2012【优化方案】精品练:物理教科版选修3-2第3章第2节知能优化训练

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名称 2012【优化方案】精品练:物理教科版选修3-2第3章第2节知能优化训练
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2011-12-21 08:37:25

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文档简介

1.(2011年高考江苏卷)美国科学家Willard S.Boyle与George E.Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获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
解析:选BC.发光二极管有单向导电性,A错;热敏电阻和霍尔元件都可作为传感器,B、C对;干电池是电源,D错.
2.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:C
3.
图3-1-10
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3-1-10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,这只元件一定是热敏电阻
B.置入热水中与不置入热水中相比,欧姆表示数不变化,这只元件一定是定值电阻
C.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数变化较大,这只元件一定是光敏电阻
D.用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比,欧姆表示数相同,这只元件一定是定值电阻
解析:选AC.热敏电阻的阻值随温度变化而变化,定值电阻和光敏电阻不随温度变化;光敏电阻的阻值随光照变化而变化,定值电阻和热敏电阻不随之变化.
4.
图3-1-11
如图3-1-11所示是电容式话筒的示意图,它是利用电容制作的传感器,话筒的振动膜前面有薄薄的金属层,膜后距膜几十微米处有一金属板,振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极,在两极间加一电压U,人对着话筒说话时,振动膜前后振动,使电容发生变化,使声音信号被话筒转化为电信号,其中导致电容变化的原因是电容器两板间的(  )
A.距离变化 B.正对面积变化
C.介质变化 D.电压变化
解析:选A.平行板电容器的电容C∝εrS/d,本题中的介质没有变化,正对面积也没有变化,引起电容变化的因素是板间距离d.
5.随着生活质量的提高,自动干手机已进入家庭,洗手后,将湿手靠近自动干手机,机内的传感器便驱动电热器加热,使热空气从机内吹出,将湿手烘干.某型号干手机的说明书中有如下一段文字:“功能与特点:◆采用红外线感应原理,即感应即动作,卫生、方便.◆超高温保护,即过热、过电流双重保护.◆采用内热式的再循环原理,低噪音、高转速、烘干能力强.◆高强度塑钢外壳,牢固可靠,美观大方.”据此可判断(  )
A.自动干手机内装有由温度传感器组成的保护电路
B.自动干手机是靠位移传感器来感知使用者手的靠近
C.自动干手机消耗的电能转化为空气的内能及动能
D.自动干手机是靠红外线传感器来感知使用者手的靠近
解析:选ACD.由说明书中“功能与特点”的第二项可知,自动干手机具有过热保护功能,其中必然要用温度传感器来感知热空气的温度,温度过高从而自动控制电路断开,A正确;由说明书中“功能与特点”的第一项可知,D正确,B错误;从能量守恒的角度知C正确.
一、选择题
1.利用半导体材料可以制成(  )
A.标准电阻 B.热敏电阻
C.光敏电阻 D.温度报警器
答案:BCD
2.关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的下列说法中,正确的是(  )
A.物理传感器利用材料的某种物理性质工作,因而只能用于机械加工行业不能用于化工领域
B.化学传感器是利用某种化学反应来工作的,因而只能输出某种化学物质而不能输出电学量
C.生物传感器的适用范围广,可在任意温度条件下工作
D.生物传感器由于含有生命物质,因而对使用传感器的环境条件有一定要求
解析:选D.不论哪种传感器都可以将非电学量转换成电学量输出,故B错.物理传感器在化工领域也可以使用,如温度传感器等,故A错.生物传感器能够使用的前提是感受器中的生命物质保持生物活性,故C错D对.
3.关于传感器的下列说法正确的是(  )
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.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D.以上说法都不正确
解析:选B.半导体材料可以制成传感器,其他材料也可以制成传感器,所以A错,B正确;传感器不但能感知电压的变化,还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量,所以C错.
4.街旁的路灯,江海里的航标都要求在夜晚亮,白天熄,利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置,实现了自动控制,这是利用半导体的(  )
