高中物理 第5章 传感器及其应用本章高效整合检测 鲁科版选修3-2

第5章 传感器及其应用一、选择题1．当你走近豪华宾馆、酒楼的大门时，门就自动为你打开；当你走进门之后，门又在你身后自动关上．你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息(　　)A．温度　　　　　　　 B．运动C．人 D．光线解析：　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，在夏季自动门没人操作不能正常工作，所以A错．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．答案：　D2．随着改革开放的深入进行，中国经济对世界的影响越来越大，随之带来了一些人的非议．进入2007年，中国产品的质量问题被一些别有用心的人恶意夸大．中国政府据理力争的同时，不断加强对国内产品的质量监管力度，其中对某些食品卫生的检测可以通过传感器快速检测出来，这种传感器属于(　　)A．物理传感器 B．化学传感器C．生物传感器 D．数学传感器答案：　C3．用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是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．电饭煲中控制加热和保温的温控器解析：　红外报警装置将红外线信号转换为电信号，声控开关将声音信号转换为电信号，压力传感装置将压力转换为电信号，温控器将温度信号转换为电信号，故A正确．答案：　A4．生物传感器与传统的各种物理传感器和化学传感器的最大区别在于(　　)A．外界信息是生物信息 B．转化的有用信息是生物信息C．感受器中含有生命物质 D．传感器就是生物答案：　C5．2007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、阻碍交流的作用解析：　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．答案：　D6．如图所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明(　　)A．热敏电阻在温度越高时，电阻越大B．热敏电阻在温度越高时，电阻越小C．半导体材料温度升高时，导电性能变差D．半导体材料温度升高时，导电性能变好解析：　电流表的示数增大，说明电路中的电流增大，电阻减小，所以这个热敏电阻的电阻率是随温度的升高而降低的，电阻率减小，电阻值在其它条件不变时减小，导电性能变好．答案：　BD7．如图所示是一种延时开关．当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通．当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放．则(　　)A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开B线圈的电键S2，无延时作用D．如果断开B线圈的电键S2，延时将变长解析：　本题以延时开关作为密切联系实际的新情境，考查考生对电磁感应现象的理解程度和推理能力．根据题中所提示的信息，不难发现延时开关的基本工作原理：当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通．这时虽然B线圈的电键S2闭合，但通过它的磁通量不变，所以没有电磁感应现象发生．当S1断开时，A线圈立即断路，不会发生电磁感应，但通过B线圈的磁通量减少，由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用，选项B正确．如果此时断开B线圈的电键S2，则B线圈虽然产生感应电动势，但不产生感应电流，不能吸引衔铁D，无延时作用，选项C正确．答案：　BC8．如图所示，Rt为负温度系数半导体热敏电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明(　　)A．环境温度变高 B．环境温度变低C．环境温度不变 D．都有可能解析：　灯泡L的亮度变暗，说明Rt的阻值增大，即周围环境的温度变低．答案：　B9．用力传感器悬挂一钩码沿竖直方向由静止开始运动，下图中实线是传感器记录的拉力大小变化情况，则(　　)A．钩码的重力约为4 NB．钩码的重力约为3 NC．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、D，失重状态的是B、CD．A、B、C、D四段图线中，钩码处于超重状态的是A、B，失重状态的是C、D解析：　根据题意，由图象可知，刚开始一段运动为匀速运动，拉力与重力平衡，钩码的重力约为4 N，A、D两段加速度向上，钩码处于超重状态，B、C两段加速度向下，钩码处于失重状态，故选项A、C对，B、D错误．答案：　AC10．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(a)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(b)所示，下列判断正确的是(　　)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解析：　从题图(b)可以看出，在t1到t2时间内，电流表示数逐渐增大，则压敏电阻的阻值逐渐减小，说明压敏电阻受到重球的压力越来越大，小车的加速度增大，故小车做变加速运动；在t2到t3时间内，电流不变，则说明重球对压敏电阻的压力不变，故小车做匀加速直线运动．答案：　D二、非选择题11．已知电流表的电流从“＋”接线柱流入时指针向右偏，在如图所示的实验装置中(1)合上S将线圈A插入B的过程中，电流表指针向__________ ______偏．(2)合上S将线圈A插入B后，将变阻器触头向左移动时，电流表指针向__________ ________偏．解析：　合上S后，螺线管中存在向下的磁场，若将线圈A插入B，在插入B的过程中，穿过B线圈的磁场方向向下，其磁通量增加，由楞次定律和安培定则，可得电流表中存在从“＋”接线柱流入的电流应右偏，若将变阻器触头向左移动，线圈A中电流增大，磁场增强，由楞次定律及安培定则可得电流表中存在由“＋”接线柱流入的电流，向右偏，若A中插入铁芯，其磁性增强，同理可得电流表指针右偏．答案：　(1)右　(2)右12．如图所示，为热敏电阻的R－t图象，下图为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为100 Ω.当线圈中的电流大于或等于 20 mA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E＝9.0 V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．问：(1)应该把恒温箱内的加热器接在__________ ________.(填“A、B端”或“C、D端”)(2)如果要使恒温箱内的温度保持50 ℃，可变电阻R′的值应调节为多大？解析：　(1)A、B端．(2)由热敏电阻的R－t图可知，温度为50 ℃时，R＝90 Ω.由闭合电路欧姆定律得I＝.代入数值，解得R′＝260 Ω.答案：　(1)A、B端　(2)260 Ω13．车床在工作时是不允许将手随便接近飞转的工件的．为了防止万一，工人师傅设计了如图所示的光电自动制动安全电路，只要人手不小心靠近了工件，机器就自动停转，请简述其工作原理．下图中的A为车床上的电动机，B为随电动机高速转动的工件，C为光源．光源发出的光照到光敏电阻D上，E为电磁铁，G为电源，H为弹簧．答案：　当手在C、D间靠近工件时，遮挡住射向光敏电阻的光，光敏电阻的阻值迅速变大，电路中电流变小，使电磁铁磁性减弱从而放开衔铁，造成电动机断路，工件停转以保证安全．14．如图所示为某校科技活动小组制作的恒温箱的电路示意图，电热丝是恒温箱的加热元件．图中的水银温度计为导电温度计．上面的金属丝A的高度可以调整，下面的金属丝B与温度计的水银接触，该温度计的水银液泡被放置到恒温箱内，请根据此电路图说明恒温箱工作的原理．答案：　水银温度计中水银随温度升高而膨胀，接通控制电路后，继电器工作，切断电热丝电源，当恒温箱内的温度未达到导电温度计金属丝所指示的温度时，电热丝被连接在电路中，使恒温箱温度升高．当导电温度计中的水银柱上升到金属丝指示的温度时，继电器开始工作，衔铁被吸下，电热丝断电停止加热．温度降低后线圈电路断开，衔铁被释放，电热丝再次被连入电路，从而保持恒温箱内温度恒定．。