20182019学年高中物理第六章传感器单元测评新人教选修32

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第六章传感器

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间90分钟.

第Ⅰ卷(选择题共36分)

一、选择题(本题共12小题,每题3分,共36分.在每题给出的四个选项中,有的只有一

个选项吻合题意,有的有多个选项吻合题意,全部选对的得3分,选对但不全的得2分,选错或

不答的得0分)

1.(多项选择)以下说法正确的选项是()

热敏电阻能够把热量这个热学量变换为电阻这个电学量

金属热电阻的化学牢固性好,但矫捷度差

2.关于光敏电阻和热敏电阻,以下说法中正确的选项是()

A.光敏电阻是用半导体资料制成的,其阻值随光照的增强而减小,随光照的减弱而增大

B.光敏电阻是能把光照强度这个光学量变换为电流这个电学量的传感器

C.热敏电阻是用金属铂制成的,它对温度感知很矫捷

D.热敏电阻是把电学量变换为热学量的传感器

3.有一些星级旅店的洗手间装有自动干手机,洗手后将湿手凑近,机内的传感器就开通电热

器加热,有热空气从机内喷出,将湿手烘干.手凑近干手机能使传感器工作,是由于()

A.改变了湿度B.改变了温度

C.改变了磁场D.改变了电容

4.在研究超重和失重规律时,某重力为G的同学站在压力传感器上达成一次下蹲动作.传感

器和计算机相连,经计算机办理后获取压力F随时间t变化的图像,则图C-3-1中的图像可能

正确的选项是()

图C-3-15(多项选择)传感器是一种采集信息的重要器件.图C-3-2是用电容器作为传感器来测定压力变.化的电路,当待测压力作用于可动膜片电极上时,以下说法正确的选项是()

1

图C-3-2

A.若F向上压膜片电极,则电路中有从a到b的电流

B.若F向上压膜片电极,则电路中有从b到a的电流

C.若电流表有示数,则说明压力F发生变化

D.若电流表有示数,则说明压力F未发生变化

6.(多项选择)利用光敏电阻制作的光传感器记录了传达带上工件的输送情况,图C-3-3甲为某工

厂成品包装车间的光传感记录器表示图,光传感器B能接收到发光元件A发出的光,每当工件

挡住A发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如

图乙所示.若传达带向来匀速运动,每两个工件间的距离为0.2m,则以下说法正确的选项是

()

图C-3-3

A.传达带运动的速度是0.1m/s

B.传达带运动的速度是0.2m/s

C.该传达带每小时输送3600个工件

D.该传达带每小时输送7200个工件

7如图C3-4所示是一种水位自动报警器的原理表示图,当杯中的水的水位到达金属块B时,.-出现的情况是()

图C-3-4

A.L1灯亮B.L2灯亮

C.L1、L2两灯同时亮D.L1、L2两灯都不亮

8.如图C-3-5所示为大型电子地磅电路图,电源电动势为E,内阻不计.不称物体时,滑片P在

A端,滑动变阻器接入电路的有效电阻最大,电流最小;称物体时,在压力作用下滑片P下滑,

滑动变阻器有效电阻变小,电流变大,这样把电流对应的重力值刻在刻度盘上,就可以读出被

称物体的重力.若滑动变阻器上A、B间距离为L,最大阻值等于定值电阻的阻值R0,已知两弹

簧的总弹力与形变量成正比,比率系数为k,则所称物体的重力G与电流大小I的关系为

()

2

图C-3-5

????????????A.G=2kL-????0B.G=kL+????0

??C.G=????0+kLD.G=kL

9如图C36所示,、间接入电压311sin100πt(V)的正弦交流电,变压器右侧部分为一.--abu=火灾报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏资料制成的传感器(当温度高升时,其阻值将减小),全部电表均为理想电表,电流表A2为值班室的显示器,显示经过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R1、R3均为定值电阻.当传感器R2所在处出现火情时,

以下说法中正确的选项是()

图C-3-6

A.A1的示数增大,A2的示数增大

B.V1的示数不变,V2的示数减小

C.A1的示数增大,A2的示数不变

D.V1的示数减小,V2的示数减小

10.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小.有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动

状态的装置,其工作原理如图C3-7甲所示,将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上,中间-放置一个绝缘小球.小车向右做直线运动的过程中,电流表的示数随时间的变化情况如图乙

所示,以下判断正确的选项是()

