人教版(新教材)高中物理选择性必修2第五章传感器章末检测试卷(五)

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE1章末检测试卷(五)(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．(2020·沈阳市期末)为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多装有一个传感器，该传感器是()A．气体传感器 B．声音传感器C．压力传感器 D．光传感器〖答案〗D〖解析〗当有烟雾时，光会发生漫反射，火灾报警器将光信号转换成电信号，从而发出警报．所以该传感器是用光传感器实现报警的，故A、B、C错误，D正确．2．话筒内有传感器．其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是()A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势〖答案〗B〖解析〗当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号转变成电信号，是根据电磁感应原理工作的，故A错，B对；膜片随着声波而振动，穿过金属线圈的磁通量也是变化的，故C错；膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，故D错．3.如图1所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声音的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向左振动时()图1A．电容器的电容增大B．电容器带电荷量减少C．电容器两极板间的场强增大D．电阻R中的电流方向自右向左〖答案〗B〖解析〗振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，由C＝eq\f(rS,4πkd)可知电容器的电容减小，A错误；由C＝eq\f(Q,U)可知，在U不变的情况下，C减小则Q减小，电容器处于放电状态，R中电流方向自左向右，B正确，D错误；依据E＝eq\f(U,d)可知，电容器两极板间的场强减小，C错误．4.如图2所示为一种常见的身高体重测量仪．测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔．质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比．当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学的身高和质量分别为()图2A．v(t0－t)，eq\f(M0,U0)UB.eq\f(1,2)v(t0－t)，eq\f(M0,U0)UC．v(t0－t)，eq\f(M0,U0)(U－U0)D.eq\f(1,2)v(t0－t)，eq\f(M0,U0)(U－U0)〖答案〗D〖解析〗当测重台没有站人时，2x＝vt0，当测重台站人时，2(x－h)＝vt，联立可得h＝eq\f(1,2)v(t0－t)，当测重台没有站人时，U0＝kM0g，当测重台站人时，U＝k(M0g＋mg)，联立可得，m＝eq\f(M0,U0)(U－U0)，故选项D正确．5.如图3所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属片向下移动时()图3A．电路中的电流减小，油箱内油面降低B．电路中的电流减小，油箱内油面升高C．电路中的电流增大，油箱内油面降低D．电路中的电流增大，油箱内油面升高〖答案〗D〖解析〗油面升高，金属片向下移动，R接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，所以选项D正确．6．(2020·湖北武汉新洲区部分学校期末联考)如图4所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁，2是衔铁，3是触点，4是水银温度计(水银导电)．则下列说法正确的是()图4A．温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮B．温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C．温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警D．温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不报警〖答案〗D〖解析〗温度高于警戒温度时，控制电路的电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过触点与工作电路接通，电铃报警，此时指示灯的电路中没有电流，指示灯熄灭，故A、C错误；温度低于警戒温度时，控制电路处于断路状态，电磁铁中没有电流通过，没有磁性，此时指示灯通过触点与工作电路接通，指示灯亮，电铃不报警，故B错误，D正确．7．如图5所示为某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，为理想电压表．若发现电压表示数增大，可能的原因是()图5①热敏电阻温度降低，其他条件不变②热敏电阻温度升高，其他条件不变③光照减弱，其他条件不变④光照增强，其他条件不变A．①③B．①④C．②③D．②④〖答案〗A〖解析〗热敏电阻温度降低时，其阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压随之减小，光敏电阻两端电压减小，通过光敏电阻的电流减小，通过R3的电流增大，电压表的示数增大，符合题意，故①正确．