高中物理 第六章第二節(jié) 《傳感器的應用》知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-2

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1112013-2014學年高中物理 第六章第二節(jié) 傳感器的應用知能演練輕松闖關(guān) 新人教版選修3-21下列器件不是應用溫度傳感器的是()A電熨斗B話筒C電飯鍋 D測溫儀解析：選B.電熨斗、電飯鍋、測溫儀是應用溫度傳感器，話筒是應用聲傳感器2下列器件是應用光傳感器的是()A鼠標器 B火災報警器C測溫儀 D電子秤解析：選AB.測溫儀應用溫度傳感器，電子秤是應用力傳感器3常見的光傳感器有()A熱敏電阻 B光敏電阻C光電管 D感溫鐵氧體解析：選BC.熱敏電阻、感溫鐵氧體應用溫度傳感器4(2013河北衡水中學高二檢測)溫度傳感器廣泛應用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來工作的如圖甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電動勢E9.0 V，內(nèi)電阻不計；G為靈敏電流表，其內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)S，當R的溫度等于20 時，電流表示數(shù)I12 mA；當電流表的示數(shù)I23.6 mA時，熱敏電阻的溫度是()A60 B80 C100 D120 解析：選D.由題圖乙可知，當R的溫度等于20 時，熱敏電阻的阻值R14 k，則由I1可得Rg0.5 k，當電流I23.6 mA時，由I2，可得R22 k，結(jié)合圖乙此時溫度為120 ，故選D.5.(2013南寧高二檢測)如圖所示為一種加速度儀的示意圖質(zhì)量為m的振子兩端連有勁度系數(shù)均為k的輕彈簧，電源的電動勢為E，不計內(nèi)阻，滑動變阻器的總阻值為R，有效長度為L，系統(tǒng)靜止時滑動觸頭位于滑動變阻器正中，這時電壓表指針恰好在刻度盤正中求：(1)系統(tǒng)的加速度a(以向右為正)和電壓表讀數(shù)U的函數(shù)關(guān)系式(2)將電壓表刻度改為加速度刻度后，其刻度是均勻的還是不均勻的？為什么？(3)若電壓表指針指在滿刻度的3/4位置，此時系統(tǒng)的加速度大小和方向如何？解析：(1)當振子向左偏離中間位置x距離時，由牛頓第二定律得2kxma電壓表的示數(shù)為UE由以上兩式解得a(E2U)(2)均勻，因為加速度a與電壓表示數(shù)U是一次函數(shù)(線性)關(guān)系(3)當滑動觸頭滑到最右端時，電壓表最大示數(shù)UmE，電壓表指針指在滿刻度的3/4位置時，UE代入式解得a，方向向左答案：(1)a(E2U)(2)見解析(3)方向向左一、選擇題1(單選)下列說法中正確的是()A電飯鍋中的敏感元件是光敏電阻B測溫儀中的測溫元件可以是熱敏電阻C機械式鼠標中的傳感器接收到連續(xù)的紅外線，輸出不連續(xù)的電脈沖D火災報警器中的光傳感器在沒有煙霧時呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，有煙霧時呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)解析：選B.電飯鍋中的敏感元件是感溫鐵氧體，A錯誤；機械式鼠標中的傳感器接收斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應的電脈沖信號，C錯誤；火災報警器中的光傳感器在沒有煙霧時呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，有煙霧時呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，D錯誤故選B.2(單選)用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際上是電視機中的傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為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(guān)C自動洗衣機中的壓力傳感裝置D電飯鍋中控制加熱和保溫的溫控器解析：選A.遙控器發(fā)出紅外線，電視中的傳感器感知紅外線是紅外線傳感器，故選A.3(單選)(2013廈門一中高二檢測)辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開或關(guān)，利用的傳感器是()A生物傳感器 B紅外傳感器C溫度傳感器 D壓力傳感器解析：選B.自動門的自動控制要求靈敏、可靠，若以溫度控制，人的體溫與夏季氣溫接近，在夏季自動門可能誤動作自動門實際使用的是紅外線傳感器，紅外線屬于不可見光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動控制裝置的電動機，實現(xiàn)自動開門故選B.4(多選)許多樓道照明燈具有這樣的功能：天黑時，出現(xiàn)聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒有反應它的控制電路中可能接入的傳感器是()A溫度傳感器 B光電傳感器C聲音傳感器 D熱電傳感器解析：選BC.溫度傳感器是指將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類傳感器；光電傳感器是指將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類傳感器；聲音傳感器是指將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類傳感器；熱電傳感器是指將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的一類傳感器根據(jù)題意，樓道照明燈由兩種裝置控制，一是與光有關(guān)，二是與聲音有關(guān)，故選BC.5(單選)人類發(fā)射的繞地球運轉(zhuǎn)的所有航天器，在軌道上工作時都需要電能，所需要的電能都是由太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能得到的，要求太陽能電池板總是對準太陽，為達到這一要求應利用下列哪種傳感器來感知太陽方位()A力傳感器 B光傳感器C溫度傳感器 D生物傳感器解析：選B.太陽帆的有效采光面積不同，所產(chǎn)生的電流不同，當電流最大時正對太陽，所以應用的是光傳感器，故選B.6(多選)如圖所示為光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻此光電計數(shù)器的基本工作原理是()A當有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓B當有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓C信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次D信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次解析：選AC.