20182019學(xué)年人教版高中物理選修21 第六章 集成電路 傳感器 單元測試

1、2019-2019學(xué)年人教版高中物理選修2-1 第六章 集成電路 傳感器 單元測試一、單項(xiàng)選擇題1.在集成電路中 ,經(jīng)常用假設(shè)干根本門電路組成復(fù)合門電路 ,如下圖 ,為兩個(gè)根本門電路組合的邏輯電路 ,根據(jù)真值表 ,判斷虛線框內(nèi)門電路類型及真值表內(nèi)x的值    A. “與門 ,1                    B. “與門 ,0 &

2、#160;                  C. “或門 ,1                    D. “或門 ,02.關(guān)于發(fā)光二極管 ,以下說法正確的選項(xiàng)是(  ) A. 

3、發(fā)光二極管能發(fā)光 ,不具有單向?qū)щ娦訠. 發(fā)光二極管能直接把光能轉(zhuǎn)化為電能C. 發(fā)光二極管只要在兩端加有正向電壓 ,就可以發(fā)光D. 發(fā)光二極管只有加正向電壓時(shí) ,才有可能發(fā)光3.如圖是一個(gè)三輸入端復(fù)合門電路 ,當(dāng)C端輸入1 ,輸出端Y輸出1時(shí) ,A、B的輸入分別可能是A. 0 ,0                       &

4、#160;            B. 0 ,1                                   &

5、#160;C. 1 ,0                                    D. 1 ,14.公安部向各地交警部門發(fā)出通令 ,為確保人民生命財(cái)產(chǎn) ,嚴(yán)肅打擊酒后或醉酒駕車酒精測試儀就用于對機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)?/p>

6、員是否酒后駕車及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測 ,它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化 ,在如下圖的電路中 ,不同的酒精氣體濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻 ,這樣 ,顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系 ,如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r0的倒數(shù)與酒精氣體的濃度c成正比 ,那么 ,電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的選項(xiàng)是   A. U越大 ,表示c越大 ,c與U成正比          &

7、#160;             B. U越大 ,表示c越大 ,但是c與U不成正比C. U越大 ,表示c越小 ,c與U成反比                        D. U越大 ,表示c越小

8、 ,但是c與U不成反比5.如下圖 ,是一火警報(bào)警的一局部電路示意圖其中R2為熱敏材料制成的傳感器 ,該傳感器的電阻隨溫度的升高而增大 ,電流表為值班室的顯示器 ,a、b之間接報(bào)警器當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí) ,顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是   A. I變小 ,U變小                  B. I變大 ,U變小   

9、               C. I變小 ,U變大                  D. I變大 ,U變大6.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小 ,有位同學(xué)設(shè)計(jì)了利用壓敏電阻判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置 ,其工作原理圖如下圖 ,將壓敏電阻固定在升降

10、機(jī)底板上 ,其上放置一個(gè)物塊 ,在升降機(jī)運(yùn)動(dòng)過程的某一段時(shí)間內(nèi) ,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)I不變 ,且I大于升降機(jī)靜止時(shí)電流表的示數(shù)I0 , 在這段時(shí)間內(nèi)(  )A. 升降機(jī)可能勻速上升                                 

11、60;         B. 升降機(jī)一定在勻減速上升C. 升降機(jī)一定處于失重狀態(tài)                                  &

12、#160; D. 通過壓敏電阻的電流一定比電梯靜止時(shí)大7.以下用電器中 ,應(yīng)用了溫度傳感器的是(  ) A. 電視機(jī)的遙控器        B. 天黑自動(dòng)開啟的路燈        C. 夜間有聲音時(shí)就亮的樓梯燈        D. 家用電冰箱二、多項(xiàng)選擇題8.如下圖的電路中能讓臺燈亮起來的

13、是 A.              B.              C.              D. 9.以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的

14、任務(wù)B. 熱敏電阻的特點(diǎn)是溫度升高電阻增大C. 傳感器是電視遙控接收器的主要元件D. 傳感器是力、溫度、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號的主要工具10.家用電飯鍋有兩種工作狀態(tài) ,一是鍋內(nèi)水燒開前的加熱狀態(tài) ,一是水燒開后的保溫狀態(tài) ,其電路如下圖 ,R1、R2是電熱絲 ,S 是溫控開關(guān) ,A、B兩點(diǎn)接照明電路 ,以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是 A. S斷開時(shí)是加熱狀態(tài)      B. S閉合時(shí)是保溫狀態(tài)      C. S閉合

