2023高中物理第五章傳感器52常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用測(cè)試新人教版選擇性

第五章傳感器2常見(jiàn)傳感器的工作原理及應(yīng)用【基礎(chǔ)鞏固】1.某種材料具有電阻率隨溫度變化的特性,利用這種材料可以制成 ()A.熱敏電阻 B.光敏電阻C.電容器 D.電感器解析:這種材料具有電阻率隨溫度變化的特性,可制成電阻隨溫度變化的熱敏電阻,故選項(xiàng)A正確.答案:A2.(多選)下列有關(guān)電阻應(yīng)用的說(shuō)法正確的是 ()A.熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測(cè)控裝置中B.光敏電阻是一種光電傳感器C.電阻絲可應(yīng)用于電加熱設(shè)備中D.電阻在電路中主要起到通過(guò)直流、阻礙交流的作用解析:熱敏電阻對(duì)溫度很敏感,光敏電阻對(duì)光照很敏感,電阻絲可用于電加熱設(shè)備,所以選項(xiàng)A、B、C三個(gè)說(shuō)法均正確.交流、直流均可通過(guò)電阻,電阻對(duì)它們均有阻礙作用,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:ABC3.(多選)如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,RT為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,RG為光敏電阻,閉合開(kāi)關(guān)后,小燈泡L正常發(fā)光,由于環(huán)境改變(光照或溫度),小燈泡亮度變暗,則引起小燈泡變暗的原因可能是 ()A.溫度不變,光照增強(qiáng)B.溫度升高,光照不變C.溫度降低,光照增強(qiáng)D.溫度升高,光照減弱解析:由題圖可知,當(dāng)光敏電阻的阻值減小或負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值增大時(shí),小燈泡L都會(huì)變暗,故光照增強(qiáng)或溫度降低均可,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;若光敏電阻的阻值減小的同時(shí),熱敏電阻的阻值增大,小燈泡L更會(huì)變暗,即光照增強(qiáng),同時(shí)溫度降低更可以引起小燈泡變暗,選項(xiàng)C正確.答案:AC4.(多選)傳感器是指能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量,并能把它們按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為電壓、電流等電學(xué)量,或轉(zhuǎn)換為電路通斷的元件.下列器件可作為傳感器的有 ()A.發(fā)光二極管 B.熱敏電阻C.霍爾元件 D.干電池解析:發(fā)光二極管是將電能轉(zhuǎn)化為光能的元件,不是傳感器,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.熱敏電阻的溫度變化時(shí),其電阻會(huì)發(fā)生變化,能把熱學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量,可作為傳感器,選項(xiàng)B正確.霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓這個(gè)電學(xué)量,可作為傳感器,選項(xiàng)C正確.干電池是一種電源,不是傳感器,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:BC5.(多選)下圖是用光敏電阻和燈泡制成的一種簡(jiǎn)易水污染指示器的原理示意圖,下列說(shuō)法正確的是 ()A.嚴(yán)重污染時(shí),光敏電阻的阻值很大B.輕度污染時(shí),光敏電阻的阻值很大C.無(wú)論污染程度如何,光敏電阻的電阻不變,電阻大小由材料本身因素決定D.該儀器的使用會(huì)因?yàn)榘滋旌屯砩鲜艿接绊懡馕?嚴(yán)重污染時(shí),透過(guò)污水照到光敏電阻上的光較少,光敏電阻阻值較大,選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.光敏電阻由半導(dǎo)體材料制成,受光照影響,電阻會(huì)發(fā)生變化,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.白天和晚上自然光強(qiáng)弱不同,或多或少會(huì)影響光敏電阻的阻值,選項(xiàng)D正確.答案:AD6.(多選)右圖是測(cè)試熱敏電阻的實(shí)驗(yàn)電路圖,滑動(dòng)變阻器已調(diào)節(jié)到某一適當(dāng)?shù)闹?實(shí)驗(yàn)中觀察到當(dāng)溫度升高時(shí)燈泡變亮,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析正確的有 ()A.溫度升高,電路中的電流減小B.溫度升高,電路中的電流增大C.溫度升高,熱敏電阻的阻值增大D.溫度升高,熱敏電阻的阻值減小解析:當(dāng)溫度升高時(shí),電路中的熱敏電阻的阻值減小,由閉合電路歐姆定律可知,電路中的電流增大,導(dǎo)致燈泡變亮.答案:BD7.如圖所示,由電源、小燈泡、電阻絲、開(kāi)關(guān)組成的電路中,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后,小燈泡正常發(fā)光,用酒精燈加熱電阻絲時(shí),發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度變暗,發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是 ()A.小燈泡的電阻發(fā)生了變化B.小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化C.電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化D.電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化解析:電阻絲的電阻率隨溫度的升高而增大,電阻也增大,電路中電流減小,小燈泡的實(shí)際功率減小,所以變暗.答案:C8.如圖所示,將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋,再將電表的兩支表筆分別與光敏電阻R1的兩端相連,這時(shí)指針恰好指在刻度盤的中央.若用不透光的黑紙將R1包裹起來(lái),指針將向(選填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng);若用手電筒的光照射R1,指針將向(選填“左”或“右”)轉(zhuǎn)動(dòng).

