高中物理魯科版2第五章傳感器及其應(yīng)用 本章高效整合

第5章一、選擇題1．當(dāng)你走近豪華賓館、酒樓的大門時(shí)，門就自動(dòng)為你打開；當(dāng)你走進(jìn)門之后，門又在你身后自動(dòng)關(guān)上．你覺得這可能是將下列哪種外界信息轉(zhuǎn)換為有用的信息()A．溫度 B．運(yùn)動(dòng)C．人 D．光線解析：自動(dòng)門的自動(dòng)控制要求靈敏、可靠，若以溫度控制，人的體溫與夏季氣溫接近，在夏季自動(dòng)門沒人操作不能正常工作，所以A錯(cuò)．自動(dòng)門實(shí)際使用的是紅外線傳感器，紅外線屬于不可見光，人在白天或黑夜均發(fā)出紅外線，傳感器接收到人體發(fā)出的紅外線后傳給自動(dòng)控制裝置的電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開門．答案：D2．隨著改革開放的深入進(jìn)行，中國經(jīng)濟(jì)對世界的影響越來越大，隨之帶來了一些人的非議．進(jìn)入2023年，中國產(chǎn)品的質(zhì)量問題被一些別有用心的人惡意夸大．中國政府據(jù)理力爭的同時(shí)，不斷加強(qiáng)對國內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)管力度，其中對某些食品衛(wèi)生的檢測可以通過傳感器快速檢測出來，這種傳感器屬于()A．物理傳感器 B．化學(xué)傳感器C．生物傳感器 D．?dāng)?shù)學(xué)傳感器答案：C3．用遙控器調(diào)換電視機(jī)頻道的過程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的過程．下列屬于這類傳感器的是()A．紅外報(bào)警裝置B．走廊照明燈的聲控開關(guān)C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器解析：紅外報(bào)警裝置將紅外線信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，聲控開關(guān)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，壓力傳感裝置將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，溫控器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，故A正確．答案：A4．生物傳感器與傳統(tǒng)的各種物理傳感器和化學(xué)傳感器的最大區(qū)別在于()A．外界信息是生物信息 B．轉(zhuǎn)化的有用信息是生物信息C．感受器中含有生命物質(zhì) D．傳感器就是生物答案：C5．2023年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”，基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用．在下列有關(guān)其他電阻應(yīng)用的說法中，錯(cuò)誤的是()A．熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中B．光敏電阻是一種光電傳感器C．電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用解析：熱敏電阻對溫度很敏感，光敏電阻對光照很敏感，電阻絲可用于電加熱，這很常見，所以A、B、C均正確．交流電、直流電均可通過電阻，電阻對它們均可產(chǎn)生阻礙作用，所以D錯(cuò)誤．答案：D6．如圖所示的電路中，當(dāng)半導(dǎo)體材料做成的熱敏電阻浸泡到熱水中時(shí)，電流表示數(shù)增大，則說明()A．熱敏電阻在溫度越高時(shí)，電阻越大B．熱敏電阻在溫度越高時(shí)，電阻越小C．半導(dǎo)體材料溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性能變差D．半導(dǎo)體材料溫度升高時(shí)，導(dǎo)電性能變好解析：電流表的示數(shù)增大，說明電路中的電流增大，電阻減小，所以這個(gè)熱敏電阻的電阻率是隨溫度的升高而降低的，電阻率減小，電阻值在其它條件不變時(shí)減小，導(dǎo)電性能變好．答案：BD7．如圖所示是一種延時(shí)開關(guān)．當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通．當(dāng)S1斷開時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放．則()A．由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用B．由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用C．如果斷開B線圈的電鍵S2，無延時(shí)作用D．如果斷開B線圈的電鍵S2，延時(shí)將變長解析：本題以延時(shí)開關(guān)作為密切聯(lián)系實(shí)際的新情境，考查考生對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解程度和推理能力．根據(jù)題中所提示的信息，不難發(fā)現(xiàn)延時(shí)開關(guān)的基本工作原理：當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通．這時(shí)雖然B線圈的電鍵S2閉合，但通過它的磁通量不變，所以沒有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生．當(dāng)S1斷開時(shí)，A線圈立即斷路，不會(huì)發(fā)生電磁感應(yīng)，但通過B線圈的磁通量減少，由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用，選項(xiàng)B正確．