15、時(shí)是加熱狀態(tài)      D. S斷開時(shí)是保溫狀態(tài)三、填空題11.在輸液時(shí) ,藥液有時(shí)會從針口流出體外 ,為了及時(shí)發(fā)現(xiàn) ,設(shè)計(jì)了一種報(bào)警裝置 ,電路如下圖M是貼在針口處的傳感器 ,接觸到藥液時(shí)由于其電阻RM變_填“大或“小 ,導(dǎo)致報(bào)警器S兩端電壓U增大 ,裝置發(fā)出警報(bào)聲由此推斷 ,調(diào)節(jié)可變電阻R的阻值 ,R越_填“大或“小 ,報(bào)警裝置就越靈敏12.模塊機(jī)器人由傳感器、_和_三個(gè)模塊組成 ,相當(dāng)于人的感覺器官、大腦和肌肉 13.一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件 ,合金絲電阻隨溫度t變化的關(guān)系如圖實(shí)線所示由于環(huán)境溫度以及熨斗的散熱功

16、率不同 ,因而熨斗的溫度可能會在較大范圍內(nèi)波動(dòng) ,易損壞衣物有一種用主要成分為BaTIO3 , 被稱為“PTC的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗 ,具有升溫快、能自動(dòng)控制溫度的特點(diǎn)PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖實(shí)線所示根據(jù)圖線分析：通電一段時(shí)間后電熨斗溫度t自動(dòng)地穩(wěn)定在_t_范圍之內(nèi)填下標(biāo)數(shù)字四、實(shí)驗(yàn)探究題14.電流傳感器可以像電流表一樣測量電流 ,不同的是它反響特別靈敏此外它與計(jì)算機(jī)相連 ,能畫出電流與時(shí)間的變化的圖象圖甲是用傳感器觀察電容器的充放電過程的實(shí)驗(yàn)電路圖圖中電源電壓為8V1現(xiàn)使開關(guān)S與1端相連 ,待充電完成后 ,增大電容器兩板之間距離 ,電容器的電容將_填“增大、“減小還是“不變

17、 2然后把開關(guān)S與2端相連 ,電容器通過電阻R放電 ,傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī) ,屏幕上顯示出電流隨時(shí)間變化的It曲線如圖乙根據(jù)圖象估算電容器全部放電過程中釋放的電荷量為_ C ,該電容器電容為_F 五、綜合題15.電流傳感器可以像電流表一樣測量電流 ,它的優(yōu)點(diǎn)是反響非?？?,可以捕捉到瞬間的電流變化 ,還可以與計(jì)算機(jī)相連 ,能在很短的時(shí)間內(nèi)畫出電流隨時(shí)間的變化圖象按圖甲連接電路 ,提供8V直流電源 ,先使開關(guān)S與1相連 ,電源向電容器充電 ,這個(gè)過程可在瞬間完成 ,然后把開關(guān)S擲向2 ,電容器通過電阻R放電 ,傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī) ,屏上顯示出電流隨時(shí)間變化的It曲線 ,如

18、圖乙1圖中畫出的豎直狹長矩形圖乙最左端 ,它面積的物理意義是：_； 2估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量是_C； 3根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算 ,電容器的電容是_F 16.如下圖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(dòng)勢為E , 不計(jì)內(nèi)阻 ,滑動(dòng)變阻器的總阻值為R , 有效長度為L , 系統(tǒng)靜止時(shí)滑動(dòng)觸頭位于滑動(dòng)變阻器正中 ,這時(shí)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假設(shè)電壓表指針指在滿刻度的3/4位置 ,此時(shí)系統(tǒng)的加速度大小和方向如

19、何？ 答案解析局部一、單項(xiàng)選擇題1.【答案】D 【解析】【分析】通過前三組數(shù)據(jù)分析出虛線框內(nèi)的門電路 ,再分析出真值表中x的值。當(dāng)AB輸入為00時(shí) ,通過第一個(gè)門電路輸出為0 ,輸入為01時(shí) ,輸出為1 ,輸入為10時(shí) ,輸出為1 ,知該門電路為“或門所以輸入為11時(shí) ,輸出為1 ,再經(jīng)過非門輸出為0 ,所以x為0故A、B、C錯(cuò)誤 ,D正確。應(yīng)選D。2.【答案】D 【解析】【解答】發(fā)光二極管和普通二極管一樣 ,都具有單向?qū)щ娦?,都是半導(dǎo)體材料制成的 ,只有當(dāng)兩端加正向電壓時(shí) ,發(fā)光二極管才能直接把電能轉(zhuǎn)化為光能 ,并且正向電壓到達(dá)一定值時(shí) ,二極管才能發(fā)光。 應(yīng)選D【分析】發(fā)光二極管和普通二

