人教版高中物理选修3-23-2第六章传感器补充习题
高中物理-有答案-人教版选修3-2第六章第2节传感器的应用同步练习
高中物理人教版选修3-2第六章第2节传感器的应用同步练习一、选择题（共4题；）1. 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2. 有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是（）A.两个传感器都是光电传感器B.两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C.两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D.只有光照和温度都适合时排气扇才能工作3. 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4. 电容式传感器是用来将各种非电信号转变为电信号的装置。
由于电容器的电容C取决于极板正对面积S、极板间距离d以及极板间的电介质这几个因素，当某一物理量发生变化时就能引起上述某个因素的变化，从而又可推出另一个物理量的值的变化，如图所示是四种电容式传感器的示意图，关于这四个传感器的作用列下说法不正确的是（）A.甲图的传感器可以用来测量角度B.乙图的传感器可以用来测量液面的温度C.丙图的传感器可以用来测量压力D.丁图的传感器可以用来测量位移二、多项选择题（共4题；）关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是（）A.应变片是由导体材料制成的B.当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之，变小C.传感器输出的是应变片上的电压D.外力越大，输出的电压差值也越大如图是自动调温式电熨斗，下列说法错误的是（）A.常温时上下触点是接触的B.双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C.原来温度控制在80∘C断开电源，现要求60∘C断开电源，应使调温旋钮下调一些D.由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些如图所示是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103∘C，下列说法中正确的是（）A.常温下感温磁体具有较强的磁性B.当温度超过103∘C时，感温磁体的磁性较强C.饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103∘C，这时开关按钮会自动跳起D.常压下只要锅内有水，锅内的温度就不可能达到103∘C，开关按钮就不会自动跳起为了锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计），弹簧劲度系数为100N/cm．定值电阻R0=10Ω，ab是一根长为10cm的均匀电阻丝，阻值R1=25Ω，电源输出电压恒为U=6V，理想电流表的量程为0∼0.6A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是（不计电源内阻)（）A.小明在电路中连入R0的目的是保护电路B.当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1AC.当电流表指针指在0.3A处时，拉力为600ND.当拉力为200N时，电流表指针指在0.2A处三、填空题（共2题；）将一个力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力．图中所示就是用这种方法测得的小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力大小随时间变化的曲线．从这条曲线提供的信息，可以判断滑块约每隔________s经过碗底一次；若滑块质量为0.1kg，半圆形碗的半径为15cm，则从图像中能观察到滑块运动过程中的最大速度为________m/s．如图甲为在温度为10∘C左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1= 20kΩ，R2=10kΩ，R3=40kΩ，R t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U ab<0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当U ab>0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________∘C．四、计算题（共2题；）如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的装置的示意图，A为光源，B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。
人教版高中物理选修3-2第六章 传感器单元练习题(含详细答案)
第六章传感器一、单选题1.如下图所示为一种温度自动报警器的原理图,在水银温度计的顶端封入一段金属丝,以下说法正确的是( )A．温度升高至74 ℃时,L1亮灯报警B．温度升高至74 ℃时,L2亮灯报警C．温度升高至78 ℃时,L1亮灯报警D．温度升高至78 ℃时,L2亮灯报警2.如图所示,有电流流过长方形金属块,磁场的方向垂直于前后表面,由于发生霍尔效应,下列说法中正确的是( )A．金属块上表面a电势高B．金属块下表面b电势高C．金属块前表面c电势高D．金属块后表面d电势高3.下列关于传感器的说法正确的是( )A．话筒是一种常用的传感器,其作用是将电信号转换为声音信号B．在天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中只有声音传感器C．光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D．电子秤中所使用的测力装置是温度传感器4.如图所示是观察电阻值随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水变为热水,关于欧姆表的读数变化情况正确的是( )A．如果R为金属热电阻,读数变大,且变化非常明显B．如果R为金属热电阻,读数变小,且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作),读数变化不明显5.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小．实验时,把图甲中的小球举高到绳子的悬点O处,然后让小球自由下落．用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间的变化图线如图乙所示．根据图线所提供的信息,以下判断正确的是( )A．t2时刻小球所处位置是运动中最高点B．t1～t2期间小球速度先增大后减小C．t3时刻小球动能最小D．t2与t5时刻小球速度大小不同6.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ρ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．以下对电热灭蚊器的判断正确的是( )①通电后,其电功率先增大后减小②通电后,其电功率先减小后增大③当其产生的热量与散失的热量相等时,温度保持在T1不变④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．①③B．②③C．②④D．①④7.电子打火机的点火原理是压电效应,压电片在受压时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比．现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器,如图所示．压电片安装在电梯地板下,电压表与压电片构成闭合回路用来测量压电片两侧形成的电压,若发现电压表示数增大,下列说法正确的是( )A．电梯一定加速上升B．电梯一定减速下降C．电梯加速度一定向上D．电梯加速度一定向下8.以下家用电器中利用了温度传感器的是( )A．防盗报警器B．自动门C．电子秤D．电饭煲9.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( )①温度传感器；②光传感器；③声音传感器；④热传感器A．①②B．②③C．③④D．②④10.霍尔元件能转换哪个物理量( )A．把温度这个热学量转换成电阻这个电学量B．把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量C．把力这个力学量转换成电压这个电学量D．把光照强弱这个光学量转换成电阻这个电学量二、多选题11.(多选)如图所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法中正确的是( )A．严重污染时,LDR是高电阻B．轻度污染时,LDR是高电阻C．无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响12.(多选)美国科学家Willard S．Boyle与George E．Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件可作为传感器的有( )A．发光二极管B．热敏电阻C．霍尔元件D．干电池13.(多选)为锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1＝25 Ω,电源输出电压恒为U ＝3 V,理想电流表的量程为0～0.6 A,当拉环不受力时,滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)( )A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时,闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时,电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处三、实验题14.如图所示,一热敏电阻R T放在控温容器M内；A为毫安表,量程6 mA,内阻为数十欧姆；E为直流电源,电动势约为3 V,内阻很小；R为电阻箱,最大阻值为999.9 Ω,S为开关．已知R T在95 ℃时的阻值为150 Ω,在20 ℃时的阻值约为550 Ω.现要求在降温过程中测量在20～95 ℃之间的多个温度下R T的阻值．(1)在图中画出连线,完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线．b．调节控温容器M内的温度,使得R T的温度为95 ℃.c．将电阻箱调到适当的阻值,以保证仪器安全．d．闭合开关．调节电阻箱,记录电流表的示数I0,并记录________．e．将R T的温度降为T1(20 ℃＜T1＜95 ℃)；调节电阻箱,使得电流表的读数________,记录________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值R T1＝________.g．逐步降低T1的数值,直到20 ℃；在每一温度下重复步骤e、f.15.现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性,请你在实物图上连线．(2)实验的主要步骤：①正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,________,________,断开开关．