高中物理人教版1第6章集成电路传感器第1节晶体管

人教版物理高二选修2-1第六章第一节晶体管同步训练一．选择题1．数字信号比模拟信号具有的有点是（）A． 抗干扰力差 B． 加密较差C． 便以计算机处理 D． 传输简单答案：C解析：解答：A、数字信号长距离传输或多次放大时不易造成声音、图象的失真，抗干扰能力强，故A错误；B、数字信号可以通过不同的编码进行加密，故B错误；C、数字信号可以很方便地用电子计算机加工处理，从而发挥计算机的巨大功能，故C正确；D、数字信号比模拟信号的传输复杂，故D错误．故选：C．分析：分立、不连续的信号是数字信号，随时间连续变化的信号是模拟信号；数字信号具有：传播距离长、可同时传递大容量的信号、抗干扰能力强、不失真、能加密、易储存等优点；模拟信号：传播距离较短，传递容量小，保真性较差，抗干扰能力弱．2．在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是（）A． 光传感器 B． 温度传感器 C． 声传感器 D． 压力传感器答案：D解析：解答：电梯门上装有的传感器利用力学传感器（导体应变片技术）来测量物体对应变片的压力，从而达到无人时，能正常开关，若有压力就不能关门的目的，因此D正确，ABC错误．故选：D．分析：传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节．3．图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器已调节到某一适当的值．实验中观察到当温度升高时灯更亮．对实验现象分析正确的有（）A． 温度升高，电路中的电流减小B． 温度升高，电路中的电流不变C． 温度升高，热敏电阻的阻值增大D． 温度升高，热敏电阻的阻值减小答案：D解析：解答：当温度升高时，电路中的热敏电阻的阻值减小，由闭合电路殴姆定律可知：电路中的电流增大，导致灯泡变亮．故选：D分析：热敏电阻在受热时阻值变化，由闭合电路殴姆定律可知电路中的电流变化情况，从而确定灯泡的亮暗程度．4．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是（）A． 温度传感器 B． 压力传感器 C． 生物传感器 D． 红外线传感器答案：B解析：解答：洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同的压力转换成电学量，运用的压力传感器，故B正确，ACD错误；故选B．分析：本题考查的知识点是传感器，但是不同的传感器有不同的具体应用，要具体问题具体分析．5．下列仪器内部装有传感器的是（）A． 天平 B． 刻度尺 C． 红外测温仪 D． 弹簧测力计答案：C解析：解答：A、天平运用受力平衡，来实现测量物体的质量，所以没有使用传感器，故A错误；B、刻度尺是用来测量长度的工具，没有使用传感器，故B错误；C、红外测温仪是通过将温度转换成电信号，从而显示温度的高低，故C正确，D、弹簧测力计，也是运用受力平衡，来测量力的大小，故D错误；故选：C分析：传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量．6．电子秤使用的是（）A． 超声波传感器 B． 温度传感器 C． 压力传感器 D． 红外线传感器答案：C解析：解答：根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，故使用的是压力传感器，故C正确故选C分析：电子称的工作原理是受到力的作用，并显示其大小，应用了压力传感器．7．为了保证行车安全和乘客身体健康，动车上装有烟雾报警装置，其原理如图所示．M为烟雾传感器，其阻值RM随着烟雾浓度的改变而变化，电阻R为可变电阻．车厢内有人抽烟时，烟雾浓度增大，导致S两端的电压增大，装置发出警报．下列说法正确的是（） A． RM随烟雾浓度的增大而增大 B． RM随烟雾浓度的增大而不变 C． 若要提高报警灵敏度可增大R D． 若要提高报警灵敏度可减小R答案：C解析：解答：AB、S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小；当有烟雾，使传感器电阻变化，即RM变小，则有RM随着烟雾浓度的增大而减小，故A、B错误．CD、R越大，M与R并联的电阻R并越接近RM，U增大越明显，导致“S”上电压变化最明显，故C正确，D错误．故选：C．分析：利用“极限思维”：只要掌握一个规律，“两只电阻并联时，其总电阻总是比较其中最小的那个阻值还小．因此，题目要求“S”上的电压增大最明显，也就是意味着“要求电路中的电流增加的范围最大”，即等效电源的内阻减小范围最大，此时利用极限法．8．某测量仪器及其控制电路如图所示．仪器的等效内阻为100欧，正常工作电流范围为100﹣300MA，电源电压为30V．控制电路由两个滑动变阻器组成，为了快速准确地调节仪器的工作电流，应选用哪一组变阻器？