A.压敏性 B.光敏性
C.热敏性 D.三种特性都利用
答案:B
5.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
解析:选C.空调机是根据温度调节工作状态的,所以其内部使用了温度传感器,故选项C正确.
6.
图3-1-12
如图3-1-12是观察电阻随温度变化情况的示意图.现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是(  )
A.如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显
B.如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显
C.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显
D.如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显
解析:选C.若为金属热电阻,温度升高后,电阻变大,读数变化不明显,A、B错误.若为热敏电阻,读数将明显变化,C对D错.
7.
图3-1-13
如图3-1-13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
解析:选A.光照射R3时,由光敏电阻特性,R3的电阻变小,所以UR3减小,a点电势升高,即a点电势高于b点电势,A正确.
图3-1-14
8.如图3-1-14所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻,L为小灯泡,当温度降低时(  )
A.R1两端的电压增大
B.电流表的示数增大
C.小灯泡的亮度变强
D.小灯泡的亮度变弱
解析:选C.R2与L并联后与R1串联,并与电源组成闭合回路,当热敏电阻温度降低时,电阻R2增大,外电阻增大,外电压增大,电流表示数减小,R1两端电压减小,L两端电压增大,亮度变强,答案为C.
图3-1-15
9.如图3-1-15所示是一火警报警器的一部分电路示意图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表为值班室的显示器,a、b之间接报警器.当传感器R2所在处出现火情时,显示器的电流I2、报警器两端的电压U的变化情况是(  )
A.I2变大,U变大 B.I2变小,U变小
C.I2变小,U变大 D.I2变大,U变小
解析:选D.抓住半导体热敏材料特性即电阻随温度升高而减小,再用电路动态变化的分析思路,按局部→整体→局部进行,当传感器R2处出现火情时,温度升高,电阻减小,电路的总电阻减小,总电流I增大,路端电压Uab=U=E-Ir减小,I(r+R1)增大,U并=E-I(r+R1)减小,通过R3的电流I3减小,通过R2的电流I2=I-I3增大.答案为D.
10.(2011年武汉外国语学校检测)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3-1-16甲所示,电源的电动势E=9.0 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(  )
图3-1-16
A.60 ℃ B.80 ℃
C.100 ℃ D.120 ℃
解析:选D.由题图乙可知,当t=20℃时,热敏电阻阻值R1=4 kΩ.由闭合电路欧姆定律知E=I1(R1+Rg),代入数值可求得Rg=500 Ω.当I2=3.6 mA时,设热敏电阻阻值为R2,即E=I2(R2+Rg),可求得R2=2 kΩ,由图乙可知这时热敏电阻温度t′=120 ℃,所以应选D.
11.电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置,由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素,当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化,从而又可推出另一物理量的值,如图3-1-17所示是四种电容式传感器的示意图,关于这四种传感器的作用,下列说法不正确的是(  )
图3-1-17
A.甲图的传感器可以用来测量角度
B.乙图的传感器可以用来测量液面的高度
C.丙图的传感器可以用来测量压力
D.丁图的传感器可以用来测量速度
解析:选D.甲图角度变化能导致极板正对面积变化;乙图高度变化能导致极板正对面积变化;丙图F变化能导致极板间距变化;丁图物体位置变化导致电介质变化.所以,甲、乙、丙、丁分别是测角度、高度、压力、位移的物理量.
二、非选择题
12.按如图3-1-18所示连接好电路,闭合开关S,发现小灯泡不亮,原因是________;用电吹风对热敏电阻吹风,会发现小灯泡________,原因是________;停止吹风,会发现________;把热敏电阻放入冷水中会发现________.
图3-1-18
解析:由于热敏电阻的阻值较大,左侧电路中的电流较小,电磁铁磁性较弱吸不住衔铁;电吹风对热敏电阻加热使热敏电阻的阻值变小,电路中电流增大,电磁铁吸住衔铁小灯泡会变亮,热敏电阻温度仍然较高,小灯泡不会立即熄灭;当热敏电阻放入冷水中时,电阻增大,电磁铁磁性减弱,衔铁被断开,故小灯泡熄灭.
答案:见解析