③实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值,并据此绘得R－t关系图线．请根据图中的图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝________＋________t(Ω)保留3位有效数字．四、计算题16.在航天事业中要用角速度计测得航天器的自转角速度ω,结构如图所示,当系统绕轴OO′转动时元件A在光滑杆上发生滑动,并输出电信号成为航天器的制导信号源,已知A质量为m,弹簧的劲度系数为k,原长为l0,电源电动势为E,内阻不计,滑动变阻器总长为l,电阻分布均匀,系统静止时滑动变阻器触头P在中点,与固定接头Q正对,当系统以角速度ω转动时,求：(1)弹簧形变量x与ω的关系式；(2)电压表示数U与角速度ω的关系式．17.如图所示是一种悬球式加速度仪,它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度．金属球的质量为m,它系在金属丝的下端,金属丝的上端悬挂在O点,AB是一根长为L的均匀电阻丝,其阻值为R,金属丝与电阻丝接触良好,摩擦不计,电阻丝的中心C焊接一根导线,从O点也引出一根导线,两线之间接入一个电压表(金属丝和导线电阻不计)．图中虚线OC与AB垂直,且OC＝h,电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上,整个装置固定在列车中使AB与车前进的方向保持水平．列车静止时金属丝呈竖直状态,当列车加速或减速前进时,金属丝将偏离竖直方向,从电压表的读数变化可以测出加速度的大小．(1)当列车向右做匀加速直线运动时,试推导出加速度a与电压表读数U′的关系式(a用U′、U、L、h及重力加速度g等表示)；(2)用推导出的a与U′的关系式说明表盘上a的刻度是否均匀？(3)C点设置在电阻丝AB中点的原因是什么？对电压表的选择应有什么特殊要求？18.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？五、填空题19.目前有些居民区内楼道灯的控制,使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理图如图所示．图中D是红色光发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光),R为限流电阻,K 为按钮式开关,虚线框内S表示延时开关电路,当按下K接通电路瞬间,延时开关触发,相当于S闭合．这时释放K后,延时开关S约在1 min后断开,电灯熄灭．根据上述信息和原理图,我们可推断：按钮开关K按下前,发光二极管是________(填“发光的”或“熄灭的”),按钮开关K按下再释放后,电灯L发光持续时间约________ min.这一过程中发光二极管是________．限流电阻R的阻值和灯丝电阻R L相比,应满足R________R L的条件．20.按如图所示接好电路,合上S1,S2,发现小灯泡不亮,原因是________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿热风,会发现小灯泡________________,原因是________________；停止吹风,会发现小灯泡________________,原因是____________________________；把热敏电阻放入冷水中会发现小灯泡________________,原因是____________________________．21.如图甲所示,某同学设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”,它可以通过拍摄照片来记录机动车辆闯红灯时的情景．它的工作原理是：当光控开关接收到某种颜色光时,开关自动闭合,且当压敏电阻受到车的压力,它的阻值变化引起电流变化达到一定值时,继电器的衔铁就被吸下,工作电路中的电控照相机就工作,拍摄违规车辆．光控开关未受到该种光照射就自动断开,衔铁不被吸引,工作电路中的指示灯发光．(1)要记录车辆违规闯红灯的情景,光控开关应在接收到________光(填“红”“绿”或“黄”)时自动闭合．(2)已知控制电路的电源电动势为 6 V,内阻为 1 Ω,继电器电阻为R0＝9 Ω,当控制电路中电流大于0.06 A时,衔铁会被吸引,如图乙所示,则只有质量超过________ kg的车辆违规时才会被记录．(g取10 N/kg)22.电饭煲的工作原理如图所示,可分为两部分,即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成,S1是一个磁铁限温开关,手动闭合,当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时,自动断开,且不能自动复位(闭合),S2是一个双金属片自动开关,当温度达到70～80 ℃时,自动断开,低于70 ℃时,自动闭合,红灯、黄灯是指示灯,通过的电流必须较小,所以R1、R2起________作用,R3是发热电阻,由于煮饭前温度低于70 ℃,所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后,黄灯灭而红灯亮,R3发热,当温度达到70～80 ℃时,S2断开,当温度达到103 ℃时饭熟,S1断开,当温度降到70 ℃以下时,S2闭合,电饭煲处于保温状态,由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”),若用电饭煲烧水时,直到水被烧干S1才会断开,试解释此现象．23.如图所示,由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中,当闭合开关S后,小灯泡正常发光,若用酒精灯加热电阻丝时,发现小灯泡亮度变化是________,发生这一现象的主要原因是________．A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化答案解析1.【答案】D【解析】2.【答案】B【解析】当电流在导体中流动时,自由电子定向移动的方向向左,受到向上的洛伦兹力作用,向金属块上表面聚集,于是金属块的上、下表面分别带上了负电荷与正电荷,从而形成了电势差,且下表面电势高,选项B正确．3.【答案】C【解析】A项,话筒是一种常用的传感器,其作用是将声音信号转换为电信号；B项,天黑楼道里出现声音时,楼道里的灯才亮,说明它的控制电路中有光传感器和声音传感器；C项,光敏电阻随光照强弱变化,其阻值会发生变化,即它够把光照强弱变化转换为电阻大小变化；D项,电子秤中所使用的测力装置是压力传感器；故选C.4.【答案】C【解析】若为金属热电阻、温度升高后,电阻变大,读数变化不明显,A、B错误．若为热敏电阻,读数将明显变化,C对,D错．5.【答案】B【解析】小球下落的轨迹展开图如图所示,B处为绳子原长处,C处为小球重力与绳上拉力相等处,D 处为小球下落的最低点,在F－t图中,0～t1小球在OB间下落,t1～t2小球在BD间下落,t2～t3小球由D回到B处,t3～t4小球在BO间上升,而后下落至B点．由F－t图知,小球在t2时刻下落到最大距离,然后最大距离在逐渐减小,由以上分析知,小球的最大速度出现在C点,对应于t1～t2之间,A 错,B对；小球动能最小出现在t2时刻或t3～t4间某时刻,C错误；t2和t5分别对应小球先后两次下落过程中经过最低点的时刻,速度大小都为零,D错误．正确选项为B.6.【答案】D【解析】在温度由零升到T1的过程中,电阻器的电阻率ρ随温度的升高而减小,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T＝T1时,P＝P1达到最大,在温度由T1升高到T2的过程中,ρ增大,R增大,P减小．而温度越高,其与外界环境的温度差也就越大,高于环境温度的电热灭蚊器的散热功率P′也就越大,因此在这之间的某温度T3会有P＝PT3＝P′,即电热功率等于散热功率时,达到保温,当T<T3时,P>P′,温度自动升高到T3；当T>T3时,P<P′,温度自动降低到T3,实现自动保湿,正确选项为D.7.【答案】C【解析】电压表示数增大说明人对地板的压力变大,对人受力分析知地板对人的支持力大于人所受重力,即人的加速度一定向上,所以电梯可能向上加速,也可能向下减速．8.【答案】D【解析】9.【答案】B【解析】10.【答案】B【解析】选B,霍尔元件是将磁感应强度转换成电压的．11.【答案】AD【解析】严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,A对,B错；LDR由半导体材料制成,受光照影响电阻会发生变化,C错；白天和晚上自然光强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,D对．12.【答案】BC【解析】13.【答案】ABC【解析】若电路无电阻R0,且金属滑片P在b端时,回路短路损坏电源,R0的存在使电路不出现短路,因此A正确．当拉环不受力时,滑片P在a端,由欧姆定律得,I＝＝0.1 A,故B正确．拉力为400 N时,由F＝kΔx,则Δx＝4 cm,对应的电阻为RaP＝20 Ω,R1接入电路的电阻RPb＝5 Ω,由闭合电路欧姆定律得,I′＝＝0.3 A,故D错,C正确．14.【答案】(1)如图所示(2)d.电阻箱的读数R0 e．仍为I0电阻箱的读数R1 f．R0－R1＋150 Ω【解析】(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大,因此电阻箱应与热敏电阻串联．(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时,外电路的总电阻相等．95 ℃和T1时对应的电路的总电阻相等,有150 Ω＋R0＝R T1＋R1,即R T1＝R0－R1＋150 Ω.15.【答案】(1)如图(2)②读取温度计示数读取电压表示数(3)100 0.400【解析】(1)连接实物图时导线不能交叉,电压表应并联在电阻两端,电流由电压表的正接线柱流入电压表．(2)因本实验是探究热敏电阻的阻值随温度变化的特性,所以实验需测出热敏电阻的阻值及相应的温度,热敏电阻的阻值用R＝间接测量,故需记录的数据是温度计示数和电压表的示数．(3)设热敏电阻R＝R0＋kt,由图线斜率知k＝0.400.温度为10 ℃时,热敏电阻R＝104 Ω,则R0＝R－kt＝104 Ω－0.400×10 Ω＝100 Ω,所以R＝100＋0.400t(Ω)．16.【答案】(1)x＝(2)U＝【解析】(1)由圆周运动规律知kx＝mω2R＝mω2(l0＋x)即kx－mω2x＝mω2l0所以x＝(2)由串联电路的规律知U＝E＝.17.【答案】(1)设列车加速度为a时,小球偏离竖直方向θ角,此时小球受力情况如图所示,根据牛顿第二定律得mg tanθ＝ma.①因为tanθ＝,②由①②两式得a＝g③又设列车加速度为a时,电压表读数为U′＝＝,④由④式得DC＝,⑤将⑤式代入③式得a＝⑥(2)由⑥式可知,g、L、U、h均为常数,则列车加速度a与电压表读数U′成正比,可将电压表中刻度一一对应地改成加速度a的数值,因而可知表盘上加速度a的刻度与电压表的刻度一样,是均匀的．(3)原因是列车可能加速运动也可能减速运动(加速度方向随之变化)；所选择的电压表中间刻度应为零【解析】18.【答案】(1)a＝(E－2U)(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)方向向左【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2kx＝ma①电压表的示数为U＝E②由以上两式解得a＝(E－2U)．③(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U m＝E,电压表指针指在满刻度的位置时,U＝E代入③式解得a＝－,负号表示方向向左．