（）A． R1=100欧，R2=10欧 B． R1=200欧，R2=20欧C． R1=100欧，R2=100欧 D． R1=200欧，R2=200欧答案：B解析：解答：因为I=，所以电路总电阻：R最小===100Ω，R最大===300Ω，仪器内阻为100Ω，则滑动变阻器阻值为0～200Ω，滑动变阻器阻值应为R1=200Ω，R2=20Ω，故B正确，ACD错误．故选：B．分析：由电路图可知，两电阻串联，已知电源电压与电路电流，由欧姆定律求出电路电阻阻值，然后选择滑动变阻器．9．如图所示是火警报警装置的一部分电路示意图，其中R2是半导体热敏传感器，它的阻值随温度升高而减小，a、b接报警器，则（）A． R2处发生火情时，电流表示数变小B． R2处发生火情时，电流表示数不变C． 当a、b两点间电压显著变大，报警器开始报警D． 当a、b两点间电压显著变小，报警器开始报警答案：D解析：解答：A、当R2处发生火情时，则R2阻值减小，则总阻值减小；由闭合电路欧姆定律可知，电路中电流增大；故A、B错误；C、因电路中电流增大，则由Uab=E﹣IR﹣IR1可知，ab两端的电压减小，报警器开始报警，故C错误，D正确；故选：D．分析：发生火情时，热敏电阻的阻值减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可分析出总电流和路端电压的变化情况；则可得出电源功率的变化；由R1的两端的电压变化可得出d点的电势变化；10．自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器都使用了（）A． 温度传感器 B． 红外线传感器 C． 生物传感器 D． 压力传感器答案：B解析：解答：自动门、生命探测器、家电遥控系统、防盗防火报警器均能均能接收人或物体发出的红外线，所以使用的是红外线传感器．故选：B．分析：传感器的作用是将温度、力、光、声音等非电学量转换为电学量．利用红外线的热效应可以制成多种开关．11．有一种测量人体重的电子秤，其原理如右图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）．设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R=30﹣（F和R的单位分别是N和Ω）．下列说法正确是（）A． 该秤能测量的最大体重是1400NB． 该秤能测量的最大体重是3000NC． 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘处D． 该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘处答案：C解析：解答：A、B：当电路中电流I=3A时，电子秤测量的体重最大．由欧姆定律I=得，R==﹣2=2（Ω），代入R=30﹣得到F=2800N．故A、B错误．C、D踏板空载时F=0，代入R=30﹣得，电阻R=30Ω，由欧姆定律得I===（A），所以该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘处．故C正确，D错误．故选：C分析：电子秤测量的最大体重时，由R=30﹣可知，其电阻R最小，电路中电流最大，等于电流表的量程为3A．根据欧姆定律求出电流为3A时电子秤的电阻，再由R=30﹣求解最大体重．踏板空载时F=0，代入R=30﹣得到电阻，由欧姆定律求出电流．12．如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，如果检测到通过电流表的电流方向向右，则（）A． 导体芯与导电液体构成的电容正在变大B． 导体芯与导电液体构成的电容正在充电C． 导体芯与导电液体构成的电容正对面积正在减小D． 导电液体的液面正在升高答案：C解析：解答：电流计指针向右偏转，说明流过电流计G的电流由左→右，则导体芯A所带电量在减小，电容两端间的电势差不变，由Q=CU可知，芯A与液体形成的电容器的电容减小，根据，知正对面积减小，则液体的深度h在减小，故C正确．A、B、D错误．故选：C．分析：电容器始终与电源相连，两端间电势差不变，通过C的变化判断所带电量的变化．从而判断电流的流向．13．传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是（）A． 测位移B．测液高C．测压力D．测角度答案：C解析：解答：A、可变电容器，通过改变电介质，根据电容器的决定式，可知，改变电容，故A错误；B、图示电容器的一个极板时金属芯线，另一个极板是导电液，故是通过改变电容器两极间正对面积而引起电容变化的，故B错误C、是通过改变极板间的距离，根据电容器的决定式，可知，改变电容器的电容，故C正确D、图示电容器为可变电容器，通过转动动片改变正对面积，根据电容器的决定式，可知，改变电容，故D错误故选C分析：电容器的决定式，当电容器两极间正对面积变化时会引起电容的变化，其他条件不变的情况下成正比．14．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（）A． 非电学量→敏感元件→处理电路→电学量B． 