2019高中物理 第三章 传感器章末质量评估 粤教版选修3-2.doc

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1、1第三章第三章 传感器传感器章末质量评估(三)(时间：90 分钟 分值：100 分)一、单项选择题(本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得 3 分，选错或不答的得 0 分)1能把温度这个物理量转化为电阻这个物理量的元器件是( )A热敏电阻 B光敏电阻C电容器 D电源解析：能把温度这个物理量转化为电阻这个物理量的元器件是热敏电阻，选项 A 正确，BCD 错误答案：A2指纹识别器在下列哪些方面可以得到广泛应用( )A乘坐客车购票时 B过公路收费处时C放学出校门口时 D开银行保险柜时解析：指纹识别器是利用了电容传感器原理是一种利

2、用指纹采集头及其配套软件结合起来的为加强个人电脑加密程度的高科技安全产品，多用在安全保密的场所乘坐客车购票时，过公路收费处时，放学出校门口时，无需保密，不需要指纹识别在开银行保险柜时，安全保密的需要，故广泛使用指纹识别故 ABC 错误，D 正确答案：D3下列说法不正确的是( )A话筒是一种常见的红外线传感器B电熨斗内一般装有双金属片温度传感器C电子秤所使用的测力装置是力传感器D热敏电阻能够把温度大小转换为电阻大小解析：动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让扬声器的膜片振动，产生声音，故 A 错误；电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，故 B 正确；电子秤

3、所使用的测力装置是力转换成电信号来显示大小，属于力传感器，故 C 正确；金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件，故 D 正确答案：A42011 年 3 月，日本仙台发生 8.0 级大地震，地震发生后，各路救援人员及时深入灾区，与死神抢时间，争分夺秒抢救被埋人员，有些救援队借助“生命探测仪”可以发现2深埋在废墟中的伤员，根据所学知识，你认为“生命探测仪”可能用到了( )A红外线传感器 B压力传感器C振动传感器 D电容传感器解析：活人能够向外传递微弱的声音信息，便于用生命探测仪收集；活人能够向外辐射红外线，红外线属于电磁波的一个波段，便于用生命探测仪收集，所

4、以只有 A 选项正确答案：A5如图所示，将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照射光敏电阻时，表针的偏角(自左向右)为；用手掌挡住部分光线，表针的偏角为，则可判断( )A BC D不能确定解析：光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，用手掌挡住部分光线，光敏电阻的阻值变大，表针左偏，偏角减小答案：B6如图是电容式话筒的示意图，它是利用电容制作的传感器，话筒的振动膜前面镀有薄薄的金属层，膜后距膜几十微米处有一金属板，振动膜上的金属层和这个金属板构成电容器的两极，在两极间加一电压U，人对着话筒说话时，振动膜前后振动，使电容发生变化，导致话筒所在电路中的其他量发生变化，

5、使声音信号被话筒转化为电信号，其中导致电容变化的原因可能是电容器两板间的( )A距离变化 B正对面积变化C介质变化 D电压变化解析：这个声电传感器又可归类到电容传感器中由题意对着话筒说话时，振动膜前后振动，则金属层和金属板间距离改变，即电容器两极板间距改变，故导致电容变化的原因可能是电容器两极间距变化3答案：A7演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属杆P，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小x，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是( )A物体M运动时，电源内的电流会发生变化B物体M运动时，电压表的示数会发生变化C物体M运动时，电路中没有电流D物体M

6、不动时，电压表没有示数解析：因为整个滑动变阻器被接入电路中，所以移动金属杆P不能改变滑动变阻器接入电路中的阻值，电流不变，但会改变电压表的示数答案：B8.传感器是一种采集信息的重要器件如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流表和电源串联成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转，当待测压力增大时，下列说法正确的是( )A电容器的电容将减小B电容器的电荷量将减小C灵敏电流表指针向左偏转D灵敏电流表指针向

