2018-2019学年高中物理 第六章 传感器巩固练习(一)新人教版选修3-2.doc

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第六章 传感器【巩固练习】一、选择题1下列关于电饭锅的说法中正确的是( ) A电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁 B铁氧体在常温下具有铁磁性,温度很高时失去铁磁性 C用电饭锅烧水,水开后能自动断电 D用电饭锅煮饭时,若温控开关自动断电后,它不能自动复位2关于光传感器的应用,下列说法正确的是( ) A火灾报警器是利用烟雾对光的反射来工作的 B火灾报警器中的光电;极管平时收不到发光二极管LED发出的光,呈现高电阻状态 C机械式鼠标器的传感器是红外发射管 D当鼠标在桌面上移动时,红外接收管接收到的是断续的红外脉冲3传感器的种类多种多样,其性能也各不相同,空调机在室内温度达到设定的温度后,会自动停止工作,空调机内使用的传感器是( ) A生物传感器 B红外传感器 C温度传感器 D压力传感器4用遥控器调换电视机频道的过程,实际上是电视机中的传感器把光信号转换为电信号的过程。下列属于这类传感器的是( ) A红外报警装置 B走廊照明灯的声控开关 C自动洗衣机中的压力传感装置 D电饭锅中控制加热和保温的温控器5某城市为了节约能源,合理适时地使用路灯,要求夜晚亮、白天熄,利用半导体的某种特性制成自动点亮、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三种特性都利用了6如图所示是一火警报警器电路的示意图,其中恐为用半导体热敏材料制成的传感器,这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表,电源两极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流I、报警器两端的电压U的变化情况是( ) AI变大,U变小 BI变小,U变大 CI变小,U变小 DI变大,U变大7下列关于光传感火灾报警器说法正确的是( ) A发光二极管、光电三极管都是由半导体材料制成的 B光电三极管与光敏电阻一样都是光敏感元件,都是将光信号转换为电信号 C发光二极管发出的是脉冲微光 D如果把挡板撤去,火灾报警器照样工作8如图所示为小型电磁继电器的构造示意图,其中L为含铁芯的线圈。P为可绕O点转动的铁片,K为弹簧,S为一对触头,A、B、C、D为四个接线柱。电磁继电器与传感器配合,可完成自动控制的要求。其工作方式是( ) AA与B接信号电压,C与D可跟被控电路串联 BA与B接信号电压,C与D可跟被控电路并联 CC与D接信号电压,A与B可跟被控电路串联 DC与D接信号电压,A与B可跟被控电路并联9如图所示是温度报警器电路示意图,下列关于此电路的分析正确的是( ) A当RT的温度升高时,RT减小,A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声 B当RT的温度升高时,RT减小,A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声 C当增大RT时,A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器会发出报警声 D当增大RT时,A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器会发出报警声10如图所示的光控电路用发光二极管LED模拟路灯,RG是光敏电阻。A为斯密特触发器输入端,在天黑时路灯(发光二极管)会点亮。下列说法正确的是( ) A天黑时,Y处于高电压 B天黑时,Y处于低电平 C当R1调大时,天更暗时,灯(发光二极管)点亮 D当R1调大时,天较亮时,灯(发光二极管)就能点亮11演示位移传感器的工作原理如图所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑杆P。通过电压表显示的数据,来反映物体位移的大小x,假设电压表是理想的,则下列说法中正确的是( ) A物体M运动时,电路中的电流会发生变化 B物体M运动时,电压表的示数会发生变化 C物体M不动时,电路中没有电流 D物体M不动时,电压表没有示数二、填空题12对于与门电路,当输入_时,输出是“1”;对于或门电路,当输入_时,输出是“1”;对于非门电路,当输入_时,输出是“1”。13斯密特触发器是一种特殊的_门电路,它能将连续变化的_信号,转变为连续变化的_14机械式鼠标器的内部中的光传感器接收到的是断续的_,输出相应的_信号。15烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板。平常光电三极管收不到LED发出的光,呈现_电阻状态。当有烟雾时因其对光的散射作用,使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变_。与传感器连接的电路检测出这种变化,就会发出警报。16如图所示为一实验小车利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图,A为光源,曰为光电接收器,A、B均固定在车身上,C为小车的车轮,D为与c同轴相连的齿轮。车轮转动时,A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号,被曰接收并转换成电信号,由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为n,累计脉冲数为N,则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是_;小车速度的表达式为v=_;行程的表达式为s=_。三、解答题17有自动控制功能的蔬菜大棚,要靠传感器感知作物生长所需的各种信息。如图为蔬菜大棚内信息采集与自动控制示意图。试结合图上信息,分析讨论: (1)在种植蔬菜大棚中要用到哪些传感器?它们的作用是什么? (2)为了控制大棚中的蔬菜的生长条件,还需要哪些设施与传感器配合使用。18如图所示是利用光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是接收光信号的仪器,B中的主要元件是光电传感器光敏电阻。试简要叙述自动计数的原理。19电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,他们一般具有加热和保温功能,其工作原理大致相同。图甲为某种电热式电器的简化电路图,主要元件有电阻丝R1,R2和自动开关S。 (1)当自动开关S闭合和断开时,用电器分别处于什么状态? (2)用电器由照明电路供电(U=220 V),设加热时用电器的电功率为400 W,保温时用电器的电功率为40 W,则R1和R2分别为多大? (3)若将图甲中的自动开关S换成理想的晶体二极管D,如图乙所示,其他条件不变,求该用电器工作1 h消耗的电能。20请设计一个用光敏电阻来模拟路灯的自动夜开昼关的电路。提供的仪器:光敏电阻、小灯泡、电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线若干。21如图所示是一个报警器装置的逻辑电路图。RT是一个热敏电阻,低温时电阻值很大,高温时电阻值很小,R是一个阻值较小的分压电阻,A为斯密特触发器输入端。 (1)为什么在高温时电铃会响起? (2)为了提高电路的灵敏度,即将报警温度调得低些,那么R的值应该大一些还是小一些?22如图所示,A是浮子,B是金属触头,C为住宅楼房顶上的蓄水池,M是带水泵的电动机,D是弹簧,E是衔铁,F是电磁铁,S1、S2分别为触点开关,S为开关,J为电池。请利用上述材料,设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。 (1)连接电路图; (2)简述其工作原理。(涉及的元件可用字母代替)【答案与解析】一、选择题1【答案】BD 【解析】电饭锅中的温度传感器其主要元件是铁氧体,故A错,B选项正确。因水开时温度约为100,达不到居里温度103,故不能自动断电,则选项C错。温控开关只能手动闭合,故D正确。2【答案】BD 【解析】烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板,平常光电三极管收不到LED发出的光,呈现高电阻状态,选项B正确;当有烟雾时,因其对光的散射作用,使部分光线照射到光电三极管上,其电阻变小,与传感器连接的电路检测出这种变化并发出警报,选项A错误;机械式鼠标器的传感器是红外接收管,选项C错误;当鼠标移动时,红外接收管就收到断续的红外脉冲,输出相应的电脉冲信号,选项D正确。3【答案】C 【解析】空调机根据温度调节工作状态,所以内部使用了温度传感器,故C正确。4【答案】A 【解析】遥控器发出红外线,电视中的传感器感知红外线是红外线传感器,所以A选项正确。5【答案】B 【解析】题目中半导体应能感知光照强度变化,并输出电信号,控制电路通断,所以利用了半导体的光敏性,故B正确。6【答案】D 【解析】首先弄清电路的结构:R2与R3并联,再与R1串联,当R3所在处出现火情时,R3的温度升高,则B的电阻增大,故整个外电路的电阻增大,总电流减小,路端电压U增大,R1两端电压减小,则R2两端电压增大,所以I增大。