高中物理 第4章 傳感器與現(xiàn)代社會 4_3用傳感器做實驗 4_4信息時代離不開傳感器學業(yè)分層測評 滬科版選修3-2

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4.3用傳感器做實驗 4.4信息時代離不開傳感器 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1.(多選)下列傳感器中機器人能應用到的傳感器是(　　) A.視覺傳感器　 B.位移傳感器 C.壓力傳感器 D.語言識別裝置 【解析】　視覺傳感器相當于機器人的“眼睛”；壓力傳感器、位移傳感器等使機器人有了“感覺”；語言識別裝置相當于機器人的“耳朵”.故正確答案為A、B、C、D. 【答案】　ABCD 2.(多選)當前傳感器被廣泛應用于各種電器、電子產品之中，下述關于常用的幾種家用電子器件所采用傳感器的說法中正確的是(　　) A.電視機對無線遙控信號的接收主要是采用了光電傳感器 B.電子體溫計中主要是采用了溫度傳感器 C.電腦所用的光電鼠標主要采用了聲波傳感器 D.電子秤中主要是采用了力電傳感器 【解析】　C項中電腦所用的光電鼠標主要采用了光電傳感器. 【答案】　ABD 3.“嫦娥一號”衛(wèi)星上裝有8種24件探測儀器，其中可能有(　　) A.味覺傳感器 B.氣體傳感器 C.聽覺傳感器 D.視覺傳感器 【解析】　“嫦娥一號”月球衛(wèi)星是為探測月球而發(fā)射的在軌衛(wèi)星，而月球上無氣體，所以不需要氣體傳感器和聽覺傳感器，當然也用不到味覺傳感器，真正需要的是為月球“畫像”的視覺傳感器——立體相機. 【答案】　D 4.用遙控器調換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉換成電信號的過程.下列屬于這類傳感器的是(　　) A.紅外報警裝置 B.走廊照明燈的聲控開關 C.自動洗衣機中的壓力傳感裝置 D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 【解析】　A.紅外線是一種不可見的光線，紅外報警裝置就是利用它將光信號轉換為電信號的，所以符合題意；B.聲控開關主要是將聲信號轉換為電信號，所以不合題意；C.洗衣機中的壓力傳感裝置主要是將壓力信號轉換為電信號，所以不合題意；D.電飯煲中的溫控器主要是將溫度信號轉換為電信號，所以不合題意. 【答案】　A 5.(多選)關于電子秤中應變式力傳感器的說法中正確的是(　　) A.懸臂梁發(fā)生形變后將其形變的彈力顯示出來 B.當應變片的表面拉伸時，其電阻變大；反之變小 C.傳感器輸出的是應變片上的電壓 D.外力越大，輸出的電壓差值也越大 【解析】　應變片材料的電阻滿足R＝ρ，當應變片的電阻發(fā)生變化時使輸出的電壓差值變大，由電壓差值與外力的關系轉換成力的大小顯示出來，并不是將形變時的彈力直接顯示出來，由此知B、D正確. 【答案】　BD 6.當你走近某些寫字樓、機場、賓館等大廳的入口時，大門會自動打開，進入大廳后，門又會自動關閉，關于這種自動門的下列說法中正確的是(　　) A.控制這種自動門開關的是一種紅外線傳感器 B.控制這種自動門開關的是一種普通光電傳感器，能使自動門“見光開” C.大人走近門會自動打開，小孩走近門，門不會自動打開 D.男孩走近門會自動打開，女孩走近門，門可能不會開 【解析】　控制自動門開關的傳感器是紅外線傳感器，A對，B錯；盡管不同物體(包括大人、孩子)不同的溫度發(fā)出的紅外線波長不同，但在設置這個傳感器范圍時應當充分考慮到大人、小孩個體的差異及人體體溫的變化范圍.大人、小孩、男孩、女孩靠近，門都應當會自動打開，C、D錯. 【答案】　A 7.如圖442所示是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，導致話筒所在電路中的其他量發(fā)生變化，使聲音信號被話筒轉化為電信號，其中導致電容變化的原因可能是電容器兩板間的(　　) 圖442 A.距離變化 B.正對面積變化 C.介質變化 D.電壓變化 【解析】　本題考查傳感器的應用.這個聲傳感器可歸到電容傳感器中.由題意，對著話筒說話時，振動膜前后振動，則金屬層和金屬板間距離改變，即電容器兩極板間距離改變，故導致電容變化的原因可能是電容器兩極板間的距離變化，故正確答案為A. 【答案】　A 8.如圖443所示為一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是(　　) 【導學號：72000092】 圖443 A.