19.【答案】发光的 1 熄灭的≫【解析】开关K按下前,S为断开,有电流经过发光二极管,故发光二极管是发光的．当按下开关K 后,延时开关S闭合,二极管和R被短路,二极管不发光,由于延时开关S约1 min后断开,故电灯L 能持续发光1 min,由于R为限流电阻,且二极管只要有很小的电流通过就能发光,故应满足R≫R L.20.【答案】由于热敏电阻在常温时阻值较大,左侧电路电流较小,电磁铁磁性较弱吸不住衔铁发光当用电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小,左侧电路中电流增大,电磁铁吸住衔铁,使右侧电路接通,小灯泡亮了发光热敏电阻温度仍然较高熄灭当把热敏电阻放入冷水后,热敏电阻温度降低很快,阻值变大,左侧电路中电流减小,电磁铁将衔铁放开,故小灯泡熄灭【解析】21.【答案】(1)红(2)400【解析】当车辆闯红灯或车辆压在压敏电阻超载时,光控开关闭合,继电器的衔铁就被吸下,电控照相机自动拍照,根据闭合电路欧姆定律I＝,当电流为0.06 A时,外电阻R＝90 Ω,从题图乙中找出对应的压力为4×103N,故质量为400 kg.22.【答案】限流闭合的>【解析】R1、R2起的作用是限流,防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁,S2是自动控制温度开关,当温度低于70℃时自动闭合,当温度达到70～80 ℃时又自动断开,使电饭煲处于保温状态,由于R3的功率较大,因此R2＞R3.由于开关S1必须当温度达到103 ℃时才自动断开,而水的沸点只有100 ℃,因此用电饭煲烧水时,直到水被烧干后S1才会断开．23.【答案】变暗 C【解析】电阻丝的电阻率随温度的升高而增大,电阻也增大,电路中电流减小,根据P＝I2R知,小灯泡的实际功率减小,所以变暗．。
人教版高中物理选修3-2 第六章 传感器 测试含答案
绝密★启用前人教版高中物理选修3-2 第六章传感器测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了()A．温度传感器B．红外线传感器C．生物传感器D．压力传感器2.下列情况中，应用了温度传感器的是()A．商场里的自动玻璃门B．夜间自动打开的路灯C．夜间有声音时就亮的楼梯灯D．自动恒温冰箱3.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．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4.街旁的路灯和江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，今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，这是利用了半导体的()A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用5.电炖锅是用电阻通电后发热来加工食品的，内有两个“聪明”开关，一个是利用“热敏”材料制成的“热控开关”，当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开使电阻的发热功率减小；另一个是“定时开关”，当加热到一定时间时，“定时开关”断开，使电阻停止发热，这种“聪明电路”是()A．B．C．D．6.关于传感器，下列说法正确的是()A．传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量B．金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器C．干簧管是能够感知电场的传感器D．半导体热敏电阻的阻值随温度的升高而增大7.如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是()A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确8.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9.如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比()A．红灯亮，UR2变大B．绿灯亮，UR2变大C．绿灯亮，UR2变小D．红灯亮，UR2变小10.在防治“非典”期间，在机场、车站等交通出入口，使用了红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播．关于红外线热像仪，下列说法正确的是()A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线光子能量小，可以节约能量B．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测C．红外线热像仪同时还具有杀菌作用D．一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同11.如图所示的电路中，两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且R与LED相距不远，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．无论怎样移动滑动触头P，L消耗的功率都不变12.关于光敏电阻和热敏电阻，下列说法中正确的是()A．光敏电阻是用半导体材料制成的，其阻值随光照增强而减小，随光照的减弱而增大B．光敏电阻是能把光照强度这个光学量转换为电流这个电学量的传感器C．热敏电阻是用金属铂制成的，它对温度感知很灵敏D．热敏电阻是把热量这个热学量转换为电阻这个电学量的传感器13.下列生活中利用传感器把光信号变成电信号的是()A．用遥控器控制电视机的开关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14.下列物理量中可以用气敏传感器来测量的是()A．位移量B．湿度C．烟雾浓度D．温度15.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第II卷二、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)16.如图1所示为某同学用传感器研究小灯泡的U－I关系图线．实验中可用的器材有：电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R1(阻值变化范围0～50 Ω)、滑动变阻器R2(阻值变化范围0～1 000 Ω)、电动势为6 V的电源(不计内阻)、小灯泡、开关、导线若干．(1)实验中要求得到U－I关系的完整曲线，在方框图2中画出实验电路图，并标出所用滑动变阻器的符号．(2)由U－I关系图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而________(填“增大”、“减小”或“不变”)．(3)如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路，如图3所示，其中甲电路的电源为一节干电池，乙电路的电源为三节干电池，每节干电池的电动势为1.5 V，内阻为1.5 Ω，定值电阻R＝18 Ω，则接入________(填“甲”或“乙”)电路时，小灯泡较亮些．(4)在乙电路中，小灯泡消耗的电功率为________ W.三、计算题(共2小题,每小题10.0分,共20分)17.如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R T和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx＝50 Ω，当继电器线圈中的电流Ic大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？18.如图所示为检测某传感器的电路图，传感器上标有“3 V,0.9 W”的字样(传感器可看作一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω，1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V.(1)根据传感器上的标注，计算该传感器的电阻和额定电流；(2)若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b之间所加的电源电压的最大值是多少？(3)根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1 Ω，则该传感器就失去了作用．实际检测时，将一个电压恒定的电压加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值)，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：若不计检测电路对传感器电阻的影响，通过计算分析，你认为这个传感器是否仍可使用？此时a、b所加的电压是多少？四、填空题(共1小题,每小题10.0分,共10分)19.目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关．该延时开关的简化原理图如图所示．图中D是红色光发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合．这时释放K后，延时开关S约在1 min后断开，电灯熄灭．根据上述信息和原理图，我们可推断：按钮开关K按下前，发光二极管是________(填“发光的”或“熄灭的”)，按钮开关K按下再释放后，电灯L发光持续时间约________ min.这一过程中发光二极管是________．限流电阻R的阻值和灯丝电阻R L相比，应满足R________R L的条件．答案1.【答案】B【解析】自动门发出红处线，人挡住红处线时，门会自动打开；家电遥控系统会发出红外线信号，家电接收红外线会按一定程序工作；人体能自动发出红外线，可以通过红外线传感器接收；防盗防火报警器，当温度升高时发出的红外线增强，因此这四种都用了红外线传感器，B正确，A、C、D错误．2.【答案】D3.【答案】D4.【答案】B【解析】街旁的路灯和江海里的航标，都是利用了半导体的光敏性，夜晚电阻大，白天电阻小，从而控制了电路的通断．5.【答案】C【解析】电路C中，当食品加热达到设定温度时，“热控开关”断开，电路的电阻变大，根据P＝，电阻的发热功率减小；当加热到一定时间时，“定时开关”断开，切断这个电路，使电阻停止发热，所以C是这种“聪明电路”．6.【答案】A7.【答案】C【解析】由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．8.【答案】B【解析】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连续的红外线脉冲，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．9.【答案】D【解析】门打开R3减小，导致R总减小，I总增加，Ur和UR1变大，UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，IR3＝I总－增加，电磁继电器磁性增强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C均错误，D正确．10.【答案】D【解析】红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故D正确．11.