在白天，即使有声音它也没有反应．它的控制电路中可能接入的传感器是( )
A．温度传感器和光电传感器
B．光电传感器和声音传感器
C．声音传感器和热电传感器
D．温度传感器和热电传感器
答案：B
解析：解答：根据题意，楼道照明灯由两种装置控制，一是与光有关，二是与声音有关 ,故接入的传感器是光电传感器和声音传感器。
故选B
分析：温度传感器是指将温度信号转换为电信号的一类传感器；
光电传感器是指将光信号转换为电信号的一类传感器；
声音传感器是指将声音信号转换为电信号的一类传感器；
热电传感器是指将温度信号转换为电信号的一类传感器．
15．如图所示，Rt为金属热电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，V为理想电压表，现发现电压表示数增大，可能的原因是( )
A．金属热电阻温度升高或光照增强，其他条件不变
B．金属热电阻温度降低或光照减弱，其他条件不变
C．金属热电阻温度降低或光照增强，其他条件不变
D．金属热电阻温度升高或光照减弱，其他条件不变
答案：B
解析：解答：电压表示数增大，而R3为定值电阻，说明通过R3的电流增大，由电路结构可知，这可能是由于Rt减小或R1增大，由金属热电阻和光敏电阻特性知，可能是由于温度降低或光照减弱，
故选B
分析：本题考查金属热电阻和光敏电阻特性。
16．电容式话筒的工作原理如图所示．D是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，当膜片向右运动的过程中有( )
A．电容变大，导线AB中有向左的电流
B．电容变小，导线AB中有向右的电流
C．电容变小，导线AB中有向左的电流
D．电容变大，导线AB中有向右的电流
答案：A
解析：解答：当膜片向右运动的过程中，相当于电容器两板间距d变小，由可知电容变大．由Q＝CU知，电容器充电，所以导线AB中有向左的电流．
故选A
分析：本题主要考查电容器的应用，通过电容器的大小变化检测声音的强弱变化。
17．作用在导电液体上的安培力能起到推动液体流动的作用，这样的装置称为电磁泵，它在医学技术上有多种应用，血液含有离子，在人工心肺机里的电磁泵就可作为输送血液的动力．某电磁泵及尺寸如图所示，矩形截面的水平管道上下表面是导体，它与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，并有长为l部分在磁场中，当管内充满血液并通以横穿管子的电流时血液便能向前流动．为使血液在管内流动时能产生向前的压强p，电流强度I应为( )
A. B. C. D.
答案：A
解析：解答：根据平衡有：BIb＝pS，又S＝ab，联立两式解得.故A正确，B、C、D错误．
故选A
分析：本题是一道情景题，关键是对题目的正确分析和理解。
18．如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比( )
A．红灯亮，UR2变大 B．绿灯亮，UR2变大
C．绿灯亮，UR2变小 D．红灯亮，UR2变小
答案：D
解析：解答：门打开R3减小，导致R总减小和I总增加，Ur和UR1变大，由闭合电路欧姆定律可知UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，所以IR3＝I总－增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C均错误，D正确．
故选D
分析：本题是考查对电磁继电器的正确分析，分析清楚电路是关键。
19．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1的线圈通电，使铁芯2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( )
①若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为N极，B端为S极
②若输入的控制电流由a流入，由b流出，则铁芯2中A端为S极，B端为N极
③若a、b处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中
④若a、b处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
答案：B
解析：解答：控制电流由a→b，由安培定则，电磁铁左端为N极，右端为S极，铁芯2被磁化，A端为N极，B端为S极，而被吸入线圈中，若a、b处输入交变电流，铁芯1磁性不断变化，铁芯2磁性也随之变化，仍能被吸入线圈。
故选B
分析：本题利用安培定则分析螺线管的极性；通入交变电流螺线管中都有磁场，所以都能吸引铁芯。
20．如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻，R是普通定值电阻，下列说法中正确的是( )
A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变大
B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变小
C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小
D．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大
答案：D
解析：解答：B是光敏电阻，其阻值随光照强度的增强而减小．当没有物品挡住光时，光射向B，B的阻值减小，其电流变大，由U＝E－Ir知电压表读数变小，A、B错误；
有物品时，光被挡住，B的阻值增大，电流减小，电压表读数变大，C错误，D正确。
故选D
分析：本题结合运动学和欧姆定律考查光敏电阻的特性，有一定的综合性。
21．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，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是( )
①通电后，其电功率先增大，后减小
②通电后，其电功率先减小，后增大
③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变
④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变
A．①③ B．②③
C．②④ D．①④
答案：D
解析：解答：当电热灭蚊器温度由0 ℃升到t1的过程中，电阻器的电阻率ρ随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当t＝t1时，P＝P1达到最大；当温度由t1升高到t2的过程中，ρ增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大，因此在这之间的某一温度t3会有P＝P3＝P′，即电热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当t＜t3，P＞P′，使温度自动升高到t3；
当t＞t3，P＜P′，使温度自动降为t3，实现自动保温。所以①④正确。
故选D
分析：本题考查对图像的分析能力。
二、填空题
22．图甲为在温度为10 ℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R3＝40 kΩ，RT为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b端电压Uab＜0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当Uab＞0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在 ℃.
