2022年高中物理 第5章第3節(jié)大顯身手的傳感器檢測試題 魯科版選修3-2

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1、2022年高中物理 第5章第3節(jié)大顯身手的傳感器檢測試題 魯科版選修3-2 1.美國科學家Willard S. Boyle與George E. Smith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲xx年度諾貝爾物理學獎.CCD是將光學量轉(zhuǎn)變成電學量的傳感器.下列器件可作為傳感器的有(  ) ①發(fā)光二極管?、跓崦綦娮琛、刍魻栐、芨呻姵? A.①②         B.③④ C.①④ D.②③ 解析:選D.熱敏電阻和霍爾元件是常見的傳感器,但干電池和發(fā)光二極管不能作為傳感器,故②③正確. 2.下列情況不可能是由于水位控制裝置損壞引起的是(  ) A.洗衣機不加水 B.洗衣機加水不

2、能自動停止 C.洗衣機不排水 D.洗衣機不洗衣 解析:選C.洗衣機水位控制裝置正常,才能正常加水,且加到合適的水位,若損壞可能導(dǎo)致一直不加水,或一直不停地加水或加足水后洗衣機仍然不洗衣,故A、B、D可能,C不可能. 3.傳感器是把非電學物理量(如位移、壓力、流量、聲強等)轉(zhuǎn)換成電學量的一種元件.如圖所示為一種電容傳感器,電路可將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號.電路中a、b構(gòu)成一個電容器,b是固定不動的金屬板,a是能在聲波驅(qū)動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜.若聲源S發(fā)出頻率恒定的聲波使a振動,則a在振動過程中(  ) A.a(chǎn)、b板之間的電場強度不變 B.a(chǎn)、b板所帶的電荷量不變 C

3、.電路中始終有方向不變的電流 D.向右位移最大時,電容器的電容量最大 解析:選D.a、b始終跟電源相連,電勢差U不變,由于a、b間距離變化,由E=知場強變化,A錯誤;由C=知d變小時C變大,a向右位移最大時,電容最大,D正確;由Q=CU知a、b所帶電荷量變化,電路中電流方向改變,B、C錯誤. 4.用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程,實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程.下列屬于這類傳感器的是(  ) A.紅外線報警裝置 B.走廊照明燈的聲控開關(guān) C.全自動洗衣機中的壓力傳感裝置 D.電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 解析:選A.紅外線報警器是當有人或物通過時將紅外線遮住,從而使得

4、光信號被中斷,光電裝置中無電流通過,紅外線報警是將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的裝置,A正確;B項是將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號;C項是利用壓力來傳遞信息;D項則通過溫度實現(xiàn)控制. 5.(xx·大慶高二期末)如圖所示是一種自動控制水溫的裝置,加熱電路的兩個端點P、Q應(yīng)接在觸頭________之間(填a、b或c、d),熱敏電阻兩端M、N應(yīng)接在觸頭________之間. 解析:P、Q應(yīng)分別接到觸頭a、b之間.同時,M、N應(yīng)分別接e、f,其工作原理是:當水溫升高時,熱敏電阻阻值減小,電磁鐵中電流增大,吸引力增大,使銜鐵被吸下,a、b斷開,加熱器裝置便停止加熱;當水溫降低到一定程度時,熱敏電阻溫度降低,電磁鐵中

5、電流減小,吸引力減小,銜鐵被彈簧彈上去,使a、b之間連接,加熱裝置開始加熱,從而實現(xiàn)水溫控制. 答案:a、b e、f 一、選擇題 1.下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是(  ) A.電熨斗 B.話筒 C.電飯鍋 D.測溫儀 解析:選B.話筒應(yīng)用的是聲傳感器,電熨斗、電飯鍋、測溫儀應(yīng)用的都是溫度傳感器,故選B. 2.在防治“非典”期間,在機場、車站等交通出入口,使用了紅外線熱像儀,紅外線熱像儀通過紅外線遙感,可檢測出經(jīng)過它時的發(fā)熱病人,從而可以有效控制疫情的傳播.關(guān)于紅外線熱像儀,下列說法正確的是(  ) A.選擇紅外線進行檢測,主要是因為紅外線光子能量小,可以節(jié)約能量