解析:光敏電阻的阻值隨光照的增強(qiáng)而減小.將R1包裹起來(lái)光照變?nèi)?電阻增大,指針向左偏.用手電筒的光照射R1,電阻減小,指針向右偏.答案:左右【拓展提高】9.(2022·廣東汕頭)下圖是會(huì)議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖,罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透明的擋板.平時(shí)光電三極管接收不到LED發(fā)出的光,呈現(xiàn)高電阻狀態(tài).發(fā)生火災(zāi)時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ()A.進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線,使光電三極管電阻更大,檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)B.光電三極管溫度升高,電阻變小,檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)C.進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)光有散射作用,部分光線照射到光電三極管上,電阻變小,檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)D.以上說(shuō)法均不正確解析:發(fā)生火災(zāi)時(shí),煙霧進(jìn)入罩內(nèi)后對(duì)光有散射作用,使部分光線照射到光電三極管上,其電阻變小,與傳感器連接的電路檢測(cè)出這種變化,就會(huì)發(fā)出警報(bào).故選項(xiàng)C正確.答案:C10.(多選)電飯鍋工作時(shí)有兩種狀態(tài):一種是飯煮熟前的加熱狀態(tài),另一種是飯煮熟后的保溫狀態(tài).右圖是電飯鍋的電路原理示意圖,S是用感溫材料制造的開(kāi)關(guān),下列說(shuō)法正確的是 ()A.R1是供加熱用的電阻絲B.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)電飯鍋為加熱狀態(tài),S斷開(kāi)時(shí)為保溫狀態(tài)C.要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)功率的一半,R1R2D.要使R2在保溫狀態(tài)時(shí)的功率為加熱狀態(tài)時(shí)功率的一半,R1R2解析:由電路圖可知,不管S斷開(kāi)還是閉合,電路中的電壓都是220V,根據(jù)P=U得接在電路的電阻越小,功率越大,所以S閉合的時(shí)候,處于加熱狀態(tài),R2是供加熱用的電阻絲,選項(xiàng)B正確.根據(jù)U2R2=2×U2R答案:BD11.右圖是一個(gè)火災(zāi)報(bào)警器的部分電路示意圖,其中R2為用半導(dǎo)體材料(負(fù)溫度系數(shù))制成的熱敏電阻,電流表為值班室的顯示器,a、b之間接報(bào)警器,當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火情時(shí),顯示器中的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是 ()A.I增大,U增大 B.I減小,U減小C.I減小,U增大 D.I增大,U減小解析:當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火情時(shí),半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻的電阻將減小,此時(shí)電路中的總電阻減小,由閉合電路的歐姆定律可知,外電路的電壓將減小,電路中的總電流增大,所以R1兩端的電壓增大,R3兩端的電壓減小,顯示器中的電流減小.故選項(xiàng)B正確.答案:B【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.下圖為某種電子秤的原理示意圖,AB為一改裝后的滑動(dòng)變阻器,阻值為R,長(zhǎng)度為l,兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑片,P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng).彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),P1剛好指在A端,P1與托盤固定相連.若P1、P2間出現(xiàn)電壓時(shí),該電壓經(jīng)過(guò)放大,通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體質(zhì)量的大小.已知彈簧的勁度系數(shù)為k,托盤自身質(zhì)量為m0,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)?shù)氐淖杂陕潴w加速度為g.(1)求托盤上未放物體時(shí),在托盤自身重力作用下,P1與A端的距離x1.(2)求托盤上放有質(zhì)量為m的物體時(shí),P1與A端的距離x2.(3)托盤上未放物體時(shí)通常需先校準(zhǔn)零點(diǎn),方法:調(diào)節(jié)P2,使P2離A端的距離也為x1,從而使P1、P2間的電壓為0.校準(zhǔn)零點(diǎn)后,將質(zhì)量為m的物體放在托盤上,試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式.解析:托盤的移動(dòng)帶動(dòng)P1移動(dòng),使P1、P2間出現(xiàn)電勢(shì)差,電勢(shì)差的大小反映了托盤向下移動(dòng)距離的大小,兩滑片之