2016-2017学年高中物理第5章传感器及其应用第2节常见传感器的工作原理+第3节大显身手的传感器学业分层测评鲁科版选修

第2节 常见传感器的工作原理 3节 大显身手的传感器 (建议用时：45分钟)学业达标1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【解析】由题意可知，这一装置要对光敏感，能区分白天与夜晚，所以选B.虽然白天与夜晚温度也不相同，但温度除与昼夜有关外还与季节有关，因此不能选C.【答案】B2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【解析】干簧管的簧片在磁力的作用下闭合或断开，从而在接入电路中相当于开关的作用【答案】C3“嫦娥一号”卫星上装有8种24件探测仪器，其中可能有()A味觉传感器B气体传感器C听觉传感器D视觉传感器【解析】“嫦娥一号”月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器，真正需要的是为月球“画像”的视觉传感器立体相机【答案】D4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洗衣机加水不能自动停止C洗衣机不排水D洗衣机不洗衣【解析】洗衣机水位控制装置正常，才能正常加水，且加到合适的水位，若损坏可能导致一直不加水或一直不停地加水，所以A、B可能，而这两种情况都会导致洗衣机洗衣程序不工作，所以D可能，故选C.【答案】C5(2016乐东高二检测)当你走近某些写字楼、机场、宾馆等大厅的入口时，大门会自动打开，进入大厅后，门又会自动关闭，关于这种自动门的下列说法中正确的是()A控制这种自动门开关的是一种红外线传感器B控制这种自动门开关的是一种普通光电传感器，能使自动门“见光开”C大人走近门会自动打开，小孩走近门，门不会自动打开D男孩走近门会自动打开，女孩走近门，门可能不会开【解析】控制自动门开关的传感器是红外线传感器，A对，B错；尽管不同物体(包括大人、孩子)不同温度发出的红外线波长不同，但在设置这个传感器范围时应当充分考虑到大人、小孩个体的差异及人体体温的变化范围大人、小孩、男孩、女孩靠近，门都应当会自动打开，C、D错【答案】A6(多选)电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图526所示Q是绝缘支架，薄金属膜片M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片M振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流当膜片M向右运动的过程中有() 【导学号：78870094】图526A电容变大B电容变小C导线AB中有向左的电流D导线AB中有向右的电流【解析】当声波使膜片M向右运动时，电容器极板间距减小，电容变大，电荷量QUC变大，电源要继续给电容器充电，所以导线AB中有向左的电流，故选项A、C正确【答案】AC7(2016长沙高二检测)传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器如图527所示，键盘上每一个键的下面都连一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两金属片组成一个小电容器当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号这种计算机键盘使用的是()图527A温度传感器 B压力传感器C磁传感器D光传感器【解析】小金属片被按下时，对该键有一个压力，小金属片向下移动，两个极板之间的距离改变，电容改变，将压力这个力学量转化为电容这个电学量，所以计算机键盘使用的是压力传感器，B正确，A、C、D错误【答案】B8如图528所示是一个测定液面高度的传感器在导线芯的外面涂上一层绝缘物质，放在导电液体中，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中的电流变化说明电容值增大时，则导电液体的深度h的变化情况为() 【导学号：78870095】图528Ah增大 Bh减小Ch不变D无法确定【解析】由题图知，导线芯和导电液体构成电容器的两极，导电液体深度的变化引起两极正对面积S的改变，电容的计算公式为C，电容增大，说明正对面积增大，故导电液体深度h增大【答案】A能力提升9.如图529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529A当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压升高B当有人通过而遮蔽光线时，A、B之间电压降低C当仅增大R2的阻值时，可减小A、B之间的电压D当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压【解析】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UIR2减小，故A项错误，B项正确；由闭合电路欧姆定律得：UEI(R1r)，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C项错误；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D项错误【答案】B10(多选)(2016长春高二期末)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况如图5210甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离均为0.2 m，则下列说法中正确的是()图5210A传送带运动的速度是0.1 m/sB传送带运动的速度是0.2 m/sC该传送带每小时输送3 600个工件D该传送带每小时输送7 200个工件【解析】在该计数装置中，A是发光的光源，B是光传感器，B中的主要元件是光敏电阻当没有光照射B时，传感器计数一次，由图可看出，1 s计数1次，两工件间距离为0.2 m，所以传送带运动速度是0.2 m/s，每小时输送3 600个工件故正确答案为B、C.【答案】BC11. (2016大庆高二检测)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5211中实线所示，由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物图5211有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料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所示，根据图线分析：(1)为什么处于冷态的“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自动稳定在_范围之内【解析】(1)由于冷态时PTC材料电阻较小，故由P知，其发热功率较大，所以升温快(2)从图上看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以生热快于散热，温度升高，电阻值迅速增大，相应的生热功率减小，当生热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，生热功率会相应增大，故当生热功率等于散热功率时，温度会稳定在图中T6T7之间【答案】(1)见解析(2)T6TT712有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图5212中的虚线所示它主要由三部分构成：踏板和压力杠杆ABO、压力传感器R(一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(其实质是电流表)其中AOBO51.已知压力传感器的电阻与其所受压力的关系如下表所示： 【导学号：78870096】图5212压力F/N050100150200250300电阻R/300270240210180150120设踏板的杠杆组件的质量不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.68 V，则：(1)利用表中数据归纳出电阻R随压力F变化的函数关系式；(2)该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表刻度盘多少毫安处？(3)如果某人站在踏板上，电流表刻度盘示数为20 mA，这个人的体重是多少？【解析】(1)由表中数据可归纳得出：R3000.6F(R和F的单位分别为和N)(2)依题意可知，电子秤空载时压力传感器的电阻R1300 ，电路中的电流为I A15.6 mA，所以该秤零刻度线应标在电流表刻度盘的15.6 mA处(3)当电流表刻度盘的读数为I220 mA时，压力传感器的电阻R2 234 由R3000.6F()，算得F2110 N再由F2AOGBO得G550 N.【答案】(1)R3000.6F(R和F的单位分别为和N)(2)15.6 mA(3)550 N6