四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-2：3.3生活中的传感器 跟踪训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-2：3.3生活中的传感器 跟踪训练（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 64.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-01 18:12:41 | ||
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文档简介
3.3生活中的传感器
课时作业（含解析)
1．下列器件应用光传感器的是
A．话筒
B．火灾报警器
C．测温仪
D．电子秤
2．酒精测试仪（主要部件是二氧化锡半导体型酒精气体传感器）用于测试机动车驾驶人员是否酒驾．酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比，那么电压表的示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是（
）
A．U越大，表示C越小，C与U成反比
B．U越大，表示C越大，C与U成正比
C．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比
D．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比
3．小萌同学家楼道灯的控制电路中接入了光传感器。在天黑时，灯就亮；在天亮时，灯就熄灭。这样天黑时，不管是否有人经过楼道，灯都是亮着的，白白浪费了宝贵的电能。学了门电路和传感器后，小萌同学就试着改进楼道灯，以节约能源。她设想在楼道灯控制电路中接入另一个传感器，在天黑时，出现声音灯才开启，这样便可节约大量电能。你认为小萌应接入的传感器和两个传感器间采用的门电路分别是(
)
A．温度传感器与门
B．声传感器与门
C．声传感器或门
D．力传感器或门
4．下列情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是（ ）
A．洗衣机不加水
B．洗衣机加水但不能自动停止
C．洗衣机不排水
D．洗衣机不洗衣
5．关于传感器及其作用，下列说法正确的是( )
A．传感器一定是把非电学量转换为电学量
B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制
D．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器
6．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
7．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器的说法中，不正确的是(
)
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器
B．电子体温计中主要是采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器
D．电子秤中主要是采用了力电传感器
8．下列有关传感器叙述，正确的是（
）
A．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作
B．红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作
C．红外线传感器就是温度传感器
D．传感器是将非电学量转换成电学量的一种元件
9．关于测温仪，下列说法中正确的是( )
A．测温用的金属热电阻的阻值不能随温度的变化而变化
B．在非典期间，机场车站用的测温仪非常迅速的测出的体温，它是利用了红外线敏感元件
C．热敏电阻的特点是随温度的升高而电阻变小
D．各种测温材料的电阻，都是随温度的变化而发生明显变化
10．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
11．如图所示的火警报警装置，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，从而引起电铃两端电压的增加，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，要使报警的临界温度升高，可以适当______（选填“增大”或“减小”）电源的电动势，也可以把R2的滑片P适当向_____（选填“上”或“下”）移。
12．如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒尺（每厘米长的电阻为1Ω）竖直放置、其总长度L=10cm，
电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，
保护电阻R0=4Ω，
托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量mo=0.1kg，水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触．当托盘内不放物体且静止时，弹簧的形变量x=1cm
，轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触．若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移，g取10m/s2
．
?
(1)弹簧的劲度系数k=_______N/m；
(2)该电子秤能称出的最大物体质量m=_______kg；
(3)待测物体质量m与电压表示数U的关系为___________．
13．如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E
，
不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R
，
有效长度为L
，
系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中．
求：
（1）系统的加速度A（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式．
（2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？
（3）若电压表指针指在满刻度的3/4位置，此时系统的加速度大小和方向如何？
参考答案
1．B
【解析】
A、话筒能将声音信号转化为电信号，属于声音传感器，故A错误；
B、火灾报警器是应用了光传感器，故B正确；
C、测温器是热敏电阻，是应用热传感器的，故C错误；
D、电子称的主要部件是压力传感器，电子秤是把力转换为电压这个电学量，故D错误．
点睛：传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．
2．D
【解析】
题中给出传感器电阻
的倒数与酒精气体浓度
是正比关系，即
，电压表示数
?，可以看出电压与浓度的关系不是正反比关系，但随浓度的增大而增大．故D正确；
综上所述本题答案是：D
3．B
【解析】
了解延时开关的使用原理，利用了光传感器、声音传感器，天黑、声音同时出现它就开启，灯亮．根据题意，灯亮这件事要想发生，必须同时满足，天黑，出现声音的条件，该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路．
【详解】
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。根据题意，灯亮必须同时具备天黑，出现声音的条件，可得该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路，故设计的门电路为与门电路。故选B。
4．C
【解析】
洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同的压力转换成电学量，运用的压力传感器，若此水位控制装置损坏，则可能造成洗衣机不加水，或者洗衣机加水但不能自动停止，或者洗衣机不洗衣，但不可能造成洗衣机不排水，故C正确，ABD错误.
故选C．
5．C
【解析】
传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系；选项C正确，AB错误；电磁感应是原理，不是元件和装置，不能称为传感器，选项D错误；故选C.
点睛：传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．
6．D
【解析】
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．
7．C
【解析】
电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，选项A错误；电子体温计主要是采用了温度传感器，选项B正确；电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以C项错误．电子秤主要是采用了力电传感器，选项D正确；故选BD.
