高中物理 第三章 傳感器章末質(zhì)量評估 粵教版選修32

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1、 第三章 傳感器 章末質(zhì)量評估(三) (時間：90分鐘　分值：100分) 一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，選對的得3分，選錯或不答的得0分) 1．能把溫度這個物理量轉化為電阻這個物理量的元器件是(　　) A．熱敏電阻　　　　 B．光敏電阻 C．電容器 D．電源 解析：能把溫度這個物理量轉化為電阻這個物理量的元器件是熱敏電阻，選項A正確，BCD錯誤． 答案：A 2．指紋識別器在下列哪些方面可以得到廣泛應用(　　) A．乘坐客車購票時 B．過公路收費處時 C．放學出校門口時 D．開銀行保

2、險柜時 解析：指紋識別器是利用了電容傳感器原理．是一種利用指紋采集頭及其配套軟件結合起來的為加強個人電腦加密程度的高科技安全產(chǎn)品，多用在安全保密的場所．乘坐客車購票時，過公路收費處時，放學出校門口時，無需保密，不需要指紋識別．在開銀行保險柜時，安全保密的需要，故廣泛使用指紋識別．故ABC錯誤，D正確． 答案：D 3．下列說法不正確的是(　　) A．話筒是一種常見的紅外線傳感器 B．電熨斗內(nèi)一般裝有雙金屬片溫度傳感器 C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器 D．熱敏電阻能夠把溫度大小轉換為電阻大小 解析：動圈式話筒是通電導體在磁場中受力，變化的電流通過線圈，產(chǎn)生變化的磁場，從而讓揚

3、聲器的膜片振動，產(chǎn)生聲音，故A錯誤；電熨斗通過溫度傳感器實現(xiàn)溫度的自動控制，故B正確；電子秤所使用的測力裝置是力轉換成電信號來顯示大小，屬于力傳感器，故C正確；金屬熱電阻傳感器是利用導體或半導體的電阻隨溫度變化來測量溫度的一種溫度敏感元件，故D正確． 答案：A 4．2011年3月，日本仙臺發(fā)生8.0級大地震，地震發(fā)生后，各路救援人員及時深入災區(qū)，與死神搶時間，爭分奪秒搶救被埋人員，有些救援隊借助“生命探測儀”可以發(fā)現(xiàn)深埋在廢墟中的傷員，根據(jù)所學知識，你認為“生命探測儀”可能用到了(　　) A．紅外線傳感器 B．壓力傳感器 C．振動傳感器 D．電容傳感器 解析：活人能夠向外傳遞

4、微弱的聲音信息，便于用生命探測儀收集；活人能夠向外輻射紅外線，紅外線屬于電磁波的一個波段，便于用生命探測儀收集，所以只有A選項正確． 答案：A 5．如圖所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時，表針的偏角(自左向右)為θ；用手掌擋住部分光線，表針的偏角為θ′，則可判斷(　　) A．θ′＝θ B．θ′＜θ C．θ′＞θ D．不能確定 解析：光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，用手掌擋住部分光線，光敏電阻的阻值變大，表針左偏，偏角減?。? 答案：B 6．如圖是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面鍍

5、有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，導致話筒所在電路中的其他量發(fā)生變化，使聲音信號被話筒轉化為電信號，其中導致電容變化的原因可能是電容器兩板間的(　　) A．距離變化 B．正對面積變化 C．介質(zhì)變化 D．電壓變化 解析：這個聲電傳感器又可歸類到電容傳感器中．由題意對著話筒說話時，振動膜前后振動，則金屬層和金屬板間距離改變，即電容器兩極板間距改變，故導致電容變化的原因可能是電容器兩極間距變化． 答案：A 7．演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在

