（講練測(cè)）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題46 傳感器的簡(jiǎn)單使用（測(cè)）（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

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1、專題46 傳感器的簡(jiǎn)單使用（測(cè)） 【滿分：110分 時(shí)間：90分鐘】 一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中．1~8題只有一項(xiàng)符合題目要求； 9~12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。） 1．關(guān)于傳感器，下列說(shuō)法中正確的是： （ ） A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)， B．電熨斗能夠自動(dòng)控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器的作用是控制電路的通斷 C．霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成這個(gè)電阻電學(xué)量 D．光敏電阻在光照射下其電阻會(huì)顯著變

2、大 【答案】B 【名師點(diǎn)睛】該題考查常見(jiàn)的傳感器的特點(diǎn)與應(yīng)用，屬于對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的考查，多加積累即可做好這一類的題目。 2．如圖所示為小型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖，其中L為含鐵芯的線圈，P為可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵片，K為彈簧，S為一對(duì)觸頭，A、B、C、D為四個(gè)接線柱，斷電器與傳感器配合，可完成自動(dòng)控制的要求，對(duì)其工作方式有下列判斷： （ ） ①A、B間接控制電路，C、D間接被控電路 ②A、B間接被控電路，C、D間接控制電路 ③流過(guò)L的電流減小時(shí)，C、D間電路斷開(kāi) ④流過(guò)L的電流增大時(shí)， C、D間電路斷開(kāi) 以下組合的兩項(xiàng)都正確的是 A．①③ B．②④ C．①④

3、 D．②③ 【答案】A 【解析】當(dāng)較小的電流經(jīng)過(guò)接線柱AB流入線圈時(shí)，電磁鐵把銜鐵吸下，使CD兩個(gè)接線柱所連的觸點(diǎn)接通，較大的電流就可以通過(guò)CD帶動(dòng)機(jī)器工作了．故①正確，②錯(cuò)誤；流過(guò)L的電流減小時(shí)，線圈L產(chǎn)生的磁場(chǎng)減弱，對(duì)銜鐵P的吸引力減弱，使CD兩個(gè)接線柱所連的觸點(diǎn)斷開(kāi)，故③正確④錯(cuò)誤，故A正確； 【名師點(diǎn)睛】電磁繼電器就是一個(gè)自動(dòng)控制電路通斷的開(kāi)關(guān)，根據(jù)電磁繼電器的工作原理來(lái)分析解答． 3．電源、開(kāi)關(guān)S和S′、定值電阻R1、光敏電阻R2和電容器連接成如圖所示電路，電容器的兩平行板水平放置．當(dāng)開(kāi)關(guān)S、S′閉合，并且無(wú)光照射光敏電阻R2時(shí)，一帶電液滴恰好靜止在電容器兩板間的M點(diǎn)．當(dāng)用

4、強(qiáng)光照射光敏電阻R2時(shí)，光敏電阻的阻值變小，則： （ ） A．液滴向下運(yùn)動(dòng) B．液滴仍然靜止 C．R2兩端的電勢(shì)差是否升高無(wú)法分析 D．當(dāng)光照強(qiáng)度不變時(shí)斷開(kāi)S′，把電容器的上極板向上移一小段距離，則上極板的電勢(shì)比A點(diǎn)的電勢(shì)高 【答案】D 【名師點(diǎn)睛】該電路和串聯(lián)，電容器兩端間的電壓等于兩端間的電壓，當(dāng)用強(qiáng)光照射光敏電阻時(shí)，光敏電阻的阻值變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析電流的變化，得到兩個(gè)電阻的電壓變化和電容器兩端的電壓變化，從而知道電場(chǎng)的變化。 4．氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測(cè)，它的電導(dǎo)G（電阻的倒數(shù)）與一氧化碳濃度C的關(guān)系如圖甲所示。如