选项D正确。本题考查了闭合电路的欧姆定律和传感器的有关知识。7【答案】AB 【解析】发光二极管工作时是持续发光的,挡板撤去,光始终照到光电三极管上,始终发出警报,和有无火灾无关。8【答案】A 【解析】由图可知A、B是继电器线圈的接线柱,所以A、B应接信号电压,线圈随信号电压变化而使继电器相吸或排斥,从而使C、D接通或断开,进而起到控制作用,所以选项A正确。9BC 【解析】当墨温度升高时,电阻减小,A端电势升高到某一数值,Y端电势突然降低,蜂鸣器导通发出警报,A错B对。当增大R,时,A端电势升高到某一数值,Y端电势突然降低,电流通过蜂鸣器,发出报警声,C对D错。10【答案】BC 【解析】天黑时,R。阻值增大到一定值,斯密特触发器输入端A的电压上升到某个值,输出端Y突然由高电平跳到低电平,R1调大时,A端电压降低,只有天更暗时,RG电阻更大时,路灯才点亮,故B、C正确。11【答案】B 【解析】电压表为理想电表,则电压表不分流,故触头移动时不会改变电路的电阻,也就不会改变电路中的电流,故选项A错误;电压表测得的是触头P左侧电阻分得的电压,故示数随物体M的移动,亦即触头的运动而变化,故选项B正确,选项c、D错误。二、填空题12【答案】都同时为“1” 有一个为“1”为“0”13【答案】非 模拟 数字14【答案】红外线脉冲 电脉冲15【答案】高 小16【答案】车轮半径R和齿轮的齿数P 【解析】小车的速度等于车轮周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积。设车轮的半径为R,单位时间内车轮转动圈数为k,则有v=2Rk。若齿轮的齿数为P,则齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为P,已知单位时间内的脉冲数为n,所以单位时间内齿轮转动圈数为。由于齿轮与车轮同轴相连,他们在单位时间内转动圈数相等,即。由以上两式可得,。同理,设车轮转动的累计圈数为k,则有s=2Rk,且,所以。可见,要测出小车的速度v和行程s,除单位时间内的脉冲数n和累计脉冲数N外,还必须测出车轮半径R和齿轮的齿数P。三、解答题17【答案】见解析 【解析】(1)在蔬菜大棚中要用到检测光照的光敏传感器;检测温度的温度传感器;检测空气湿度和土壤湿度的湿度传感器;检测二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器等。 (2)配套设施有:调节光照的遮阳棚,调整温度的加热装置与通风装置,调整湿度的通风加湿装置和喷淋器,调整二氧化碳浓度的自动排气装置。18【答案】见解析 【解析】当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,供给信号处理系统的电压变低,当传送带上有物品挡住由A射向B的信号时,光敏电阻的阻值变大,供给信号处理系统的电压变高。这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理,就会自动将其转化为相应的数字,实现自动计数的功能。19【答案】(1)S闭合时加热 S断开时保温 (2)121 1089 (3)0.22 kWh【解析】(1)S闭合,处于加热状态;S断开,处于保温状态。(2)由电功率公式得,联立解得R1=121,R2=1089。(3)(或7.92105 J)。20【答案】见解析 【解析】本题考查学生设计创新能力,关键要利用光敏电阻的特性和继电器启闭工作电路的作用进行设计。电路设计如图所示,原理简述:光敏电阻的阻值随入射光强度的增强而减小,白天时,照射光敏电阻的光强度大,R1阻值减小,电流增大,电磁铁把衔铁P吸下使B脱离A,切断电灯电路,夜晚时相反。 21【答案】(1)见解析 (2)R的值应大一些【解析】(1)热敏电阻的温度上升,RT变小,A端的电压低到某一值时,Y端会由低电平跳到高电平,加在电铃两端的电压变大,电铃响起。(2)若R的值大,由于它的分压作用,使RT两端的电压不太高,则外界温度不太高时,就能使蹦之间电压降到低电压输入,而当A端的电压降低到某一值时,Y端会由低电平跳到高电平,加在电铃两端的电压变大,电铃响起。22【答案】见解析【解析】(1)连接线路图如图所示 (2)按图连接好电路,合上开关S,水泵工作,水位升高,当浮子上升使B接触到S1时,左侧电路(控制电路)工作,电磁铁F有磁力,拉下衔铁E,使S2断开,电机动M不工作,停止注水,当水位下降使B与S1脱离,电路停止工作,F无磁性,D拉动E,使S2接通,电动机M工作。
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