同理可得热敏电阻温度升高，其他条件不变，电压表的示数减小，不符合题意，故②错误．光照减弱，光敏电阻的阻值增大，外电路总电阻增大，路端电压增大，通过R3的电流增大，则电压表的示数增大，故③正确．光照增强，光敏电阻的阻值减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，通过R3的电流减小，则电压表的示数减小，故④错误．故A选项正确．8.如图6所示，横截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有图示方向电流时，导体的上表面M、下表面N的电势有什么关系()图6A．φM＞φNB．φM＝φNC．φM＜φND．无法判断〖答案〗A〖解析〗霍尔效应是因为带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用做定向移动形成的，根据左手定则，电子受到向下的洛伦兹力作用，向N板运动，则M板带正电，所以φM＞φN.二、多项选择题(本题3小题，每小题8分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得8分，选对但不全的得5分，有选错的得0分)9．如图7所示为用光敏电阻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()图7A．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〖答案〗AD〖解析〗严重污染时，透过污水照到LDR上的光较弱，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，光照强度增大，阻值减小，反之阻值增大，C错；白天和晚上自然光强弱不同，会影响LDR的电阻，D对．10.(2020·江苏盐城调研)某同学发现他居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮；而白天无论怎样用力拍掌，灯都不能亮．后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图8所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是()图8A．白天有光照时，光传感器自动闭合B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合C．有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合D．无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合〖答案〗BC〖解析〗由题意结合题图可知，白天有光照时，光传感器自动断开，夜晚无光照时，光传感器自动闭合，故A错误，B正确；由题意可知，有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合，无人走动或没有声音时，声传感器自动断开，故C正确，D错误．11.如图9为一种风向和风速传感器的原理图．两个收集板极是铜丝网状导体，有良好的导电性和通风能力，粒子源极是一条直径很小的镍铬丝，粒子源极与两收集板极相互平行且等距．粒子源极附近的空气在强电场作用下电离，正离子沿电场方向移动流向收集板极，从而形成正离子电流，由两电流表测量，测量时保持风向与收集板极垂直，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，ΔI＝|I1－I2|，已知有风时正离子的速度为电场引起的速度和风速的矢量知，则()图9A．若I1＞I2，则风向向右B．若I1＞I2，则风向向左C．风速越大，ΔI越大D．风速越大，ΔI越小〖答案〗BC〖解析〗若风向向左，单位时间打到左收集板极上的正离子数较多，则I1＞I2，选项B正确，选项A错误；风速越大，则单位时间打到两收集板极的正离子数之差越大，故两电流表的示数之差越大，即ΔI越大，选项C正确，选项D错误．三、非选择题(本题共2小题，共28分)12．(13分)(2020·瑞安市上海新纪元高级中学高一期末)霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，广泛应用于测量和自动控制等领域．在电动自行车中有多处用了霍尔传感器，最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等．实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子，但锌中的导电物质带的是正电．图10(1)霍尔元件的原理图如图10所示，若制作霍尔元件的材料使用的是锌，通入如图所示的电流后，N表面的电势________M表面的电势(填“高于”“低于”或“等于”)；(2)霍尔元件能够把磁学量________转换为电学量________(均填物理量的名称)．〖答案〗(1)高于(5分)(2)磁感应强度(4分)电压(4分)〖解析〗(1)该霍尔元件中载流子带正电，根据左手定则知，正电荷在洛伦兹力作用下偏向N表面，所以N表面的电势高于M表面的电势；(2)霍尔元件能够把磁学量磁感应强度转换为电学量电压．13．(15分)如图11所示，一热敏电阻RT放在控温容器M内；为毫安表，量程为6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值约为999.9Ω；S为开关．已知RT在95℃时的阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω.现要求在降温过程中测量在20～95℃之间的多个温度下RT的值．图11(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空．①依照实验原理电路图连线．