高中物理 第三章 第四节 用传感器制作自控装置练习 粤教版选修3-2

第三章 传感器第三节 传感器的应用第四节 用传感器制作自控装置A级抓基础1机器人通过哪种传感器感知周围环境，从而避开障碍物()A温度传感器B压力传感器C味觉传感器 D视觉传感器解析：机器人通过“眼睛”(摄像机)即视觉传感器感知周围景物，从而避开障碍物答案：D2中国自主研制的“嫦娥一号”探月卫星利用星载CCD立体相机获得月球地形地貌数据，中国政府已于2008年11月12日发布了根据这些数据绘制的月球全图，CCD立体相机属于以下哪类传感器()A生物传感器 B气敏传感器C磁传感器 D光传感器解析：月球是一个特殊的星体，它上面无空气、无生物、无磁场，故只有光传感器可以达到探测目的卫星上实际配备的是CCD相机和一个激光高度计，由相机拍摄月球的高精度图象与激光高度计所探测到的月球表面各部分相对于一个参考平面的高度相叠加，就是一幅完整而精确的月球立体地形图答案：D3有一些星级宾馆的洗手间装有自动干手机，洗手后将湿手靠近，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干干手机能使传感器工作，是因为手的靠近()A改变湿度 B改变温度C改变磁场 D改变电容解析：根据自动干手机工作的特征，手靠近干手机电热器工作，手撤离后电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容器手靠近时相当于连接一个电容器，可以确定干手机内设有电容式传感器，由于手的靠近改变了电容大小，故D正确；用湿度和温度来驱动电热器工作，理论上可行，但是假如干手机是由于温度、湿度的变化而工作的就成了室内烘干机答案：D4.(多选)电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示，Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流，当膜片向右运动的过程中有()A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：由C，当膜片向右运动时，d减小，C变大，A对；因U不变，则Q变大，即直流电源继续对电容充电，C对答案：AC5.在如图所示的电路中，E为电源，其内阻为r，L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变)，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值大小随所受照射光强度的增大而减小，V为理想电压表若将照射R3的光的强度减弱，则()A电压表的示数变大B小灯泡消耗的功率变小C通过R2的电流变小D电源内阻的电压变大解析：由光敏电阻的性质可知电路中电阻的变化，则由闭合电路欧姆定律可得出电路中电流的变化，由欧姆定律可得出电压表示数的变化；同时还可得出路端电压的变化；由串联电路的规律可得出并联部分电压的变化，再由并联电路的规律可得出通过小灯泡的电流的变化，由功率公式即可得出灯泡功率的变化光敏电阻光照减弱，故光敏电阻的阻值增大，电路中的总电阻增大，由闭合电路欧姆定律可得，电路中电流减小，故R1两端的电压减小，故A错误；由并联电路的电流规律可知，流过灯泡的电流一定减小，故由PI2R可知，小灯泡消耗的功率变小，故B正确；因电路中电流减小，故电源内阻的电压减小，路端电压增大，同时R1两端的电压减小，故并联电路部分电压增大；则流过R2的电流增大，故C、D错误答案：BB级提能力6(多选)某仪器内部的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态，此时两灯均不亮若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是()A当汽车加速前进时，甲灯亮B当汽车加速前进时，乙灯亮C当汽车刹车时，甲灯亮D当汽车刹车时，乙灯亮解析：汽车加速前进时，M与左边触点接触，乙灯亮，所以B正确；当汽车刹车时，M与右边触点接触，甲灯亮，所以C正确答案：BC7铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置如图所示(俯视图)，能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面，当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一个电信号，通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收，从而确定火车的位置若一列火车匀加速驶来，则电压信号U随时间t的变化图象为()解析：若设线圈进入磁场时产生的感应电流的方向为正，则出离磁场时产生的感应电流方向为负值；根据EBLv可知，若火车匀加速度运动，则EBLat可知，产生的感应电动势逐渐变大；进入磁场的时间大于出离磁场的时间，故选项D正确答案：D8.(多选)如图所示，兴趣小组的同学为了研究竖直运动的电梯中物体的受力情况，在电梯地板上放置了一个压力传感器，将质量为4 kg的物体放在传感器上在电梯运动的某段过程中，传感器的示数为44 Ng取10 m/s2.对此过程的分析正确的是()A电梯可能正在减速下降B电梯可能正在加速上升C物体的加速度大小为1 m/s2D电梯的加速度大小为4 m/s2解析：当物体受到的压力大于重力时，物体处于超重状态，加速度向上；当物体受到的压力小于重力时，物体处于失重状态，加速度向下当传感器的示数为44 N，则物体受到的支持力是44 N，根据牛顿第二定律：a m/s21 m/s2.且加速度向上；则物体可能做向上做加速运动，或向下做减速运动故A、B、C正确，D错误答案：ABC9大家知道，在环绕地球运动的航天器处于完全失重的状态，不能利用天平称量物体的质量当力一定时，物体的质量越大，加速度就越小，根据牛顿第二定律能得出物体的质量如图所示，已知标准物A的质量为m1，连接在标准物A前后的力学传感器的质量均为m2，待测质量的物体B连接在后传感器上，在某一外力作用下整体在空间站内的桌面上运动，稳定后前、后两个传感器的读数分别为F1、F2，由此可知待测物体B的质量为()A. B.C. D.解析：根据牛顿第二定律，对A、B及传感器的整体：F1(m12m2mB)a；对物体B：F2mBa.联立解得mB，故选C.答案：C10在科技创新活动中，小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运输车(如图甲所示)在光滑水平面AB上(如图乙所示)，机器人用大小不变的电磁力F推动质量为m1 kg的小滑块从A点由静止开始做匀加速直线运动小滑块到达B点时机器人撤去电磁力F，小滑块冲上光滑斜面(设经过B点前后速率不变)，最高能到达C点图甲图乙机器人用速度传感器测量小滑块在ABC过程的瞬时速度大小并记录如下.t/s00.20.42.22.42.6v/(ms1)00.40.83.02.01.0求：(1)机器人对小滑块作用力F的大小；(2)斜面的倾角的大小解析：(1)小滑块从A到B过程中：a12 m/s2，由牛顿第二定律得：Fma12 N.(2)小滑块从B到C过程中加速度大小：a25 m/s2.由牛顿第二定律得：mgsin ma2，则30.答案：(1)2 N(2)3011如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103 )时会自动断开，S2是一个自动温控开关，当温度低于70 时会自动闭合，温度高于80 时会自动断开，红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，分流电阻R1R2500 ，加热电阻丝R350，两灯电阻不计(1)分析电饭煲的工作原理(2)简要回答，如果不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？(3)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比解析：(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80 时，S2自动断开，S1仍闭合；水烧开后，温度升高到103 时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70 时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80 时，S2又自动断开，再次处于保温状态(2)如果不闭合开关S1，则不能将饭煮熟，因为最高只能加热到80 .(3)加热时电饭煲消耗的电功率为P1，保温时电饭煲消耗的电功率P2，两式中R并.从而有P1P2121.答案：(1)见解析(2)不能(3)121