7、右偏转解析：当待测压力增大时，电容器极板间距离减小，根据电容的决定式C分析S 4kd得知，电容增大，故 A 错误；电容两端电势差不变，根据QCU可知，电容器的电荷量将增加，故 B 错误；由于电容器上极板带正电，则电路中形成逆时针方向的充电电流，故灵敏电流表的指针向右偏，故 C 错误，D 正确. 答案：D49压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态，下列说法中正确的是( )图甲 图乙 A0t1时间内，升降机一定匀速运动B0t1时间内，升降机可能减速上升Ct1t

8、2时间内，升降机可能匀速上升Dt1t2时间内，升降机可能匀加速上升解析：在 0t1时间内，电流恒定，表明压敏电阻的阻值恒定，则重物对压敏电阻压力恒定，则升降机可能处于静止、匀速运动或匀变速直线运动状态，故 A 选项错误，B 选项正确；t1t2时间内，电流在增加，表明压敏电阻的阻值在减小，则重物对压敏电阻的压力在增大，故不可能做匀速运动或匀加速运动，C、D 两项都错答案：B10为了测量蹦床运动员跃起的高度，训练时在弹性网上安装压力传感器，利用传感器记录弹性网所受的压力，并在计算机上作出压力时间图象某次训练作出的图象如图所示设运动员在空中运动时可视为质点，则运动员离开蹦床的速率大约是(g取 10

9、m/s2)( )A1 m/s B10 m/sC12 m/s D20 m/s解析：由图可知运动员离开蹦床的时间为 2 秒，则上升和下降的时间均为 1 秒，则运动员离开蹦床的速率大约是vgt10 m/s，故选 B.答案：B二、多项选择题(本大题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分)11用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，如图所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果观察分析两个力5传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以

10、下结论正确的是( )A作用力与反作用力作用在同一物体上B作用力与反作用力同时存在，同时消失C作用力与反作用力大小不一定相等D作用力与反作用力方向相反解析：牛顿第三定律中作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，作用在两个物体上作用力和反作用力同时产生，同时消失应选 B、D.答案：BD12如图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器已调节到某一适当的值实验中观察到当温度升高时灯更亮对实验现象分析正确的有( )A温度升高，电路中的电流减小B温度升高，电路中的电流增大C温度升高，热敏电阻的阻值增大D温度升高，热敏电阻的阻值减小解析：当温度升高时，电路中的热敏电阻的阻值减小，由闭合电路欧姆

11、定律可知：电路中的电流增大，导致灯泡变亮，故选 B、D.答案：BD13如图所示的是一个电容式传感器，在金属线a的外面涂一层绝缘的电介质后放在导电液体中构成一个电容器，a与导电液体就是该电容器的两极今使该电容器充电后与电源断开，并将a与静电计的导体球相连，插入导电液体中的电极b与静电计外壳相连，则当导电液体深度h变大时( )6A引起两极间正对面积变大B电容器的电容将变小C电容器两极间的电压将变小D以上说法都不正确解析：当导电液体深度h变大时，相当于电容器的两极板的正对面积变大，由C知，电容C变大，而电容器充电后与电源断开，所以电容器所带电荷量Q不变，由rS 4kdU 知，电容器两极间的电压将变小

12、Q C答案：AC14有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表 G(实质是理想电流表)设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为 3 A，电源电动势为12 V，内阻为 2 ，电阻R随压力变化的函数式为R300.01F(F和R的单位分别是 N和 )下列说法正确是( )A该秤能测量的最大体重是 1 400 NB该秤能测量的最大体重是 2 800 NC该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表 G 刻度盘 0.375 A 处D该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表 G 刻度盘 0

13、.400 A 处解析：当电路中电流I3 A 时，电子秤测量的体重最大由欧姆定律 IE Rr得，R r22 ，代入R300.01F得到F2 800 N，故 A 错误，B 正E I12 3确踏板空载时F0，代入R300.02F得，电阻R30 ，由欧姆定律得IE RrA0.375 A，所以该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表 G 刻度盘12 3020.375 A 处故 C 正确，D 错误答案：BC三、非选择题(本题共 4 小题，共 54 分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)15(14 分)(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置