5、果將氧化錫傳感器接到如圖乙所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表（電壓表）的指針就與一氧化碳濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系，觀察儀表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標(biāo)。下面表示電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度C之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖象正確的是：（ ） 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】對(duì)于傳感器，關(guān)鍵是理解其工作原理，本題首先要讀懂題意，抓住電導(dǎo)與濃度的關(guān)系，列出表達(dá)式，其次利用歐姆定律研究電壓表示數(shù)與濃度的關(guān)系。 5．許多樓道的燈具有這樣的功能：天黑時(shí)，出現(xiàn)聲音它就開(kāi)啟，而在白天，即使有聲音它也沒(méi)反應(yīng)。它的控制電路是幾種傳感器的信號(hào)通過(guò)一個(gè)門(mén)電路后進(jìn)入執(zhí)行電路，這個(gè)門(mén)電

6、路是： （ ） A．非門(mén)電路 B．或門(mén)電路 C．與門(mén)電路 D．以上答案都不是 【答案】C 【解析】根據(jù)題意，燈亮必須同時(shí)具備天黑，出現(xiàn)聲音的條件，可得該邏輯關(guān)系屬于與邏輯關(guān)系，對(duì)應(yīng)的門(mén)電路為與門(mén)電路，故設(shè)計(jì)的門(mén)電路為與門(mén)電路，故C正確。 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)題意，燈亮這件事要想發(fā)生，必須同時(shí)滿足，天黑，出現(xiàn)聲音的條件，該邏輯關(guān)系屬于與邏輯關(guān)系，對(duì)應(yīng)的門(mén)電路為與門(mén)電路。 6．用遙控器調(diào)換電視機(jī)的頻道的過(guò)程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過(guò)程．下列屬于這類傳感器的是： （ ） A．紅外報(bào)警裝置 B．走廊照明燈的

7、聲控開(kāi)關(guān) C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置 D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 【答案】A 【名師點(diǎn)睛】用遙控器調(diào)換電視機(jī)的頻道的過(guò)程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過(guò)程． 7．如圖是測(cè)試熱敏電阻R的實(shí)驗(yàn)電路圖，滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)到某一定值，實(shí)驗(yàn)中觀察到當(dāng)溫度升高時(shí)燈更亮，下列對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析正確的有： （ ） A．電路中電流減小了 B．電路中電流增大了 C．溫度升高時(shí)，熱敏電阻的阻值增大 D．溫度升高時(shí)，燈泡電阻的阻值減小 【答案】B 【解析】 燈更亮說(shuō)明更多的電能轉(zhuǎn)化為了燈泡電阻發(fā)熱的熱能而發(fā)光，即燈泡的電功率更大了；由燈泡電功率可知，電路

8、中電流增大了，故A項(xiàng)錯(cuò)誤、B項(xiàng)正確；溫度升高時(shí)，電路中電流增大了，說(shuō)明熱敏電阻與燈泡組成的串聯(lián)電路電阻減小，燈泡將增大故熱敏電阻的阻值減小，故C項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；溫度升高時(shí)，燈泡電阻的阻值燈泡將增大，D項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；應(yīng)選B。 【名師點(diǎn)睛】燈更亮說(shuō)明燈泡電功率增大了。 8．如圖為含邏輯電路的一個(gè)簡(jiǎn)單電路圖，L為小燈泡。光照射光敏電阻時(shí)，其阻值R′將變得遠(yuǎn)小于R。當(dāng)光照射光敏電阻時(shí)，則： （ ） A．R兩端的電勢(shì)差變小 B．R′兩端的電勢(shì)差變大 C．小燈泡L發(fā)光 D．小燈泡L不發(fā)光 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道門(mén)電路的各種符號(hào)，以及非門(mén)的特點(diǎn)，即輸入狀