【答案】A【解析】当滑动触头P向左移动时，变阻器接入电路的电阻减小，电源两端的电压恒定，由欧姆定律分析得知，流过发光二极管的电流增大，发光二极管发光强度增强，光敏电阻R的阻值减小，则L分担的电压增大，L消耗的功率增大．故A正确．由以上分析可知，当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率减小．故B、C、D错误．12.【答案】A【解析】光敏电阻是把光照强度转换为电阻的元件，热敏电阻是把温度转换为电阻的元件，故B、D错误；热敏电阻与金属热电阻是两个不同的概念，热敏电阻和光敏电阻都是用半导体材料制成的，半导体具有光敏性和热敏性，故C错误．13.【答案】A【解析】用遥控器调换电视机的频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程，A 正确；走廊照明灯的声控开关，实际是将声波转化成电信号的过程，故B不正确；自动洗衣机中的压力传感装置，是将压力转化成电信号的过程，故C不正确；电饭煲中控制加热和保温的温控器，是将温度转化成电信号的过程，故D不正确．14.【答案】C【解析】气敏传感器是一种检测特定气体的传感器，它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警等．故选C.15.【答案】A16.【答案】(1)(2)增大(3)甲(4)0.15【解析】(1)由于要画出U－I关系的完整曲线，变阻器应采用分压式接法；由于小灯泡的阻值较小，电流表应用外接法，电路图如图所示：(2)由U－I关系图线可知，小灯泡灯丝电阻随温度升高而增大．(3)分别在小灯泡灯丝电阻的U－I关系曲线图上画出电源的伏安特性曲线(电源乙的等效内阻为r乙＝4.5＋18 Ω＝22.5 Ω)，如图所示，与小灯泡灯丝电阻的U－I关系曲线交点即为工作点．显然接入甲电路时，灯泡中电流较大，小灯泡较亮些．(4)在电路乙中，小灯泡消耗的电功率为P＝UI＝1×0.15 W＝0.15 W.17.【答案】温度不小于50 ℃【解析】热敏电阻与继电器串联，若使电流不小于Ic＝20 mA，则总电阻不大于R总＝＝300 Ω.由于R总＝R T＋Rx，则R T不大于250 Ω.由甲图可看出，当R T＝250 Ω时，温度t＝50 ℃，即温度不小于50 ℃时，电路右侧的小灯泡会发光．18.【答案】(1)10 Ω0.3 A(2)6 V(3)可使用 3 V【解析】(1)传感器的电阻R传＝＝Ω＝10 Ω传感器的额定电流I传＝＝A＝0.3 A(2)要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流I＝I传＝0.3 A此时电源电压最大值U m＝U传＋U0，U传为传感器的额定电压，U0为R0调至最大值R0m＝10 Ω时，R0两端的电压，即U0＝I传R0m＝0.3×10 V＝3 V，所以电源电压最大值U m＝U传＋U0＝3 V＋3 V＝6 V.(3)设实际检测时加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为R传′，根据第一次实验记录数据有：U＝0.16×R传′＋1.48根据第二次记录数据有U＝0.22×R传′＋0.91解得，R传′＝9.5 Ω，U＝3 V传感器的电阻变化为ΔR＝R传－R传′＝0.5 Ω ＜1 Ω所以此传感器仍可使用．19.【答案】发光的1熄灭的≫【解析】开关K按下前，S为断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的．当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管和R被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1 min后断开，故电灯L能持续发光1 min，由于R为限流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足R≫R L.。
高二下学期物理人教选修3-2第6章传感器 同步练习(含答案)
2020—2021学年物理人教选修3—2第6章：传感器含答案人教选修3--2第6章：传感器1、在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是()A．光传感器B．温度传感器C．声传感器D．压力传感器2、(双选)如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器，a、b通过导线与恒定电源两极相接．若声源S发出频率恒定的声波使a 振动，则()A．a振动过程中，a、b板间的电场强度不变B．a振动过程中，a、b板所带电荷量不变C．a振动过程中，灵敏电流表中的电流方向不断变化D．a向右的位移最大时，a、b板所构成的电容器的电容最大3、传感器在日常生活中的应用越来越广泛，温度传感器(实质是自动开关)是其中的一种，某一食品消毒柜就是利用温度传感器来自动控制电路的。
常温下，该温度传感器是闭合的；当温度达到某一设定值时，传感器自动断开，从而切断整个电路。
下列关于该消毒柜的几种电路图中(图中S为电源开关)连接正确的是()4、（双选）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5、关于电子秤中应变式力传感器的说法正确的是()A．应变片是由导体材料制成的B．当应变片的表面拉伸时，其电阻变大；反之变小C．传感器输出的是应变片电压D．外力越大，输出的电压差值越小6、压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是()A．0～t1时间内，升降机一定匀速运动B．0～t1时间内，升降机可能减速上升C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升7、如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是()A．温度升高至74 ℃时，L1亮灯报警B．温度升高至74 ℃时，L2亮灯报警C．温度升高至78 ℃时，L1亮灯报警D．温度升高至78 ℃时，L2亮灯报警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。
人教版高中物理选修3-2第六章《传感器》单元测试题含答案解析
人教版高中物理选修3-2第六章《传感器》单元测试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列说法中不正确的是( )A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片C．电子秤所使用的测力装置是力传感器D．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量2．如图所示为一种温度自动报警器的原理图，在水银温计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的（）A．温度升高至74℃时，L1灯亮报警B．温度升高至74℃时，L2灯亮报警C．温度升高至78℃时，L1灯亮报警D．温度升高至78℃时，L2灯亮报警3．定值电阻R1与滑动变阻器R2采用如图方式接在电动势为E，内阻为r的电源上，利用电压传感器和电流传感器研究R2上的电压与电流变化关系。
当自下向上滑动R2上的滑片时，通过数据采集器将电压与电流信号输入计算机后，在屏幕上得到的U-I图像应为下图中的（）A．B．C．D．4．如图所示，R T为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往R T上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是( )A．变大B．变小C．先变大后变小再不变D．先变小后变大再不变5．如下图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为＋q的小球．K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是()A．正在增强，mgd t q ∆Φ=∆B．正在减弱，mgd t nq ∆Φ=∆C．正在减弱，mgd t q ∆Φ=∆D．正在增强，mgd t nq ∆Φ=∆6．如下图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中．两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电量为＋q的小球．K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数．则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是()A．正在增强，mgd t q ∆Φ=∆B．正在减弱，mgd t nq ∆Φ=∆C．正在减弱，mgd t q ∆Φ=∆D．正在增强，mgd t nq ∆Φ=∆7．关于传感器，下列说法正确的是( )A．金属材料不可以制成传感器B．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号C．传感器都是通过感知电压的变化来传递信号的D．所有传感器的材料都是由半导体材料做成的8．图是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图.门打开时，红外光敏电阻3R受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源（红外线源没有画出），经实际试验，灯的亮、灭能反映门的开、关状态.与门关闭时相比，门打开时两灯的发光情况以及2R两端的电压2U 变化情况分别是（）A ．红灯亮，2U 变大B ．绿灯亮，2U 变大C ．绿灯亮，2U 变小D ．红灯亮，2U 变小9．某种角速度计，其结构如图所示．当整个装置绕轴OO ′转动时，元件A 相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号．已知A 的质量为m ，弹簧的劲度系数为k 、自然长度为l ，电源的电动势为E 、内阻不计．滑动变阻器总长也为l ，电阻分布均匀，装置静止时滑片P 在变阻器的最左端B 端，当系统以角速度ω转动时，则( )A ．电路中电流随角速度的增大而增大B ．电路中电流随角速度的增大而减小C ．弹簧的伸长量为x ＝2m l k m ωω- D ．输出电压U 与ω的函数式为U ＝22Em k m ωω- 10．某仪器内部电路如图所示，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，a 、b 、c 三块金属片间隙很小(b 固定在金属块上)，当金属块处于平衡状态时，两根弹簧均处于原长状态，若将该仪器固定在一辆汽车上，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，乙灯亮D ．当汽车刹车时，甲、乙两灯均不亮11．有一电学元件，温度升高时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是( ) A ．金属导体B ．绝缘体C ．半导体D ．超导体12．用遥控器调换电视机的频道的过程，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 13．下列哪一项不是现代传感器的应用( )A ．当你走近自动门时，门会自动打开B ．电梯的两门靠拢接触到人体时，门会自动打开而不会夹伤人C ．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦D ．将自己的银行卡插进自动取款机里能取钱，而不必麻烦银行工作人员14．如图所示，截面为矩形的金属导体放在磁场中，当导体中通有电流时，导体的上、下表面的电势M ϕ、N ϕ的关系为（）A ．