高中物理 第六章第二节 《传感器的应用》知能演练轻松闯关 新人教版选修3-2

1112013-2014学年高中物理 第六章第二节 传感器的应用知能演练轻松闯关 新人教版选修3-21下列器件不是应用温度传感器的是()A电熨斗B话筒C电饭锅 D测温仪解析：选B.电熨斗、电饭锅、测温仪是应用温度传感器，话筒是应用声传感器2下列器件是应用光传感器的是()A鼠标器 B火灾报警器C测温仪 D电子秤解析：选AB.测温仪应用温度传感器，电子秤是应用力传感器3常见的光传感器有()A热敏电阻 B光敏电阻C光电管 D感温铁氧体解析：选BC.热敏电阻、感温铁氧体应用温度传感器4(2013河北衡水中学高二检测)温度传感器广泛应用于家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的如图甲所示为某装置中的传感器工作原理图，已知电源的电动势E9.0 V，内电阻不计；G为灵敏电流表，其内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其阻值随温度的变化关系如图乙所示，闭合开关S，当R的温度等于20 时，电流表示数I12 mA；当电流表的示数I23.6 mA时，热敏电阻的温度是()A60 B80 C100 D120 解析：选D.由题图乙可知，当R的温度等于20 时，热敏电阻的阻值R14 k，则由I1可得Rg0.5 k，当电流I23.6 mA时，由I2，可得R22 k，结合图乙此时温度为120 ，故选D.5.(2013南宁高二检测)如图所示为一种加速度仪的示意图质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E，不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R，有效长度为L，系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中求：(1)系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式(2)将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？(3)若电压表指针指在满刻度的3/4位置，此时系统的加速度大小和方向如何？解析：(1)当振子向左偏离中间位置x距离时，由牛顿第二定律得2kxma电压表的示数为UE由以上两式解得a(E2U)(2)均匀，因为加速度a与电压表示数U是一次函数(线性)关系(3)当滑动触头滑到最右端时，电压表最大示数UmE，电压表指针指在满刻度的3/4位置时，UE代入式解得a，方向向左答案：(1)a(E2U)(2)见解析(3)方向向左一、选择题1(单选)下列说法中正确的是()A电饭锅中的敏感元件是光敏电阻B测温仪中的测温元件可以是热敏电阻C机械式鼠标中的传感器接收到连续的红外线，输出不连续的电脉冲D火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现低电阻状态，有烟雾时呈现高电阻状态解析：选B.电饭锅中的敏感元件是感温铁氧体，A错误；机械式鼠标中的传感器接收断续的红外线脉冲，输出相应的电脉冲信号，C错误；火灾报警器中的光传感器在没有烟雾时呈现高电阻状态，有烟雾时呈现低电阻状态，D错误故选B.2(单选)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化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解析：选A.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，故选A.3(单选)(2013厦门一中高二检测)办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是()A生物传感器 B红外传感器C温度传感器 D压力传感器解析：选B.自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，在夏季自动门可能误动作自动门实际使用的是红外线传感器，红外线属于不可见光，人在白天或黑夜均发出红外线，传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机，实现自动开门故选B.4(多选)许多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应它的控制电路中可能接入的传感器是()A温度传感器 B光电传感器C声音传感器 D热电传感器解析：选BC.温度传感器是指将温度信号转换为电信号的一类传感器；光电传感器是指将光信号转换为电信号的一类传感器；声音传感器是指将声音信号转换为电信号的一类传感器；热电传感器是指将温度信号转换为电信号的一类传感器根据题意，楼道照明灯由两种装置控制，一是与光有关，二是与声音有关，故选BC.5(单选)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生物传感器解析：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，故选B.6(多选)如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻此光电计数器的基本工作原理是()A当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压B当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压C信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：选AC.当光照射到光敏电阻R1上时，R1电阻减小，电路中电流增大，R2两端电压升高，信号处理系统得到高电压，计数器每由高电压转到低电压，就计一个数，从而达到自动计数目的，故选AC.7(单选)如图所示，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与D距离不变，下列说法中正确的是()A当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变解析：选A.电源电压恒定，也就是说，并联电路两端的电压恒定，当滑动触头向左移动时，发光二极管发光变强，光敏电阻的电阻变小，所以电流变大，则L的功率增大故选A.8(单选)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率随温度t的变化关系如图所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能对此，以下判断正确的是()通电后，其电功率先增大，后减小通电后，其电功率先减小，后增大当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变A BC D解析：选D.当电热灭蚊器温度由0 升到t1的过程中，电阻器的电阻率随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当tt1时，PP1达到最大；当温度由t1升高到t2的过程中，增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P也就越大，因此在这之间的某一温度t3会有PP3P，即电热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当tt3，PP，使温度自动升高到t3；当tt3，PP，使温度自动降为t3，实现自动保温，故选D.9(多选)(2012高考江苏卷)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有()A家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起解析：选ABD.电路正常或短路时，火线和零线中通过的电流大小相等、方向相反，故L1中火线与零线中电流产生的磁场相抵消，铁芯中的磁通量为零，L2中无感应电流产生，电磁铁中也就无电流，开关K不会被吸起由上述分析可知，A、B项正确，C项错误当地面上的人接触火线发生触电时，火线与零线中的电流大小不再相等，则L2中产生感应电流，电磁铁也就能把开关K吸起，即D正确故选ABD.10(单选)氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)CO浓度曲线，如图乙所示在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是()解析：选D.U0IR0，一氧化碳浓度c增大，电导增大，电阻R传减小，U0增大，一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间的关系是正相关关系，但不是正比关系故选D.二、非选择题11图甲为在温度为10 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R120 k，R210 k，R340 k，RT为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示当a、b端电压Uab0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当Uab0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在_.解析：本题考查了自动恒温箱的原理，抓住Uab0的临界状态进行研究设电路路端电压为U，当Uab0时，有R1R3，解得RT20 k.由图乙可知，当RT20 k时，t40 .答案：40 12如图所示，一条形磁铁置于水平转台上随转台一起做匀变速转动，一磁传感器位于转台边缘从而可以获得传感器所在位置的磁感应强度随时间的变化曲线如图图中横坐标为时间轴，读数为3秒/格，纵坐标为磁感应强度(1)请类比平均速度的定义方法，定义平均角速度，并求出转台在测量期间的平均角速度；(2)请类比加速度的定义方法，定义角加速度，并求出转台向心加速度解析：(1)由图象可知，在测量期间，取磁铁转动的最大周期数为7个周期，用时51 s，故平均角速度为14/t s0.86 rad/s.(2)类比加速度的定义，角加速度为角速度的增量与所用时间的比值测量期内，第一个周期开始到第七个周期开始的时间间隔为t42 s第一个周期的时间为6 s，角速度为12/61.05 rad/s.第七个周期约为8 s，22/80.79 rad/s，角加速度为a(21)/t(0.791.05)/42 s0.006 2 rad/s2.答案：(1)0.86 rad/s(2)0.006 2 rad/s2111