2019年高中物理 第五章 传感器及其应用综合检测 鲁科版选修3-2.doc

2019年高中物理 第五章 传感器及其应用综合检测 鲁科版选修3-2一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分每小题至少有一个选项是正确的)1类人型机器人装有作为眼睛的“传感器”，犹如大脑的“控制器”，以及可以行走的“执行器”，在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是()A力传感器B光传感器C温度传感器 D声音传感器【解析】遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，选项B正确，选项A、C、D错误【答案】B2用遥控器调换电视频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化成电信号的过程，下列属于这类传感器的是()A红外报警装置B走廊照明灯的声控装置C自动洗衣机中的压力传感装置D电饭煲中控制加热和保温的温控器【解析】红外报警装置是传感器把光信号(红外线)转化成电信号；走廊照明灯的声控装置是传感器把声音信号转化成电信号；自动洗衣机中的压力传感装置是把位移信号转化成电信号；电饭煲中控制加热和保温的温控器把温度信号转化成电信号【答案】A3有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三个元件，将这三个元件分别接入如图1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()图1A置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这个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，这个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，这个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，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻【解析】热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化而变化；光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随光照强度变化而变化故A、C正确【答案】AC4如图2所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是()图2A进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D以上说法均不正确【解析】由报警器的原理可知，发生火灾时，烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在三极管上，使其电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对【答案】C5压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置其工作原理图如图3甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物.0t1时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化的情况如图乙所示则下列判断正确的是()图3At1t2时间内绝缘重物处于超重状态Bt3t4时间内绝缘重物处于失重状态C升降机开始时可能停在10楼，从t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1楼D升降机开始时可能停在1楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼【解析】t1t2时间，电路中电流小于0t1时间的电流，说明压敏电阻阻值变大，则其所受压力小于0t1时间所受压力，即t1t2时间压敏电阻所受压力小于绝缘重物重力，绝缘重物应处于失重状态，t3t4时间绝缘重物处于超重状态，所以C正确【答案】C6如图4所示RT为正温度系数热敏电阻，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()图4热敏电阻温度升高，其他条件不变热敏电阻温度降低，其他条件不变光照增强，其他条件不变光照减弱，其他条件不变ABC D【解析】电压表示数变大，而R3为定值电阻，说明流经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，由热敏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、正确，、错误【答案】D7氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图5甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标，有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)浓度曲线如图乙，请判断图中电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的对应关系正确的是()图5【解析】当一氧化碳浓度增大时，传感器的电导增大，电阻R传减小，由闭合电路欧姆定律知，电路中的电流IE/(R0RR传r)增大，电压表的示数U0IR0ER0/(R0RR传r)增大，故C、D错误，由题图知，传感器的电导与浓度成正比，传感器的电阻R传与浓度成反比，但电压表的示数U0与传感器的电阻R传并不成正比关系，所以，电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的关系图线并不是直线，A错，答案为B.【答案】B二、非选择题(本题共4个小题，共58分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8(14分)如图6甲所示是在温度为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R120 k，R210 k，R340 k，RT为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图6乙所示当a、b端电压Uab0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Uab0时，电压鉴别器会使S断开停止加热，恒温箱内的温度恒定在_.图6【解析】设电路的路端电压为U，当Uab0时，有R2RT，解得RT20 k.由图乙可知，当RT20 k时，t35 .【答案】359(12分)如图7甲是街道路灯的自动控制开关模拟电路，日出灯熄，日落灯亮(如图7乙)，试解释工作原理甲乙图7【解析】天亮时，光敏电阻受光照射阻值变小，电路中电流变大，电磁铁磁性增强，吸引衔铁，电路ce处断开，灯灭；日落后，光敏电阻无光照射，阻值变大，a、b间电流变小，磁性减弱，ce处闭合，路灯亮【答案】见解析10(16分)(xx海口检测)全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2运动，牵引排水阀的活塞打开，排出污水牵引电磁铁的结构如图8所示当程序控制器的控制电流通过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，由于磁体间相互作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门打开排水同样，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失去磁性，弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位，从而关闭阀门想一想：图8(1)某时刻输入控制电流时，a为正、b为负，则铁芯2中A端和B端分别是什么磁极？(2)a、b处输入的是正、负交变电流，铁芯2是否仍然能吸入线圈？与恒定电流相比会有什么不同？【解析】(1)利用安培定则判断，A端为S极，B端为N极(2)仍能吸入线圈，因为铁芯仍能被磁化，且磁化后的磁性总是与线圈发生相吸的作用，但与恒定电流产生的磁场相比，交变磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因而会有振动而产生噪声【答案】见解析11(16分)如图9所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图，薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4，如图乙图甲是它的侧面图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：图9(1)开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系？(2)当O点加一个压力F后发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化？【解析】(1)本题是求电路A、B两点的电压与4个电阻的关系，由于电压表的电阻可以看做无穷大，因此本电路是R1与R2串联，R3与R4串联，然后它们再并联设上面部分电流为I上，下面部分电流为I下，要使A点电势等于B点电势，则应有电阻R1上的电压等于R3上的电压，电阻R2上的电压等于电阻R4上的电压，即I上R1I下R3，I上R2I下R4，联立式得到.(2)当在O点施加垂直于金属片的压力后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此R1、R4被拉长，R2、R3被拉宽，即R1、R4增大，R2、R3减小，这时A、B两点电势不再相等【答案】(1)(2)R1 R4增大R2 R3减小