9、態(tài)與輸出狀態(tài)相反。 9．某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)在光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能啟動(dòng)的自動(dòng)控制裝置，該同學(xué)用到的兩個(gè)傳感器可能是： （ ） A．力傳感器 B．光電傳感器 C．溫度傳感器 D．電容式傳感器 【答案】BC 【解析】由于該自動(dòng)控制裝置會(huì)受光照和溫度影響，故應(yīng)該有光電傳感器和溫度傳感器，故選BC。 【名師點(diǎn)睛】本題考查了自動(dòng)控制原理及傳感器，要知道傳感器是將溫度、力、光等非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的儀器，對(duì)此類題目要知道其工作原理．基礎(chǔ)題目。 10．電子眼系統(tǒng)通過(guò)路面下埋設(shè)的感應(yīng)線來(lái)感知汽車的壓力。感應(yīng)線是一個(gè)壓點(diǎn)薄膜傳感器，壓電薄膜在受壓時(shí)兩端產(chǎn)

10、生電壓，壓力越大電壓越大，壓電薄膜與電容器C、電阻R組成圖甲所示的回路。紅燈亮?xí)r，如果汽車的前、后輪先后經(jīng)過(guò)感應(yīng)線，回路中產(chǎn)生兩脈沖電流，如圖乙所示，即現(xiàn)為“闖紅燈”，電子眼拍照，則紅燈亮?xí)r： （ ） A．車輪停在感應(yīng)線上時(shí)，電阻R上有恒定電流 B．車輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線的過(guò)程中，電容器先充電后放電 C．車輪經(jīng)過(guò)感應(yīng)線的過(guò)程中，電阻R上的電流先增加后減小 D．汽車前輪剛越過(guò)感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)，仍會(huì)被電子眼拍照 【答案】BD 【解析】車輪停在感應(yīng)線上時(shí)，壓力不變，則電壓不變，電容器不充電，也不放電，電阻R上沒(méi)有電流，故A錯(cuò)誤；由乙圖可知，當(dāng)車輪經(jīng)過(guò)時(shí)電流先增大后減小

11、，然后再反向增大減??；因電壓是在受壓時(shí)產(chǎn)生的；故說(shuō)明電容器先充電后放電；故B正確，C錯(cuò)誤；若汽車前輪越過(guò)感應(yīng)線，又倒回線內(nèi)，則前輪兩次壓線，仍形成兩個(gè)脈沖電流，符合拍照條件，電子眼仍可拍照，故D正確。 【名師點(diǎn)睛】根據(jù)電流和電路圖分析電容器的充放電過(guò)程，并根據(jù)工作原理明確汽車前輪剛越過(guò)感應(yīng)線，又倒回到線內(nèi)是否符合拍照條件。 11．生活中離不開(kāi)物理，物理知識(shí)在生活中應(yīng)用非常廣泛，下列說(shuō)法正確的是： （ ） A．電飯鍋是利用力傳感器原理 B．光控路燈是利用光敏電阻傳感器 C．變壓器是利用了互感現(xiàn)象原理 D．電磁爐是利用交流電的渦流現(xiàn)象原理 【答案】BCD 【名師

12、點(diǎn)睛】傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成；傳感器能滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。 12．如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，原線圈接入正弦式交變電流，電流表A、電壓表V均為理想電表，R是光敏電阻（其阻值隨光的強(qiáng)度增大而減?。?，L是理想線圈，D是燈泡。下列說(shuō)法正確的是： （ ） A．若電壓表V的示數(shù)為6V，則輸入電壓的峰值為60V B．有光照射R時(shí)，電流表A的示數(shù)變大 C．若抽出L中的鐵芯，燈D變亮 D．若輸入電壓的峰值