6、導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬桿P，通過電壓表顯示的數(shù)據(jù)，來反映物體位移的大小x，假設電壓表是理想的，則下列說法正確的是(　　) A．物體M運動時，電源內(nèi)的電流會發(fā)生變化 B．物體M運動時，電壓表的示數(shù)會發(fā)生變化 C．物體M運動時，電路中沒有電流 D．物體M不動時，電壓表沒有示數(shù) 解析：因為整個滑動變阻器被接入電路中，所以移動金屬桿P不能改變滑動變阻器接入電路中的阻值，電流不變，但會改變電壓表的示數(shù)． 答案：B 8.傳感器是一種采集信息的重要器件．如圖所示是一種測定壓力的電容式傳感器，A為固定電極，B為可動電極，組成一個電容大小可變的電容器．可動電極兩端固定，當待測壓力施

7、加在可動電極上時，可動電極發(fā)生形變，從而改變了電容器的電容．現(xiàn)將此電容式傳感器與零刻度在中央的靈敏電流表和電源串聯(lián)成閉合電路，已知電流從電流表正接線柱流入時指針向右偏轉，當待測壓力增大時，下列說法正確的是(　　) A．電容器的電容將減小 B．電容器的電荷量將減小 C．靈敏電流表指針向左偏轉 D．靈敏電流表指針向右偏轉 解析：當待測壓力增大時，電容器極板間距離減小，根據(jù)電容的決定式C＝分析得知，電容增大，故A錯誤；電容兩端電勢差不變，根據(jù)Q＝CU可知，電容器的電荷量將增加，故B錯誤；由于電容器上極板帶正電，則電路中形成逆時針方向的充電電流，故靈敏電流表的指針向右偏，故C錯誤，D正確

8、. 答案：D 9．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，在升降機中將重物放在壓敏電阻上，壓敏電阻接在如圖甲所示的電路中，電流表示數(shù)變化如圖乙所示，某同學根據(jù)電流表的示數(shù)變化情況推斷升降機的運動狀態(tài)，下列說法中正確的是(　　) 圖甲　　　　　　圖乙　　 A．0～t1時間內(nèi)，升降機一定勻速運動 B．0～t1時間內(nèi)，升降機可能減速上升 C．t1～t2時間內(nèi)，升降機可能勻速上升 D．t1～t2時間內(nèi)，升降機可能勻加速上升 解析：在0～t1時間內(nèi)，電流恒定，表明壓敏電阻的阻值恒定，則重物對壓敏電阻壓力恒定，則升降機可能處于靜止、勻速運動或勻變速直線運動狀態(tài)，故A選項錯誤，B選項正確

9、；t1～t2時間內(nèi)，電流在增加，表明壓敏電阻的阻值在減小，則重物對壓敏電阻的壓力在增大，故不可能做勻速運動或勻加速運動，C、D兩項都錯． 答案：B 10．為了測量蹦床運動員躍起的高度，訓練時在彈性網(wǎng)上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網(wǎng)所受的壓力，并在計算機上作出壓力—時間圖象．某次訓練作出的圖象如圖所示．設運動員在空中運動時可視為質(zhì)點，則運動員離開蹦床的速率大約是(g取10 m/s2)(　　) A．1 m/s B．10 m/s C．12 m/s D．20 m/s 解析：由圖可知運動員離開蹦床的時間為2秒，則上升和下降的時間均為1秒，則運動員離開蹦床的速率大約是v＝gt＝

10、10 m/s，故選B. 答案：B 二、多項選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 11．用計算機輔助實驗系統(tǒng)(DIS)做驗證牛頓第三定律的實驗，如圖所示是把兩個測力探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動，觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結果．觀察分析兩個力傳感器的相互作用隨著時間變化的曲線，以下結論正確的是(　　) A．作用力與反作用力作用在同一物體上 B．作用力與反作用力同時存在，同時消失 C．作用力與反作用力大小不一定相等 D．作用力與反作用力方向相反 解析：牛頓第三

