2023鲁科版新教材高中物理选择性必修第二册同步练习--第2节-第3节.pdf

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1、第5章 传感器及其应用第 2 节 科学制作:简单的自动控制装置第 3 节大显身手的传感器基础过关练题组一 自动门红外线传感器1.在电梯门口放置一障碍物，会发现电梯门不停地开关，这是由于在电梯门上装有的传感器是（）A.光 传 感 器 B.温度传感器C.声 传 感 器 D.压力传感器2.当出现新冠疫情时，在机场、车站等交通出入口，使用红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播。关于红外线热像仪，下列说法正确的是（）A.选择红外线进行检测，主要是因为红外线具有荧光效应B.红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测C.红外线热像仪同时还具有杀菌作用D.一

2、切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射红外线的频率和强度不同题组二压力传感器3.下列器件是应用力传感器的是（）A.鼠标B.火灾报警器C.测温仪 D.电子秤4.下列情况不可能是由于全自动洗衣机水位控制装置损坏引起的是（）A.洗衣机不加水B.洗衣机加水不能自动停止C.洗衣机不排水D.洗衣机不洗衣5.（2021山东德州期末）电子眼又称电子警察，它采用感应线来感应路面上汽车传来的压力。感应线实质是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路。如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示。当十字路口红灯亮时

3、，电子警察系统启动，若回路中产生两脉冲电流，电子眼拍照，认定为“闯红灯则当红灯亮时（）图甲 图乙A.车轮停在感应线上时，电阻R上的电流为零B.车轮经过感应线的过程中,电容器C 的电荷量一直增大C.车轮经过感应线的过程中,电容器。两极板间的电场强度保持不变D.汽车前轮越过感应线后,又倒回到线内，不会被电子眼拍照题组三指纹识别器电容传感器6.随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭。洗手后，将湿手靠近自动干手机,机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出,将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作,是因为（）A.改变了湿度B.改变了温度C.改变了磁场D.改变了电容7.（多选）电容式话筒的保真度比

4、动圈式话筒好，其工作原理如图所示。是绝缘支架，薄金属膜片M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电,当声波使膜片M振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流。在膜片M向右运动的过程中，下列说法正确的是（）A B声波）日到放大器5 MA.电容变大B.电容变小C.导线AB中有向左的电流D.导线AB中有向右的电流题组四传感器与机器人8.250 V机器人装有作为眼睛的“传感器”,犹如大脑的“控制器 ，以及可以行走的“执行器”,在它碰到障碍物前会自动避让并及时转弯。则该机器人的“眼睛”为（）A.力 传 感 器B.光传感器C.温度传感器D.声音传感器9.驱动中国网站在2018年6月19日发布消息，京东的

5、智慧物流有20余台配送机器人上阵，开启了全球首次全场景常态化配送运营。该配送机器人能够识别红绿灯信号、规避道路障碍和来往车辆、主动礼让行人。机器人主动礼让行人，是利用了（）A.力 传 感 器B.光传感器C.温度传感器D.声传感器10.（2021江苏连云港期末）关于传感器的应用，下列说法正确的是（）1红外测温仪 火灾报警器原理图A.干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的B.机器人“眼睛”利用了光传感器C.红外测温仪向 人 体 发 射 红 外 线，从而测量人体温度D.火灾报警器是通过感知温度触发报警的题 组 五 简 单 的 自 动 控 制 装 置11.如图所示为某宾馆的房卡，只有把房卡插入槽中

6、，房 间 内 的 灯 和 插 座 才 会 有 电。(1)房 卡 的 作 用 相 当 于 一 个.(填电路元件名称)接在干路上。(2)如图所示，当房客进门时,只要将带有磁铁的卡P 插 入 盒 子 Q 中，这 时 由 于 磁 铁 吸 引 簧 片，开关B 就 接 通，通 过 继 电 器/使 整 个 房 间 的 电 器 的 总 开 关 接 通，房 客 便 能 使 用 室 内 各 种 用 电 器。当继电器工作时,c、d 相吸,a、b 便 接 通。地 连 接 起 来，构 成 正 确 的 电 路。请 你 将 各 接 线 端 1、2、3、4、5、6,7、8、9、10适当o|f o8 A：9能力提升练题组一压力

7、传感器1.（2022河北沧州期末）电阻应变片是一种将被测物件的形状变化转换成为一种电信号的敏感器件，其阻值会随着机械形变而发生变化。如图所示为某同学设计的利用金属丝应变电阻来研究其阻值与拉力大小之间关系的电路,其中电压表和电流表是理想电表,。两点之间连接的是金属丝应变电阻，把一重物悬挂在金属丝中间。当把悬挂重物的质量减小时，下列说法正确的是（）A.电流表示数变小B.电压表示数变大C.电压表、电流表示数之比变大D.电压表、电流表示数变化之比不变2.压杆踏板.压力传感馥-IF（2021福建三明三校联考期中）传感器是把非电学量（如速度、温度、压力等）的变化转换成电学量或电路的通断的一种元件，在自动控

