2024高中物理第六章传感器章末质量评估含解析新人教版选修3-2

PAGE9-章末质量评估（三）（时间：90分钟分值：100分）一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1.下列有关传感器的说法中错误的是（）A.汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器B.“嫦娥二号”卫星星载的立体相机获得月球数据利用了光传感器C.电子秤称量物体质量是利用了力传感器D.火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器解析：生命探测仪是利用生物传感器，立体相机是利用光学传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到肯定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪耀，自动报警，利用了光学传感器而不是利用了温度传感器，A、B、C正确，D错误.答案：D2.电子秤运用的是（）A.超声波传感器 B.压力传感器C温度传感器 D.红外传感器答案：B3.在电梯门口放置一障碍物，会发觉电梯门不停地开关，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.压力传感器解析：当电梯门遇到人或其他障碍物时马上停止关门以防挤伤人，故为压力传感器.答案：D4.光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成.利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并刚好发出报警信号.该报警器利用的传感器是（）A.力传感器 B.声传感器C.位移传感器 D.光传感器解析：由于光电式感烟探测器是利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，故该报警器利用的传感器是光传感器，D正确.答案：D5.有一电学元件，温度上升时电阻却大幅度减小，则这种元件可能是（）A.金属导体 B.绝缘体C.半导体 D.超导体解析：金属导体温度上升时电阻增大；绝缘体温度上升时电阻保持不变；对于超导体，在其临界温度以下，温度上升电阻仍为零，高于临界温度，温度上升电阻往往增大；某些半导体材料受到光照或者温度上升时，会有更多的电子获得能量成为自由电子，于是导电性有明显增加，电阻大幅度减小.答案：C6.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变更如图乙所示，某同学依据电流表的示数变更状况推断升降机的运动状态.下列说法中正确的是（）A.0～t1时间内，升降机肯定匀速运动B.0～t1时间内，升降机可能匀减速上升C.t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D.t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升解析：在0～t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故A选项错误，B选项正确.t1～t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不行能做匀速运动或匀加速运动，C、D两项都错.答案：B7.如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照耀光敏电阻时，表针的偏角为θ；现用手掌拦住部分光线，表针的偏角为θ′，则可推断（）A.θ′＝θ B.θ′<θC.θ′>θ D.不能确定解析：光敏电阻的阻值随光照强度的增加而减小，用手掌拦住部分光线，阻值变大，指针自左向右偏转角度变小.答案：B8.为了保证汽车刹车时车轮不被抱死，使车轮仍有肯定的滚动而不是纯滑动，这样既可以提高刹车效果，又不使车轮失去限制.为此须要一种测定车轮是否还在转动的装置，这种检测装置称为电磁脉冲传感器，假如该装置检测出车轮不再转动，它就会自动放松刹车机构，让车轮仍保持转动状态，这就是ABS防抱死系统.如图是电磁脉冲传感器示意图，B是一根永久磁体，外面绕有线圈，它们的左端靠近一个铁质齿轮A.齿轮与转动的车轮是同步的，则以下说法正确的是（）A.车轮转动时，由于齿轮在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流B.车轮转动时，由于齿轮被磁化使线圈中的磁场发生变更，产生感应电流C.车轮转速减慢时，输出电流的周期变小，电流强度也变小D.车轮转速减慢时，输出电流的周期变大，电流强度也变大解析：此传感器是利用线圈中磁通量的变更产生感应电流的原理来实现检测的.当车轮转动时，带动齿轮转动.