20、極管一樣 ,都具有單向?qū)щ娦?,且只有當(dāng)兩端加正向電壓時(shí)二極管才能發(fā)光。3.【答案】D 【解析】【解答】該復(fù)合門電路是兩個(gè)“與門電路組成 ,與門的特點(diǎn)是 ,當(dāng)所有條件都滿足 ,事件才能發(fā)生 ,所以輸出端Y輸出1時(shí) ,前面的輸入都是1D符合題意故答案為：D【分析】A、B兩個(gè)輸入端對應(yīng)的是與門 ,兩個(gè)高電平輸入 ,輸出一個(gè)高電平 ,然后又輸入兩個(gè)高電平 ,輸出即為低電平。4.【答案】B 【解析】【解答】解：酒精氣體傳感器和定值電阻串聯(lián)在電路中 ,電壓表測R0兩端的電壓根據(jù)酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比 ,得： =kCk是比例系數(shù) 根據(jù)歐姆定律得： = =   由整理得：

21、U= 由數(shù)學(xué)知識知 ,U越大 ,c越大 ,但兩者不成正比故B正確應(yīng)選：B【分析】首先根據(jù)電路圖分析電路的連接方式 ,分析酒精氣體傳感器的電阻的變化 ,然后根據(jù)歐姆定律得到電壓表示數(shù)與電阻r的關(guān)系 ,結(jié)合傳感器電阻r的倒數(shù)與酒精氣體的濃度C成正比 ,得出電壓表示數(shù)與酒精氣體濃度的關(guān)系式 ,再進(jìn)行選擇5.【答案】D 【解析】【解答】解：當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí) ,R2的阻值變大 ,外電路總電阻變大 ,那么總電流變小 ,電源的內(nèi)電壓變小 ,路端電壓變大 ,即U變大電路中并聯(lián)局部的電壓U并=EIR1+r ,I變小 ,其他量不變 ,那么U并變大 ,I也變大所以I 變大 ,U 變大故D正確 ,ABC錯(cuò)

22、誤；應(yīng)選：D【分析】由題 ,R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器 ,溫度升高時(shí) ,其電阻增大當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí) ,分析R2的變化 ,確定外電路總電阻的變化 ,分析總電流和路端電壓的變化 ,即可知U的變化根據(jù)并聯(lián)局部電壓的變化 ,分析I的變化6.【答案】C 【解析】【解答】在升降機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)現(xiàn)I大于升降機(jī)靜止時(shí)電流表的示數(shù)I0 , 那么說明不可能勻速運(yùn)動(dòng) ,故A錯(cuò)誤；在升降機(jī)運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)不變 ,那么說明是勻變速運(yùn)動(dòng) ,且I大于升降機(jī)靜止時(shí)電流表的示數(shù)I0 , 那么可知外電壓變大 ,內(nèi)電壓變小 ,說明電流變小 ,所以電阻變大壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小 ,那么壓力變小

23、因此加速度方向向下 ,可能向下勻加速 ,也可能向上勻減速 ,故B、D錯(cuò)誤；升降機(jī)加速度方向向下 ,升降機(jī)一定處于失重狀態(tài)故C正確 應(yīng)選C【分析】此題結(jié)合壓敏電阻特性及歐姆定律即可分析解答。7.【答案】D 【解析】【解答】 電視機(jī)的遙控器是應(yīng)用了紅外線傳感器 ,A錯(cuò)誤；夜間自動(dòng)翻開的路燈是利用了光傳感器 ,B錯(cuò)誤；夜間有聲音時(shí)就亮的樓梯燈是利用了聲音傳感器 ,C錯(cuò)誤；自動(dòng)恒溫冰箱是利用了溫度傳感器 ,D正確應(yīng)選D【分析】此題考查了各用電器的工作原理 ,明確各用電器的工作原理即可正確解題二、多項(xiàng)選擇題8.【答案】B,D 【解析】【解答】輸入與門的是高電勢和低電勢 ,那么輸出為低