8、制中有着相当广泛的应用。有一种测量人体质量的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示,它主要由压力传感器（电阻R 是会随所受压力大小发生变化的可变电阻）、显示质量大小的仪表A（实质是理想的电流表）组成，压力传感器表面能承受的最大压强为lxl（）7 Pa,且已知压力传感器的电阻R与所受压力的关系如表所示。压力F/N0250500750100012501500电阻R/Q.300270240210180150120 设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.8 V,请回答:（1）7?关于尸的函数关系式为R=0（2）该秤零起点（即踏板空载时）的刻度线应标在电流表刻度盘

9、上示数为 mA处。（3）如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为20 mA,则这个人的体重为 No题组二电容传感器3.（2021江苏盐城射阳第二中学开学考试）传感器是把非电学物理量（如位移、速度、压力、角度等）转换成电学物理量（如电压、电流、电荷量等）的一种元件。如图所示的甲、乙、丙、丁是四种常见的电容式传感器，下列说法正确的是（）A.甲图中两极间的电荷量不变，若电压减小，可判断出变小B.乙图中两极间的电荷量不变，若电压增大，可判断出0变小C.丙图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的负极，则x 变小D.丁图中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极，则R变大题组三温度传感器4.（20

10、21河南许昌期末）药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控温度波动的报警装置原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自动报警。下列说法正确的是)-,保护电阻L 热 敏 电 阻 三 报警器A.温度升高,报警器两端电压减小B.温度降低,热敏电阻的热功率一定增大C.滑动变阻器接入电路的阻值大，报警器容易报警D.滑动变阻器接入电路的阻值与报警器是否容易报警无关题组四简单的自动控制装置5.（2022山东模拟预测）利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭,黑夜打开。某同学利用如下器材制作了一个简易的

11、路灯自动控制装置。A.励磁线圈电源i B.路灯电源EiC.路灯灯泡L D.定值电阻RoE.光敏电阻Ri F.电磁开关G.导线、开关等 电磁开关的内部结构如图甲所示。1、2 两接线柱接励磁线圈（电磁铁上绕的线圈）,3、4 两接线柱分别与弹簧片和触点连接,相当于路灯的开关。当流过励磁线圈的电流大于某个值时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离,3、4 断开，路灯熄灭。该同学首先用多用电表的欧姆挡测量励磁线圈的电阻，将选择开关置于“xl”挡，调零后测量时的示数如图乙所示，则励磁线圈的电阻约为 Qo(2)图丙为光敏电阻的阻值随照度的变化关系(照度可以反映光的强弱,光越强，照度越大,单位为丙(3)如图丁所示

12、，请你用笔画线代替导线川等该同学设计的自动控制电路补充完整。玛 电磁开关 E2T(4)已知励磁线圈电源Ei=6.0 V(内阻不计)，定值电阻7?o=6 O 若设计要求当流过励磁线圈的电流为0.05 A 时点亮路灯，则此时的照度约为 Ixo答案与分层梯度式解析第5 章 传感器及其应用第 2 节 科学制作:简单的自动控制装置第 3 节 大显身手的传感器基石出过关练1 .A在电梯门口放置一障碍物，电梯门不停地开关，说明电梯门口装有光传感器,故选项A正确。2 .D红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故D正确。3 .D鼠标中的传感器是光传感器;火灾报警器中的传感器是光传感器;测温

13、仪用的是温度传感器;电子秤中的敏感元件是应变片，是力传感器，选项D正确。4 .C全自动洗衣机水位控制装置正常时，才能正常加水，且加到合适的水位后自动停止,若损坏可能导致一直不加水，或一直不停地加水或加足水后洗衣机仍然不洗衣，故A、B、D可能,C不可能。5 .A车轮停在感应线上时，压力不变，则电压不变，电容器不进行充放电，电阻R上没有电流，故A正确;由题图乙可知，当车轮经过时电流先增大后减小，然后再反向增大后减小，因电压是压电薄膜在受压时产生的,说明电容器先充电后放电,两板间的电场强度发生变化，故B、C错误;若汽车前轮越过感应线后，又倒回线内，则前轮两次压线，仍形成两个脉冲电流,符合拍照条件，电

