高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 第1節(jié) 揭開(kāi)傳感器的“面紗”學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 魯科版選修3-2
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揭開(kāi)傳感器的“面紗” (建議用時(shí):45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.關(guān)于傳感器,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.傳感器是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置 B.壓力傳感器是將力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置 C.話筒中的傳感器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成聲音信號(hào) D.傳感器廣泛應(yīng)用于信息采集系統(tǒng) 【解析】 傳感器是這樣一類元件:它能夠感受外界信息,并將其按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信息的器件或裝置,即將非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的元件,故A對(duì).壓力傳感器就是將力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置,B對(duì).話筒中的傳感器是聲傳感器,它將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào),不是將電信號(hào)轉(zhuǎn)化成聲音信號(hào),C錯(cuò).傳感器應(yīng)用在自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)控制系統(tǒng)中,擔(dān)負(fù)著信息采集和轉(zhuǎn)化任務(wù),故D對(duì). 【答案】 C 2.關(guān)于傳感器工作的一般流程,下列說(shuō)法中正確的是( ) A.非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量→轉(zhuǎn)換元件 B.電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→非電學(xué)量 C.非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量 D.非電學(xué)量→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→敏感元件→電學(xué)量 【解析】 傳感器工作的一般流程為: 非電學(xué)量敏感元件轉(zhuǎn)換元件 轉(zhuǎn)換電路 電學(xué)量,因此A、B、D錯(cuò),C對(duì). 【答案】 C 3.(多選)關(guān)于傳感器的作用,下列說(shuō)法正確的是( ) A.通常的傳感器可以直接用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)控制 B.傳感器可以用來(lái)采集信息 C.傳感器可以將感受到的一些信息轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 D.傳感器可以將所有感受到的信息都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 【解析】 傳感器的作用主要是用來(lái)采集信息并將采集到的信息轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量;但并不是將其感受到的所有信息都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量.故B、C正確. 【答案】 BC 4.(2013廈門高二檢測(cè))傳感器的種類多種多樣,其性能也各不相同.空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后,會(huì)自動(dòng)停止工作,空調(diào)機(jī)內(nèi)使用的傳感器是( ) A.生物傳感器 B.紅外傳感器 C.溫度傳感器 D.壓力傳感器 【解析】 空調(diào)機(jī)是根據(jù)溫度調(diào)節(jié)工作狀態(tài)的,所以其內(nèi)部使用了溫度傳感器,故選項(xiàng)C正確. 【答案】 C 5.下列儀器或裝置不是利用傳感器的是( ) A.汽車防盜報(bào)警器 B.賓館房間內(nèi)的火災(zāi)報(bào)警器 C.工兵用的地雷探測(cè)儀 D.用鑰匙打開(kāi)房門 【解析】 A、B、C三種儀器都是將非電學(xué)量轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置,都是利用了傳感器.用鑰匙打開(kāi)房門是利用了機(jī)械原理,不是利用的傳感器. 【答案】 D 6.(多選)許多樓道照明燈具有這樣的功能:天黑時(shí),出現(xiàn)聲音它就開(kāi)啟;而白天,即使有聲音它也沒(méi)有反應(yīng),它的控制電路中接入了哪些傳感器( ) A.溫度傳感器 B.光傳感器 C.聲音傳感器 D.熱傳感器 【解析】 樓道照明燈根據(jù)接收到的光信號(hào)和聲音信號(hào)控制是否開(kāi)啟,所以其控制電路中接入了光傳感器和聲音傳感器. 【答案】 BC 7.如圖513所示為小型電磁繼電器的構(gòu)造示意圖,其中L為含鐵芯的線圈.P為可經(jīng)O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的鐵片,K為彈簧,S為一對(duì)觸頭,A、B、C、D為四個(gè)接線柱.電磁繼電器與傳感器配合,可完成自動(dòng)控制的要求.其工作方式是 ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):78870092】 圖513 A.A與B接信號(hào)電壓,C與D可跟被控電路串聯(lián) B.A與B接信號(hào)電壓,C與D可跟被控電路并聯(lián) C.C與D接信號(hào)電壓,A與B可跟被控電路串聯(lián) D.C與D接信號(hào)電壓,A與B可跟被控電路并聯(lián) 【解析】 由圖可知A、B是電磁繼電器線圈,所以A、B應(yīng)接信號(hào)電壓,線圈隨信號(hào)電壓變化,從而使C、D接通或斷開(kāi),進(jìn)而起到控制作用.所以選項(xiàng)A正確. 【答案】 A 8.關(guān)于“制作簡(jiǎn)易電話機(jī)”的實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是( ) A.火柴盒沒(méi)底也可以制成“話筒” B.話筒感知的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成了電壓信號(hào) C.“話筒”中的敏感元件是鉛筆芯 D.