24、電勢 ,那么燈泡不亮 ,A不符合題意；輸入或門的是高電勢和低電勢 ,那么輸出為高電勢 ,那么燈泡亮 ,B符合題意；輸入非門的是高電勢 ,那么輸出為低電勢 ,那么燈泡不亮 ,C不符合題意；輸入與門的是高電勢和低電勢 ,輸出為低電勢 ,燈泡處于高電勢和低電勢之間 ,燈泡亮 ,D符合題意故答案為：BD【分析】或門的規(guī)那么是輸入端兩個(gè)有一個(gè)高電平 ,輸出即為高電平 ,與門的規(guī)那么是兩個(gè)輸入端有一個(gè)低電平 ,輸出即為低電平 ,結(jié)合選項(xiàng)逐一分析即可。9.【答案】A,C,D 【解析】【解答】A、傳感器能將被測信號量的微小變化轉(zhuǎn)換成電信號 ,擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)故A正確B、熱敏電阻的特點(diǎn)是溫度升高電阻變小 ,

25、故B錯(cuò)誤C、電視遙控接收器中使用了紅外線傳感器 ,故C正確D、傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置 ,即能夠?qū)⒘Α囟?、光、聲、化學(xué)成分轉(zhuǎn)換為電信號故D正確應(yīng)選：ACD【分析】傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置 ,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成10.【答案】C,D 【解析】解答：S閉合時(shí)電阻R1被短路 ,R2的功率； S斷開時(shí) ,電阻R1、R2串聯(lián) ,R2的功率 , 顯然P1P2 所以S閉合時(shí)為加熱狀態(tài) ,S斷開時(shí)為保溫狀態(tài)應(yīng)選：CD分析：S閉合時(shí)電阻R1被短路 ,S斷開時(shí) ,電阻R1、R2串聯(lián) ,根據(jù)功率公式分析R2的功率大小

26、,確定是保溫狀態(tài)還是加熱狀態(tài)三、填空題11.【答案】??；大 【解析】【解答】S兩端電壓U增大 ,故傳感器兩端電壓一定減??；當(dāng)“有藥液從針口流出體外使傳感器接觸藥液 ,RM變小假設(shè)RM減小趨近于零 ,即等效電源內(nèi)阻趨近到最小值 ,R增大趨近無窮大即等效電源的內(nèi)阻的阻值將趨近于最大值 ,導(dǎo)致“S上電壓變化最明顯故答案為：?。淮蟆痉治觥坷谩皹O限思維：只要掌握一個(gè)規(guī)律 ,“兩只電阻并聯(lián)時(shí) ,其總電阻總是比擬其中最小的那個(gè)阻值還小因此 ,題目要求“S上的電壓增大最明顯 ,也就是意味著“要求電路中的電流增加的范圍最大 ,即等效電源的內(nèi)阻減小范圍最大 ,此時(shí)利用極限法12.【答案】控制器；執(zhí)行器 【解析】

27、【解答】模塊機(jī)器人由傳感器、控制器和執(zhí)行器三個(gè)模塊組成 ,相當(dāng)于人的感覺器官、大腦和肌肉答案為：控制器 ,執(zhí)行器【分析】模塊機(jī)器人由傳感器、控制器和執(zhí)行器三個(gè)模塊組成13.【答案】T6；T7 【解析】【解答】原處于冷態(tài)的PTC熨斗剛通電時(shí)比普通電熨斗升溫快是由于：冷態(tài)時(shí)PCT電阻 很小 ,根據(jù)功率公式可知 ,電功率很大 ,故升溫快；在T6溫度以下范圍時(shí) ,電阻較小 ,發(fā)熱功率較大 ,由于溫度較低 ,與環(huán)境溫差小 ,故升溫快；在T7溫度以上時(shí) ,電阻較大 ,發(fā)熱功率較小 ,由于溫度較低 ,與環(huán)境溫差大 ,故降溫快；故通電一段時(shí)間后電熨斗溫度t自動(dòng)地穩(wěn)定在T6tT7范圍之內(nèi)故答案為：T6 , T7

28、 【分析】PTC熨斗在T6溫度以下范圍時(shí) ,電阻較小 ,發(fā)熱功率較大；在T7溫度以上時(shí) ,電阻較大 ,發(fā)熱功率較??；而散熱快慢取決于材料和溫差 ,故溫度會在一定范圍內(nèi)浮動(dòng)四、實(shí)驗(yàn)探究題14.【答案】1減小23.6×103；450 【解析】【解答】解：1根據(jù)電容的決定式C= 可知 ,增大兩板間距離時(shí) ,電容器的電容將減??； 2根據(jù)圖象的含義 ,因Q=It ,可知圖形與時(shí)間距圍成的面積表示電量；根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知 ,一個(gè)格子的電量為0.08×103C ,由大于半格算一個(gè) ,小于半格舍去 ,因此圖象所包含的格子個(gè)數(shù)為45 ,所以釋放的電荷量為：q=0.08×103C×45=3.6×103C；根據(jù)電容器的電容C= 可知：C= F=4.5