高二物理传感器及其应用综合检测试题有答案Word文档下载推荐.docx
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解析:
选D.各种传感器虽然工作原理不同,但基本功能相似,多数是将非电学量转化为电学量,故A错;
湿敏传感器为化学传感器,故B错;
传感器既可将信息转化为电压输出,也可转化为电流、电阻等输出,故C错;
由物理传感器定义知D正确.
2.(2011年龙岩高二检测)下列有关传感器的说法中错误的是()
A.汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器
B.“嫦娥二号”卫星星载的立体相机获取月球数据利用了光传感器
C.电子秤称量物体质量是利用了力传感器
D.火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器
选D.生命探测仪是利用生物传感器,立体相机是利用光学传感器,电子秤是利用压力传感器,火灾报警是在烟雾浓度达到一定程度时能够输出电信号,使警铃发声或使红灯闪烁,自动报警,利用了烟雾传感器而不是利用了温度传感器,A、B、C对,D错.
3.在街旁的路灯,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,实行了自动控制,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
选B.由“夜晚亮、白天熄”的特性可知,此半导体材料为光敏性的.
4.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
选B.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,B对.A、C、D错.
5.2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家,以表彰他们发现“巨磁电阻效应”,基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术,被认为是纳米技术的第一次真正应用.在下列有关其他电阻应用的说法中,错误的是()
A.热敏电阻可应用于温度测控装置中
B.光敏电阻是一种光电传感器
C.电阻丝可应用于电热设备中
D.电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用
选D.热敏电阻对温度很敏感,光敏电阻对光照很敏感,电阻丝可用于电加热,这很常见,所以A、B、C均正确.交流电、直流电均可通过电阻,电阻对它们均可产生阻碍作用,所以D错误.
6.(2010年高考重庆卷)某电容式话筒的原理示意图如图5-5所示,E为电源,R为电阻,薄片P和Q为两金属极板.对着话筒说话时,P振动而Q可视为不动.在P、Q间距增大过程中()
图5-5
A.P、Q构成的电容器的电容增大
B.P上电荷量保持不变
C.M点的电势比N点的低
D.M点的电势比N点的高
选D.当P、Q间距增大时,据平行板电容器公式C=εS4πkd知d增大则C减小,选项A错.稳定后电容器两极板间的电压不变,则据Q=CU知C减小U不变,则Q减小,选项B错.电容器两极板的电荷量减少,产生放电电流,方向从M→N,因此M点的电势比N点的电势高,选项C错、选项D正确.
7.如图5-6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()
图5-6
①当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压升高
②当有人通过而遮蔽光线时,A、B之间电压降低
③当仅增大R2的阻值时,可增大A、B之间的电压
④当仅减小R2的阻值时,可增大A、B之间的电压
A.①③B.①④
C.②③D.②④
选C.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①项错误,②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③项正确;
当减小R2的阻值时,电路中的电流增大,A、B间的电压U减小,故④项错误,故应选C.
8.如图5-7所示,RT为负温度系数的半导体热敏电阻,其他电阻都是普通的电阻,当灯泡L的亮度变暗时,说明()
图5-7
A.环境温度变高B.环境温度变低
C.环境温度不变D.都有可能
选B.当灯泡L变暗时,通过L的电流变小,RT的阻值变大,根据热敏电阻的特点知环境温度变低了.
9.(2011年广东高二检测)压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,其工作原理如图5-8甲所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球.小车向右做直线运动过程中,电流表示数如图乙所示,下列判断正确的是()
图5-8
A.从t1到t2时间内,小车做匀速直线运动
B.从t1到t2时间内,小车做匀加速直线运动
C.从t2到t3时间内,小车做匀速直线运动
D.从t2到t3时间内,小车做匀加速直线运动
选D.在0~t1内,I恒定,压敏电阻阻值不变,由小球的受力不变可知,小车可能做匀速或匀加速直线运动,在t1~t2内,I变大,阻值变小,压力变大,小车做变加速运动,A、B均错.在t2~t3内,I不变,压力恒定,小车做匀加速直线运动,C错,D对.