图C-3-7

A.t1~t2时间内,小车做匀速直线运动

B.t1~t2时间内,小车做匀加速直线运动

C.t2~t3时间内,小车做匀速直线运动

D.t2~t3时间内,小车做匀加速直线运动

3

11.(多项选择)某电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件,在接线柱间以如图

C-3-8所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件).为了确定各元件的种类,小华同学

用电流传感器(相当于电流表)与直流电源、滑动变阻器、开关串通后,分别将“A、B”“B、

C”“C、D”接入电路,闭合开关,计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图C-3-9甲、

乙、丙所示,则以下判断中正确的选项是()

图C-3-8

图C-3-9

A.A、B间是电容器B.B、C间是电感线圈

C.C、D间是电容器D.C、D间是定值电阻12.如图C-3-10甲所示2、匝数n=630匝、总电阻r=1.0Ω的线圈处在变化的匀,面积S=0.2m强磁场中,磁场方向垂直于线圈平面(纸面),设磁场方向垂直于纸面向外为正方向,磁感觉强度B随时间t按图乙所示的规律变化.图甲中的传感器可看作一个标有“3V”的字样的纯电阻R,滑动变阻器R0上标有“10Ω1A”的字样.以下说法中正确的选项是()

图C-3-10

经过电流表的电流方向向左

为了保证电路的安全,电路中赞同经过的最大电流为1A

C.线圈中产生的感觉电动势随时间在变化D.若滑动变阻器的滑片置于最左端,为了保证电路的安全,图乙中t0的最小值为40s请将选择题答案填入下表:题号123456789101112总分

4

答案

第Ⅱ卷(非选择题共64分)

二、实验题(本题共2小题,13题6分,14题9分,共15分)

13.气体传感器利用物质的化学反应将某种气体的浓度变换成电信号输出.如图C-3-11所

示,B为将可燃气体或有毒气体浓度变换为电信号的传感器,简称电子鼻,还有以下器

材:U=220V的电源、排风扇M、继电器G、控制电源A、控制开关S.请设计一个家用自动排烟电路,在图中达成连线.

图C-3-11

14.热敏电阻包括正温度系数电阻器(PTC)和负温度系数电阻器(NTC),正温度系数电阻器(PTC)在温度高升时电阻值增大,负温度系数电阻器(NTC)在温度高升时电阻值减小.某实验小组欲研究经过热敏电阻R1(常温下阻值约为10.0Ω)的电流随其两端电压变化的特点,现供应予下器材:

A.电流表A1(量程0~100mA,内阻约1Ω);

B电流表A2(量程010A,内阻约0.3Ω);.~.C.电压表V(量程0~3.0V,内阻约3kΩ);1D.电压表V(量程0~15.0V,内阻约15kΩ);2E滑动变阻器(最大阻值为10Ω);.RF.电源E(电动势为15V,内阻不计);G开关、导线若干..(1)该小组测出热敏电阻R的U-I图线如图C312中曲线Ⅰ所示,该热敏电阻是(选1填“PTC”或“NTC”)热敏电阻.

图C-3-12

5

(2)请在所供应的器材中选择必要的器材(填写器材前面的字母):电流表应选,电压

表应选;并在下面的虚框内画出该小组设计的电路图.

图C-3-13(3)该小组又经过查阅资料得出了热敏电阻2的U-I图线如曲线Ⅱ所示.此后将热敏电阻1、RRR分别与某电池组连成如图C-3-13所示电路.测得经过R和R的电流分别为0.30A和0.60A,212则该电池组的电动势为V.(结果保留三位有效数字)三、计算题(本题共3小题,15题15分,16题16分,17题18分,共49分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能够得分)15.某电子天平原理如图C-3-14所示,E形磁铁的两侧为N极,中心为S极,两极间的磁感觉强度大小均为,磁极宽度均为,忽略边缘效应.一正方形线骗局于中心磁极,其骨架与秤盘BL连为一体,线圈两端C、D与外电路连接.当质量为m的重物放在秤盘上时,弹簧被压缩,秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触),随后外电路对线圈供电,秤盘和线圈恢复到未放重物时的地址并静止,由此时对应的供电电流I可确定重物的质量.已知线圈匝数为n,线圈电阻为R,重力加速度为g.

线圈向下运动过程中,线圈中感觉电流是从C端还是从D端流出?

供电电流I是从C端还是从D端流入?求重物质量与电流的关系.

图C-3-14

16.电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器,它们一般拥有加热和保温功能,其工作

原理大体相同.图C-3-15为某种电热式电器的简化电路图,主要元件有电阻丝R1、R2和自动

开关S.

(1)当自动开关S闭合或断开时,用电器分别处于什么状态?

6

用电器由照明电路供电(U=220V),设加热时用电器的电功率为400W,保温时用电器的电功率为40W,则R1和R2的阻值分别为多大?

