“四翼”检测评价（十七） 大显身手的传感器

“四翼”检测评价（十七）大显身手的传感器A组—重基础·体现综合1.如图所示，电吉他的弦是由磁性物质制成的，当弦振动时，线圈中产生感应电流，感应电流输送到放大器、喇叭，把声音播放出来，下列说法正确的是()A．电吉他是光电传感器B．电吉他是温度传感器C．电吉他是声音传感器D．弦改用尼龙材料原理不变解析：选C由电吉他发声原理可知它是将声音变化转变为电流的变化，C正确。2．唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁铁的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号。下列说法中正确的是()A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势解析：选B当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号转化为电信号，是根据电磁感应原理工作的，A错误，B正确；膜片随着声波而周期性振动，穿过金属线圈的磁通量是周期性变化的，C错误；膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，D错误。3.惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计。加速度计构造原理的示意图如图所示，沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内导弹的加速度()A．方向向左，大小为eq\f(ks,m) B．方向向右，大小为eq\f(ks,m)C．方向向左，大小为eq\f(2ks,m) D．方向向右，大小为eq\f(2ks,m)解析：选D当指针向左偏离O点的距离为s时，与滑块相连的左边弹簧被压缩s，右边弹簧被拉伸s，因而弹簧对滑块的弹力的大小均为ks，且方向均水平向右，即滑块受到的合力大小为2ks，方向水平向右。由牛顿第二定律可知选项D正确。4.(多选)如图所示是“电容式加速度传感器”原理图，电容器的一个金属极板固定在绝缘底座上，另一块极板用弹性金属片制成，当这种加速度传感器用在上下移动的升降机中时，通过测量电容C的变化就能感知升降机加速度的变化情况。设升降机加速度为零时电容器的电容为C0，下列说法正确的是()A．当升降机加速上升时，C＞C0B．当升降机减速上升时，C＞C0C．当升降机减速下降时，C＜C0D．当升降机加速下降时，C＜C0解析：选AD加速度向上时，弹性金属片向下弯曲，加速度向下时，弹性金属片向上弯曲；根据C＝eq\f(εrS,4πkd)知，弹性金属片向下弯曲，d减小，电容变大；弹性金属片向上弯曲，d增大，电容变小。当升降机加速上升或减速下降时，加速度方向向上，电容变大，即C＞C0，A正确，C错误；当升降机减速上升或加速下降时，加速度方向向下，电容变小，即C＜C0，B错误，D正确。5．传感器广泛应用在我们的生产生活中，常用的计算机键盘就是一种传感器。如图所示，键盘上每一个键的下面都连有一小金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一小的固定金属片，这两个金属片组成一个小电容器，当键被按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能够检测出哪个键被按下，从而给出相应的信号。这种计算机键盘使用的是()A．温度传感器 B．压力传感器C．磁传感器 D．光传感器解析：选B小金属片被按下时，作用的压力不一样，小金属片下移的距离不同，两个极板之间的距离不同，电容就不同，即将压力这个力学量转换为电容这个电学量，所以计算机键盘使用的是压力传感器，B正确，A、C、D错误。6.有一热敏电阻的电阻值随温度变化的RT图像如图所示，现将该热敏电阻接在欧姆表的两表笔上，做成一个电子温度计，为了便于读数，需要把欧姆表上的电阻值转换成温度值。现想使该温度计对温度的变化反应较为灵敏，那么该温度计测量哪段范围内的温度较为适宜(设在温度范围内，欧姆表的倍率不变)()A．T1～T2段 B．T2～T3段C．T3～T4段 D．T1～T4段解析：选B热敏电阻的阻值随温度变化得越快，其所制成的温度计对温度的变化越敏感。由题图可知，温度在T2～T3段时热敏电阻的阻值随温度变化得最快。所以选项B正确。7．(多选)小强在用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障。参照图，下列对故障判断错误的是()A．只可能是热敏电阻出现故障B．只可能是温度设定装置出现故障C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障D．可能是加热器出现故障解析：选ABD由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误。若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误。8.如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态。当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC＝h。图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表。请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大。解析：电路图如图所示。