10.如图5-9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5-9
①热敏电阻温度升高,其他条件不变
②热敏电阻温度降低,其他条件不变
③光照增强,其他条件不变
④光照减弱,其他条件不变
选D.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②、④正确,①、③错误.
二、填空题(本题共2小题,每小题6分,共12分.按题目要求作答)
11.(2010年高考上海卷)电动机的自动控制电路如图5-10所示,其中RH为热敏电阻,RL为光敏电阻.当温度升高时,RH的阻值远小于R1;
当光照射RL时,其阻值远小于R2,为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,电路中虚线框内应选________门逻辑电路;
若要提高光照时电动机启动的灵敏度,可以________R2的阻值(填“增大”或“减小”).
图5-10
电路中的逻辑关系是“或”逻辑关系,故虚线框内应选或门电路.若要提高光照时电动机启动的灵敏度,需要在光照较小即光敏电阻较大时启动,故要增大R2.
答案:
或增大
12.一般的电熨斗用合金丝作发热元件,合金丝电阻随温度t变化的关系如图5-11实线①所示,由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等情况不同,熨斗的散热功率不同,因而电熨斗的温度可能会在较大范围内波动,易损坏衣物.
有一种用主要成分为被称为“PTC”的特殊材料BaTiO3作发热元件的电熨斗,具有升温快、能自动控制温度的特点,PTC材料的电阻随温度变化的关系如图中实线②所示,根据图线分析:
图5-11
(1)为什么原处于冷态的PTC熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快?
________________________________________________________________________
(2)通电一段时间后电熨斗温度t自动地稳定在________范围之内.
从图象发现当温度比较低时,PTC熨斗的电阻较小,在电压恒定时,电热功率比较大,发热大于散热,升温较快;
当温度较高时电阻迅速增大,发热功率减小,当发热功率和散热功率相等时,保持恒定温度不变.
(1)由于冷态时PTC材料电阻较小,故由P=U2R知,其发热功率较大,所以升温快.
(2)从图上可以看出,温度较低时,电阻较小,热功率较大,所以发热快于散热,温度升高,电阻值迅速增大,相应发热功率减小,当发热功率小于散热功率时,电阻温度降低,电阻值减小,发热功率会相应增大,故当发热功率等于散热功率时,温度会稳定在图中T6~T7之间.
(2)T6~T7
三、计算题(本题共4小题,共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(10分)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动作,牵引排水阀的活塞打开,排出污染.牵引电磁铁的结构如图5-12所示.
图5-12
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:
(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端分别为什么磁级?
(2)a、b处输入的是正、负交变电流,铁芯2是否仍然吸入线圈?
与恒定电流相比会有什么不同?
(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.
见解析
14.(10分)在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量.如图5-13所示,托盘和弹簧的质量均不计,滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连,当托盘中没有放物体时,电压表示数刚好为零.设滑动变阻器的总电阻为R,总长度为L,电源电动势为E,内阻为r,限流电阻的阻值为R0,弹簧的劲度系数为k,不计一切摩擦和其他阻力,电压表为理想电压表.当托盘上放上某物体时,电压表的示数为U,求此时所称量物体的质量.
图5-13
设托盘上放上质量为m的物体时弹簧压缩量为x,
由平衡条件得mg=kx①
此时滑动变阻器滑片已下滑x,由分压原理知,电压表上的电压值:
U=xL•RR+R0+r•E②
由①②两式得m=kLUR+R0+rRgE.
kLUR+R0+rRgE
15.(14分)用如图5-14所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器.用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块可无摩擦滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后.汽车静止时,两弹簧处于压缩状态,传感器a、b的示数均为10N.
图5-14
(1)若传感器a的示数为14N、b的示数为6.0N,求此时汽车的加速度大小和方向.
(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零.
(1)如图所示,依题意:
左侧弹簧对滑块向右的推力F1=14N,右侧弹簧对滑块的向左的推力F2=6.0N.
滑块所受合力产生加速度a1,根据牛顿第二定律有
F1-F2=ma1,得a1=4m/s2
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- 物理 传感器 及其 应用 综合 检测 试题 答案
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