11、定律中作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上，作用在兩個物體上．作用力和反作用力同時產(chǎn)生，同時消失．應選B、D. 答案：BD 12．如圖是測試熱敏電阻R的實驗電路圖，滑動變阻器已調(diào)節(jié)到某一適當?shù)闹担畬嶒炛杏^察到當溫度升高時燈更亮．對實驗現(xiàn)象分析正確的有(　　) A．溫度升高，電路中的電流減小 B．溫度升高，電路中的電流增大 C．溫度升高，熱敏電阻的阻值增大 D．溫度升高，熱敏電阻的阻值減小 解析：當溫度升高時，電路中的熱敏電阻的阻值減小，由閉合電路歐姆定律可知：電路中的電流增大，導致燈泡變亮，故選B、D. 答案：BD 13．如圖所示的是一個電容式傳感器，在金

12、屬線a的外面涂一層絕緣的電介質(zhì)后放在導電液體中構成一個電容器，a與導電液體就是該電容器的兩極．今使該電容器充電后與電源斷開，并將a與靜電計的導體球相連，插入導電液體中的電極b與靜電計外殼相連，則當導電液體深度h變大時(　　) A．引起兩極間正對面積變大 B．電容器的電容將變小 C．電容器兩極間的電壓將變小 D．以上說法都不正確 解析：當導電液體深度h變大時，相當于電容器的兩極板的正對面積變大，由C＝知，電容C變大，而電容器充電后與電源斷開，所以電容器所帶電荷量Q不變，由U＝知，電容器兩極間的電壓將變?。? 答案：AC 14．有一種測量人體重的電子秤，其原理如圖中虛線內(nèi)所示，它主

13、要由三部分構成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質(zhì)是理想電流表)．設踏板的質(zhì)量可忽略不計，已知理想電流表的量程為3 A，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R＝30－0.01F(F和R的單位分別是N和Ω)．下列說法正確是(　　) A．該秤能測量的最大體重是1 400 N B．該秤能測量的最大體重是2 800 N C．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375 A處 D．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400 A處 解析：當電路中電流I＝3 A時，電子秤測量

14、的體重最大．由歐姆定律 I＝ 得，R＝－r＝－2＝2 Ω，代入R＝30－0.01F得到F＝2 800 N，故A錯誤，B正確． 踏板空載時F＝0，代入R＝30－0.02F得，電阻R＝30 Ω，由歐姆定律得I＝＝ A＝0.375 A，所以該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.375 A處．故C正確，D錯誤． 答案：BC 三、非選擇題(本題共4小題，共54分．按題目要求作答．解答題應寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 15．(14分)(1)熱敏電阻常用于溫度控制或過熱保護裝置中．圖為某種熱敏電阻和金屬熱電阻的阻值R隨溫度t變化的示意

15、圖．由圖可知，這種熱敏電阻在溫度上升時導電能力________(選填“增強”或“減弱”)；相對金屬熱電阻而言，熱敏電阻對溫度變化的響應更______(選填“敏感”或“不敏感”)． (2)利用傳感器可以探測、感受外界的信號、物理條件等．圖甲所示為某同學用傳感器做實驗得到的小燈泡的UI關系圖線． 圖甲　　　　　　圖乙 圖丙 ①實驗室提供的器材有：電流傳感器、電壓傳感器、滑動變阻器A(阻值范圍0～10 Ω)、滑動變阻器B(阻值范圍0～100 Ω)、電動勢為6 V的電源(不計內(nèi)阻)、小燈泡、電鍵、導線若干．該同學做實驗時，滑動變阻器選用的是________(選填“A”或“B”)；請

16、在圖乙的方框中畫出該實驗的電路圖． ②將該小燈泡接入如丙圖所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為0.3 A，電源電動勢為3 V．則此時小燈泡的電功率為________ W，電源的內(nèi)阻為______Ω. 解析：(1)由R-t圖象可知，熱敏電阻在溫度上升時電阻減小，則導電能力增強．相對金屬熱電阻，熱敏電阻在相同的溫度變化情況下電阻變化大，則熱敏電阻對溫度變化的響應更敏感． (2) ①由于小燈泡的電阻較小，電路應該設計成電流傳感器外接．描繪小燈泡伏安特性曲線，設計成滑動變阻器分壓接法，故選用滑動變阻器A. ②將該小燈泡接入丙圖所示的電路中，已知電流傳感器的示數(shù)為0.3 A，電源電動勢為3 V，