M N ϕϕ>B ．M N ϕϕ=C ．M N ϕϕ<D ．无法判断15．下列说法正确的是( )A ．传感器将感受到的非电学量转换为电学量，或转换为电路的通断B ．传感器将感受到的电学量转换为非电学量C．传感器只能将感受到的非电学量转换为电路的通断D．以上说法都不对16．如图所示为热敏电阻和金属热电阻的电阻值随温度T变化的图线，下列说法正确的是( )A．图线1是热敏电阻的R-T图线，它是用绝缘材料制成的B．图线2是热敏电阻的R-T图线，它可以用半导体材料制成C．图线1的材料化学稳定性好，测温范围大，灵敏度高D．图线2的材料化学稳定性差，测温范围大，灵敏度低二、多选题17．关于传感器的作用，下列说法正确的是（）A．通常的传感器可以直接用来进行自动控制B．传感器可以用来采集信息C．传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量D．传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量18．关于发光二极管，下列说法正确的是( )A．发光二极管能发光，不具有单向导电性B．发光二极管能直接把电能转化为光能C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光19．下面的技术涉及到传感器应用的有( )A．宾馆的自动门B．工厂、电站的静电除尘C．家用电饭煲的跳闸和保温D．声控开关20．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B＝B0＋kz(B0、k均为常数)．将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图所示)，当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同．则()A．磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大B．k越大，传感器灵敏度(Uz)越高C．若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高D．电流越大，上、下表面的电势差U越小三、实验题21．青岛奥运会帆船赛场采用风力发电给蓄电池充电，为路灯提供电能．用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关，实现自动控制．光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，作为简化模型，可以近似认为，照射光较强(如白天)时电阻几乎为0；照射光较弱(如黑天)时电阻接近于无穷大．利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑天打开．电磁开关的内部结构如图所示.1、2两接线柱之间是励磁线圈，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接．当励磁线圈中电流大于50 mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；电流小于50 mA时，3、4接通．励磁线圈中允许通过的最大电流为100 mA．(1)利用以下器材设计一个自动控制路灯的电路，画出电路原理图_______________________________ ．光敏电阻R1，符号灯泡L，额定功率40 W，额定电压36 V，符号保护电阻R2，符号电磁开关，符号蓄电池E，电压36 V，内阻很小；开关S，导线若干．(2)回答下列问题：①如果励磁线圈的电阻R线为200 Ω，励磁线圈允许加的最大电压为________ V，保护电阻R2的阻值范围为________ Ω.②在有些应用电磁开关的场合，为了安全，往往需要在电磁铁吸合铁片时，接线柱3、4之间从断开变为接通．为此，电磁开关内部结构应如何改造？请结合本题中电磁开关内部结构图说明___________________________________________________________________________ ____________．③任意举出一个其他的电磁铁应用的例子_______________________________．四、解答题22．如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度，该装置在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器，用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0 kg的滑块，滑块可无摩擦滑动，两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出．现将该装置沿运动方向固定在汽车上，传感器b在前，传感器a在后，汽车静止时，传感器a、b的示数均为10 N．(取g＝10 m/s2)．(1)若传感器a的示数为14 N、b的示数为6 N，求此时汽车的加速度大小和方向．(2)求当汽车以怎样的加速度运动时，传感器a的示数恰为零．23．如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图．A为光源，B为光电接收器，A、B均固定在小车上，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B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的脉冲数为n，累积脉冲数为N，试完成下列问题的解答：(1)要测小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是哪些？(2)推导小车速度的表达式．(3)推导小车行程的表达式．24．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态．当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC=h．图中还有电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表．请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．五、填空题25．将万用表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻R g的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央，若用不透光的黑纸将R g包裹起来，表针将向________(填“左”或“右”)转动，若用手电筒光照射R g，表针将向________(填“左”或“右”)转动．26．电饭煲的工作原理如图所示，可分为两部分，即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁铁限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时，自动断开，且不能自动复位(闭合)，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70～80 ℃时，自动断开，低于70 ℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须较小，所以R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70 ℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后，黄灯灭而红灯亮，R3发热，当温度达到70～80 ℃时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟，S1断开，当温度降到70 ℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．27．为解决楼道的照明，在楼道内安装一个传感器与电灯的控制电路相接．当楼道内有走动而发出声响时，电灯即与电源接通而发光，这种传感器为________传感器，它输入的是________信号，经传感器转换后，输出的是________信号．28．一些材料的电阻随温度的升高而变化．如图甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏，温度t变化的图象，若用该电阻与电池(电动势E＝1.5 V，内阻不计)、电流表(量程为5 mA，内阻不计)、电阻箱R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻作测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．(1)电流刻度较大处对应的温度刻度________(选填“较大”或“较小”)；(2)若电阻箱阻值R′＝160 Ω，当电流为5 mA时对应的温度数值为________℃.参考答案1．A【解析】【详解】话筒是声传感器，能得声音信号转换成电信号，故选项A错误；电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片，选项B正确；电子秤所使用的测力装置是力传感器，选项C正确；热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选A.2．D【详解】由题干中图可知：金属丝下端所指的示数为78℃；当温度升高到78℃，水银温度计顶端封入的一段金属丝就和水银相接，接通电路，电磁铁有了磁性，把衔铁吸引下来，L2亮，报警．故选D．【点睛】要解答本题需掌握：①题干中该温度计的最小刻度值为2℃，直接根据液柱（或所指示）的位置即可读出该点处的温度值，读数时要从绝对值小的示数向绝对值大的示数读起；②电磁继电器由两部分构成：①低压控制电路，②工作电路；其实质是一个自动控制开关．3．C【解析】把R1等效成电源内阻，根据闭合电阻欧姆定律：U=E-I(R1+r),截据表示电动势，斜率表示R1+r，所以选C.4．D【解析】【详解】往R T上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻R T温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小．当酒精蒸发完毕后，R T的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变．故电压表的示数将逐渐变大，最后不变．所以选项D正确，故选D.【点睛】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是条件“热敏电阻阻值随温度的降低而增大”和蒸发吸热的应用. 5．D 【详解】电键闭合时传感器上恰好无示数，则qE mg =，解得场强为：mg qE =，方向竖直向上，又nU t d E d∆Φ∆==，解得： gdnq t m =∆Φ∆．小球带正电，知上极板带负电，根据楞次定律得知，磁场正在增强，故选项D 正确，ABC 错误． 6．D 【详解】电键闭合时传感器上恰好无示数，则qE mg =，解得场强为：mg qE =，方向竖直向上，又nU t d E d∆Φ∆==，解得： gdnq t m =∆Φ∆．小球带正电，知上极板带负电，根据楞次定律得知，磁场正在增强，故选项D 正确，ABC 错误． 7．B 【解析】试题分析：金属材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度计，以A 错误．话筒使用了声音传感器，其作用是将声信号转换为电信号，故B 正确．