图C-3-15

17.[2017·东北育才中学期末]某学生为了测量一个物体的质量,找到一个力电变换器,该转换器的输出电压正比于受压面碰到的压力(比率系数为)如图C3-16所示,测量时先调治k.-输入端的电压,使变换器空载时的输出电压为0;此后在其受压面上放上物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压U.

图C-3-16

现有以下器材:力电变换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池一个、开关及导线若干、待测物体(可置于力电变换器的受压面上).请达成对该物体的质量m的测量.

设计一个电路,要求力电变换器的输入电压可调,并且使电压的调治范围尽可能大,画出

完满的测量电路图.

简要说明测量步骤,求出比率系数k,并测出待测物体的质量m.

请设想实验中可能会出现的一个问题.

7

1.BCD[剖析]热敏电阻能够把温度这个热学量变换为电阻这个电学量,选项A错误.2A[剖析]光敏电阻是把光照强度这个光学量变换为电阻这个电学量的元件;热敏电阻是.把温度这个热学量变换为电阻这个电学量的元件,应选项B、D错误;热敏电阻和光敏电阻都是用半导体资料制成的,半导体拥有光敏性和热敏性,应选项A正确,选项C错误.3D[剖析]依照自动干手机工作的特点,手凑近干手机则电热器工作,手撤离后电热器停止.工作,人是一种导体,能够与其他导体构成电容器.手凑近时相当于连接一个电容器,能够确定干手机内设有电容式传感器,手凑近改变了电容大小,应选项D正确;用湿度和温度来驱动电热器工作,理论上可行,但是假如干手机是由于温度、湿度的变化而工作,这就成了室内烘干机.4.D[剖析]该同学站在压力传感器上达成一次下蹲动作的过程中,先向下加速,后向下减速,其加速度先向下后向上,即先失重后超重,选项D正确.??5.AC[剖析]当F向上压可动膜片电极时,电容C变大,依照C=??,U不变,故Q变大,电容器充电,电路中有从a到b的电流,选项A正确,选项B错误;若电流表有示数,说明压力F发生

变化,选项C正确,选项D错误.6.BC[剖析]从乙图能够知道,每间隔1s的时间光传感器就输出一个电信号,而在这一段时间内传达带运动了两个工件之间的距离,所以传达带运动的速度是v=m/s=0.2m/s,故A错1??误,B正确;传达带每小时传达的距离为s=vt=0.2×3600m,工件个数为n=??=3600(个),C正确,D错误.7.B[剖析]由电路结构能够看出,当杯中的水的水位到达B时,左端电路被接通,这样螺线管就产生磁场,相当于一个磁铁,对与弹簧相连的衔铁产生吸引力作用,使之向下搬动,这样L2所在的电路就被接通.8.A[剖析]放上物体后,滑片P向下滑动距离x,物体处于平衡状态.由受力平衡得G=kx,由闭合电路的欧姆定律得??-??,联立解得??????R+??20009.B[剖析]当传感器R2所在处出现火情时,R2的电阻减小,以致电路的总电阻减小,所以电路中的总电流将会增大,A1测量的是原线圈中的电流,由于副线圈中的电流增大,所以电流表A示数也要增大;由于电源的电压不变,原、副线圈两端的电压也不变,所以V的示数不变,11由于副线圈中的电流增大,3两端的电压增大,所以V2的示数要减小,即1两端的电压也要减RR小,所以A2的示数要减小,所以B正确.10.D[剖析]由小球的受力情况可知a∝FN,而压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,则电流随加速度的增大而增大,故t2~t3时间内小车做匀加速运动,12时间内小车做加速度增大的t~t变加速运动,选项D正确.

11.ABD[剖析]由题图甲可知,电流先达到最大,此后变为零,因电容器在充电时,电路中有

充电电流,充电达成后,电路中的电流为零,所以A、B间应是电容器,选项A正确;题图乙中电

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流先慢慢增大,此后不再发生变化,而电感线圈由于自感的作用,使得电路中的电流只能先慢慢增大,此后牢固不变,故、间是电感线圈,选项B正确;题图丙中电流马上达到最大值,BC此后电流的大小保持不变,所以C、D间是定值电阻,选项C错误,选项D正确.12.D[剖析]由楞次定律可知,经过电流表的电流方向向右;传感器正常工作时的电阻??2(3V)2??3V由于滑动变阻器赞同的最大电流是1A,所以电路R===10Ω,工作电流I===0.3A,????10Ω中赞同经过的最大电流为Imax=0.3A;由于磁场随时间均匀变化,所以线圈中产生的感觉电动势是不变的;滑动变阻器的滑片位于最左端时,外电路的电阻为外20Ω,故电动势的最大值R=?????????