2018-2019學(xué)年高中物理 第三章 傳感器章末檢測(cè)卷 教科版選修3-2.doc

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第三章 傳感器 章末檢測(cè)卷(三) (時(shí)間：90分鐘　滿分：100分) 一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分) 1．下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是 (　　) A．電熨斗 B．話筒 C．電飯鍋 D．測(cè)溫儀 答案　B 解析　電熨斗、電飯鍋和測(cè)溫儀都是把非電學(xué)量溫度轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的元件，都要使用溫度傳感器．話筒是把非電學(xué)量聲音轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的元件，不需要使用溫度傳感器． 2．有一種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，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．兩個(gè)傳感器都是光電傳感器 B．兩個(gè)傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器 C．兩個(gè)傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器 D．只有光照和溫度都適合時(shí)排氣扇才能工作 答案　B 解析　題中提到有光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能啟動(dòng)，由此可見(jiàn)兩個(gè)傳感器一個(gè)是光電傳感器，一個(gè)是溫度傳感器，而且排氣扇自動(dòng)工作只需光照或溫度一個(gè)滿足條件即可，A、C、D錯(cuò)，B對(duì)． 3．用遙控器調(diào)換電視機(jī)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．走廊照明燈的聲控開關(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 4.如圖1所示是某種汽車上的一種自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的裝置．R是滑動(dòng)變阻器．它的金屬滑片是杠桿的一端，從油量表(由電流表改裝而成)指針?biāo)傅目潭?，就可以知道油箱?nèi)油面的高度，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑片向下移動(dòng)時(shí)(　　) 圖1 A．電路中的電流減小，油箱油面降低 B．電路中的電流減小，油箱油面升高 C．電路中的電流增大，油箱油面降低 D．電路中的電流增大，油箱油面升高 答案　D 解析　當(dāng)油箱油面升高時(shí)，由于浮力作用使金屬滑片向下移動(dòng)，而回路電阻減小，電流增大，故D項(xiàng)正確． 5．某儀器內(nèi)部電路如圖2所示，其中M是一個(gè)質(zhì)量較大的金屬塊，左、右兩端分別與金屬絲制作的彈簧相連，并套在光滑水平細(xì)桿上，a、b、c三片金屬片的間隙很小(b固定在金屬塊上)．當(dāng)金屬塊處于平衡時(shí)兩根彈簧均處于原長(zhǎng)狀態(tài)．若將該儀器固定在一輛汽車上，則下列說(shuō)法正確的是 (　　) 圖2 A．當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí)，甲燈亮 B．當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí)，乙燈亮 C．當(dāng)汽車剎車時(shí)，乙燈亮 D．當(dāng)汽車剎車時(shí)，甲、乙燈均不亮 答案　B 解析　向右加速時(shí)，M向左移動(dòng)，b與a接觸，乙燈亮；當(dāng)剎車時(shí)，M向右移動(dòng)，b與c接觸，甲燈亮．故選項(xiàng)B正確． 6．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)．它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化，在圖3甲所示的電路中，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)．有一種氧化錫傳感器，其技術(shù)資料中給出的是電導(dǎo)(即電阻的倒數(shù))—CO濃度曲線如圖乙所示，請(qǐng)判斷，下列選項(xiàng)中電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是 (　　) 圖3 答案　B 解析　由題圖乙知一氧化碳濃度越高，傳感器電阻越小，電路中的電流越大，電壓表示數(shù)U0越大，B正確． 二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分，每題至少有2個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)得5分，漏選得2分，錯(cuò)選得0分) 7．關(guān)于傳感器的作用，下列說(shuō)法中正確的是 (　　) A．通常傳感器可以直接用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制 B．