传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量，所以C 错．传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，所以D 错误． 考点：本题考查了传感器及其工作原理 8．D 【详解】门打开时，R 3的阻值减小，导致总电阻及R 总减小和总电流I 总增大，内电压U r 和R 1两端的电压 U 1均变大，R 2两端的电压U 2=E-（U 1+U r ）减小，通过R 3的电流232U I I R =-总增大，电磁继电器磁性增强，把衔铁吸下，红灯亮，绿灯灭，选项D 正确. 故选D 9．D当系统在水平面内以角速度ω转动时，电路中电阻保持不变，根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流的变化情况．系统匀速转动时，由弹簧的弹力提供元件A 的向心力，根据牛顿第二定律得到角速度ω与弹簧伸长的长度x 的关系式．根据串联电路电压与电阻成正比和电阻定律，得到电压U 与x 的关系式，再联立解得电压U 与ω的函数关系式. 【详解】系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，BC 的总电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，故A 、B 错误；设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x ，则对元件A ，根据牛顿第二定律得kx ＝mω2(l ＋x )，又输出电压U ＝BP BC R x U E E R l ==，联立两式得22m l x k m ωω=- ，22m E U k m ωω=-，故C 错误，D 正确；故选D. 10．B 【详解】当汽车加速前进时，金属块由于惯性相对汽车向后运动，从而使金属片b 与金属片a 接通，电灯乙亮；同理，汽车刹车时，金属块向前运动金属片b 与c 接通电灯甲亮． 故选B 。
2020-2021学年高二上学期物理人教版选修3-2第6章：传感器含答案
2020—2021（人教）物理选修3—2第6章：传感器含答案人教选修3--2第6章：传感器1、下列器件应用力传感器的是()A．鼠标器B．火灾报警器C．测温仪D．电子秤2、如图所示是观察电阻R随温度变化情况的示意图．现在把杯中的水由冷水换为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是()A．如果R为金属热电阻，读数变大，且变化非常明显B．如果R为金属热电阻，读数变小，且变化不明显C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化非常明显D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制作)，读数变化不明显3、如图所示，电吉他的弦是磁性物质，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是()A．电吉他是光电传感器B．电吉他是温度传感器C．电吉他是声音传感器D．弦改用尼龙线，原理不变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、如图所示，截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有电流时，导体的上下表面的电势有什么关系(上板为M ，下板为N)( )A ．φM >φNB ．φM ＝φNC ．φM <φND ．无法判断6、如图所示，两块水平放置的金属板距离为d ，用导线、开关K 与一个n 匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B 中。
两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m 、电荷量为＋q 的小球。
K 断开时传感器上有示数，K 闭合时传感器上恰好无示数。
则线圈中的磁场B 的变化情况和磁通量变化率分别是( )A ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd qB ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd nqC ．正在减弱，ΔΦΔt ＝mgd qD ．正在增加，ΔΦΔt ＝mgd nq7、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。
人教版高二选修3-2第六章传感器提升训练含答案解析
人教版高二选修3-2第六章传感器提升训练学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，其中有两个传感器，下列说法正确的是（）A．两个传感器都是光电传感器B．两个传感器分别是光电传感器和温度传感器C．两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器D．只有光照和温度都适合时排气扇才能工作2．．在一些星级宾馆的洗手间经常装有自动干手机，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．手靠近干手机能使传感器工作，是因为( )A．改变了湿度B．改变了温度C．改变了磁场D．改变了电容3．某兴趣小组对火灾报警装置的部分电路进行探究，其电路图如图所示，其中R2是半导体热敏电阻，它的电阻随温度的变化关系如图所示.当R2所在处出现火情时，通过电流表的电流I和a、b间的电压U与出现火情前相比（）A．I变大，U变小B．I变小，U变小C．I变小，U变大D．I变大，U变大4．在如图所示的电路中，电流表为理想电表，2R为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小.某时刻由于电路中某个组件发生了变化而导致灯泡L变暗但未熄灭，下列分析正确的是（）A．可能是1R断路B．可能是1R短路C．可能是2R所在处温度升高D．可能是2R所在处温度降低二、多选题5．当前传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，关于常用的几种家用电子器件所采用的传感器，下列说法中正确的是（）A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了红外线传感器B．电子体温计中主要是-用了温度传感器C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器D．电子秤中主要是采用了力电传感器6．利用霍尔效应制作的霍尔组件广泛应用于测量和自动控制等领域.图是霍尔组件的工作原理示意图.该霍尔组件的载流子是自由电子，磁感应强度B垂直于霍尔组件的工作面向下，通入图示方向的电流I，C、D两侧面会形成电势差U CD，下列说法中正确的是（）A．电势差U CD>0B．电势差U CD<0C．形成电势差U CD的原因是载流子受到磁场力而偏转D．形成电势差U CD的原因是电场力与磁场力达到平衡三、实验题7．图为在10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理图，箱内的电阻R1=2kΩ，R2=1.5kΩ，R3=4kΩ，R为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图像如图乙所示.当a、b两点间电势差U ab<0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U ab>0时，电压鉴别器使S断开，停止加热.恒温箱内的温度大约保持在________℃.8．如图，一热敏电阻RT放在控温容器M内；A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9 Ω；S 为开关．已知R T在95℃时的阻值为150 Ω，在20℃时的阻值约为550 Ω．现要求在降℃～℃之间的多个温度下R T的阻值．温过程中测量在9520(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图________________．(2)完成下列实验步骤中的填空：①依照实验原理电路图连线；②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95 ℃；③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全；④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表示数I0，并记录____________；⑤将R T的温度降为T1 (20 ℃＜T1＜95 ℃)，调节电阻箱，使得电流表的读数__________，记录_______________；⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________________；⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤、⑥．四、解答题9．如图所示，条形磁铁置于水平转台上且随转台一起做匀变速转动，磁传感器位于转台边缘，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所示.图中横坐标为时间，每格表示的时间是3s，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，并求出转台的角加速度.10．如图所示，甲图是在研究性学习活动中吴丽同学自制的电子秤原理示意图，目的是利用理想电压表的示数指示物体的质量.托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计.滑动变阻器的滑动端与弹赘上端相连接，当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表的示数为零.设变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为R0，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，不计一切摩擦和其他阻力.（1）请推导出电压表的示数U与所称物体的质量m的关系式.（2）为使电压表的示数与待测物体的质量成正比，请利用原有器材进行改进，在乙图的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表的示数U’与所称物体的质量m的关系式.参考答案1．B【解析】题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照和温度一个满足条件即可，A、C、D错，B对．2．D【解析】解析：根据自动干手机工作的特征，手靠近电热器开始工作，手撤离电热器停止工作，人是一种导体，可以与其他导体构成电容．手靠近时相当于连接一个电容，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．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湿度、温度的变化而工作就成了室内烘干机．3．A【解析】【详解】增大，路由图乙知，温度越高，R2的阻值越小；当出现火情时，R2减小，R总减小，I总=ER总r减小，即a、b间的电压减小；R1两端电压U1=I总R1,增大，并联电路的端电压U=E−I总减小，故I=I总-I3增大，即电流表的示数增大，选项A正确.电压U2=U-U1,减小，I3=U2R34．