②调节控温容器M内的温度，使得RT的温度为95℃.③将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．④闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________．⑤将RT的温度降为T1(20℃＜T1＜95℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．⑥温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________.⑦逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤⑤⑥.〖答案〗(1)见〖解析〗图(3分)(2)④电阻箱的读数R0(3分)⑤仍为I0(3分)电阻箱的读数R1(3分)⑥R0－R1＋150Ω(3分)〖解析〗由于本实验只有一只可以测量和观察的直流电流表，所以应该用“替代法”，考虑到用电流表观察而保证电路中电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路，如图所示，而且热敏电阻RT的阻值在95℃和20℃时是已知的，所以热敏电阻的初始温度为95℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值之和应保持150Ω和电阻箱的初值之和不变；如果热敏电阻的初始温度为20℃，则电流表示数不变时，电阻箱和热敏电阻的阻值之和应保持550Ω和电阻箱的初值之和不变．因此可以测量任意温度下的电阻．章末检测试卷(五)(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．(2020·沈阳市期末)为了防止火灾的发生，在宾馆房间的天花板上大多装有一个传感器，该传感器是()A．气体传感器 B．声音传感器C．压力传感器 D．光传感器〖答案〗D〖解析〗当有烟雾时，光会发生漫反射，火灾报警器将光信号转换成电信号，从而发出警报．所以该传感器是用光传感器实现报警的，故A、B、C错误，D正确．2．话筒内有传感器．其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号．下列说法正确的是()A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应原理工作的C．膜片振动时，穿过金属线圈的磁通量不变D．膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势〖答案〗B〖解析〗当声波使膜片前后振动时，线圈切割磁感线产生感应电流，将声音信号转变成电信号，是根据电磁感应原理工作的，故A错，B对；膜片随着声波而振动，穿过金属线圈的磁通量也是变化的，故C错；膜片振动时，金属线圈切割磁感线，会产生感应电动势，故D错．3.如图1所示的电容式话筒就是一种电容式传感器，其原理是：导电性振动膜片与固定电极构成了一个电容器，当振动膜片在声音的作用下振动时，两个电极之间的电容发生变化，电路中电流随之变化，这样声信号就变成了电信号，则当振动膜片向左振动时()图1A．电容器的电容增大B．电容器带电荷量减少C．电容器两极板间的场强增大D．电阻R中的电流方向自右向左〖答案〗B〖解析〗振动膜片向左振动时电容器两极板间的距离变大，由C＝eq\f(rS,4πkd)可知电容器的电容减小，A错误；由C＝eq\f(Q,U)可知，在U不变的情况下，C减小则Q减小，电容器处于放电状态，R中电流方向自左向右，B正确，D错误；依据E＝eq\f(U,d)可知，电容器两极板间的场强减小，C错误．4.如图2所示为一种常见的身高体重测量仪．测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔．质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比．当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学的身高和质量分别为()图2A．v(t0－t)，eq\f(M0,U0)UB.eq\f(1,2)v(t0－t)，eq\f(M0,U0)UC．v(t0－t)，eq\f(M0,U0)(U－U0)D.eq\f(1,2)v(t0－t)，eq\f(M0,U0)(U－U0)〖答案〗D〖解析〗当测重台没有站人时，2x＝vt0，当测重台站人时，2(x－h)＝vt，联立可得h＝eq\f(1,2)v(t0－t)，当测重台没有站人时，U0＝kM0g，当测重台站人时，U＝k(M0g＋mg)，联立可得，m＝eq\f(M0,U0)(U－U0)，故选项D正确．5.如图3所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置．R是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属片向下移动时()图3A．电路中的电流减小，油箱内油面降低B．电路中的电流减小，油箱内油面升高C．电路中的电流增大，油箱内油面降低D．电路中的电流增大，油箱内油面升高〖答案〗D〖解析〗油面升高，金属片向下移动，R接入电路中的电阻减小，电路中电流增大，所以选项D正确．6．(2020·湖北武汉新洲区部分学校期末联考)如图4所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁，2是衔铁，3是触点，4是水银温度计(水银导电)．则下列说法正确的是()图4A．温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮B．温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C．