高中物理选修二5.3大显身手的传感器练习3（含答案）

鲁科版（2019）高中物理（选择）必修第二册5.3大显身手的传感器同步练习一、多选题1．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三个元件，将这三个元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后．用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这个元件一定是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数不变化，这个元件一定是定值电阻2．关于感应电流，下面说法正确的是（）A．只要穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流B．只要闭合电路中有部分导线做切割磁感线运动，导体中就一定有感应电流C．若闭合电路的一部分导体不做切割磁干线运动，闭合电路中一定没有感应电流D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流二、单选题3．如图所示为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，则下列说法正确的是①当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压增大②当有人通过而遮蔽光线时，A、B间的电压减小③当仅增大R2的阻值时，A、B间的电压增大④当仅减小R2的阻值时，A、B间的电压增大A．①③ B．①④ C．②③ D．②④4．传感器的应用改变了我们的生活，没有传感器，就不可能有现代化的自动控制技术，下列有关传感器的判断正确的是（

）A．传感器是将电学量（如电压、电流等）转化成非电学量（如压力温度、位移等）的装置B．热敏电阻的电压随温度变化而变化C．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的D．光敏电阻在有光照射时，电阻会变小5．平行板电容器两极板与静电计的连接如图所示，对电容器充电，使静电计张开一定角度，撤去电，以下说法正确的是

（

）A．增大两极板间距离，静电计指针张角变大B．减小两极板间距离，静电计指针张角变大C．将两极板错开一些，静电计指针张角变小D．将某电介质插入极板间，静电计指针张角变大6．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，电压随压力变化而变化，压力越大电压越大，压力不变，电压一定。压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路。红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中会产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼自动拍照记录。则红灯亮时（）A．车轮停在感应线上时电阻R上有恒定电流B．车轮经过感应线的过程中，电容器先放电后充电C．车轮经过感应线的过程中，电阻R上的电流一直增大D．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，会被电子眼拍照7．生活中的各种应用领域利用电容器的场景很多，而构成电容器的形式也是多种多样。下列两幅图所示的两个电极之间都由绝缘介质分隔开来从而构成一个电容器。请根据两幅图示的相关说明判断下列说法正确的是（）A．图甲中，当金属芯线不动而h变小时，该电容器的电容变大B．图甲中，保持两电极间的电压不变，当金属芯线不动而h变小时，该电容器将充电C．图乙中，当待测压力F变大时，该电容器的电容变大D．图乙中，保持电容器的电量不变，当待测压力F变大时，两电极间的电压将变大8．在右上图中，电内阻不能忽略，R1=5Ω，R2=4Ω．当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1=2A；当开关S扳到位置2时，电流表的示数可能为下列情况中的