相当于将铁块插入和拔出线圈，从而使线圈中磁通量发生变更而产生感应电流.故选项A错误，B正确：当车轮转速减慢时，线圈中磁通量的变更减慢，产生的感应电流的周期变大，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)可知，电流强度变小.故选项C、D错误.答案：B9.如图所示为热敏电阻和金属热电阻的电阻值随温度T变更的图线，下列说法正确的是（）A.图线1是热敏电阻的RT图线，它是用绝缘材料制成的B.图线2是热敏电阻的RT图线，它可以用半导体材料制成C.图线1的材料化学稳定性好，测温范围大，灵敏度高D.图线2的材料化学稳定性差，测温范围大，灵敏度低解析：热敏电阻由半导体材料制成，金属热电阻由金属制成，由图知1为金属热电阻，2为热敏电阻，故A错误，B正确.与热敏电阻相比，金属热电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度差，故C、D错误.答案：B10.传感器是把非电学量（如温度、速度、压力等）的变更转换为电学量变更的一种元件，在自动限制中有着相当广泛的应用.如图是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图.电容C大小的变更就能反映液面的升降状况.关于两者关系的说法中正确的是（）A.C增大表示h减小B.C减小表示h增大C.C减小表示h减小D.C的变更与h变更无干脆关系解析：C增大表示电容器的正对面积变大，h增大，C减小表示h减小，故C正确.答案：C二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得5分，漏选得3分，错选或不选得0分）11.计算机光驱的主要部分是激光头，它可以放射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息.光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（）A.当有光照耀R1时，处理系统获得高电压B.当有光照耀R1时，处理系统获得低电压C.信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：R1、R2和电源组成一个闭合电路，当激光照到光敏电阻时，R1的阻值变小，总电流变大，则R2两端获得高电压，只有R2两端获得高电压时，处理系统才能进行信号处理，因此选A、D.答案：AD12.一些学校为了保证教室照明条件，采纳智能照明系统，在自然光不足时接通电源启动日光灯，而在自然光足够时，自动关闭日光灯.其原理图如图所示，R为一光敏电阻，L为一带铁芯的螺线管，在螺线管上方有一用细弹簧系着的轻质衔铁，一端用铰链固定在墙上可以自由转动，另一端用一绝缘棒连接两动触头，有关这个智能照明系统的工作原理描述正确的是（）A.光照越强，光敏电阻阻值越大，衔铁被吸引下来B.在光线不足时，光敏电阻阻值变大，电流减小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通C.上面两接线柱和日光灯电路连接D.下面两接线柱和日光灯电路连接解析：由光敏电阻的特性可知，光照强度越强，电阻越小，电流越大，所以选项A错误，选项B正确；上面两接线柱应接日光灯电路，所以选项C正确，选项D错误.答案：BC13.下图是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，板面垂直于磁场，板内通有图示方向的电流，a、b是铜板上、下表面的两点，则（）A.电势φa>φbB.电势φb>φaC.电流增大时，|φa－φb|增大D.其他条件不变，将铜板改为NaCl水溶液时，电势结果仍旧一样解析：铜板中的自由电荷是电子，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由左手定则可推断出电子因受洛伦兹力作用向b侧偏转，所以φa>φb，A正确，B错误；因|φa－φb|＝keq\f(IB,d)，所以电流增大时，|φa－φb|增大，C正确；若将铜板改为NaCl溶液，溶液中的正、负离子均向b侧偏转，|φa－φb|＝0，即不产生霍尔效应，故D错误.答案：AC14.如图所示RT为正温度系数热敏电阻，R1为光敏电阻，R2和R3均为定值电阻.电源电动势为E，内阻为r，V为志向电压表，现发觉电压表示数增大，可能的缘由是（）A.热敏电阻温度上升，其他条件不变B.热敏电阻温度降低，其他条件不变C.光照增加.其他条件不变D.光照减弱，其他条件不变解析：RT为正温度系数热敏电阻，热敏电阻温度降低时，阻值变小.其他条件不变，电路的总电阻减小；依据欧姆定律可知电路的总电流增大，路端电压变小，R2两端的电压变大，R1两端的电压变小，通过R1的电流减小，则通过R3的电流增大，电压表示数增大，A错误，B正确.