8．BD
【解析】
A：交警使用的酒精测试仪不是靠吹气的压力来工作，而是依靠酒精浓度的变化改变电阻来工作．故A项错误．
B：红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作．故B项正确．
C：红外线传感器就是光传感器，故C项错误．
D：传感器是将非电学量转换成电学量的一种元件．故D项正确．
9．BCD
【解析】非接触式测温仪能发出红外线，温度越高的物体发出的红外线越强，所以测温仪使用的是红外线温度传感器，热敏电阻的特点是随温度的升高而电阻变小，故BCD正确．
10．BCD
【解析】
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.
11．减小
上
【解析】
要使报警的临界温度升高，对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势；根据串联电路的特点可知，将使电铃的电压增大，要使电铃的电压仍为原来的值，可以把的滑片适当向上移，以减小。
12．100；
1；
【解析】
（1）当托盘内不放重物时，弹簧弹力为：kx=m0g，可得k=100N/m．?故弹簧劲度系数k=100N/m=1N/cm
?（2）?当重量最大时，轻杆位于R最下端，此时弹簧又缩短了10cm，?所放重物重量mg=k△x，可得m=1kg．
（3）当称量物体的质量为m时，弹簧又被压缩的量，此时与电压表并联部分的电阻；电压表示数为，?即.
13．（1）
(2)
均匀，因为加速度A与电压表示数U是一次函数（线性关系）
(3),方向向左
【解析】
试题分析：（1）当振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得①
电压表的示数为②
由以上两式解得③
（2）均匀，因为加速度a与电压表示数U是一次函数（线性关系）．
（3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数，电压表指针指在满刻度的3/4位置时，代入③式解得方向向左．
考点：传感器
点评：本题通过弹簧振子的简谐振动，将加速度转化为容易测量的电信号，从而实现传感器的功能．
课时作业（含解析)
1．下列器件应用光传感器的是
A．话筒
B．火灾报警器
C．测温仪
D．电子秤
2．酒精测试仪（主要部件是二氧化锡半导体型酒精气体传感器）用于测试机动车驾驶人员是否酒驾．酒精气体传感器的电阻与酒精气体的浓度成反比，那么电压表的示数U与酒精气体浓度C之间的对应关系正确的是（
）
A．U越大，表示C越小，C与U成反比
B．U越大，表示C越大，C与U成正比
C．U越大，表示C越小，但是C与U不成反比
D．U越大，表示C越大，但是C与U不成正比
3．小萌同学家楼道灯的控制电路中接入了光传感器。在天黑时，灯就亮；在天亮时，灯就熄灭。这样天黑时，不管是否有人经过楼道，灯都是亮着的，白白浪费了宝贵的电能。学了门电路和传感器后，小萌同学就试着改进楼道灯，以节约能源。她设想在楼道灯控制电路中接入另一个传感器，在天黑时，出现声音灯才开启，这样便可节约大量电能。你认为小萌应接入的传感器和两个传感器间采用的门电路分别是(
)
A．温度传感器与门
B．声传感器与门
C．声传感器或门
D．力传感器或门
4．下列情况不可能是由于水位控制装置损坏引起的是（ ）
A．洗衣机不加水
B．洗衣机加水但不能自动停止
C．洗衣机不排水
D．洗衣机不洗衣
5．关于传感器及其作用，下列说法正确的是( )
A．传感器一定是把非电学量转换为电学量
B．传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C．传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制
D．电磁感应是把磁学的量转换为电学的量，所以电磁感应也是传感器
6．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
7．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器的说法中，不正确的是(
)
A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器
B．电子体温计中主要是采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器
D．电子秤中主要是采用了力电传感器
8．下列有关传感器叙述，正确的是（
）
A．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作
B．红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作
C．红外线传感器就是温度传感器
D．传感器是将非电学量转换成电学量的一种元件
9．关于测温仪，下列说法中正确的是( )
A．测温用的金属热电阻的阻值不能随温度的变化而变化
B．在非典期间，机场车站用的测温仪非常迅速的测出的体温，它是利用了红外线敏感元件
C．热敏电阻的特点是随温度的升高而电阻变小
D．各种测温材料的电阻，都是随温度的变化而发生明显变化
10．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
11．如图所示的火警报警装置，R1为热敏电阻，若温度升高，则R1的阻值会急剧减小，从而引起电铃两端电压的增加，当电铃两端电压达到一定值时，电铃会响，要使报警的临界温度升高，可以适当______（选填“增大”或“减小”）电源的电动势，也可以把R2的滑片P适当向_____（选填“上”或“下”）移。
12．如图所示为某同学自制的电子秤原理图：粗细均匀的电阻棒尺（每厘米长的电阻为1Ω）竖直放置、其总长度L=10cm，
电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，
保护电阻R0=4Ω，
托盘连接在竖直放置、下端固定的轻弹簧上端，其质量mo=0.1kg，水平金属轻杆一端连接弹簧上端、一端通过滑片与电阻棒接触．当托盘内不放物体且静止时，弹簧的形变量x=1cm
，轻杆的滑片刚好与电阻棒上端接触．若电路各处接触良好、导线及轻杆电阻不计、弹簧的形变始终未超过限度、轻杆只能上下平移，g取10m/s2
．
?