答案：40 ℃
解析：解答：设电路路端电压为U，当Uab＝0时，有，
送一解得RT＝20 kΩ.
由图乙可知，当RT＝20 kΩ时，t＝40 ℃.
分析：本题考查了自动恒温箱的原理，抓住Uab＝0的临界状态进行研究。
三、综合题
23．如图所示，A是浮子，B是金属触头，C为住宅楼房顶上的蓄水池，M是带水泵的电动机，D是弹簧，E是衔铁，F是电磁铁，S1、S2分别为触点开关，S为开关，J为电池．请利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置．
(1)连接电路图；
答案：电路图如图所示：
(2)简述其工作原理．(涉及的元件可用字母代替)
答案： 工作原理：合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电机动M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，电路停止工作，F无磁性，D拉动E，使S2接通，电动机M工作。
解析：解答：①连接线路图如图所示：
②按图连接好电路，合上开关S，水泵工作，水位升高，当浮子上升使B接触到S1时，左侧电路(控制电路)工作，电磁铁F有磁力，拉下衔铁E，使S2断开，电机动M不工作，停止注水，当水位下降使B与S1脱离，电路停止工作，F无磁性，D拉动E，使S2接通，电动机M工作。
分析：本题是实际问题的分析，这是考题中常见的题型，需要引起重视。
24．在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，常使用电磁泵．某种电磁泵的结构如图所示，把装有液态钠的矩形截面导管(导管是环形的，图中只画出其中一部分)水平放置于匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与导管垂直，让电流I按如图方向纵向穿过液态钠且电流方向与B垂直．设导管截面高为a，宽为b，导管有长为l的一部分置于磁场中，由于磁场对液态钠的作用力使液态钠获得驱动而不断沿管子向前推进．整个系统是完全密封的，只有金属钠本身在其中流动，其余的部件是固定不动的．
(1)假定在液态钠不流动的条件下，求导管横截面上由磁场驱动力所形成的附加压强p与上述各量的关系式；
答案：由安培力计算公式可得液态钠所受磁场驱动力F＝BIa ①
管道横截面积S＝ab ②
由压强公式，垂直于导管横截面方向上磁场力产生的附加压强 ③
由①②③得
(2)设液态钠中每个自由电荷所带电荷量为q，单位体积内参与导电的自由电荷数为n，求在横穿液态钠的电流I的方向上参与导电的自由电荷定向移动的平均速度.
答案：电流定义式④
在时间t内通过的总电荷量⑤
由④⑤得参与导电的自由电荷定向移动的平均速率
解析：解答：由安培力计算公式可得液态钠所受磁场驱动力F＝BIa ①
管道横截面积S＝ab ②
由压强公式，垂直于导管横截面方向上磁场力产生的附加压强 ③
由①②③得
电流定义式④
在时间t内通过的总电荷量⑤
由④⑤得参与导电的自由电荷定向移动的平均速率
分析：本题关键是要读懂题目条件，结合公式、分析计算。
25．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态．当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC＝h.图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表．
请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．
答案：电路图如图所示：
解析：解答：设CD＝x，P球平衡时，由平衡条件可得①
根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得
②
根据电阻定律可得③
所以④
由①②③④式可得
所以水流速度越大，θ越大，所以U越大
故电路图如图：
分析：本题是实际问题的问题，考题很灵活，要正确分析，需要一定的思维能力，较难。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品资料·第 18 页 （共 18 页） 版权所有@21世纪教育网