6、 B.紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測 C.紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用 D.一切物體都能發(fā)射紅外線,而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同 解析:選D.紅外線熱像儀是根據(jù)物體發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同而工作的,故選項D正確. 3.類人型機器人裝有作為眼睛的“傳感器”,猶如大腦的“控制器”,以及可以行走的“執(zhí)行器”,在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉(zhuǎn)彎.下列有關(guān)該機器人“眼睛”的說法中正確的是(  ) A.是力傳感器 B.是光傳感器 C.是溫度傳感器 D.是聲音傳感器 解析:選B.遇到障礙物會繞開,說明它是光傳感器,B對,A、C、D錯. 4.隨著生

7、活質(zhì)量的提高,自動干手機已進入家庭.洗手后,將濕手靠近自動干手機,機內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱,有熱空氣從機內(nèi)噴出,將濕手烘干.手靠近干手機能使傳感器工作,是因為(  ) A.改變了濕度 B.改變了電容 C.改變了溫度 D.改變了磁場 解析:選B.根據(jù)自動干手機工作的特征,即手靠近自動干手機,電熱器開始工作,手撤離自動干手機電熱器停止工作,由此可以判斷傳感器的種類是電容傳感器.人是導(dǎo)體,可以和其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器,手放入時,通過改變電容而使干手機工作,故選B. 5.當客人走近一些大飯店或賓館的門口時,門就會自動打開,是因為門上安裝了某種傳感器.這種傳感器可能是(  ) A.聲音

8、傳感器 B.位移傳感器 C.紅外線傳感器 D.溫度傳感器 解析:選C.這種自動門的特點是人靠近就能打開,不需要發(fā)出聲音,不是聲音傳感器,A錯,把一個木箱推向自動門,門不會自動打開,不是位移傳感器,B錯,不管冬天夏天只要有人靠近就能打開,不是溫度傳感器,D錯,該自動門很可能是紅外線傳感器,C對. 6.傳感器廣泛應(yīng)用在我們的生產(chǎn)生活中,常用的計算機鍵盤就是一種傳感器.如圖所示,鍵盤上每一個鍵的下面都連一小金屬片,與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一小的固定金屬片,這兩金屬片組成一個小電容器.當鍵被按下時,此小電容器的電容發(fā)生變化,與之相連的電子線路就能夠檢測出哪個鍵被按下,從而給出相應(yīng)

9、的信號.這種計算機鍵盤使用的是(  ) A.溫度傳感器 B.壓力傳感器 C.磁傳感器 D.光傳感器 解析:選B.小金屬片被按下時,對該鍵有一個壓力,小金屬片向下移動,兩個極板之間的距離改變,電容改變,將壓力這個力學量轉(zhuǎn)化為電容這個電學量,所以計算機鍵盤使用的是壓力傳感器,B正確,A、C、D錯誤. 7.小強用恒溫箱進行實驗時,發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高,無法自動控制.經(jīng)檢查,恒溫箱的控制器沒有故障.參照右圖,下列對故障判斷正確的是(  ) A.只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障 B.只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障 C.熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障 D.可能是加熱器出現(xiàn)故

10、障 解析:選C.由恒溫箱原理圖可知,若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定出現(xiàn)故障都會向控制器傳遞錯誤信息,導(dǎo)致控制器發(fā)出錯誤指令,故C正確,A、B錯誤.若加熱器出現(xiàn)故障,只有一種可能,即不能加熱,而題中加熱器一直加熱才會使溫度持續(xù)升高,故D錯誤. 如圖所示的傳感器可以測物體的位移大小,當接有交流電源的電路中電流表的示數(shù)變大時,說明(  ) A.物體向左運動 B.物體向右運動 C.若物體不動,可能電容器的極板距離變窄 D.若物體不動,電容器的極板距離不可能變窄 解析:選AC.電流表的示數(shù)變大,表明電容器的電容增大,對交流電的容抗減?。娙菰龃蟮脑蛴卸阂皇请娙萜鲀蓸O板間充入電介質(zhì),即