14、子眼仍可拍照，故D错误。6 .D人是导体,可以与其他导体构成电容器，手靠近干手机时,改变了设置在干手机内的电容式传感器的电容,干手机开始工作。用湿度和温度来驱使电热器工作，理论上是可行的,但作为干手机，这种传感器的设置有很大缺陷。因为干手机周围的环境（如湿度和温度）一年四季都在变化，与手的靠近无关，假如湿度、温度发生变化，干手机就马上工作，那就成了“室内烘干机”，故选项D正确。7 .A C膜片向右运动的过程中,M、N间距减小，电容变大,A正确,B错误;M、N间的电压不变，由Q=C U知0变大，继续充电,则导线A B中有向左的电流,C正确,D错误。8 .B机器人遇到障碍物会绕开,说明机器人的“眼

15、睛”是光传感器，故选项B正确，选项A、C、D错误。9 .C人体是有温度的，机器人主动礼让行人就是利用了温度传感器，故C正确,A、B、D错误。1 0 .B干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断的,A错误;机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确;红外测温仪是通过接收人体向外发射的红外线,从而测量人体温度的，故C错误;火灾报警器是利用烟雾对光的散射原理工作的，故D错误。选B。1 1.答 案（1）开 关（2）图见解析解 析（1）房卡可以控制房间内的灯和插座,不插入插槽中，房间内的灯和插座都不工作,所以房卡相当于干路上的开关；将干簧管与电源E、线圈连成一个回路;将三个灯泡所在电路与交流电源连成回路

16、，即按8-7,4-5,6-9,1-3 21 0连接起来，构成正确的电路，如图所示。能力提升练1 .D当悬挂物体变轻时金属丝的长度变短，由于金属丝的体积不变，再结合电阻定律有/?=4=端,可知金属丝电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知，电流表示数变大，电压表示数变小,A、B错误;电压表与电流表示数之比为金属丝的阻值，金属丝电阻变小,故电压表与电流表示数之比变小,C错误;电压表与电流表示数变化之比为电源内阻与滑动变阻器阻值之和,故保持不变,D正确。2.答 案（1）3 0 0-劫（C）（2）1 6 （3）5 0 0解析 当 F=0 时,R=3 0 0 C;当 F=1 0 0 0 N 时,R=1 80 Q

17、所r r 以r|一AF 二-1-0-0-0-N,TZ Q=25 NK T/rQAR 180-300 3解得R=3 0 0-好(C)(2)由题表中压力传感器R的电阻与所受压力的关系可得，尸=0 时,R=3 0 0。，由闭合电路欧姆定律得/=1.6 x 1 0-2 A=1 6 m A,即该秤零起点(踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘1 6 mA处。(3)由闭合电路欧姆定律得代 存 就 有。=2 4 0。，由表中数据得此时压力F=5 0 0 N,即如果某人站在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为2 0 m A,而此人体重为5 0 0 N 3 .D 题图甲中两极间的电荷量不变，若电压减小，则由C=号可

18、知，电容增大，由 C=J 匚可知两极板正对面积增大，故力变大,A错误;题图乙中两极间的电荷量不变，若电压增大，则由C*可知，电容减小，由 C=,可知，极板正对面积减小，故，变大,B错误;题图丙中两极间的电压不变，若有电流流向传感器的负极,说明电容器在放电,电荷量减小，由 C=号可知，电容减小，由 C=指 可 知，电介质向外移动，则 x 变大,C错误;题图丁中两极间的电压不变,若有电流流向传感器的正极，说明电容器在充电，电荷量增加，由 c=?可知，电容增大，由可知，极板U 4T(kd间距离减小，则 F变大,D正确。4 .A温度升高，热敏电阻的阻值减小,根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流增大，

19、故报警器两端电压减小,A正确;同理分析可知温度降低，通过热敏电阻的电流减小，根据P=P R分析可知热敏电阻的热功率不一定增大，故 B错误;若滑动变阻器接入电路的阻值大，则热敏电阻的阻值变化一定时，报警器两端的电压变化量小,不容易报警，故 C、D错误。选 A。5 .答 案(1)2 0 (2)减 小(3)图 见 解 析(4)0.4解 析(1)由多用电表欧姆挡的读数规则可知，励磁线圈的电阻约为k2 0 C。(2)从图丙中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而逐渐减小；(3)根据电磁开关的内部构造和图丙可得，自动控制电路如图所示。(4)当控制电路中的电流为0.0 5 A时，控制电路的总电阻应为/?=Q=1 2 0 Q,因定值电阻/?o=6 0。，励磁线圈的电阻尸2 0 Q 故此时光敏电阻的阻值应为Ri=R-R)*4 0由图丙可知此时的照度约为0.4 Ix o