17、在小燈泡伏安特性曲線上找出對應電流為0.3 A的點，該點橫縱坐標的乘積0.3 A×2.5 V＝0.75 W為此時小燈泡的電功率，電源的內(nèi)阻為Ω＝1.67 Ω. 答案：(1)增強　敏感　(2)①A　 電路如圖所示 ②0.75　1.67 16.(12分)電熱毯、電飯鍋是人們常用的電熱式家用電器，它們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同．如圖所示為某種電熱式電器的簡化電路圖，主要元件有電阻絲R1，R2和自動開關S. (1)當自動開關S閉合和斷開時，用電器分別處于什么狀態(tài)？ (2)用電器由照明電路供電(U＝220 V)，設加熱時用電器的電功率為400 W，保溫時用電

18、器的電功率為40 W，則R1和R2分別為多大？ 解析：(1)當S閉合時，R2短路，此時電路總電阻最小，由P＝知，功率最大，為加熱狀態(tài)；當S斷開時，R1、R2串聯(lián)，電路總電阻最大，功率最小，為保溫狀態(tài)． (2)S閉合時，為加熱狀態(tài)，有P＝①；S斷開時，為保溫狀態(tài)，有P′＝②，聯(lián)立①②得R1＝121 Ω，R2＝1 089 Ω. 答案：(1)S閉合時，為加熱狀態(tài)　S斷開時，為保溫狀態(tài) (2)121 Ω　1 089 Ω 17.(12分)角速度計可測量飛機、航天器、潛艇的轉動角速度，其結構如圖所示，當系統(tǒng)繞OO′軸轉動時，元件A發(fā)生位移并輸出電壓信號，成為飛機、衛(wèi)星等的制導系統(tǒng)的信息源，已知A

19、的質(zhì)量為m，彈簧勁度系數(shù)為k、自然長度為l，電源電動勢為E、內(nèi)阻不計，滑動變阻器總長度為l，電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時P在a點，當系統(tǒng)以角速度ω轉動時，推導輸出電壓U和ω的函數(shù)關系式． 解析：水平方向加速度由彈簧提供， F向＝mω2(l＋Δx)＝kΔx， 所以Δx＝. 因為U＝IR＝Iρ，① E＝IR總＝Iρ.② 得：U＝·E＝·＝. 答案：U＝ 18．(16分)如圖所示，小鉛球P系在細金屬絲下，懸掛在O點，開始時小鉛球P沿豎直方向處于靜止狀態(tài)，當將小鉛球P放入水平流動的水中時，球向左擺起一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．為了測定水流對小球作用力的大小，

20、在水平方向固定一根電阻絲BC，它與金屬絲接觸良好，不計摩擦(C端在O點正下方處)．圖中還有電動勢為E的電源(內(nèi)阻不計)和一只電壓表． (1)請你連接電路，使得當水速增大時，電壓表示數(shù)增大． (2)如果OC間距離為h，水流對小球作用力的大小為F，BC的長度為L，小球質(zhì)量為m(不計水對小球的浮力)，當小球平衡時，電壓表示數(shù)為U.請寫出F與m、U、E、L、h的關系式． 解析：(1)如圖所示． (2)設CD＝x，P球平衡時，由平衡條件可得： tan θ＝＝，① 根據(jù)閉合電路歐姆定律和部分電路的歐姆定律可得： I＝＝，② 根據(jù)電阻定律可得：RL＝ρ，③ Rx＝ρ，④ 由①②③④式可得：F＝U. 答案：見解析 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375