13、保持不變，頻率變大，則燈D變亮 【答案】BC 【解析】根據(jù)公式：，可以得到輸入端電壓為，則最大值為：，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)題意有光照射時(shí)，電阻減小，則副線圈電流減少，根據(jù)則原線圈電流減小，故電流表A減少，故選項(xiàng)B正確；抽出L中的鐵芯，理想線圈自感系數(shù)減小，理想線圈對(duì)電流的阻礙減小，所以D變亮，故C正確；若輸入電壓的峰值保持不變，則有效值不變，匝數(shù)不變，則副線圈電壓不變，故燈D亮度不變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】由變壓器原理可得變壓器原、副線圈中的電流之比，輸入、輸出功率之比．和閉合電路中的動(dòng)態(tài)分析類似，可以根據(jù)R的變化，確定出總電路的電阻的變化，進(jìn)而可以確定總電路的電流的變化的情況，在根

14、據(jù)電壓不變，來(lái)分析其他的原件的電流和電壓的變化的情況。 二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分） 13．（10分）加速度傳感器如圖甲所示。較重的滑塊2可以在光滑的框架1中平移，滑塊兩側(cè)用彈簧3拉著；R為滑動(dòng)變阻器，4是滑動(dòng)片，它與電阻器任一端間的電阻值都與它到這端的距離成正比。工作時(shí)將框架固定在被測(cè)物體上，使彈簧及電阻R均與物體的運(yùn)動(dòng)方向平行。當(dāng)被測(cè)物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊將在彈簧的作用下，以同樣的加速度運(yùn)動(dòng)。通過(guò)電路中電壓表的讀數(shù)，可以得知加速度的大小。電壓表為指針式直流電壓表（可視為理想電壓表）。 （1）電壓表零刻度在表盤(pán)中央（即可

15、顯示正負(fù)電壓），當(dāng)P端的電勢(shì)高于Q端時(shí)，指針向零點(diǎn)左側(cè)偏轉(zhuǎn)。當(dāng)物體具有圖示方向的加速度a時(shí)，電壓表的指針將向零點(diǎn)__________（填“左”、“右”）側(cè)偏轉(zhuǎn)。 （2）若將電壓表的表盤(pán)換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤(pán)，則表盤(pán)的刻度__________（填“均勻”、“非均勻”）分布。 （3）電壓表是由靈敏電流計(jì)改裝而成的，靈敏電流計(jì)表盤(pán)如圖乙所示。當(dāng)被測(cè)物體具有圖示方向大小為1m/s2的加速度時(shí)，滑動(dòng)片4從MN的中央向某側(cè)平移的距離為MN總長(zhǎng)的1/6且滑動(dòng)片4在M或N端時(shí)，靈敏電流計(jì)示數(shù)最大。若將靈敏電流計(jì)的表盤(pán)換成直接表示加速度大小及方向的刻度盤(pán)，則靈敏電流計(jì)表盤(pán)上－30刻線處對(duì)應(yīng)的加

16、速度為_(kāi)_________。 【答案】（1）右 （2）均勻 （3）－3m/s2 【解析】 （2）設(shè)加速度為a時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U，則：2kx=ma 又 聯(lián)立解得： 由于U與a成正比，所以表盤(pán)的刻度應(yīng)均勻 （3）由可知，當(dāng)a=1m/s2時(shí)，x=L/6，則此時(shí)U=Um/3，則當(dāng)U=Um時(shí)，a=3m/s2，即靈敏電流計(jì)表盤(pán)上－30刻線處對(duì)應(yīng)的加速度為-3m/s2 【名師點(diǎn)睛】本題中應(yīng)變式加速度計(jì)體現(xiàn)了一種重要的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想--轉(zhuǎn)換思想，即把難以直接測(cè)量的力學(xué)量轉(zhuǎn)換為容易測(cè)量的電學(xué)量．這類題目是力與電綜合題，關(guān)鍵要尋找力電聯(lián)系的橋梁。 14．（10分）同學(xué)們?cè)谘芯總鞲衅魈攸c(diǎn)時(shí)，做了如