设CD＝x，P球平衡时，由平衡条件可得tanθ＝eq\f(F,mg)＝eq\f(x,h)①根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得I＝eq\f(E,RL)＝eq\f(U,Rx) ②根据电阻定律可得RL＝ρeq\f(L,S) ③Rx＝ρeq\f(x,S) ④由①②③④式可得U＝eq\f(tanθ·Eh,L)，因为水流速度越大，θ越大，所以U越大。答案：见解析eq\a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新9.(2022·宁德高二检测)如图是安装在潜水器上深度表的电路简图，显示器由电流表改装而成，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，电源电压不变，R0是定值电阻，在潜水器下潜过程中，电路中有关物理量的变化情况正确的是()A．通过显示器的电流减小B．R0两端的电压增大C．传感器两端的电压增大D．电路的总功率减小解析：选B由题意知，潜水器下潜的过程中，压力传感器的电阻随压力的增大而减小，所以电路中的总电阻减小，由闭合电路的欧姆定律I＝eq\f(E,R外＋r)，可知电路中的电流值增大，故A错误；电路中的电流值增大，根据欧姆定律，R0两端的电压U＝IR0，U增大，故B正确；传感器两端的电压U传＝E－I(R0＋r)，由于I增大，E、R0、r不变，所以传感器两端的电压减小，故C错误；由P＝EI可知，电路的总功率随电流的增大而增大，故D错误。10.如图所示，RT为负温度系数的热敏电阻，R为定值电阻，若往RT上擦些酒精，在环境温度不变的情况下，关于电压表示数的变化情况，下列说法中正确的是()A．变大 B．变小C．先变大后变小再不变 D．先变小后变大再不变解析：选D往RT上擦酒精后，酒精蒸发吸热，热敏电阻RT温度降低，电阻值增大，根据串联电路的分压特点，电压表示数变小。当酒精蒸发完毕后，RT的温度逐渐升高到环境温度后不变，所以热敏电阻的阻值逐渐变小，最后不变，故电压表的示数将逐渐变大，最后不变，D正确。11．如图甲是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图，其中S为激光源，R1为光敏电阻(有光照射时，阻值较小；无光照射时，阻值较大)，R2为定值保护电阻，a、b间接“示波器”(示波器的接入对电路无影响)。水平传送带匀速前进，每当传送带上的产品通过S与R1之间时，射向光敏电阻的光线会被产品挡住。若传送带上的产品为均匀正方体，示波器显示的电压随时间变化的关系如图乙所示。已知计数器电路中电源两极间的电压恒为6V，保护电阻R2的阻值为400Ω。则()A．有光照射时光敏电阻R1的阻值为800ΩB．有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比为1∶2C．有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比为1∶2D．每1h通过S与R1之间的产品个数为6000个解析：选D由题图甲可知，R1、R2串联，当有光照射时，R1的阻值变小，电路的总电阻变小；根据I＝eq\f(U,R)可知，电路中的电流变大；根据U＝IR可知，R2两端的电压变大；根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，R1两端的电压变小，即R1两端的电压较低，由题图乙知R1两端的电压U1＝2V，则U2＝U－U1＝6V－2V＝4V，电路中的电流I＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(4,400)A＝0.01A，光敏电阻的阻值R1＝eq\f(U1,I)＝eq\f(2,0.01)Ω＝200Ω，A错误；无光照射时，由题图乙可得U1′＝4V，U2′＝U－U1′＝6V－4V＝2V，所以，有光照射和无光照射时保护电阻R2两端的电压之比U2∶U2′＝4V∶2V＝2∶1，B错误；I′＝eq\f(U2′,R2)＝eq\f(2,400)A＝0.005A，此时电阻R1′的阻值：R1′＝eq\f(U1′,I′)＝eq\f(4,0.005)Ω＝800Ω，所以，有光照射和无光照射时光敏电阻的阻值之比R1∶R1′＝200Ω∶800Ω＝1∶4，C错误；由题图乙可知，每经过0.6s，就有一个产品通过计数装置，每1h通过S与R1之间的产品个数为n＝6000个，D正确。12．如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动。弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连。若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小。已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g。求：(1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1与A端的距离x1；(2)托盘上放有质量为m的物体时，P1与A端的距离x2；(3)在托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A端的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零。校准零点后，将物体放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式。解析：(1)由力的平衡知识有：m0g＝kx1，解得x1＝eq\f(m0g,k)。(2)放上物体重新平衡后有：m0g＋mg＝kx2，解得x2＝eq\f(m＋m0g,k)。(3)托盘的移动带动P1移