光照减弱时，光敏电阻的阻值变大，其他条件不变，电路的总电阻增大；依据欧姆定律可知总电流减小，路端电压变大，R2两端的电压减小，并联部分两端的电压变大，通过R3的电流增大，电压表示数增大，故选项C错误，D正确.答案：BD三、试验题（本题共2小题，共16分，把答案填在题中横线上或按要求作答）15.（6分）利用负温度系数热敏电阻制作的温度传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变更，反应快，而且精确度高.图甲图乙（1）假如将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和电阻串联成一个电路，如图甲所示，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变（选填“大”或“小”）.（2）上述电路中，我们将电流表中的电流刻度（如图乙所示）换成相应的温度刻度，就能干脆显示出热敏电阻旁边的温度.假如刻度盘正中的温度为20℃，则25℃的刻度应在20℃的刻度的（选填“左”或“右”）侧.解析：（1）因为负温度系数热敏电阻温度上升时电阻减小，温度降低时电阻增大，故电路中电流会减小.（2）由（1）的分析知，温度越高，电流越大，25℃的刻度应对应较大电流，故在20℃对应电流刻度的右侧.答案：（1）小（2）右16.（10分）如图甲所示是某同学探究热敏电阻阻值随温度的变更规律时设计的电路图.（1）依据电路图，在图乙的实物上连线.（2）通过试验，他得到了该热敏电阻的伏安特性曲线如图丙所示，由图可知，热敏电阻的阻值随温度的上升而.（3）他将这个热敏电阻接入如图丁所示的电路中，已知电源电压为9V，内阻不计，R1＝30Ω，内阻不计的毫安表读数为500mA，则R2的阻值为.解析：由热敏电阻的伏安特性曲线可知：随电流、电压的增大（即功率增大，温度上升），曲线斜率也增大，因此电阻阻值减小.电源内阻不计，则通过R1的电流I1＝eq\f(E,R1)＝eq\f(9,30)A＝300mA，通过R2和R的电流I2＝IA－I1＝500mA－300mA＝200mA，由R的伏安特性曲线可以读出，当I2＝200mA时，R两端的电压U＝4V，则R2两端的电压U2＝E－U＝5V，所以R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(5,200×10－3)Ω＝25Ω.答案：（1）连接实物图如图所示（2）减小（3）25Ω四、计算题（本题共3小题，共34分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位）17.（10分）如图所示为“神舟七号”飞船放射升空时火箭内测试仪平台上放置的一个压力传感器，传感器上面压一质量为M的物体，火箭点火后从地面对上加速升空，当升到某一高度时，加速度a为eq\f(g,2)，压力传感器此时显示出物体对平台的压力为点火前压力的eq\f(17,16)，已知地球的半径为R，g为地面旁边的重力加速度，试求此时火箭离地面的高度.解析：设此时火箭升空高度为H，此处重力加速度为g′，则有F－Mg′＝Ma，①由万有引力定律可得eq\f(g′,g)＝eq\f(R2,（R＋H）2).②又因为F＝eq\f(17,16)Mg，③由①②③得H＝eq\f(R,3).18.（10分）有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示.E是内阻不计、电动势为6V的电源，R0是一个阻值为300Ω的限流电阻，G是由志向电流表改装成的指针式测力显示器.R是一个压力传感器，其阻值可随压力大小变更而变更，其关系如下表所示.C是一个用来爱护显示器的电容器.秤台的重力忽视不计.压力F/N050100150200250300…电阻R/Ω300280260240220200180…（1）利用表中的数据写出电阻R随压力F变更的函数式.（2）若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为多少？（3）假如把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度是否匀称？解析：（1）由表中数据可知k＝eq\f(ΔR,ΔF)＝eq\f(20Ω,50N)＝0.4Ω/N，所以电阻R随压力F变更的函数表达式为：R＝（300－0.4F）Ω.（2）R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两端电压越大，但不能超过5V，所以eq\f(5V,6V)＝eq\f(R0,R0＋R)，解得R的最小值R＝60Ω，又因为R＝（300－0.4F）Ω，得出最大称量值F＝600N.（3）电流表中的电流I＝eq\f(E,R0＋R)＝eq\f(E,600－0.4F)，电流I与压力F不是线性关系，则该测力显示器的刻度不匀称.19.（14分）如图甲所