2024-2025學(xué)年高中物理第6章傳感器1傳感器及其工作原理課后課時(shí)精練含解析新人教版選修3-2

PAGE6-傳感器及其工作原理時(shí)間：40分鐘滿分：100分一、選擇題(每小題7分，共70分)1．(多選)下列關(guān)于傳感器說(shuō)法正確的是()A．干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用B．霍爾元件能夠把磁學(xué)量(如磁感應(yīng)強(qiáng)度)轉(zhuǎn)化為電學(xué)量(如電壓)C．光敏電阻隨光照強(qiáng)度增加電阻增大D．電子秤運(yùn)用的是力傳感器答案BD解析干簧管接入電路中相當(dāng)于開(kāi)關(guān)的作用，所以A錯(cuò)誤；霍爾元件將磁學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，所以B正確；光敏電阻隨光照強(qiáng)度增加電阻減小，所以C錯(cuò)誤；電子秤應(yīng)用了力傳感器，所以D正確。2．(多選)如圖所示為電阻R隨溫度T改變的圖線，下列說(shuō)法中正確的是()A．圖線1是熱敏電阻的圖線，它是用金屬材料制成的B．圖線2是熱敏電阻的圖線，它是用半導(dǎo)體材料制成的C．圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好、測(cè)溫范圍大、靈敏度高D．圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差、測(cè)溫范圍小、靈敏度高答案BD解析金屬導(dǎo)體隨著溫度上升，電阻率變大，從而導(dǎo)致電阻增大，對(duì)于半導(dǎo)體材料，電阻一般隨著溫度上升而減小，因此由圖可以知道，圖線1表示金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的改變，其化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，靈敏度低，A、C錯(cuò)誤；圖線2表示半導(dǎo)體材料的電阻隨溫度的改變，為熱敏電阻的圖線，其化學(xué)穩(wěn)定性差、測(cè)溫范圍小，靈敏度高，B、D正確。3．如圖1(a)所示的電路中，光敏電阻R2加上圖1(b)所示的光照時(shí)，R2兩端的電壓改變規(guī)律是圖2中的()答案B解析光敏電阻隨光照的增加電阻減小，電路中電流增大，電阻R1兩端電壓增大，R2兩端電壓減小，但不能減小到零。故選項(xiàng)B正確。4.(多選)有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件分別接入如圖所示電路中A、B兩點(diǎn)后，用黑紙包住元件置入熱水中，視察歐姆表的示數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是()A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)改變較大，這只元件肯定是熱敏電阻B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不改變，這只元件肯定是定值電阻C．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)改變較大，這只元件肯定是光敏電阻D．用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比，歐姆表示數(shù)相同，這只元件肯定是定值電阻答案AC解析熱敏電阻隨溫度改變電阻改變，定值電阻和光敏電阻不隨溫度改變，光敏電阻隨光照改變電阻改變，定值電阻和熱敏電阻的阻值不隨光照改變。故選A、C。5．(多選)如圖所示是霍爾元件的示意圖，一塊通電的銅板放在磁場(chǎng)中，板前后面垂直于磁場(chǎng)，板內(nèi)通有如圖方向的電流，a、b是銅板上、下邊緣的兩點(diǎn)，則()A．電勢(shì)φa>φbB．電勢(shì)φb>φaC．電流增大時(shí)，|φa－φb|增大D．其他條件不變，將銅板改為NaCl水溶液時(shí)，電勢(shì)結(jié)果仍舊一樣答案AC解析銅板中的自由電荷是電子，電子定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反，由左手定則可推斷出電子因受洛倫茲力作用向b側(cè)偏轉(zhuǎn)，所以φa>φb，A正確，B錯(cuò)誤；因|φa－φb|＝keq\f(IB,d)，所以電流增大時(shí)，|φa－φb|增大，C正確；若將銅板改為NaCl溶液，溶液中的正、負(fù)離子均向a側(cè)偏轉(zhuǎn)，|φa－φb|＝0，即不產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。6．如圖所示，用光敏電阻LDR和燈泡制成一種簡(jiǎn)易水污染指示器，下列說(shuō)法中正確的是()A．嚴(yán)峻污染時(shí)，LDR是高電阻B．輕度污染時(shí)，LDR是高電阻C．無(wú)論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素確定D．該儀器的運(yùn)用不會(huì)因?yàn)榘滋旌屯砩鲜艿接绊懘鸢窤解析嚴(yán)峻污染時(shí)，透過(guò)污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A正確，B錯(cuò)誤；LDR由半導(dǎo)體材料制成，受光照影響電阻會(huì)發(fā)生改變，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LDR的電阻，D錯(cuò)誤。7.如圖所示的電路中，電源兩端的電壓恒定，L為小燈泡，R為光敏電阻，LED為發(fā)光二極管(電流越大，發(fā)出的光越強(qiáng))，且R與LED間距不變，下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率增大B．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率減小C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí)，L消耗的功率可能不變D．