2024-2025学年高中物理课时作业14传感器的应用含解析粤教版选修3-2

PAGE5-课时分层作业(十四)(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]选择题(本题共8小题，每小题6分)1．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C[金属导体温度上升时电阻增加；绝缘体温度上升时电阻保持绝缘；对于超导体，在其临界温度以下，温度上升电阻为零不变，高于临界温度，温度上升电阻往往增加；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，同时也形成更多的空穴，于是导电性能明显增加，电阻却大幅度减小．]2．如图所示，电吉他的弦是磁性物质，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C[由电吉他发声原理可知是将声音改变转变为电流的改变，C对，A、B、D错．]3．指纹识别器在下列哪些方面可以得到广泛应用()A．乘坐客车购票时 B．过马路收费处时C．放学出校门口时 D．开银行保险柜时D[指纹识别器是因为人的指纹各不相同且终生基本不变，才成为识别身份的有效手段，应用在个人信息有唯一性和稳定性的地方，故D项对．]4．用遥控器调换电视机频道的过程，事实上就是传感器把光信号转换为电信号的过程，下列属于这类传感器的是()A．红外报警装置B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置D．电饭煲中限制加热和保温的温控器A[红外报警器是当有人或物通过时，将红外线遮住从而使得光信号被遮住，光电效应装置无电流通过，红外报警器则通过另外的装置联系肯定的动作，是将光信号转换为电信号的过程，则A选项正确；而B选项是将声音信号转换为电信号的过程，C选项是利用压力来传递信息的过程，D选项则通过温度来限制的过程．]5．用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示．在网罩Ⅰ内有电极Ⅱ和Ⅲ，a、b两端接电源，Ⅳ是一小块放射性同位素镅241，它能放射出一种很简单使空气电离的粒子．正常状况下镅241放射出的粒子使两个极板间的空气电离，在a、b间形成较强的电流；发生火灾时，大量烟雾进入网罩Ⅰ内，烟尘颗粒汲取其中的带电粒子，导致电流发生改变，从而报警．下列说法中正确的是()A．镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流增加B．镅241射出的是α粒子，有烟雾时电流减弱C．镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流增加D．镅241射出的是β粒子，有烟雾时电流减弱B[放射性同位素镅241，它能放射出一种很简单使气体电离的粒子，知该粒子是α粒子．发生火灾时，烟雾进入网罩内，烟尘颗粒汲取空气中的离子和镅发出的粒子，使得电流减弱．故B正确，A、C、D错误．]6.小强用恒温箱进行试验时，发觉恒温箱的温度持续上升，无法自动限制．经检查，恒温箱的限制器没有故障．参照图，下列对故障推断正确的是()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C[由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向限制器传递错误信息，导致限制器发出错误指令，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，而题中加热器始终加热才会使温度持续上升，故D错误．]7．当出现某疫情时，在机场、车站等交通出入口，运用红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效限制疫情的传播．关于红外线热像仪，下列说法正确的是()A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线具有荧光效应B．红外线热像仪通过放射红外线照耀人体来检测C．红外线热像仪同时还具有杀菌作用D．一切物体都能放射红外线，而且物体在不同温度下放射的红外线的频率和强度不同D[红外线热像仪是依据物体放射的红外线的频率和强度不同而工作的，故D正确．]8．如图所示，M是一小型志向变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin134t(V)的正弦沟通电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为肯定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是()A．A1的示数不变，A2的示数增大B．A1的示数增大，A2的示数增大C．V1的示数增大，V2的示数增大D．V1的示数不变，V2的示数减小D[当传感器R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增大，A1测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增大；由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于副线圈中电流增大，R3的电压变大，所以V2的示数要减小，即R1的电压也要减小，所以A2的示数要减小，A、B、C错误，D正确．][实力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1．(多选)传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法正确的是()A.eq\o(\a\al(办公大楼的大门能“看到”人的到来或离,开而自动开或关，是光传感器的应用))B.eq\o(\a\al(非触摸式自动水龙头自动感应水,龙头应用的传感器是生物传感器))C．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是温度传感器D．电熨斗能够自动限制温度的缘由是它装有双金属片温度传感器，能限制电路的通断ACD[办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开，是光传感器的应用，故A正确；利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现．是利用光传感器而制成的，故B错误：空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机运用温度传感器．故C正确；电熨斗能够自动限制温度的缘由是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是限制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同，故D正确．]2．(多选)图示为某电容传声器结构示意图，当人对着传声器讲话，膜片会振动．若某次膜片振动时，膜片与极板间距离增大，则在此过程中()A．膜片与极板间的电容变小B．极板的带电量增大C．膜片与极板间的电场强度增大D．电阻R中有电流通过AD[当膜片与极板间距增大时，膜片与极板间的电容变小，A正确；由E＝eq\f(U,d)可知，膜片与极板间的电场强度减小，C错误；由Q＝CU可知，极板所带电量削减，电容器处于放电状态，有电流通过电阻R，B错误，D正确．]3．如图所示的电路中，GMR为一个磁敏电阻，它的阻值随所处空间磁场的增加而增大，电源的内阻不行忽视．闭合开关S1和S2后，当滑片P向右滑动时，则()A．L1、L2都变暗 B．L1、L2都变亮C．L1变暗、L2变亮 D．L1变亮，L2变暗D[当滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电源电压不变，所以电磁铁电路中的电流减小，电磁铁的磁场减弱，磁敏电阻阻值减小，右边电路的外电路电阻减小，电流变大，路端电压减小，故灯泡L2变暗；由于通过L1支路的电流变大，故L1变亮，选项D正确．]4.传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器，当待测压力F作用于可动膜片的电极上时，以下说法中正确的是()①若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流③若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流④若电流表有示数，则说明压力F发生改变⑤若电流表有示数，则说明压力F不发生改变A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤A[当F向上压膜片电极时，板间距离减小，电容器的电容将增大．由于U不变，由Q＝CU知Q增大，电容器充电，中电流方向为从b到a，故②对，①、③错；当F改变时，电容改变，而板间电压不变，由Q＝CU，故带电荷量Q发生改变，电容器将发生充、放电现象，回路中有电流，电流计有示数．反之，电流计有示数时，压力F必发生改变，故④对，⑤错，故选A.]二、非选择题(本题共2小题，共28分)5.(14分)一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度T改变的关系如图中实线①所示，由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等状况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种主要成分为BaTiO3，被称为“PTC”的特别材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动限制温度的特点，PTC材料的电阻随温度改变的关系如图中实线②所示，依据图线分析：(1)为什么处于冷态的“PTC”熨斗刚通电时比一般电熨斗升温快？(2)通电一段时间后电熨斗温度T自动稳定的范围．[解析](1)由于冷态时PTC材料电阻较小，故由P＝eq\f(U2,R)知，其发热功率较大，所以升温快．(2)从图上看出，温度较低时，电阻较小，热功率较大，所以生热快于散热，温度上升，电阻值快速增大，相应的生热功率减小，当生热功率小于散热功率时，电阻温度降低，电阻值减小，生热功率会相应增大，故当生热功率等于散热功率时，温度会稳定在图中T6～T7之间．[答案](1)见解析(2)T6＜T＜T76．(14分)如图所示为大型电子地磅电路图，电源电动势为E，内阻不计，不称物体时，滑片P在A端，滑动变阻器接入电路中有效电阻最大，电流较小；称重物时，在压力作用下使滑片下移，滑动变阻器有效电阻变小，电流变大．这样把电流对应的质量值刻在刻度盘上，就可以读出被称物体的质量．若滑动变阻器上A、B间长度为