2024高中物理第三章传感器第四节用传感器制作自控装置达标作业含解析粤教版选修3-2

PAGE5-第四节用传感器制作自控装置A级抓基础1.类人型机器人装有作为眼睛的“传感器”，如同大脑的“限制器”，以及可以行走的“执行器”，在它遇到障碍物前会自动避让并刚好转弯．下列有关该机器人“眼睛”的说法中正确的是()A．是力传感器 B．是光传感器C．是温度传感器 D．是声音传感器解析：遇到障碍物会绕开，说明它是光传感器，B正确，A、C、D错误．答案：B2.某学习小组的同学在用多用电表探讨热敏特性试验中，安装好如图所示装置，向杯内加入冷水，温度计的示数为0℃，多用电表选择适当的倍率，读出热敏电阻的阻值R1，然后向杯内加入热水，温度计的示数为60℃.若发觉多用电表的指针偏转角度较大，则下列说法正确的是()A．应选用电流挡，温度上升时换用大量程测量B．应选用电流挡，温度上升时换用小量程测量C．应选用欧姆挡，温度上升时换用倍率大的挡D．应选用欧姆挡，温度上升时换用倍率小的挡解析：多用电表只有选择欧姆挡才能干脆读出热敏电阻的阻值，当向杯内加入热水，多用电表的指针偏转角度较大，说明此时热敏电阻的阻值较小，故换用倍率小的挡，D项正确．答案：D3.(多选)下列说法正确的是()A．绝缘体是肯定不能导电的B．电阻率介于导体和绝缘体之间的物质都是半导体材料C．导体能导电是因为导体内有大量的自由电子，绝缘体的导电性能很差是因为绝缘体内的自由电子极少D．当温度上升时，半导体的电阻率明显减小解析：要形成电流，除有电势差外，还应有可自由移动的电荷，导体的导电性能好是因为导体中有大量的自由电子，绝缘体的导电性能很差，是因为绝缘体内的自由电子很少，C项正确；绝缘体内有很少的自由电子，若两端加上电压，这些自由电子将在电场力作用下发生定向移动，可形成极其微弱的电流，故A项错误；半导体材料不光要求电阻率介于导体和绝缘体之间，而且还要求电阻率随温度的上升而减小，故B项错误，D项正确．答案：CD4.(多选)2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他们发觉“巨磁电阻效应”．基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用，在下列有关其他电阻应用的说法中，正确的是()A．热敏电阻可应用于温度测控装置中B．光敏电阻是一种光电传感器C．电阻丝可应用于电热设备中D．电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍沟通的作用解析：热敏电阻对温度很敏感，光敏电阻对光照很敏感，电阻丝可用于电加热，这很常见，所以A、B、C正确；沟通电、直流电均可通过电阻，电阻对它们均可产生阻碍作用，所以D错误．答案：ABC5．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推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，电流表示数改变如图乙所示．下列推断正确的是()图甲图乙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：由压敏电阻的特点知，t1～t2时间内电流I匀称增大，所以压敏电阻所受的压力增大，故小车做加速度增大的变加速运动．t2～t3时间内，电流不变，说明小车做匀加速直线运动，故D正确．答案：DB级提实力6．如图所示是一种油箱内油面高度检测装置的示意图．图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R.当油箱内油面下降时，下列分析正确的有()A．触点O向下滑动B．触点O不动C．电路中的电流增大了D．电路中的电流减小了解析：当油面下降时，浮标位置降低，在杠杆作用下，滑动变阻器的滑片O向上移动，故A错误，B错误；滑动变阻器的滑片O向上移动时，滑动变阻器连入电路的阻值R变大，依据I＝eq\f(E,r＋R0＋R)可知电路中的电流变小，电流表示数变小，即油量表指针偏转较小，故C错误，D正确．答案：D7．(多选)在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的改变可实现对电路相关物理量的限制．如图所示电路，R1为定值电阻，R2为半导体热敏电阻(温度越高电阻越小)，C为电容器．当环境温度降低时()A．电容器C的带电荷量增大B．电压表的读数增大C．电容器C两板间的电场强度减小D．R1消耗的功率增大解析：当环境温度降低时，R2变大，电路的总电阻变大，由I＝eq\f(E,R总)知I变小，又U＝E－Ir，电压表的读数U增大，B正确；又由P1＝I2R1可知，R1消耗的功率P1变小，D错误；电容器两板间的电压U2＝U－U1，U1＝IR1，可知U1变小，U2变大，由场强E′＝eq\f(U2,d)，Q＝CU2可知Q、E′都增大，故A正确，C错误．答案：AB8．如图所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简洁的恒温限制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的上升而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成限制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则()A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度上升到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应当把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应当把恒温箱内的加热器接在A、C端解析：当温度降低到某一数值，热敏电阻R的阻值增大，电路中电流减小，继电器L对衔铁P吸引力减小，P将不会被吸下，故A错误；当温度上升到某一数值，热敏电阻R的阻值减小，电路中电流增大，继电器L对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下，故B正确；恒温箱内温度高到肯定数值后，应与电源断开停止加热，由以上分析可知，温度上升后，A、B端断开，所以工作时，应当把恒温箱内的加热器接在A、B端，故C、D错误．答案：B9．传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是利用电容器作为传感器来测定压力改变的电路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流；②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流；③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生；④若电流表有示数，说明压力F发生改变；⑤若电流表有示数，说明压力F不会发生改变．A．②④ B．①④C．③⑤ D．①⑤解析：F向下压膜片电极，使得电容器两板间的距离削减，电容器的电容增加，又因电容器两极板间的电压不变，所以电容器的电荷量增加，电容器接着充电，A正确．答案：A10.某仪器内部电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左、右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，a、b、c三块金属片的间隙很小(b固定在金属块上)．当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态．若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是()A．当汽车加速前进时，甲灯亮B．当汽车加速前进时，乙灯亮C．当汽车刹车时，乙灯亮D．当汽车刹车时，甲、乙灯均不亮解析：向右加速时，M向左移动，b与a接触，乙灯亮；当刹车时，M向右移动，b与c接触，甲灯亮．故选项B正确．答案：B11．如图所示是电饭煲的电路图，S1是一个温控开关，手动闭合后，当此开关温度达到居里点(103℃)时会自动断开，S2是一个自动温控开关，当温度低于70℃时会自动闭合，温度高于80℃时会自动断开．红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯，分流电阻R1＝R2＝500Ω，加热电阻丝R3＝50Ω，两灯电阻不计．(1)分析电饭煲的工作原理；(2)简要回答，假如不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？(3)计算加热和保温两种状态下电饭煲消耗的电功率之比．解析：(1)电饭煲盛上食物后，接上电源，S2自动闭合，同时手动闭合S1，这时黄灯短路，红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到80℃时，S2自动断开，S1仍闭合；水烧开后，温度上升到103℃时，开关S1自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热，待温度降至70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S2又自动断开，再次处于保温状态．(2)假如不闭合开关S1，则不能将饭煮熟，因为最高只能加热到80℃.(3)加热时电饭煲消耗的电功率为P1＝