A．2.5AB．1.8AC．2.2AD．3.0A9．下列有关传感器的说法中错误的是（）A．霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的一种磁传感器B．光电鼠标利用了光传感器C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器D．2020年初新冠肺炎疫情防控阻击战中，枪式测温仪成了体温检测的“哨兵”，是利用了温度传感器10．如图所示，平行板电容器处在真空中，电容为C，带电荷量为Q，板间距离为d，今在两板的中点处放一电荷q，已知静电力常数为k，则它所受电场力的大小为（）A． B． C． D．11．关于传感器，下列说法正确的是（）A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的B．金属材料不可以制成传感器C．传感器主要是通过感知电阻的变化来传递信号的D．以上说法都不正确三、实验题12．已知一热敏电阻当温度从升至时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为），设计电路如图（a）。(1)实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为________（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（b）所示；(2)将热敏电阻从温控室取出置于室温下，得达到热平衡后热敏电阻的阻值为。由图（b）求得，此时室温为__________（保留3位有效数字）；(3)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（c）所示。图中，E为直流电（电动势为9V内阻可忽略）；当环境温度过高图中的输出电压达到或超过6.0V时，触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为，则图中________（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为________（保留2位有效数字）。13．图甲所示是大型机械厂里用来称重的电子吊秤，其中实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生形变，拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号的过程。(1)简述拉力敏感电阻丝的阻值随拉力变化的原因_______________________________。(2)小明找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力变化的图像如图乙所示，再按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电电动势E约15V，内阻约2Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻约5Ω；R是电阻箱，最大阻值是9999Ω；RL接在A、B两接线柱上，通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，接通电路完成下列操作．a．滑环下不吊重物时，调节电阻箱，当电流表为某一合适示数I时，读出电阻箱的读数R1；b．滑环下吊上待测重物，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；c．调节电阻箱，使_______，读出此时电阻箱的读数R2；d．算得图乙直线的斜率k和截距b；则待测重物的重力G的表达式为G=_____（用以上测得的物理量表示），测得θ=53°（sin53°=0.8，cos53°=0.6），R1、R2分别为1052Ω和1030Ω，结合乙图信息，可得待测重物的重力G=_____N（结果保留三位有效数字）。(3)针对小明的设计方案，为了提高测量重量的精度，你认为下列措施可行的是____________。A．将毫安表换成量程不同，内阻更小的毫安表B．将毫安表换成量程为10μA的微安表C．将电阻箱换成精度更高的电阻箱D．适当增大A、B接线柱之间的距离参考答案与试题解析1．AC【解析】一般定值电阻的阻值不会随光照强度或温度的变化而变化太大；对于热敏电阻来说，热敏电阻的阻值会随温度的升高而逐渐变小，它对温度的反应是十分灵敏的；对于光敏电阻来说，它的阻值随光照强度的变化而变化，当光照强度增强时光敏电阻的电阻值会随之而减小．本题是采用用黑纸包裹和放入热水中两个条件来改变电阻周围的环境的．不管放入热水中还是用黑纸包裹，一般电阻的阻值都不会发生太大变化；若电阻是光敏电阻，则当用黑纸包裹电阻时欧姆表的示数会有明显的改变；而当电阻是热敏电阻时，当把电阻放在热水中时，电阻值会发生明显的变化．所以本题答案是AC.2．BD【解析】A．只要穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中就一定有感应电流，选项A错误；B．只要闭合电路中有部分导线做切割磁感线运动，导体中就一定有感应电流，选项B正确；C．闭合电路的一部分导体如果不做切割磁感线的运动，若磁场变化，磁通量变化，也能产生感应电流，故C错误。D．当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，闭合电路中一定有感应电流，选项D正确。故选BD。3．C【解析】由电路图可知，两电阻串联，监控装置与R2并联．当有人通过通道而遮蔽光线时，R1阻值变大，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，根据U=IR可知，R2阻值不变时，其两端的电压变小，即A、B间电压降低，故①错误，②正确．当仅增大R2的阻值时，电路中的总电阻变大，电路中的电流变小，电的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变小，则R2上的电压变大，即A、B间电压变大，故③正确．当仅减小R2的阻值时，电路中的总电阻变小，电路中的电流变大，电的内阻和R1阻值不变时，内阻和R1两端的电压变大，即A、B间电压减小，故④错误．A.①③，不符合题意，选项A错误；B.①④，不符合题意，选项B错误；C.②③，符合题意，选项C正确；D.②④，不符合题意，选项D错误；4．D【解析】A.传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力角度等转换成电学物理量（如电压、电流、电量等)的一种元件，故A不符合题意；B.热敏电阻的电阻随温度变化而变化将热量转化为电流这个电学量故B不符合题意；C.干簧管是将一对磁性材料制成的弹性舌簧片密封于玻璃管中，舌簧端面互叠，但留有空隙，当干簧管处在磁场中，舌簧由于磁化而吸引，利用磁化及磁极间的相互作用，故C不符合题意．D.光敏电阻在有光照射时，电阻会变小故D符合题意．5．A考点：解决本题的关键知道影响电容器电容大小的因素及电容的决定式，知道电容器与电断开，电荷量不变，结合电容的定义式分析判断.【解析】撤去电，电容器所带的电荷量不变，增大两极板间的距离，根据知，电容减小，根据知，电容器两端的电势差变大，静电计指针张角变大，故A正确．减小两极板间的距离，根据知，电容增大，根据知，电容器两端的电势差减小，静电计指针张角变小，故B错误．将两极板错开一些，根据知，电容减小，根据知，电容器两端的电势差变大，静电计指针张角变大，故C错误．将某电介质插入极板间，根据，知电容增大，根据知，电容器两端的电势差减小，静电计指针张角变小，故D错误．故选A．6．D【解析】A．汽车停在感应线上时，汽车对压电薄膜的压力不变，电压恒定，电路中没有电流，A错误；BC．车轮经过感应线时，电容器先充电后放电，电流不会一直增大，BC错误；D．汽车前轮两次经过感应线，产生两个脉冲电流，所以会被电子眼拍照，D正确。故选D。7．C【解析】AB．若图甲中两电极间的电压不变，当金属芯线不动而h变小时，电容器两极板正对面积S减小，根据可知电容器的电容C减小，又由U不变时，C减小Q也减小，该电容器放电。故AB错误；CD。若图乙中，当图示中的F变大时，电容器两极板间距离d减小，根据可知电容C变大，再根据两极板的电量不变，C变大U减小，故C正确；D错误。故选C。8．C【解析】由题当开关S切换到位置1时，电流表的示数为I1=2A；R1=5Ω，R2=4Ω，则R1＞R2，当开关S扳到位置2时，电路中电流增大，即I2＞2A，由于外电阻减小，路端电压减小，开关S在位置1时，路端电压U1=I1R1=10V，开关S扳到位置2时，路端电压U2＜10V，由欧姆定律得知，所以电流表的示数的范围为2A＜I2＜2.5A，故C正确．9．D【解析】A．霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的一种磁传感器，故A正确，不符合题意；B．光电鼠标利用了光传感器，故B正确，不符合题意；C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器，故C正确，不符合题意；D．枪式测温仪是根据人体辐射的红外线来测温的，没有利用温度传感器，故D错误，符合题意。故选D。10．A【解析】AB．两极板间的电势差为：则两极板间的电场强度为：电荷q所受的电场力为：A正确，B错误；CD．由于平行板电容器不是点电荷，不能用，CD错误。故选A。11．A【解析】A．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体做成的，A正确；B．金属材料也可以做成传感器，比如利用滑动变阻器做成位移传感器，B正确，CD．传感器可以通过感知各种各样的变化传递信号，比如温度，光照，力的大小，电磁等等，CD错误。故选A。12．

1.8

28.0（27.8~282）

R1

1.6【解析】(1)[1]若某次测量中电压表和毫安表的示数分别5.5V和3.0mA，根据欧姆定律得此时热敏电阻的阻值为(2)[2]根据热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线，可知当达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.0kΩ，对应的温度为28.0℃；(3)[3]根据如图（c）所示电路，假设R1是热敏电阻，根据欧姆定律得输出电压为由题意知R2为定值电阻，当图中的输出电压达到或超过6.0V时，即环境温度高，便触发报警器报警，那么热敏电阻的阻值会减小，输出电压会变大，从而报警，所以图中R1应该用热敏电阻；[4]若要求开始报警时环境温度为50℃，通过热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线，可知代入数据得解得13．

电阻丝受拉力时，长度增加而横截