(1)弹簧的劲度系数k=_______N/m；
(2)该电子秤能称出的最大物体质量m=_______kg；
(3)待测物体质量m与电压表示数U的关系为___________．
13．如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E
，
不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R
，
有效长度为L
，
系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中．
求：
（1）系统的加速度A（以向右为正）和电压表读数U的函数关系式．
（2）将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？
（3）若电压表指针指在满刻度的3/4位置，此时系统的加速度大小和方向如何？
参考答案
1．B
【解析】
A、话筒能将声音信号转化为电信号，属于声音传感器，故A错误；
B、火灾报警器是应用了光传感器，故B正确；
C、测温器是热敏电阻，是应用热传感器的，故C错误；
D、电子称的主要部件是压力传感器，电子秤是把力转换为电压这个电学量，故D错误．
点睛：传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．
2．D
【解析】
题中给出传感器电阻
的倒数与酒精气体浓度
是正比关系，即
，电压表示数
?，可以看出电压与浓度的关系不是正反比关系，但随浓度的增大而增大．故D正确；
综上所述本题答案是：D
3．B
【解析】
了解延时开关的使用原理，利用了光传感器、声音传感器，天黑、声音同时出现它就开启，灯亮．根据题意，灯亮这件事要想发生，必须同时满足，天黑，出现声音的条件，该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路．
【详解】
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。根据题意，灯亮必须同时具备天黑，出现声音的条件，可得该逻辑关系属于与逻辑关系，对应的门电路为与门电路，故设计的门电路为与门电路。故选B。
4．C
【解析】
洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同的压力转换成电学量，运用的压力传感器，若此水位控制装置损坏，则可能造成洗衣机不加水，或者洗衣机加水但不能自动停止，或者洗衣机不洗衣，但不可能造成洗衣机不排水，故C正确，ABD错误.
故选C．
5．C
【解析】
传感器是指一种元件或装置，它能感受力、温度、光、声、磁、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转换为电路的通断；其作用和目的是更方便地测量、传输、处理、控制非电学量，找出非电学量和电学量之间的对应关系；选项C正确，AB错误；电磁感应是原理，不是元件和装置，不能称为传感器，选项D错误；故选C.
点睛：传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．
6．D
【解析】
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．
7．C
【解析】
电视机对无线遥控信号的接收采用了红外线传感器，选项A错误；电子体温计主要是采用了温度传感器，选项B正确；电脑所用的光电鼠标主要采用了光传感器，所以C项错误．电子秤主要是采用了力电传感器，选项D正确；故选BD.
8．BD
【解析】
A：交警使用的酒精测试仪不是靠吹气的压力来工作，而是依靠酒精浓度的变化改变电阻来工作．故A项错误．
B：红外线传感器是靠接收发热物体发出的红外线来工作．故B项正确．
C：红外线传感器就是光传感器，故C项错误．
D：传感器是将非电学量转换成电学量的一种元件．故D项正确．
9．BCD
【解析】非接触式测温仪能发出红外线，温度越高的物体发出的红外线越强，所以测温仪使用的是红外线温度传感器，热敏电阻的特点是随温度的升高而电阻变小，故BCD正确．
10．BCD
【解析】
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.
11．减小
上
【解析】
要使报警的临界温度升高，对应的阻值减小，电路中电流会增大，电铃两端的电压会增大，而电铃电压达到一定值时，电铃会响，要使电铃的电压仍为原来的值，必须适当减小电源的电动势；根据串联电路的特点可知，将使电铃的电压增大，要使电铃的电压仍为原来的值，可以把的滑片适当向上移，以减小。
12．100；
1；
【解析】
（1）当托盘内不放重物时，弹簧弹力为：kx=m0g，可得k=100N/m．?故弹簧劲度系数k=100N/m=1N/cm
?（2）?当重量最大时，轻杆位于R最下端，此时弹簧又缩短了10cm，?所放重物重量mg=k△x，可得m=1kg．
（3）当称量物体的质量为m时，弹簧又被压缩的量，此时与电压表并联部分的电阻；电压表示数为，?即.
13．（1）
(2)
均匀，因为加速度A与电压表示数U是一次函数（线性关系）
(3),方向向左
【解析】
试题分析：（1）当振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得①
电压表的示数为②
由以上两式解得③
（2）均匀，因为加速度a与电压表示数U是一次函数（线性关系）．
（3）当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数，电压表指针指在满刻度的3/4位置时，代入③式解得方向向左．
考点：传感器
点评：本题通过弹簧振子的简谐振动，将加速度转化为容易测量的电信号，从而实现传感器的功能．