2024-2025学年高中物理第六章传感器6-2传感器的应用强化演练新人教版选修3-2

PAGEPAGE1第六章第2节传感器的应用课后强化演练一、选择题1．下列器件是应用力传感器的是()A．鼠标器 B．火灾报警器C．测温仪 D．电子秤解析：鼠标器中的传感器是红外线接收管，属于光传感器；火灾报警器中传感器是光电三极管，属于光传感器；测温仪用的是温度传感器；电子秤的敏感元件是应变片，是力传感器，D正确．答案：D2．(2024·邹平县期中)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，依据杠杆原理可知，触点O向上滑动，接入电路的电阻增大，A、B选项错误；依据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流变小，油量表示数变小，C选项错误，D选项正确．答案：D3.(多选)(2024·桂林月考)如图是电饭锅的结构图，假如感温磁体的“居里温度”为103℃时，下列说法中正确的是()A．常温下感温磁体具有较强的磁性，能自动吸起永磁体，通电加热B．当温度超过103℃时，感温磁体的磁性消逝，弹簧推动杠杆断开触点C．饭熟后，水分被大米汲取，锅底的温度会超过103℃，这时开关按钮不会跳起D．常压下只要锅内有水，锅内的温度不行能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起解析：常温下，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，电路接通，电饭锅加热，感温磁铁不会自动吸起永磁体，A选项错误；当温度上升达到103℃时，感温磁体失去磁性，自动断电，B选项正确；饭熟后，水分被大米汲取，锅底温度上升，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，C选项错误；常压下，水沸腾后温度为100℃，不会自动断电，D选项正确．答案：BD4．(多选)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，处理系统获得低电压B．当有光照耀R1时，处理系统获得高电压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：分析电路图可知，电阻R1与R2串联，当R1的电阻值受光照亮度的增大而减小时，依据欧姆定律可知，电路中的电流增大，信号处理系统两端电压增大，获得高电压，A选项错误，B选项正确；当光线照耀时，R1阻值减小、R总减小，电路中的电流增大，R2两端电压变大，信号处理系统每获得一次高电压就计数一次，C选项错误，D选项正确．答案：BD5．(2024·哈密地区月考)如图是电熨斗的结构图，下列说法错误的是()A．须要较高温度熨烫时，要调整调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移B．常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分别C．双金属片的膨胀系数上层金属小于下层金属D．双金属片温度传感器的作用是限制电路的通断解析：常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分开，起到调温作用，须要较高温度熨烫时，要调整调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，当温度升到较高，金属片发生弯曲，触点断开，A、B选项正确；双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属片，C选项错误；双金属片温度传感器的作用是限制电路的通断，D选项正确．答案：C6．压敏电阻的阻值R随所受压力的增大而减小．某爱好小组利用压敏电阻设计了推断电梯运动状态的装置，其装置示意图如图甲所示．将压敏电阻平放在电梯内，受压面朝上，在上面放一物体A，电梯静止时电压表示数为U0，电梯在某次运动过程中，电压表的示数改变状况如图乙所示，下列推断中正确的是()A．电梯可能匀速上升 B．电梯可能变加速上升C．电梯可能匀减速下降 D．电梯可能匀减速上升解析：电梯在运动过程中，电压表示数渐渐减小，即压敏电阻阻值渐渐减小，说明压力渐渐增大，物体处于超重状态，电梯可能加速上升，也可能减速下降，但是加速度是改变的，故B选项正确．答案：B二、非选择题7.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，当温度达到居里点(103℃)时，此开关会自动断开，S2也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)计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比；(3)简要回答：假如不闭合开关S1，能将饭煮熟吗？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，温度升到居里点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，待温度降到70℃时，S2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到80℃时，S1又自动断开，再次处于保温状态．(2)加热时电饭煲消耗的电功率P1＝eq\f(U2,R并)，保温时电饭煲消耗的电功率P2＝eq\f(U2,R1＋R并)，两式中R并＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝eq\f(500×50,500＋50)Ω＝eq\f(500,11)Ω.从而有eq\f(P1,P2)＝eq\f(R1＋R并,R并)＝eq\f(500＋\f(500,11),\f(500,11))＝eq\f(12,1).(3)假如不闭合开关S1，起先S2总是闭合的，R1被短路，功率为P1，当温度上升到80℃时，S2自动断开，功率降为P2，温度降低到70℃，S2自动闭合……温度只能在70℃～80℃之间改变，不能把水烧开，不能煮熟饭．答案：(1)见解析(2)12∶1(3)见解析8．如图所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度．金属球的质量为m，它系在金属丝的下端．金属丝的上端悬挂在O点．AB是一根长为L的匀称电阻丝，其阻值为R.金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计．电阻丝的中点C焊接一根导线，从O点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V，金属丝和导线的电阻不计．图中虚线OC与AB垂直，且OC＝h.电阻丝AB接在电压为U的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使AB沿着车前进的方向．列车静止时金属丝呈竖直状态；当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向．从电压表V的读数改变可以测出加速度的大小．(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a与电压表读数U′的关系式(用U′、U、L、h及重力加速度g表示)；(2)用导出的a与U′的关系式说明若用表盘刻度表示a，其刻度是否匀称？解析：(1)设列车的加速度为a时，小球偏离竖直方向θ角，此时小球受力状况如图所示．依据牛顿其次定律有mgtanθ＝ma①由几何关系有tanθ＝eq\f(\x\to(DC),h)②由①②两式解得a＝geq\f(\x\to(DC),h)③列车加速度为a时，设电压表的读数为U′，则有U′＝eq\f(U,R)·eq\f(R,L)·eq\x\to(DC)④由④得