C【详解】灯泡L变暗说明灯泡两端的电压降低，其原因不可能是R1短路或断路，选项A、B错误；当R2所在处温度升高时，热敏电阻和的阻值减小，闭合回路的总电阻减小，通过电源的电流将增大，电源的内电压和定值电阻R1两端的电压随之增大，导致灯泡两端的电压减小,灯泡变暗，选项C正确，选项D错误.5．ABD【解析】【详解】电脑所用的光电鼠标主要采用了光电传感器,C错误.6．BCD【解析】 【详解】电流方向为E →F,由左手定则知，霍尔元件中的载流子（自由电子）受洛伦兹力作用向侧面C 偏转，侧面C 聚集负电荷，因整个元件是中性的，则侧两D 出现正电荷，所以两个侧面C 、D 之间形成由D 到C 的电场，侧面D 的电势高于侧面C 的电势.随着两侧面电荷的增多，元件中运动的载流子受到的电场力逐渐增大，当载流子受到的电场力与洛伦兹力平衡时，两侧面之间的电势差达到稳定状态.综上所述，选项A 错误，选项B 、C 、D 正确. 7．17.50C ; 【解析】 【详解】由题可知U ab =0是一个临界点，对应着开关S 的动作，而开关的接通或断开对应着温度的上升或下降.由电路分析可知，在R 1、R 2、R 3给定的条件下，热敏电阻R 的阻值决定了U ab 的正负.设电源负极的电势为零，则ϕa =R 2R 1+R 2U ,ϕb =RR3+RU ,其中U 为电源的路端电压，令ϕa =ϕb ，即U ab =0,则 可得R 2R 1=R R 3,代人数据得R=3 k Ω，由图像可得对应的温度为17.5℃.8．电阻箱的读数0R 仍为0I 电阻箱的读数1R 01150R R +- 【解析】（1）该实验中没有电压表，可以应用等效替代法测热敏电阻阻值，改变电阻箱接入电路的阻值，保持电路电流不变，则电路总电阻不变，因此应把电源、电流表、热敏电阻、电阻箱、开关串联接入电路，实物电路图如图所示：（2）闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录电阻箱的读数R0．⑤将R T的温度降为T1（20℃＜T1＜95℃）；调节电阻箱，使得电流表的读数I0，记录电阻箱电阻R1．⑥由闭合电路欧姆定律可得：温度为95℃时：E=I0（r+R A+R T+R0），即：E=I0（r+R A+150Ω+R0）当R T的温度降为T1时，有：E=I0（r+R A+R T1+R1），联立解得：R T1=R0+150-R1．9．（1）0.86rad/s（2）−0.0062rad/s2【解析】【详解】(1)由图像可知，在测量期间，磁铁转动的周期数为7，用时51 s，故平均角速度ω=7×2π51rad/s≈0.86rad/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，从第一个周期开始到第七个周期开始的时间间隔t=42s.第一个周期用时6s,角速度为ω1=2π6rad/s≈1.05rad/s.第七个周期用时约为8s，角速度为ω2=2π8rad/s≈0.79rad/s.所以角加速度为a=ω2−ω1t =0.79−1.0542rad/s2≈−0.0062rad/s2.10．（1）mgREmgR+kL(R0+r)（2）mgREkL(R0+R+r)；【解析】【详解】(1)设在托盘中放人质量为m的物体后，弹簧被压缩的长度为X，则有Mg=kxR1=xLRI=ER1+R0+r电压表的示数U=IR1联立解得U=mgREmgR+kL(R0+r).（2）改进后的电路原理图如图所示:电流为I′=ER+R0+r电压表的示数为U'=I′R 1 联立解得U′=mgREkL (R 0+R+r ).。
高中物理选修3-2（人教版）练习：第六章2传感器的应用
高中物理选修3-2（人教版）练习：第六章2传感器的应用第六章传感器2 传感器的应用A级抓基础1．关于传感器，下列说法中正确的是()A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警解析：电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，选项A 错误；金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，选项C错误；有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，选项D错误．答案：B 2．下列关于传感器的说法中正确的是()A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量B．干簧管是一种能够感知电场的传感器C．电子秤应用的是光传感器D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制解析：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，A错误；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，能起到开关作用，B错误；电子秤应用的是力传感器，C错误，D正确．答案：D 3．如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是()A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确解析：平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．当有烟雾散射的光照射到光电三极管上时，其电阻变小，所连接的电路接通，就会发出警报，C正确．答案：C4．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，其工作原理如图甲所示，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，电流表示数变化与时间t的关系如图乙所示，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答案：DB级提能力5．2008年5月12日，中国四川汶川地区发生8.0级大地震，地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了() A．红外线传感器B．压力传感器C．振动传感器D．电容传感器解析：伤员被埋在废墟中借助红外线传感器，可以感知人与周围环境温度的差别且伤员与尸体的温度不同，借助探测仪可以探测到活着的被困人员．答案：A6．(多选)如图所示为用热敏电阻R和电磁铁L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与电磁铁、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则()A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B端解析：温度升高时热敏电阻阻值减小，电流增大，电磁铁磁性增强，将衔铁P吸下，B项正确；温度低时要求电热器工作时，所以加热器接在A、B端，D正确．答案：BD7．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，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，电源的电动势E＝9.0 V，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻R G保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当温度等于70 ℃时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA 时，热敏电阻的温度是()A．60 ℃B．80 ℃C．100 ℃D．120℃解析：如图乙可知，当t＝70 ℃时，热敏电阻阻值R1＝4 kΩ.由闭合电路欧姆定律知E＝I1(R1＋R G)，代入数值可求得：R G＝500 Ω.当I2＝3.6 mA时，设热敏电阻阻值为R2，则E＝I2(R2＋R G)，可求得R2＝2 kΩ，由图乙可知，这时热敏电阻温度t′＝120 ℃.故正确选项为D.答案：D8．(多选)为锻炼身体，小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计，如图所示是原理图．轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计)，弹簧劲度系数为100 N/cm.定值电阻R0＝5Ω，ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝，阻值R1＝25Ω，电源输出电压恒为U＝3 V，理想电流表的量程为0～0. 6 A．当拉环不受力时，滑片P处于a端．下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻)()A．小明在电路中连入R0的目的是保护电路B．当拉环不受力时，闭合开关后电流表的读数为0.1 AC．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.3 A处D．当拉力为400 N时，电流表指针指在0.5 A处解析：若电路无电阻R0，且金属滑片P在b端时，回路短路损坏电源，R0的存在使电路不出现短路，因此A正确．当拉环不受力时，滑片P在a端，由欧姆定律得，I＝UR0＋R1＝0.1 A，故B正确．拉力为400 N时，由F＝kΔx，则Δx＝4 cm，对应的电阻为R aP＝20Ω，R1接入电路的电阻R Pb＝5Ω，由闭合电路欧姆定律得，I＝UR0＋R Pb＝0.3 A，故D错，C正确．答案：ABC9．如图甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电荷量Q将随待测物体的上下运动而变化．若Q随时间t的变化关系为Q ＝b t ＋a(a 、b 为大于零的常数)，其图象如图乙所示，那么图丙、图丁中反映极板间场强大小E 和物体速率v 随t 变化的图线可能是( )A ．①和③B ．①和④C ．②和③D ．②和④解析：平行板电容器间电压恒定，板间场强E ＝U d ＝Q Cd ＝Q εr S 4πkd d ＝4πkQ εr S，故E ∝Q ，即E ∝b t ＋a，故②可能正确．板间电荷量Q ＝UC ＝U εr S 4πkd ＝U εr S 4πkd，与已知Q 随时间的变化关系对比可知d ∝(t ＋a )，即待测物体的运动为匀速运动，故③可能正确．答案：C。
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高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）3-2第六章传感器补充习题A组1.传感器是把非电学量(如高度、温度、压力等)的变化转换成电学量变化的一种元件，它在自动控制中有着广泛的应用。
图6-37是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。
金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况:①电源接通后，电容C减小，反映h减小；②电源接通后，电容C减小，反映h增大；③电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小；④电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大。
