高中物理魯科版2第五章傳感器及其應(yīng)用單元測試 2023版章末綜合測評5

章末綜合測評(五)(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共10個(gè)小題，每小題6分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分．)1．類人型機(jī)器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時(shí)轉(zhuǎn)彎．下列有關(guān)該機(jī)器人“眼睛”的說法中正確的是()A．力傳感器 B．光傳感器C．溫度傳感器 D．聲音傳感器【解析】遇到障礙物會繞開，說明它是光傳感器，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．【答案】B2．用遙控器調(diào)換電視頻道的過程，實(shí)際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化成電信號的過程，下列屬于這類傳感器的是()A．紅外報(bào)警裝置B．走廊照明燈的聲控裝置C．自動洗衣機(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【解析】紅外報(bào)警裝置是傳感器把光信號(紅外線)轉(zhuǎn)化成電信號；走廊照明燈的聲控裝置是傳感器把聲音信號轉(zhuǎn)化成電信號；自動洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置是把位移信號轉(zhuǎn)化成電信號；電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器把溫度信號轉(zhuǎn)化成電信號．【答案】A3．指紋識別器在下列哪些方面可以得到廣泛應(yīng)用()A．乘坐客車購票時(shí)B．過公路收費(fèi)處時(shí)C．放學(xué)出校門口時(shí) D．開銀行保險(xiǎn)柜時(shí)【解析】指紋識別器是因?yàn)槿说闹讣y各不相同且終生基本不變，才成為識別身份的有效手段，應(yīng)用在個(gè)人信息有唯一性和穩(wěn)定性的地方，故D項(xiàng)對．【答案】D4．如圖1所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板．平時(shí)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(zāi)時(shí)，下列說法正確的是()圖1【導(dǎo)學(xué)號：05002138】A．進(jìn)入罩內(nèi)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(bào)B．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，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(bào)C．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，進(jìn)入罩內(nèi)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(bào)D．以上說法均不正確【解析】由報(bào)警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在三極管上，使其電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報(bào)，C對．【答案】C5．如圖2所示RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是()【導(dǎo)學(xué)號：05002139】圖2①熱敏電阻溫度升高，其他條件不變②熱敏電阻溫度降低，其他條件不變③光照增強(qiáng)，其他條件不變④光照減弱，其他條件不變A．①③ B．①④C．②③ D．②④【解析】電壓表示數(shù)變大，而R3為定值電阻，說明流經(jīng)R3的電流增大，由電路結(jié)構(gòu)可知，這可能是由于RT減小或R1增大，由熱敏電阻和光敏電阻特性知，可能是由于溫度降低或光照減弱，故②、④正確，①、③錯(cuò)誤．【答案】D6．傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖3所示為測定壓力的電容式傳感器，將電容器、靈敏電流計(jì)(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路．當(dāng)壓力F作用于可動電極的膜片上時(shí)，膜片產(chǎn)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)．在對膜片開始施加恒定的壓力到膜片穩(wěn)定的這段時(shí)間，靈敏電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏)()圖3A．靈敏電流計(jì)指針向右偏B．靈敏電流計(jì)指針向左偏C．靈敏電流計(jì)指針不動D．不能判斷靈敏電流計(jì)指針向哪邊偏【解析】壓力F作用時(shí)，極板間距d變小，由C＝eq\f(εS,4πkd)，電容器電容C變大，又根據(jù)Q＝CU，極板帶電量變大，所以電容器應(yīng)充電，又由于上極板帶正電，靈敏電流計(jì)中有由負(fù)接線柱流入的電流，所以指針將左偏．【答案】B7．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4甲所示的電路中，不同的一氧化碳濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與一氧化碳濃度有了對應(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))—濃度曲線如圖乙，請判斷圖中電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是()圖4【解析】當(dāng)一氧化碳濃度增大時(shí)，傳感器的電導(dǎo)增大，電阻R傳減小，由閉合電路歐姆定律知，電路中的電流I＝E/(R0＋R＋R傳＋r)增大，電壓表的示數(shù)U0＝IR0＝ER0/(R0＋R＋R傳＋r)增大，故C、D錯(cuò)誤，由題圖知，傳感器的電導(dǎo)與濃度成正比，傳感器的電阻R傳與濃度成反比，但電壓表的示數(shù)U0與傳感器的電阻R傳并不成正比關(guān)系，所以電壓表示數(shù)U0與一氧化碳濃度c之間的關(guān)系圖線并不是直線，A錯(cuò)誤，答案為B.【答案】B8．當(dāng)前傳感器被廣泛應(yīng)用于各種電器、電子產(chǎn)品之中，下列關(guān)于敏感元件或傳感器的說法中正確的是()A．干簧管可以起到開關(guān)作用，“操縱”開關(guān)的是磁場B．半導(dǎo)體材料可以制成光敏電阻，有光照射時(shí)其阻值將減小C．霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個(gè)電學(xué)量D．