溫度升高至74 ℃時，L1亮燈報警 B.溫度升高至74 ℃時，L2亮燈報警 C.溫度升高至78 ℃時，L1亮燈報警 D.溫度升高至78 ℃時，L2亮燈報警 【解析】　當溫度低于78 ℃時，線圈中沒有電流，此時燈L1亮，但不報警，當溫度升高到78時，線圈中有電流，磁鐵吸引銜鐵，燈L2被接通，所以燈L2亮且報警，溫度升高至74 ℃時，線圈中沒有電流，只是燈L1亮，不會報警. 【答案】　D [能力提升] 9.如圖444所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災報警器的結構原理圖，罩內裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板.平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài).發(fā)生火災時，下列說法正確的是(　　) 圖444 A.進入罩內的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報 B.光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報 C.進入罩內的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報 D.以上說法均不正確 【解析】　由火災報警器的原理可知，發(fā)生火災時煙霧進入罩內，使光發(fā)生散射，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報，C對. 【答案】　C 10.(多選)壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小.一同學利用壓敏電阻設計了判斷升降機運動狀態(tài)的裝置，如圖445甲所示，將壓敏電阻平放在升降機內，受壓面朝上，在上面放一物體m，升降機靜止時電流表示數為I0.某過程中電流表的示數如圖445乙所示，則在此過程中(　　) 【導學號：72000093】 圖445 A.物體處于失重狀態(tài) B.物體處于超重狀態(tài) C.升降機一定向上做勻加速運動 D.升降機可能向下做勻減速運動 【解析】　因為壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，由題圖乙知，電流大于靜止時的電流且穩(wěn)定，故壓力增大，物體處于超重狀態(tài)，選項B、D正確. 【答案】　BD 11. 全面了解汽車的運行狀態(tài)(速度、水箱溫度、油量)是確保汽車安全行駛和駕駛員安全的舉措之一，為模仿汽車油表原理，自制一種測定油箱油量多少或變化多少的裝置.如圖446所示，其中電源電壓保持不變.R是滑動變阻器，它的金屬滑片是金屬桿的一端.小陽同學在裝置中使用了一只電壓表(圖中沒有畫出)，通過觀察電壓表示數，可以了解油量情況，你認為電壓表應該接在圖中的________兩點之間，按照你的接法請回答：當油箱中油量減少時，電壓表的示數將________(填“增大”或“減小”). 圖446 【解析】　由題圖可知當油箱內液面高度變化時，R的金屬滑片將會移動，從而引起R兩端電壓的變化，且當R′?R時，UR＝IR可視為UR與R成正比，所以電壓表應接在b、c之間，當油量減小時，電壓表示數將增大. 【答案】　b、c　增大 12.如圖447所示為普通冰箱內溫度控制器的結構.銅質的測溫泡1、細管2和彈性金屬膜盒3連通成密封的系統(tǒng)，里面充有氯甲烷和它的蒸汽，上述材料就構成了一個溫度傳感器.膜盒3為扁圓形(圖中顯示為它的切面)，右表面固定，左表面通過小柱體與彈簧片4連接.盒中氣體的壓強增大時，盒體就會膨脹.測溫泡1安裝在冰箱的冷藏室中，5、6分別是電路的動觸點和靜觸點，控制制冷壓縮機的工作.彈簧7的兩端分別連接到彈簧片4和連桿9上，連桿9的下端是裝在機箱上的軸.凸輪8是由設定溫度的旋鈕(圖中未畫出)控制的.逆時針旋轉時凸輪連桿上端右移，從而加大對彈簧7的拉力. 圖447 (1)為什么當冰箱內溫度較高時壓縮機能夠開始工作，而當達到設定的低溫后又自動停止工作？ (2)為什么凸輪可以改變設定的溫度？ 【解析】　(1)冰箱內溫度較高時，密封系統(tǒng)中的壓強增大，盒體膨脹，膜盒3通過小柱體帶動彈簧片4使動觸點5與靜觸點6接觸，控制壓縮機自動開始工作，而當達到設定的低溫時彈簧7帶動彈簧片4將觸點5、6斷開，使壓縮機停止工作. (2)凸輪逆時針旋轉會加大連桿9對彈簧7的拉力，該拉力與膜盒3共同控制彈簧片4的運動，故凸輪可以改變設定的溫度. 【答案】　見解析