聲音使鉛筆芯自身電阻發(fā)生變化 【解析】 若火柴盒沒(méi)底,聲音信號(hào)不能引起鉛筆芯的振動(dòng),故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.“話筒”感知聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成電流信號(hào),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.聲音使橫放的鉛筆芯與下面兩根鉛筆芯接觸的緊密程度發(fā)生變化,引起接觸處電阻變化,并未導(dǎo)致鉛筆芯自身電阻變化,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】 C [能力提升] 9.隨著生活質(zhì)量的提高,自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入了家庭,洗手后,將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī),機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱,有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出,將濕手烘干.手靠近干手機(jī)能使傳感器工作,是因?yàn)? ) A.改變了濕度 B.改變了溫度 C.改變了磁場(chǎng) D.改變了電容 【解析】 根據(jù)自動(dòng)干手機(jī)工作的特征,即手靠近,電熱器開(kāi)始工作,手撤離,電熱器停止工作,不難判斷出傳感器的種類.人是導(dǎo)體,可以和其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器,因此物理學(xué)上有人體電容之說(shuō).手靠近干手機(jī)相當(dāng)于連接進(jìn)一個(gè)電容器,故可以確認(rèn)干手機(jī)內(nèi)設(shè)置有電容式傳感器,手靠近改變了電容.能否利用濕度和溫度來(lái)驅(qū)使電熱器工作,理論上可行,但作為干手機(jī),這種傳感器的設(shè)置是有很大缺陷的.干手機(jī)周圍的環(huán)境(如濕度和溫度)一年四季都在變化,與手是否靠近無(wú)關(guān),假如濕度、溫度發(fā)生變化干手機(jī)就馬上工作,豈不成了“室內(nèi)烘干機(jī)”,故選項(xiàng)D正確. 【答案】 D 10.慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈工程中,這個(gè)系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計(jì).加速度計(jì)的構(gòu)造原理示意圖如圖514所示,沿導(dǎo)彈長(zhǎng)度方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊,滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連;兩彈簧的另一端與固定壁相連.滑塊原來(lái)靜止,彈簧處于自然長(zhǎng)度.滑塊上有指針,可通過(guò)標(biāo)尺測(cè)出滑塊的位移,然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo).設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng),指針向左偏離O點(diǎn)的距離為s,則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度( ) 圖514 A.方向向左,大小為ks/m B.方向向右,大小為ks/m C.方向向左,大小為2ks/m D.方向向右,大小為2ks/m 【解析】 當(dāng)指針向左偏離O點(diǎn)的距離為s時(shí),與滑塊相連的左邊彈簧被壓縮s,右邊彈簧被拉伸s,因而彈簧對(duì)滑塊的彈力的大小均為ks,且方向均水平向右,即滑塊受到的合力大小為2ks,方向水平向右.由牛頓第二定律可知選項(xiàng)D正確. 【答案】 D 11.(多選)(2016寧德高二檢測(cè))傳感器是一種采集信息的重要器件,如圖515所示是由電容器作為傳感器來(lái)測(cè)定壓力變化的電路,當(dāng)待測(cè)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí),以下說(shuō)法中正確的是( ) 【導(dǎo)學(xué)號(hào):78870093】 圖515 A.當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí),電容將減小 B.當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí),電容將增大 C.若電流表有示數(shù),則壓力F發(fā)生變化 D.若電流表有示數(shù),則壓力F不發(fā)生變化 【解析】 測(cè)定壓力的傳感器,實(shí)際上是由固定電極和膜片電極組成的平行板電容器,當(dāng)F向上壓膜片電極時(shí),極板間距離d減小,由C=εS/(4πkd)可知,電容C將增大,故B是正確的;若電流表有示數(shù),說(shuō)明電容C在變化,由此推測(cè)壓力F在發(fā)生變化,故C正確. 【答案】 BC 12.如圖516所示,小鉛球P系在細(xì)金屬絲下,懸掛在O點(diǎn),開(kāi)始時(shí)小鉛球P沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)將小鉛球P放入水平流動(dòng)的水中時(shí),球向左擺起一定的角度θ,水流速度越大,θ越大.為了測(cè)定水流對(duì)小鉛球作用力的大小,在水平方向固定一根電阻絲BC,它與金屬絲接觸良好,不計(jì)摩擦(C端在O點(diǎn)正下方處).圖中還有電動(dòng)勢(shì)為U0的直流電源(內(nèi)阻不計(jì))、電壓表和電流表. 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)電路,通過(guò)電表的示數(shù)來(lái)間接測(cè)量水流對(duì)小鉛球的作用力,且使二者呈線性關(guān)系.設(shè)OC=h,水流對(duì)小鉛球作用力的大小為F,BC=L,小鉛球質(zhì)量為m.(不計(jì)水對(duì)小鉛球的浮力) 圖516 【解析】 這是一道以流體作用力測(cè)量器為背景的實(shí)際應(yīng)用性問(wèn)題,要求學(xué)生運(yùn)用電路知識(shí)和力的平衡知識(shí)來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)出電路圖,電路如圖所示. 根據(jù)題意可得關(guān)系式= 從而得UV=tan θ 又F=mg tan θ 故可求得水流的作用力與電表示數(shù)的關(guān)系式為 F=UV. 【答案】 見(jiàn)解析圖 F=UV- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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