無(wú)論怎樣移動(dòng)觸頭P，L消耗的功率都不變答案A解析當(dāng)滑動(dòng)觸頭P左移，其電阻減小，流過(guò)發(fā)光二極管的電流增大，從而發(fā)光增加，使光敏電阻R阻值減小，流過(guò)燈泡的電流增大，其消耗的功率增大。A正確，B、C、D錯(cuò)誤。8.(多選)如圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是指阻值隨溫度的上升而減小的熱敏電阻)，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(shí)()A．R1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)變小C．小燈泡的亮度變亮 D．小燈泡的亮度變暗答案BC解析R2和燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)溫度降低時(shí)，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表示數(shù)減小，R1兩端電壓減小，燈L兩端電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。9．溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度改變的特性來(lái)工作的。如圖甲所示，電源的電動(dòng)勢(shì)E＝9V，內(nèi)阻不計(jì)；G為靈敏電流表，內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻阻值與溫度的改變關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，電流表示數(shù)I1＝2mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2＝3.6mA時(shí)，熱敏電阻的溫度是()A．60℃ B．80℃C．100℃ D．120℃答案D解析在20℃時(shí)，E＝(Rg＋R1)I1，得Rg＝500Ω，設(shè)溫度為t時(shí)，E＝(Rg＋R2)I2，代入數(shù)據(jù)得R2＝2000Ω，從題圖乙中可以看出t＝120℃，故選D。10．為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì)。該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開(kāi)口。在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極。污水充溢管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U。若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說(shuō)法中正確的是()A．若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高B．若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高C．污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D．污水流量Q與U成正比，與a、b無(wú)關(guān)答案D解析正負(fù)離子向右移動(dòng)，受到洛倫茲力，依據(jù)左手定則，正離子向后表面偏，負(fù)離子向前表面偏。所以前表面比后表面電勢(shì)低。故A、B錯(cuò)誤。最終正負(fù)離子會(huì)受到電場(chǎng)力、洛倫茲力處于平衡，有qE＝qvB，即eq\f(U,b)＝vB。而污水流量Q＝vbc＝eq\f(U,bB)bc＝eq\f(Uc,B)，則U＝eq\f(QB,c)，電壓表的示數(shù)與磁感應(yīng)強(qiáng)度、流量Q以及流量計(jì)的高有關(guān)，與離子濃度無(wú)關(guān)。Q與U成正比，與a、b無(wú)關(guān)。所以C錯(cuò)誤，D正確。二、非選擇題(共2小題，30分)11．(15分)按圖所示接好電路，合上S1、S2，發(fā)覺(jué)小燈泡不亮，緣由是____________________________________________；用電吹風(fēng)對(duì)熱敏電阻吹一會(huì)兒熱風(fēng)，會(huì)發(fā)覺(jué)小燈泡________，緣由是____________________________________________；停止吹風(fēng)，會(huì)發(fā)覺(jué)__________________；把熱敏電阻放入冷水中會(huì)發(fā)覺(jué)________。答案熱敏電阻在常溫時(shí)阻值較大亮了對(duì)熱敏電阻加熱使其阻值變小小燈泡不會(huì)馬上熄滅小燈泡熄滅解析依據(jù)熱敏電阻的性質(zhì)進(jìn)行分析，由于熱敏電阻在常溫時(shí)阻值較大，左側(cè)電路電流較小，電磁鐵磁性較弱吸不住銜鐵；當(dāng)用電吹風(fēng)對(duì)熱敏電阻加熱使其阻值變小，電路中電流增大，電磁鐵吸住銜鐵，使右側(cè)電路接通，小燈泡亮了；停止吹風(fēng)后，小燈泡不會(huì)馬上熄滅，因?yàn)闊崦綦娮铚囟热耘f較高；當(dāng)把熱敏電阻放入冷水后，熱敏電阻溫度降低很快，阻值變大，故小燈泡熄滅。12．(15分)把蜂鳴器、光敏電阻、干簧管繼電器、開(kāi)關(guān)、電源按如圖甲所示電路連接，制成光電報(bào)警裝置，當(dāng)報(bào)警器有光照耀時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)沒(méi)有光照或者光照很弱時(shí)，蜂鳴器不發(fā)聲。①光敏電阻：光敏電阻受光照后，阻值會(huì)變小。②干簧管繼電器：由干簧管和繞在干簧管外的線圈組成，如圖乙所示，當(dāng)線圈中有肯定的電流時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)使密封在干簧管內(nèi)的兩個(gè)鐵質(zhì)簧片磁化，兩個(gè)簧片在磁力作用下由原來(lái)的分別狀態(tài)變成閉合狀態(tài)。當(dāng)線圈中沒(méi)有電流或者電流很微弱時(shí)，磁場(chǎng)消逝，簧片在彈力的作用下復(fù)原到分別狀態(tài)