傳感器可以用來(lái)采集信息 C．傳感器可以將感受到的一些信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 D．傳感器可以將所有感受到的信號(hào)都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 答案　BC 解析　傳感器是將感受的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的儀器，不同的傳感器感受不同的信號(hào)，B、C對(duì)． 8．下列說(shuō)法正確的是 (　　) 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，這種傳感器作用是控制電路的通斷 C．電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器 D．半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁?，它的電阻值越? 答案　BC 9．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．熱敏電阻是把熱量這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量的元件 B．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差 C．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器 D．霍爾元件是能夠把磁學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感元件 答案　BCD 解析　熱敏電阻是把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量的元件，A錯(cuò)誤；B、C、D正確． 10.電容式話筒的保真度比動(dòng)圈式話筒好，其工作原理如圖4所示．Q是絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器，被直流電源充電．當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流．當(dāng)膜片向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，有(　　) 圖4 A．電容變大 B．電容變小 C．導(dǎo)線AB中有向左的電流 D．導(dǎo)線AB中有向右的電流 答案　AC 三、填空題(本題共2小題，共10分) 11．(4分)目前有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的控制，使用的是一種延時(shí)開關(guān)，該延時(shí)開關(guān)的簡(jiǎn)化原理如圖5所示．圖中D是紅色發(fā)光二極管(只要有很小的電流通過(guò)就能使其發(fā)出紅色亮光)，R為限流電阻，K為按鈕式開關(guān)，虛線框內(nèi)S表示延時(shí)開關(guān)電路，當(dāng)按下K接通電路瞬間，延時(shí)開關(guān)觸發(fā)，相當(dāng)于S閉合，這時(shí)釋放K后，延時(shí)開關(guān)S約在1 min后斷開，燈泡熄滅．根據(jù)上述信息和原理圖，我們可推斷： 圖5 按鈕開關(guān)K按下前，發(fā)光二極管是________(填“發(fā)光的”或“熄滅的”)，按鈕開關(guān)K按下再釋放后，燈泡L發(fā)光持續(xù)時(shí)間約________ min.這一過(guò)程中發(fā)光二極管是________．限流電阻R的阻值和燈絲電阻RL相比，應(yīng)滿足R________RL的條件． 答案　發(fā)光的　1　熄滅的　? 解析　開關(guān)K按下前，S斷開，有電流經(jīng)過(guò)發(fā)光二極管，故發(fā)光二極管是發(fā)光的．當(dāng)按下開關(guān)K后，延時(shí)開關(guān)S閉合，二極管和R被短路，二極管不發(fā)光，由于延時(shí)開關(guān)S約1 min后斷開，故燈泡L能持續(xù)發(fā)光1 min，由于R為限流電阻，且二極管只要有很小的電流通過(guò)就能發(fā)光，故應(yīng)滿足R?RL. 12．(6分)傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化的一種元件，在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用．有一種測(cè)量人的體重的電子秤，其測(cè)量部分的原理圖如圖6中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會(huì)隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)和顯示體重大小的儀表(實(shí)質(zhì)是理想的電流表)組成．壓力傳感器表面能承受的最大壓強(qiáng)為1107 Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示．設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8 V，取g＝10 m/s2.