如果此時(shí)斷開B線圈的電鍵S2，則B線圈雖然產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，但不產(chǎn)生感應(yīng)電流，不能吸引銜鐵D，無延時(shí)作用，選項(xiàng)C正確．答案：BC8．如圖所示，Rt為負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻，其他電阻都是普通的電阻，當(dāng)燈泡L的亮度變暗時(shí)，說明()A．環(huán)境溫度變高 B．環(huán)境溫度變低C．環(huán)境溫度不變 D．都有可能解析：燈泡L的亮度變暗，說明Rt的阻值增大，即周圍環(huán)境的溫度變低．答案：B9．用力傳感器懸掛一鉤碼沿豎直方向由靜止開始運(yùn)動(dòng)，下圖中實(shí)線是傳感器記錄的拉力大小變化情況，則()A．鉤碼的重力約為4NB．鉤碼的重力約為3NC．A、B、C、D四段圖線中，鉤碼處于超重狀態(tài)的是A、D，失重狀態(tài)的是B、CD．A、B、C、D四段圖線中，鉤碼處于超重狀態(tài)的是A、B，失重狀態(tài)的是C、D解析：根據(jù)題意，由圖象可知，剛開始一段運(yùn)動(dòng)為勻速運(yùn)動(dòng)，拉力與重力平衡，鉤碼的重力約為4N，A、D兩段加速度向上，鉤碼處于超重狀態(tài)，B、C兩段加速度向下，鉤碼處于失重狀態(tài)，故選項(xiàng)A、C對，B、D錯(cuò)誤．答案：AC10．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小．有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖(a)所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車上，中間放置一個(gè)絕緣重球．小車向右做直線運(yùn)動(dòng)過程中，電流表示數(shù)如圖(b)所示，下列判斷正確的是()A．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：從題圖(b)可以看出，在t1到t2時(shí)間內(nèi)，電流表示數(shù)逐漸增大，則壓敏電阻的阻值逐漸減小，說明壓敏電阻受到重球的壓力越來越大，小車的加速度增大，故小車做變加速運(yùn)動(dòng)；在t2到t3時(shí)間內(nèi)，電流不變，則說明重球?qū)好綦娮璧膲毫Σ蛔?，故小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．答案：D二、非選擇題11．已知電流表的電流從“＋”接線柱流入時(shí)指針向右偏，在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中(1)合上S將線圈A插入B的過程中，電流表指針向________________偏．(2)合上S將線圈A插入B后，將變阻器觸頭向左移動(dòng)時(shí)，電流表指針向__________________偏．解析：合上S后，螺線管中存在向下的磁場，若將線圈A插入B，在插入B的過程中，穿過B線圈的磁場方向向下，其磁通量增加，由楞次定律和安培定則，可得電流表中存在從“＋”接線柱流入的電流應(yīng)右偏，若將變阻器觸頭向左移動(dòng)，線圈A中電流增大，磁場增強(qiáng)，由楞次定律及安培定則可得電流表中存在由“＋”接線柱流入的電流，向右偏，若A中插入鐵芯，其磁性增強(qiáng)，同理可得電流表指針右偏．答案：(1)右(2)右12．如圖所示，為熱敏電阻的R－t圖象，下圖為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為100Ω.當(dāng)線圈中的電流大于或等于20mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池的電動(dòng)勢E＝V，內(nèi)阻可以不計(jì)．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．問：(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在__________________.(填“A、B端”或“C、D端”)(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50℃，可變電阻R′解析：(1)A、B端．(2)由熱敏電阻的R－t圖可知，溫度為50℃時(shí)，R＝90由閉合電路歐姆定律得I＝eq\f(E,R線＋R＋R′).代入數(shù)值，解得R′＝260Ω.答案：(1)A、B端(2)260Ω13．車床在工作時(shí)是不允許將手隨便接近飛轉(zhuǎn)的工件的．為了防止萬一，工人師傅設(shè)計(jì)了如圖所示的光電自動(dòng)制動(dòng)安全電路，只要人手不小心靠近了工件，機(jī)器就自動(dòng)停轉(zhuǎn)，請簡述其工作原理．下圖中的A為車床上的電動(dòng)機(jī)，B為隨電動(dòng)機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的工件，C為光源．光源發(fā)出的光照到光敏電阻D上，E為電磁鐵，G為電源，H為彈簧．答案：當(dāng)手在C、D間靠近工件時(shí)，遮擋住射向光敏電阻的光，光敏電阻的阻值迅速變大，電路中電流變小，使電磁鐵磁性減弱從而放開銜鐵，造成電動(dòng)機(jī)斷路，工件停轉(zhuǎn)以保證安全．14．如圖所示為某校科技活動(dòng)小組制作的恒溫箱的電路示意圖，電熱絲是恒溫箱的加熱元件．圖中的水銀溫度計(jì)為導(dǎo)電溫度計(jì)．上面的金屬絲A的高度可以調(diào)整，下面的金屬絲B與溫度計(jì)的水銀接觸，該溫度計(jì)的水銀液泡被放置到恒溫箱內(nèi)，請根據(jù)此電路圖說明恒溫箱工作的原理．答案：