非电学量→处理电路→敏感元件→电学量C． 电学量→敏感元件→处理电路→非电学量D． 电学量→处理电路→敏感元件→非电学量答案：A解析：解答：传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，工作处理的一般流程是：先由非电学量，比如：光信号、压力信号等，通过敏感元件后，由电路处理，变为电信号，从而得以工作，所以A正确，BCD错误；故选：A．分析：传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析．15．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，利用了下列哪种传感器（）A． 生物传感器 B． 红外传感器 C． 温度传感器 D． 压力传感器答案：B解析：解答：办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开；故选B．分析：传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求．它是实现自动检测和自动控制的首要环节．二．填空题16．在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示．M是贴在针口处的传感器，接触到药液时由于其电阻RM变（填“大”或“小”），导致报警器S两端电压U增大，装置发出警报声．由此推断，调节可变电阻R的阻值，R越（填“大”或“小”），报警装置就越灵敏．答案：小|大解析：解答：S两端电压U增大，故传感器两端电压一定减小；当“有药液从针口流出体外”使传感器接触药液，RM变小．假设RM减小趋近于零，即等效电源内阻趋近到最小值，R增大趋近无穷大即等效电源的内阻的阻值将趋近于最大值，导致“S”上电压变化最明显．故答案为：小；大．分析：利用“极限思维”：只要掌握一个规律，“两只电阻并联时，其总电阻总是比较其中最小的那个阻值还小．因此，题目要求“S”上的电压增大最明显，也就是意味着“要求电路中的电流增加的范围最大”，即等效电源的内阻减小范围最大，此时利用极限法．17．传感器一般由敏感元件和输出部分组成，通过敏感元件获取外界信息并转换为信号，通过输出部分输出，然后经控制器分析处理．答案：电解析：解答：物理传感器应用的是物理效应，比如光电效应、磁电效应等，能将被测信号量的微小变化转换成电信号．故答案为：电．分析：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成．传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，它是实现自动检测和自动控制的首要环节．18．如图甲所示，为热敏电阻的R﹣t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Ω．当线圈的电流大于或等于20MA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E=，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．则①应该把恒温箱内的加热器接在（填“A、B端”或“C、D端”）．②如果要使恒温箱内的温度保持50℃，可变电阻R′的阻值应调节为Ω．答案：A、B|260Ω解析：解答：（1）由图知，热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，由闭合电路欧姆定律得，干路电流增大，当大到继电器的衔铁被吸合时的电流，恒温箱内的加热器，停止加热，故恒温箱内的加热器接在A、B端，（2）当恒温箱内的温度保持50℃，应调节可变电阻R′的阻值使电流达到20MA，由闭合电路欧姆定律得，，即即可变电阻R′的阻值应调节为260Ω．故答案为（1）A、B（2）260Ω分析：理解热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，满足动作条件．19．如图所示，图甲为热敏电阻的R﹣t图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为200Ω．当线圈中的电流大于或等于20MA时，继电器的衔铁被吸合．为继电器线圈供电的电池的电动势E=6V，内阻可以不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．应该把恒温箱内的加热器接在端．（填“A、B”、“C、D”）如果要使恒温箱内的温度保持100℃，可变电阻R′的值应调节为Ω．答案：A、B|50解析：解答：（1）A、B当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B端．（2）当温度达到100℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达20MA=，根据闭合电路欧姆定律可得，，即，解得R′=50Ω．