11、物體向左運動;二是電容器極板間的距離減小,故A、C正確. 壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小,某位同學利用壓敏電阻設(shè)計了判斷電梯運動狀態(tài)的裝置,其裝置示意圖如圖甲所示,將壓敏電阻平放在電梯內(nèi),受壓面朝上,在上面放一物體m,電梯靜止時電流表示數(shù)為I0,電梯在運動過程中,電流表的示數(shù)如圖乙所示,下列判斷中正確的是(  ) A.乙圖表示電梯做勻速直線運動 B.乙圖表示電梯做勻加速運動 C.乙圖表示電梯做變加速運動 D.乙圖表示電梯做勻減速運動 解析:選C.從題圖乙可以看出電流增大,由歐姆定律知道壓敏電阻阻值應(yīng)該減小,結(jié)合壓敏電阻特點可以判斷,壓力增大,而且電流逐漸變大,壓力應(yīng)該也

12、是逐漸增大,說明電梯的加速度逐漸增大,所以電梯做變加速運動,A、B、D錯,C對. 角速度計是應(yīng)用傳感器來測量飛機、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度的裝置,其結(jié)構(gòu)如圖所示.當系統(tǒng)繞軸OO′轉(zhuǎn)動時,元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號,成為飛機、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源.已知A的質(zhì)量為m,彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為l,電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計.滑動變阻器總長也為l且電阻分布均勻,系統(tǒng)靜止時P在B點,當系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時,則(  ) A.電路中電流隨角速度的增大而增大 B.電路中電流不隨角速度的變化而變化 C.彈簧的伸長量為x=mωl/(k-mω2) D.輸出電壓U與ω的函數(shù)式為U=Em

13、ω2/(k-mω2) 解析:選BD.滑片的移動不影響滑動變阻器接入電路中的電阻變化,故電路中的電流不隨角速度的變化而變化,A錯誤、B正確.由牛頓第二定律得:kx=m(l+x)ω2,所以x=mω2l/(k-mω2),C錯誤.輸出電壓U=Ex/l,將x=mω2l/(k-mω2)代入上式得:U=Emω2/(k-mω2),D正確. 二、非選擇題 如圖甲是汽車過橋時對不同類型橋面壓力變化的實驗.采用DIS方法對模型進行測量,其結(jié)果如圖乙中電腦屏幕所示. (1)圖甲中的傳感器為________傳感器; (2)圖甲中①②③分別為三種不同類型的橋面,對于凸形橋①,其相對應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是屏幕上的_

14、_______.(填“a”、“b”或“c”) (3)如增大小球在斜槽上的高度,在圖乙中大致畫出小球通過凸形橋①時的壓力圖線. 解析:(1)由于是將壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號,所以是壓力傳感器. (2)橋面如題圖①所示,小球在最高點時對橋的壓力小于重力; 橋面如題圖②所示,小球?qū)虻膲毫Σ蛔?,總等于重力? 橋面如題圖③所示,小球在最低點時對橋的壓力大于重力; 由此可得:對應(yīng)凸形橋①的壓力圖線是電腦屏幕上的c. (3)若增大小球在斜槽上的高度,小球通過凸形橋①時的壓力圖線將向下凹,即如圖所示. 答案:(1)壓力 (2)c (3)見解析圖 現(xiàn)代汽車在制動時,有一種ABS系統(tǒng),它能

15、阻止制動時車輪抱死變?yōu)榧兓瑒樱@種滑動不但制動效果不好,而且易使車輛失去控制.為此需要一種測定車輪是否還在轉(zhuǎn)動的裝置.如果檢測出車輪不再轉(zhuǎn)動,就會自動放松制動機構(gòu),讓輪子仍保持緩慢轉(zhuǎn)動狀態(tài).這種檢測裝置稱為電磁脈沖傳感器,如圖甲,B是一根永久磁鐵,外面繞有線圈,它的左端靠近一個鐵質(zhì)齒輪,齒輪與轉(zhuǎn)動的車輪是同步的.圖乙是車輪轉(zhuǎn)動時輸出電流隨時間變化的圖象. (1)說明為什么有電流輸出? (2)若車輪轉(zhuǎn)速減慢了,圖象會變成怎樣?(畫在圖乙上) 解析:(1)當齒輪上的齒靠近線圈時,由于磁化使空間的磁場增強,線圈中的磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流,當齒輪離開時,空間的磁場減弱,產(chǎn)生反方向的感應(yīng)電流. (2)車輪轉(zhuǎn)速減慢,電流變化頻率變小,周期變大,電流值變?。鐖D所示. 答案:見解析

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