温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警D．温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不报警〖答案〗D〖解析〗温度高于警戒温度时，控制电路的电磁铁中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过触点与工作电路接通，电铃报警，此时指示灯的电路中没有电流，指示灯熄灭，故A、C错误；温度低于警戒温度时，控制电路处于断路状态，电磁铁中没有电流通过，没有磁性，此时指示灯通过触点与工作电路接通，指示灯亮，电铃不报警，故B错误，D正确．7．如图5所示为某传感装置内部部分电路图，RT为正温度系数热敏电阻，其特性为随着温度的升高阻值增大；R1为光敏电阻，其特性为随着光照强度的增强阻值减小；R2和R3均为定值电阻，电源电动势为E，内阻为r，为理想电压表．若发现电压表示数增大，可能的原因是()图5①热敏电阻温度降低，其他条件不变②热敏电阻温度升高，其他条件不变③光照减弱，其他条件不变④光照增强，其他条件不变A．①③B．①④C．②③D．②④〖答案〗A〖解析〗热敏电阻温度降低时，其阻值减小，外电路总电阻减小，总电流增大，内电压增大，路端电压随之减小，光敏电阻两端电压减小，通过光敏电阻的电流减小，通过R3的电流增大，电压表的示数增大，符合题意，故①正确．同理可得热敏电阻温度升高，其他条件不变，电压表的示数减小，不符合题意，故②错误．光照减弱，光敏电阻的阻值增大，外电路总电阻增大，路端电压增大，通过R3的电流增大，则电压表的示数增大，故③正确．光照增强，光敏电阻的阻值减小，外电路总电阻减小，路端电压减小，通过R3的电流减小，则电压表的示数减小，故④错误．故A选项正确．8.如图6所示，横截面为矩形的金属导体，放在磁场中，当导体中通有图示方向电流时，导体的上表面M、下表面N的电势有什么关系()图6A．φM＞φNB．φM＝φNC．φM＜φND．无法判断〖答案〗A〖解析〗霍尔效应是因为带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用做定向移动形成的，根据左手定则，电子受到向下的洛伦兹力作用，向N板运动，则M板带正电，所以φM＞φN.二、多项选择题(本题3小题，每小题8分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得8分，选对但不全的得5分，有选错的得0分)9．如图7所示为用光敏电阻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()图7A．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〖答案〗AD〖解析〗严重污染时，透过污水照到LDR上的光较弱，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，光照强度增大，阻值减小，反之阻值增大，C错；白天和晚上自然光强弱不同，会影响LDR的电阻，D对．10.(2020·江苏盐城调研)某同学发现他居住的楼房中，楼梯上的过道灯在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮；而白天无论怎样用力拍掌，灯都不能亮．后来老师告诉他：过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，其原理图如图8所示，下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是()图8A．白天有光照时，光传感器自动闭合B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合C．有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合D．无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合〖答案〗BC〖解析〗由题意结合题图可知，白天有光照时，光传感器自动断开，夜晚无光照时，光传感器自动闭合，故A错误，B正确；由题意可知，有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合，无人走动或没有声音时，声传感器自动断开，故C正确，D错误．11.如图9为一种风向和风速传感器的原理图．两个收集板极是铜丝网状导体，有良好的导电性和通风能力，粒子源极是一条直径很小的镍铬丝，粒子源极与两收集板极相互平行且等距．粒子源极附近的空气在强电场作用下电离，正离子沿电场方向移动流向收集板极，从而形成正离子电流，由两电流表测量，测量时保持风向与收集板极垂直，电流表A1、A2的示数分别为I1、I2，ΔI＝|I1－I2|，已知有风时正离子的速度为电场引起的速度和风速的矢量知，则()图9A．若I1＞I2，则风向向右B．若I1＞I2，则风向向左C．风速越大，ΔI越大D．风速越大，ΔI越小〖答案〗BC〖解析〗若风向向左，单位时间打到左收集板极上的正离子数较多，则I1＞I2，选项B正确，选项A错误；风速越大，则单位时间打到两收集板极的正离子数之差越大，故两电流表的示数之差越大，即ΔI越大，选项C正确，选项D错误．三、非选择题(本题共2小题，共28分)12．(13分)(2020·瑞安市上海新纪元高级中学高一期末)霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，广泛应用于测量和自动控制等领域．在电动自行车中有多处用了霍尔传感器，最典型的是测速、调速转把、断电刹把以及电动车无刷电机和霍尔助力传感器等．实验表明，铜以及大多数金属的导电物质是带负电荷的电子，但锌中的导电物质带的是正电．图10(1)霍尔元件的原理图如图10所示，若制作霍尔元件的材料使用的是锌，通入如