物理人教版选修3-2课时跟踪检测（十二）传感器及其工作原理

课时跟踪检测（十二）传感器及其工作原理1．光传感器的作用是()A．利用光敏电阻将光信号转化为电信号B．利用光敏电阻将电信号转化为光信号C．利用光敏电阻将光信号与电信号互相转化D．以上说法都不正确解析：选A光传感器是利用光信号的强弱对应电阻不同而实现把光信号转化为电信号的。2．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→转换电路→电学量→转换元件B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量解析：选C传感器工作的一般流程为非电学量eq\o(→,\s\up7(被))敏感元件eq\o(→,\s\up7(感知，然后通过))转换元件eq\o(→,\s\up7(转换成电信号，再通过))转换电路eq\o(→,\s\up7(将此信号转换成,易于传输或测量的))电学量，因此A、B、D错，C对。3．[多选]如图所示是用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是()A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响解析：选AD严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，D对。4．有一电学元件，温度升高时其电阻减小，这种元件可能是()A．金属导体 B．光敏电阻C．热敏电阻 D．霍尔元件解析：选C金属导体电阻一般随温度升高而增大，光敏电阻是随光照强度的增大而减小，正温度系数热敏电阻的阻值随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，霍尔元件随磁感应强度的增大而增大，故C对，A、B、D错。5．[多选]如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，电流由四边电极流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。由以上信息可知()A．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D．如果用戴了较厚手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作解析：选AB电容触摸屏在原理上把人体当做电容器的一个极板，把导体层当做另一个极板，故A正确；手指与屏的接触面积越大，两个极板的正对面积越大，故电容越大，B正确，C错误；如果戴了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场的变化，D错误。6.[多选]如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置，则()A．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压升高B．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压降低C．当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压D．当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压解析：选BCR1是光敏电阻，当有人通过而遮住光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭合电路欧姆定律得U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，A、B间的电压U增大，故C项正确；当减小R2的阻值时，电路中的电流增大。A、B间的电压U减小，故D项错误。7.如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长分别为a和b，内有带电荷量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低。由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为()A．eq\f(IB,|q|aU)负 B．eq\f(IB,|q|aU)正C．eq\f(IB,|q|bU)负 D．eq\f(IB,|q|bU)正解析：选C因导电材料上表面的电势比下表面的低，故上表面带负电荷，根据左手定则可判断自由运动电荷带负电，则B、D两项均错；设长方体形材料长度为L，总电荷量为Q，则其单位体积内自由运动的电荷数为eq\f(Q,|q|ab·L)，当电流I稳恒时，材料内的电荷所受电场力与磁场力相互平衡，则有eq\f(UQ,a)＝BIL，故eq\f(Q,|q|ab·L)＝eq\f(IB,|q|bU)，A项错误，C项正确。8．如图甲所示的电路中，光敏电阻R2加上图乙所示的光照时，R2两端的电压变化规律是()解析：选B光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不能减小到零。故选项B正确。9．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，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是()A．从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动解析：选D在0～t1内，I恒定，压敏电阻阻值不变，由小球的受力不变可知，小车可能做匀速或匀加速直线运动，在t1～t2内，I变大，压敏电阻阻值变小，压力变大，小车做变加速运动，A、B均错。在t2～t3内，I不变，压力恒定，小车做匀加速直线运动，C错，D对。10.为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口。在垂直于上、下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前、后两个内侧面分别固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是()A．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高C．污水中离子浓度越高，电压表的示数越大D．污水流量Q与U成正比解析：选D由左手定则可以判断出正离子较多时，正离子受到的洛伦兹力使其向后表面偏转聚集而导致后表面电势比前表面电势高，同理，负离子较多时，负离子向前表面偏转聚集而导致前表面电势比后表面电势低，故A、B项错误；设前、后表面间的最高电压为U，则eq\f(qU,b)＝qvB，所以U＝vBb，由此可知U与离子浓度无关，故C项错误；因Q＝vbc，而U＝vBb，所以Q＝eq\f(Uc,B)，D项正确。11.如图所示，是自动控制电路的原理图，a、b间电压恒定，R1为光敏电阻，R2为定值电阻。当电路中的光敏电阻不受光的照射时用电器可以正常工作。(1)当光敏电阻受光的照射时，其阻值和电流表的示数如何变化？(2)当光敏电阻受光的照射时，用电器工作状态怎样？解析：分析问题时，首先要根据光敏电阻的光敏特性，明确电路中电阻如何变化，然后再运用电路的相关知识进行判断。受光照射时，光敏电阻的阻值会减小为原来的eq\f(1,1000)～eq\f(1,100)，所以当光照射时电路总阻值变小，干路电流增大很多，R2两端电压增大很多，并联部分的电压变得很小，用电器停止工作，电流表示数变得很小。答案：(1)减小减小(2)停止工作12.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C