請(qǐng)回答： 圖6 壓力F/N 0 250 500 750 1 000 1 250 1 500 …… 電壓R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 …… (1)該秤零起點(diǎn)(即踏板空載時(shí))的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤________A處． (2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20 mA，這個(gè)人的質(zhì)量是________kg. 答案　(1)1.610－2　(2)50 解析　(1)由題表知，踏板空載時(shí)，壓力傳感器電阻R＝300 Ω，此時(shí)中電流 I＝＝ A＝1.610－2 A. (2)當(dāng)電流I′＝20 mA＝210－2 A時(shí)，壓力傳感器的電阻R′＝＝ Ω＝240 Ω，對(duì)應(yīng)表格中，這個(gè)人的質(zhì)量為50 kg. 四、計(jì)算題(本題共4小題，共46分) 13．(8分)(1)用如圖7所示的傳感器可以測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的位移，說(shuō)明它的工作原理是什么？ 圖7 (2)電子電路中常用到一種稱為“干簧管”的元件，它的結(jié)構(gòu)是玻璃管內(nèi)封入的兩個(gè)軟磁性材料制成的簧片，如圖8所示，它是傳感器嗎？ 圖8 答案　見(jiàn)解析 解析　(1)它可以將位移變化轉(zhuǎn)化為電容信號(hào)，當(dāng)物體向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容增大；向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容減?。? (2)它是傳感器，可以感知磁場(chǎng)． 玻璃管內(nèi)封入兩個(gè)軟磁性材料制成的簧片，當(dāng)存在磁場(chǎng)時(shí)，如條形磁鐵靠近，兩個(gè)簧片被磁化而相互吸引接觸，燈泡就發(fā)光，因此能感知磁場(chǎng)的存在． 14．(10分)溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家電產(chǎn)品中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性工作的．在圖9甲中，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝9.0 V，內(nèi)阻可忽略不計(jì)；G為靈敏電流表，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙中的R－t圖線所示．閉合開關(guān)，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，電流表示數(shù)I1＝2 mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2＝3.6 mA時(shí)，熱敏電阻R的溫度是多少？ 圖9 答案　120℃ 解析　溫度為20℃時(shí)R為4 kΩ，由I＝，得Rg＝500 Ω， 若I＝3.6 mA，可得R＋Rg＝2.5 kΩ，則R＝2 kΩ 根據(jù)題圖乙得，此時(shí)溫度為120℃. 15．(14分)某種電飯鍋的工作原理圖如圖10所示，煮飯時(shí)開關(guān)S是閉合的，紅色指示燈亮；飯熟后(溫度大約為103℃)保護(hù)開關(guān)S自動(dòng)斷開，黃燈亮． 圖10 (1)電阻R1的作用是保護(hù)紅色指示燈不致因電流過(guò)大而燒毀，與電飯鍋發(fā)熱板的等效電阻相比，二者大小應(yīng)有什么關(guān)系？為什么？ (2)通常情況下用這種電飯鍋燒水時(shí)，它的自動(dòng)斷電功能是否起作用？為什么？ 答案　見(jiàn)解析 解析　(1)R1應(yīng)該遠(yuǎn)大于發(fā)熱板的等效電阻．因?yàn)镽1紅色指示燈只起指示作用，R1和紅色指示燈消耗的電功率應(yīng)遠(yuǎn)小于發(fā)熱板的功率，兩者又是并聯(lián)接入電路的，電壓相同，所以流過(guò)R1和紅色指示燈的電流應(yīng)遠(yuǎn)小于流過(guò)發(fā)熱板的電流，因此R1應(yīng)該遠(yuǎn)大于發(fā)熱板的等效電阻． (2)水沸騰時(shí)的溫度為100℃，燒開時(shí)水溫不會(huì)達(dá)到103℃，所以自動(dòng)斷電功能不起作用． 16．(14分)現(xiàn)有熱敏電阻、電爐絲、電源、電磁繼電器、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)和導(dǎo)線若干．如圖11所示，試設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電路．要求溫度低于某一溫度時(shí)，電爐絲自動(dòng)通電供熱，超過(guò)某一溫度時(shí)，又可以自動(dòng)斷電，畫出電路圖說(shuō)明工作過(guò)程． 圖11 答案　電路圖如圖所示　工作過(guò)程見(jiàn)解析 工作過(guò)程：閉合S，當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻阻值大，通過(guò)電磁繼電器的電流不能吸下P，K接通，電爐絲加熱．當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，熱敏電阻減小到某值，通過(guò)電磁繼電器的電流達(dá)到工作電流，吸下P，使觸點(diǎn)K斷開，電爐絲斷電，停止供熱．當(dāng)溫度低于設(shè)計(jì)值時(shí)，又重復(fù)前述過(guò)程．