當光照射到光敏電阻R1上時，R1電阻減小，電路中電流增大，R2兩端電壓升高，信號處理系統(tǒng)得到高電壓，計數(shù)器每由高電壓轉(zhuǎn)到低電壓，就計一個數(shù)，從而達到自動計數(shù)目的，故選AC.7(單選)如圖所示，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，D為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強)，且R與D距離不變，下列說法中正確的是()A當滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率增大B當滑動觸頭P向左移動時，L消耗的功率減小C當滑動觸頭P向右移動時，L消耗的功率可能不變D無論怎樣移動觸頭P，L消耗的功率都不變解析：選A.電源電壓恒定，也就是說，并聯(lián)電路兩端的電壓恒定，當滑動觸頭向左移動時，發(fā)光二極管發(fā)光變強，光敏電阻的電阻變小，所以電流變大，則L的功率增大故選A.8(單選)在家用電熱滅蚊器中，電熱部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由鈦酸鋇等半導體材料制成的電阻器，其電阻率隨溫度t的變化關(guān)系如圖所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、保溫雙重功能對此，以下判斷正確的是()通電后，其電功率先增大，后減小通電后，其電功率先減小，后增大當其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1不變當其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1和t2之間的某一值不變A BC D解析：選D.當電熱滅蚊器溫度由0 升到t1的過程中，電阻器的電阻率隨溫度升高而減小，其電阻R隨之減小，由于加在滅蚊器上的電壓U保持不變，滅蚊器的熱功率P隨之增大，當tt1時，PP1達到最大；當溫度由t1升高到t2的過程中，增大，R增大，P減?。欢鴾囟仍礁?，其與外界環(huán)境溫度的差別也就越大，高于環(huán)境溫度的電熱滅蚊器的散熱功率P也就越大，因此在這之間的某一溫度t3會有PP3P，即電熱功率P減小到等于散熱功率時，即達到保溫；當tt3，PP，使溫度自動升高到t3；當tt3，PP，使溫度自動降為t3，實現(xiàn)自動保溫，故選D.9(多選)(2012高考江蘇卷)某同學設計的家庭電路保護裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成當右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有()A家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零B家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量不變C家庭電路發(fā)生短路時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起D地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起解析：選ABD.電路正?；蚨搪窌r，火線和零線中通過的電流大小相等、方向相反，故L1中火線與零線中電流產(chǎn)生的磁場相抵消，鐵芯中的磁通量為零，L2中無感應電流產(chǎn)生，電磁鐵中也就無電流，開關(guān)K不會被吸起由上述分析可知，A、B項正確，C項錯誤當?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時，火線與零線中的電流大小不再相等，則L2中產(chǎn)生感應電流，電磁鐵也就能把開關(guān)K吸起，即D正確故選ABD.10(單選)氧化錫傳感器主要用于汽車尾氣中一氧化碳濃度的檢測，它的電阻隨一氧化碳濃度的變化而變化在如圖甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應著傳感器的不同電阻，這樣，電壓表的指針位置就與一氧化碳濃度有了對應關(guān)系，觀察電壓表指針就能判斷一氧化碳濃度是否超標有一種氧化錫傳感器，其技術(shù)資料中給出的是電導(即電阻的倒數(shù))CO濃度曲線，如圖乙所示在下列表示一氧化碳濃度c與電壓表示數(shù)U0之間關(guān)系的圖象中正確的是()解析：選D.U0IR0，一氧化碳濃度c增大，電導增大，電阻R傳減小，U0增大，一氧化碳濃度c與電壓表示數(shù)U0之間的關(guān)系是正相關(guān)關(guān)系，但不是正比關(guān)系故選D.二、非選擇題11圖甲為在溫度為10 左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi)的電阻R120 k，R210 k，R340 k，RT為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示當a、b端電壓Uab0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度升高；當Uab0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S斷開，停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在_.解析：本題考查了自動恒溫箱的原理，抓住Uab0的臨界狀態(tài)進行研究設電路路端電壓為U，當Uab0時，有R1R3，解得RT20 k.由圖乙可知，當RT20 k時，t40 .答案：40 12如圖所示，一條形磁鐵置于水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起做勻變速轉(zhuǎn)動，一磁傳感器位于轉(zhuǎn)臺邊緣從而可以獲得傳感器所在位置的磁感應強度隨時間的變化曲線如圖圖中橫坐標為時間軸，讀數(shù)為3秒/格，縱坐標為磁感應強度(1)請類比平均速度的定義方法，定義平均角速度，并求出轉(zhuǎn)臺在測量期間的平均角速度；(2)請類比加速度的定義方法，定義角加速度，并求出轉(zhuǎn)臺向心加速度解析：(1)由圖象可知，在測量期間，取磁鐵轉(zhuǎn)動的最大周期數(shù)為7個周期，用時51 s，故平均角速度為14/t s0.86 rad/s.(2)類比加速度的定義，角加速度為角速度的增量與所用時間的比值測量期內(nèi)，第一個周期開始到第七個周期開始的時間間隔為t42 s第一個周期的時間為6 s，角速度為12/61.05 rad/s.第七個周期約為8 s，22/80.79 rad/s，角加速度為a(21)/t(0.791.05)/42 s0.006 2 rad/s2.答案：(1)0.86 rad/s(2)0.006 2 rad/s2111