故答案为：（1）A、B；（2）50．分析：（1）当温度低的时候，电路与AB相连，此时加热器要工作，所以加热器的电路要与AB相连；（2）要使恒温箱内的温度保持100℃，当温度达到100℃时，电路就要断开，即电路要达到20MA．根据闭合电路欧姆定律即可求得电阻的大小．20．电饭锅在达到设定温度后就不再升温，当温度降低后又继续加热，从而保持温度在一定范围内不变．进行这样的控制，电饭锅利用的传感器是传感器．答案：温度解析：解答：开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从而停止加热．家用电饭锅使用的传感器类型是温度传感器．故答案为：温度分析：电饭锅工作当温度达到某特定值时，永磁体与感温磁体开始分离，会自动切断电源．21．如图是电熨斗的结构图，它装有双金属片温度传感器，其作用是控制电路的通断，常温下右图中上下触点是（填“接触”或“分离”），当温度升高时双金属片（填“上层”或“下层”）膨胀比另一层大．若需要设定更高的温度，则应该调节升降螺丝向（填“上，或“下”）．答案：接触|上层|下解析：解答：平常温度低，双金属片都不变，上下触点接触在一起；电热丝通电加热，双金属片温度升高，双金属片膨胀系数上层大下层小，温度升到一定时双金属片向下弯曲使触点断开；需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性钢片下移，使双金属片稍向下弯曲，这时使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些温度要更高一些．故答案为：接触，上层，下分析：温度低时，双金属片都不变，触点接触；当温度高时膨胀系数不一样使金属片向下弯曲，触点断开，使电熨斗温度不会很高，通过螺丝的升降控制温度的高低．三．解答题22．光敏电阻在各种自动化装置中有很多应用，其中就可用于街道路灯的自动控制开关．如图所示为模拟电路，其中A为光敏电阻，B为电磁继电器，C为照明电路，D为路灯．请连成正确的电路，达到日出灯熄，日落灯亮的效果．答案：解析：解答：为了使照明电路白天断开，就需要电磁铁吸引衔铁，电路中电流大．夜间电磁铁磁性小，不吸引衔铁．电路中电流的变化要通过电阻的变化来控制．所以要将光敏电阻与电磁铁串联在一起，以此来调节电路中的电流．故设计电路如图：分析：根据图示的装置可知，当衔铁被吸下时，照明电路断开；当衔铁没有被吸引时，照明电路接通．因此设计电路时，要利用光敏电阻的特点，让电磁铁白天时电磁铁吸引衔铁，黑夜电磁铁不吸引衔铁．从而达到目的．23．光电门传感器为门式结构，如图所示．A管发射红外线，B管接收红外线．A、B之间无挡光物体时，电路断开；有物体经过A、B之间时B管挡被光，电路接通．请简述他是怎么计算出物体的速度的？答案：物块刚接触光电门时，电路接通，计时开始，物体通过时，电路断开，计时结束，所以当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路断开，当A、B之间有物体挡光时，电路接通，计算机根据挡光物体的宽度和挡光时间，自动算出物体的运动速度；解析：解答：物块刚接触光电门时，电路接通，计时开始，物体通过时，电路断开，计时结束，所以当光电门传感器A、B之间无挡光物体时，电路断开，当A、B之间有物体挡光时，电路接通，计算机根据挡光物体的宽度和挡光时间，自动算出物体的运动速度；分析：物块刚接触光电门时，电路接通，计时开始，物体通过时，电路断开，计时结束，因此通过宽度与挡光时间，结合运动学公式，即可求解；24．如图甲所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电．（1）房卡的作用相当于一个（填电路元件名称）接在干路上．答案：电键（2）如图乙所示，当房客进门时，只要将带有磁铁的卡P插入盒子Q中，这时由于磁铁吸引簧片，开关B就接通，通过继电器J使整个房间的电器的总开关接通，房客便能使用室内各种用电器．当继电器工作时，cd相吸，ab便接通．请你将各接线端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10适当地连接起来，构成正常的电门卡电路．答案：8﹣7，4﹣5，6﹣9，1﹣3，2﹣10解析：解答：（1）房卡可以控制房间内的灯和插座，不插入插槽中，所有房间内的灯和插座都不工作，所以房卡相当干路上的电键；（2）将干簧管与电源E、线圈连成一个回路；将三个灯泡所在电路与交流电流接成回路，即按8﹣7，4﹣5，6﹣9，1﹣3，2﹣10连接起来，构成正常的电门卡电路．如图．故答案为：（1）电键（2）8﹣7，4﹣5，6﹣9，1﹣3，2﹣10分析：（1）把房卡插入槽中，相当于电键接通．（2）房间里用电器之间工作情况互不影响，所以它们之间是并联，控制电灯的开关与电灯串联．将干簧管与电源E、线圈连成一个回路；将三个灯泡所在电路与交流电流接成回路．25．某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器