17、下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)： （1）利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以研究快速變化力的大小，實(shí)驗(yàn)時(shí)，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點(diǎn)O處，然后讓小球自由下落．用這處方法獲得的彈性繩的拉力隨時(shí)間變化圖線如圖乙所示．根據(jù)圖線所提供的信息，以下判斷正確的是 A．t1、t2時(shí)刻小球速度最大 B．t2、t5時(shí)刻小球的動(dòng)能最小 C．t3、t4時(shí)刻小球的速度相同 D．小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒 （2）溫度傳感器是對(duì)溫度敏感的元件，它將感受到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變成測(cè)量的量（一般是電學(xué)量），從而直接反映出其變化．某種材料的R－t圖線如下圖甲所示． ①它（填“能”或“不能”）作為溫度傳感器的感應(yīng)元件。 ②把這種材料制成的電阻和一

18、個(gè)電熱器串聯(lián)，如圖乙，可達(dá)到何種自動(dòng)控制效果？ 【答案】（1）B （2）①能 ②可達(dá)到使電熱器保持一定溫度的效果 （2）①由于其電阻的阻值隨著溫度的變化而變化，故它能作為溫度傳感器的感應(yīng)元件。 ②可達(dá)到使電熱器保持一定溫度的效果。 【名師點(diǎn)睛】本題考查學(xué)生對(duì)生活中半導(dǎo)體具體實(shí)例的了解情況．此外本題通過(guò)影響電阻的因素的實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生識(shí)圖能力以及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 15．（15分）如圖甲所示，光滑水平面上放置斜面體ABC，AB與BC圓滑連接，AB表面粗糙且水平（長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)），傾斜部分BC表面光滑，與水平面的夾角。在斜面體右側(cè)與豎直墻壁之間連接著一個(gè)力傳感器，規(guī)定力傳感器受

19、壓時(shí)，其示數(shù)為正值；力傳感器被拉時(shí)，其示數(shù)為負(fù)值。一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊從斜面體的C點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，力傳感器記錄到力和時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。 （sin37°=0．6，cos37°=0．8，g取10m／s2），根據(jù)圖乙所給數(shù)據(jù)，求： （1）斜面體傾斜部分BC的長(zhǎng)度 （2）滑塊的質(zhì)量 （3）求滑塊在AB滑行的距離。 【答案】（1）；（2）；（3） 【名師點(diǎn)睛】本題要讀懂圖象，分析滑塊的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，關(guān)鍵要抓住木板對(duì)傳感器的壓力與滑塊對(duì)斜面BC壓力的關(guān)系。 16．（15分）如下左圖所示，楔形木塊A固定在水平放置壓力傳感器上，A的斜面是光滑的。某同學(xué)將質(zhì)量不同的小

20、鋼球從斜面頂端靜止釋放，記錄小鋼珠在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)壓力傳感器的示數(shù)。重力加速度g = 9.8 m/s2.記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)做出F-m圖像，如下右圖。 （1）由圖像知，木塊A的質(zhì)量M=kg（保留小數(shù)點(diǎn)后一位） （2）若斜面傾角為θ，由圖像知，_____（保留小數(shù)點(diǎn)后兩位） （3）不同質(zhì)量的小鋼珠在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間（填 “相同”或“不相同”） 【答案】（1）0.5；（2）0.80（0.77~0.83）（3）相同 【解析】 （1）當(dāng)m=0時(shí)，傳感器的示數(shù)即為木塊A的重力，則有：Mg=4.80N，解得： （3）根據(jù)牛頓第二定律得小球下滑的加速度為：a＝gsinθ，則不同質(zhì)量的小鋼珠在斜面上運(yùn)動(dòng)情況完全相同，所以運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也相同。 【名師點(diǎn)睛】本題考查研究加速度與物體質(zhì)量、受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)；解題的關(guān)鍵是搞清實(shí)驗(yàn)的原理及分別對(duì)小球和A受力分析，求出傳感器的示數(shù)F與m的表達(dá)式，注意F-m圖象斜率和截距所表示的含義，難度適中。