以上判断正确的是( )A.①③B.①④C.②③D.②④2.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是利用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.电饭策中控制加热和保温的温控器3.下列说法正确的是( )A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号B.只有天黑楼道里出现声音时楼道里的灯才亮，说明它的控制电路中只有声传感器C.光敏电阻能够把光照强弱变化转换为电阻大小变化D.电子秤中所使用的测力装置是温度传感器4.常见的电热灭蚊器中有一个PTC(以铁酸顿为主要材料的热敏电阻器)元件，其电阻率随温度变化的规律如图6-38所示，这种元件具有发热、控温双重功能。
如果将该元件接到220 V恒定电压下，以下说法中正确的是( )A通电后功率先增大，后减小 B.通电后功率先减小，后增大C.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1不变D.当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在T1～T2之间的某一值不变5.如图6-39所示是一火警报警器的部分电路示意图。
其中R2 为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。
当传感器Rz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( )A.I变大，U变大B. I变大，U变小C.I变小，U变大D. I变小，U变小6.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。
某实验小组在升降机水平地面上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置。
其工作原理图如图6-40所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物。
O～t时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流t随时间t变化情况如图6-41所示。
则下列判断正确的是( )A.t1～t2时间内绝缘重物处于超重状态B.t3～t4时间内绝缘重物处于失重状态C.升降机开始时可能停在10楼，从t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在l楼D.升降机开始时可能停在1楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在 10楼7.如图6-42所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中 A是发光仪器，E是传送带上的物品， R1为光敏电阻， R2为定值电阻，虚线右侧是与RJ相并联的信息处理系统电路(未具体画出)。
此光电记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记数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就记数一次8.如图6-43为“用位移传感器和计算机研究加速度和力的关系”的实验装置。
(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持____________不变，用钩码所受的重力作为_________，测小车的加速度。
(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。
在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图6-44所示)。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是___________(A)小车与轨道之间存在摩擦 (B)导轨保持了水平状态 (C)所挂钩码的总质量太大(D)所用小车的质量太大9.硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。
某同学用图6-45甲所示的电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。
图中R0为已知的定值电阻，电压表视为理想电压表。
(1)请根据图6-45甲，用笔画线代替导线将图6-45乙的实验器材连接成实验电路。
(2)若电压表V2的读数为U0，则I=___________。
(3)实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-1曲线a，见图6-46，由此可知电池内阻_________(填“是”或“不是”)常数，短路电流为________(4)实验二:减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，见图6-46。
当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5V。
则实验二中外电路消耗的电功率为______mW(计算结果保留两位有效数字)。
10.一块N型半导体薄片(称霍尔元件)，其横截面为矩形，体积为b×c×d，如图6-47所示。
已知其单位体积内的电子数为n、电阻率为ρ、电子电荷量为e。
将此元件放在匀强磁场中，磁场方向沿z轴方向，并通有沿Z轴方向的电流I。
（1)此元件的CC'两个侧面中，哪个面电势高? (2)试证明在磁感应强度一定时，此元件的CC'两个侧面的电势差与其中的电流成正比。
(3)磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。
其测量方法为:将导体放在匀强磁场之中，用毫安表测量电流I，用毫伏表测量C、C'的电压U，就可测得B。
若己知霍尔元件的灵敏度K H=1/ned=10V/A·T，并测得U=0.6 mV， 1=3mA。
试求该元件所在处的磁感应强度B的大小。
11.为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统。
光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为Lx)。
某光敏电阻Rp在不同照度下的阻值如下表:(1)根据表中数据，请在图6-48的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线，并说明阻值随照度变化的特点。
(2)如图6-49所示，当1、2两端所加电压上升至2V时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路。
给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0 Lx时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图。
(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下:光敏电阻(阻值见上表)直流电源E(电动势3 V，内阻不计) 定值电阻: R1=10kΩ， R2 =20 kΩ， R3 =40 KΩ(限选其中之一并在图中标出)开关S及导线若干。
B组1.演示位移传感器的工作原理如图6-50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，则下列说法正确的是( )A.物体M运动时，电源内的电流会发生变化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2.图6-51甲是某同学设计的电容式速度传感器原理图，其中上板为固定极板，下板为待测物体，在两极板间电压恒定的条件下，极板上所带电量Q将随待测物体的上下运动而变化，若Q随时间t的变化关系为Q=b/(t+a)（a、b为大于零的常数)，其图象如图6-51乙所示，那么图6-51丙、丁中反映极板间场强大小E和物体速率U随t变化的图线可能是( )A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④3.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6-52甲所示。
将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个光滑绝缘重球。
小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图6-52乙所示。
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，小车做加速度变大的直线运动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4.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6-53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G(即电阻的倒数)与一氧化碳浓度C的曲线，如图6-53乙所示。
在图6-54中表示一氧化碳浓度C与电压表示数U o之间关系的图象中，正确的是( )5.角速度计可测量飞机、航天器、潜艇等自转的角速度ω，其结构如图6-55所示，当系统绕OO’转动时，元件A在光滑杆上滑动，并输出电压信号成为航天器的制导信号源。
已知A质量为m，弹簧的劲度系数为k，原长为L o，电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器总长为L，电阻分布均匀，系统静止时滑动变阻器滑动头P在中点，与固定接点Q正对，当系统以角速度ω转动时，求:(1)弹簧形变量x与ω的关系式；(2)电压表的示数U与角速度ω的函数关系。
6.某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图6-56所示，用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接。
当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器R的最上端，此时电压表示数为0。
设变阻器总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力。
(1)推出电压表示数U与所称物体质量m的关系式；(2)为使电压表示数与待测物体质量成正比，请利用原有器材进行改进，在图6-57的基础上完成改进后的电路原理图，并求出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
7.如图6-58所示的光控电路用发光二极管LED模仿路灯，Rc为光敏电阻。
是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端A的电压逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平.而当输入端A的电压下降到另一个值时，Y会从低电平跳到高电平。
在天暗时路灯(发光二极管)会点亮.下列说法中正确的是( )A天暗时Y处于高电平 B.天暗时Y处于低电平C..当RJ调大时A端的电压降低，灯(发光二极管)点亮D.当RJ调大时A端的电压降低，灯(发光二极管)熄灭8.现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关和若干导线。
如图 6-59所示，试设计一个控温电路。
要求温度低于某一温度时，电炉丝自动通电供热，超过某一温度时，又自动断电，画出电路图说明工作原理。
9.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水) 在管中的流量(单位时间内通过管内横截面流体的体积)。