話筒是一種常見的力傳感器，其作用是將力信號轉(zhuǎn)換為電信號【解析】根據(jù)干簧管的工作原理可以知道，當(dāng)線圈中有電流時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁場使干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化，在磁力作用下由分離狀態(tài)變成閉合狀態(tài)，A對；光敏電阻有光照射時(shí)其阻值將減小，B對；根據(jù)霍爾元件的工作原理，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度不同時(shí)，穩(wěn)定時(shí)電壓不同，C對；話筒是一種常見的聲傳感器，其作用是將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，D錯(cuò)．【答案】ABC9.有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三個(gè)元件，將這三個(gè)元件分別接入如圖5所示電路中的A、B兩點(diǎn)后．用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說法中正確的是()圖5A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這個(gè)元件一定是熱敏電阻B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化，這個(gè)元件一定是定值電阻C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)變化較大，這個(gè)元件一定是光敏電阻D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)不變化，這個(gè)元件一定是定值電阻【解析】熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，定值電阻和光敏電阻不隨溫度變化而變化；光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度變化而變化，定值電阻和熱敏電阻不隨光照強(qiáng)度變化而變化．故A、C正確．【答案】AC10．如圖6所示是利用硫化鎘制成的光敏電阻自動計(jì)數(shù)的示意圖，其中A是發(fā)光儀器，B是光敏電阻(光照時(shí)電阻會變小)，下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：05002140】圖6A．當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小B．當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時(shí)，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大C．當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時(shí)，光敏電阻的阻值變小，電壓表讀數(shù)變小D．當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時(shí)，光敏電阻的阻值變大，電壓表讀數(shù)變大【解析】光敏電阻的阻值與光照強(qiáng)度有關(guān)，光照強(qiáng)度越大，光敏電阻阻值越?。?dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時(shí)，光敏電阻阻值變小，電路中電流變大，電源內(nèi)阻上的電壓變大，路端電壓變小，所以電壓表讀數(shù)變小，選項(xiàng)A正確；相反，當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時(shí)，光敏電阻的阻值變大，電路中電流變小，電源內(nèi)阻上的電壓變小，路端電壓變大，所以電壓表讀數(shù)變大，選項(xiàng)D正確．【答案】AD二、非選擇題(本題共3小題，共40分．計(jì)算題要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位．)11．(12分)如圖7甲所示是在溫度為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R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，RT為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示．當(dāng)a、b端電壓Uab＜0時(shí)，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(dāng)Uab＞0時(shí)，電壓鑒別器會使S斷開．停止加熱，恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在________℃【導(dǎo)學(xué)號：05002141】圖7【解析】設(shè)電路的路端電壓為U，當(dāng)Uab＝0時(shí)，有eq\f(U,R1＋R2)·R2＝eq\f(U,R3＋RT)·RT，解得RT＝20kΩ.由圖乙可知，當(dāng)RT＝20kΩ時(shí)，t＝35℃.【答案】3512．(14分)全自動洗衣機(jī)中，排水電磁閥是由程序控制器控制其動作的．當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)行排水和脫水程序時(shí)，電磁鐵的線圈通電，使電磁鐵的鐵芯2運(yùn)動，牽引排水閥的活塞打開，排出污水．牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖8所示．當(dāng)程序控制器的控制電流通過線圈時(shí)，線圈和鐵芯1產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)的磁場，使鐵芯2磁化，由于磁體間相互作用，將鐵芯2吸入線圈，此時(shí)鐵芯2將拉動閥門使閥門打開排水．同樣，控制器不輸出控制電流時(shí)，電磁鐵將失去磁性，彈簧(圖中未畫)將鐵芯2拉回原位，從而關(guān)閉閥門．想一想：圖8(1)某時(shí)刻輸入控制電流時(shí)，a為正、b為負(fù)，則鐵芯2中A端和B端分別是什么磁極？(2)a、b處輸入的是正、負(fù)交變電流，鐵芯2是否仍然能吸入線圈？與恒定電流相比會有什么不同？【解析】(1)利用安培定則判斷，A端為S極，B端為N極．(2)仍能吸入線圈，因?yàn)殍F芯仍能被磁化，且磁化后的磁性總是與線圈發(fā)生相吸的作用，但與恒定電流產(chǎn)生的磁場相比，交變磁場強(qiáng)弱有變化，當(dāng)磁性減弱的時(shí)刻彈簧會將鐵芯2拉離線圈，因而會有振動而產(chǎn)生噪聲．【答案】見解析13．(14分)如圖9所示是一種測量血壓的壓力傳感器在工作時(shí)的示意圖，薄金屬片P固定有4個(gè)可以形變的電阻R1、R2、R3、R4，如圖乙．圖甲是它的側(cè)面圖，這4個(gè)電阻連成的電路如圖丙所示，試回答下列問題：圖9(1)開始時(shí)金屬片中央O點(diǎn)未加任何壓力，欲使電壓表無示數(shù)，則4個(gè)電阻應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系？(2)當(dāng)O點(diǎn)加一個(gè)壓力F后發(fā)生形變，這時(shí)4個(gè)電阻也隨之發(fā)生形變，形變后各電阻阻值大小如何變化？【解析】(1)本題是求電路A、B兩點(diǎn)的電壓與4個(gè)電阻的關(guān)系，由于電壓表的電阻可以看做無窮大，因此本電路是R1與R2串聯(lián)，R3與R4串聯(lián)，然后它們再并聯(lián)．設(shè)上面部分電流為I上，下面部分電流為I下，要使A點(diǎn)電勢等于B點(diǎn)電勢，則應(yīng)有電阻R1上的電壓等于R3