14、中图为某种热敏电阻和金7属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力_(选填“增强”或“减弱”)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更_(选填“敏感”或“不敏感”)(2)利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的UI关系图线图甲 图乙图丙实验室提供的器材有：电流传感器、电压传感器、滑动变阻器A(阻值范围 010 )、滑动变阻器B(阻值范围 0100 )、电动势为 6 V 的电源(不计内阻)、小灯泡、电键、导线若干该同学做实验时，滑动变阻器选用的是_(选填“A”或“B”)；请在图乙的方框中画出该实验的电路

15、图将该小灯泡接入如丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为 0.3 A，电源电动势为 3 V则此时小灯泡的电功率为_ W，电源的内阻为_.解析：(1)由R-t图象可知，热敏电阻在温度上升时电阻减小，则导电能力增强相对金属热电阻，热敏电阻在相同的温度变化情况下电阻变化大，则热敏电阻对温度变化的响应更敏感(2) 由于小灯泡的电阻较小，电路应该设计成电流传感器外接描绘小灯泡伏安特性曲线，设计成滑动变阻器分压接法，故选用滑动变阻器 A.将该小灯泡接入丙图所示的电路中，已知电流传感器的示数为 0.3 A，电源电动势为 3 V，在小灯泡伏安特性曲线上找出对应电流为 0.3 A 的点，该点横纵坐标的乘积 0

16、.3 A2.5 V0.75 W 为此时小灯泡的电功率，电源的内阻为1.67 .32.5 0.3答案：(1)增强 敏感 (2)A 电路如图所示80.75 1.6716.(12 分)电热毯、电饭锅是人们常用的电热式家用电器，它们一般具有加热和保温功能，其工作原理大致相同如图所示为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝R1，R2和自动开关 S.(1)当自动开关 S 闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？(2)用电器由照明电路供电(U220 V)，设加热时用电器的电功率为 400 W，保温时用电器的电功率为 40 W，则R1和R2分别为多大？解析：(1)当 S 闭合时，R2短路，此时电路总电阻最

17、小，由P知，功率最大，为加U2 R热状态；当 S 断开时，R1、R2串联，电路总电阻最大，功率最小，为保温状态(2)S 闭合时，为加热状态，有P；S 断开时，为保温状态，有P，U2 R1U2 R1R2联立得R1121 ，R21 089 .答案：(1)S 闭合时，为加热状态 S 断开时，为保温状态(2)121 1 089 17.(12 分)角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示，当系统绕OO轴转动时，元件A发生位移并输出电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源，已知A的质量为m，弹簧劲度系数为k、自然长度为l，电源电动势为E、内阻不计，滑动变阻器总长度为l，电阻分布均匀

18、，系统静止时P在a点，当系统以角速度转动时，推导输出电压U和的函数关系式解析：水平方向加速度由弹簧提供，F向m2(lx)kx，所以 x.m2l km29因为UIRI，x SEIR总I.l S得：UE . x lE lm2l km2Em2 km2答案：UEm2 km218(16 分)如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态，当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆起一定的角度，水流速度越大，越大为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，它与金属丝接触良好，不计摩擦(C端在O点正下方处)图中还有电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表(1)请你连接电路，使得当水速增大时，电压表示数增大(2)如果OC间距离为h，水流对小球作用力的大小为F，BC的长度为L，小球质量为m(不计水对小球的浮力)，当小球平衡时，电压表示数为U.请写出F与m、U、E、L、h的关系式解析：(1)如图所示(2)设CDx，P球平衡时，由平衡条件可得：tan ，F mgx h根据闭合电路欧姆定律和部分电路的欧姆定律可得：I，E RLU Rx10根据电阻定律可得：RL，L SRx，x S由式可得：FU.mgL Eh答案：见解析