2019-2020年高中物理 第6章傳感器 章末綜合檢測 新人教版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 第6章傳感器 章末綜合檢測 新人教版選修3-2 一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．如圖6－2所示，某半導(dǎo)體熱敏電阻I－U圖線可能是(　　) 圖6－2 解析：選B.半導(dǎo)體熱敏電阻隨溫度的升高電阻減小，在I－U圖線中，斜率越大，電阻越小，故B選項(xiàng)正確． 2．傳感器擔(dān)負(fù)著信息采集的任務(wù)，它常常是(　　) A．將力學(xué)量(如形變量)轉(zhuǎn)變成電學(xué)量 B．將熱學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量 C．將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量 D．將電學(xué)量轉(zhuǎn)變成力學(xué)量 答案：ABC 3．為了保護(hù)電腦元件不受損害，在電腦內(nèi)部有很多傳感器，其中最重要的就是溫度傳感器，常用的溫度傳感器有兩種，一種是用金屬做的熱電阻，另一種是用半導(dǎo)體做的熱敏電阻．關(guān)于這兩種溫度傳感器的特點(diǎn)說法正確的是(　　) A．金屬做的熱電阻隨著溫度的升高電阻變大 B．金屬做的熱電阻隨著溫度的升高電阻變小 C．用半導(dǎo)體做的熱敏電阻隨著溫度的升高電阻變大 D．用半導(dǎo)體做的熱敏電阻隨著溫度的升高電阻變小 解析：選AD.金屬的電阻率隨著溫度的升高而變大，半導(dǎo)體在溫度升高時(shí)電阻會變小． 4.如圖6－3所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆擋，測光敏電阻時(shí)，表針的偏角為θ；現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角為θ′，則可判斷(　　) 圖6－3 A．θ′＝θ　　　　　　　 B．θ′<θ C．θ′>θ D．不能確定 答案：B 5.(xx年渦陽高二檢測)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，會自動停止工作，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：選C.空調(diào)機(jī)根據(jù)溫度調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，所以內(nèi)部使用了溫度傳感器，故C正確 6．(xx年如皋高二檢測)下列說法正確的是(　　) A．熱敏電阻是把熱量這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)為電阻這個(gè)電學(xué)量 B．金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，但靈敏度差 C．電熨斗中的雙金屬片是溫度傳感器 D．霍爾元件是能夠把磁學(xué)量磁感應(yīng)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感元件 解析：選BCD.熱敏電阻是把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，A錯(cuò)誤． 7.傳感器是一種采集信息的重要器件，圖6－4是由電容器作為傳感器來測定壓力變化的電路，當(dāng)待測壓力作用于膜片電極上時(shí)，下列說法中正確的是(　　) 圖6－4 ①若F向下壓膜片電極，電路中有從a到b的電流； ②若F向下壓膜片電極，電路中有從b到a的電流； ③若F向下壓膜片電極，電路中不會有電流產(chǎn)生； ④若電流表有示數(shù)，說明壓力F發(fā)生變化； ⑤若電流表有示數(shù)，說明壓力F不會發(fā)生變化． A．②④ B．①④ C．③⑤ D．①⑤ 解析：選A.當(dāng)下壓時(shí)，因?yàn)镃＝，d減小，C增大，在U不變時(shí)，因?yàn)镃＝，Q增大，從b向a有電流流過，②正確；當(dāng)F變化時(shí)，電容器兩板的間距變化，電容變化，電容器上的帶電量發(fā)生變化，電路中有電流，④正確，故選A. 8．(xx年高考重慶理綜卷)某電容式話筒的原理示意圖如圖6－5所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板．對著話筒說話時(shí)，P振動而Q可視為不動．在P、Q間距增大過程中(　　) 圖6－5 A．P、Q構(gòu)成的電容器的電容增大 B．P上電荷量保持不變 C．M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的低 D．M點(diǎn)的電勢比N點(diǎn)的高 解析：選D.由C＝可知P、Q間距離d增大時(shí)電容C減小，A項(xiàng)錯(cuò)誤．電容減小將放電，電荷量減小，故B項(xiàng)也錯(cuò)．放電時(shí)電流從M點(diǎn)經(jīng)R到N點(diǎn)，說明M點(diǎn)電勢高于N點(diǎn)電勢，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤D項(xiàng)正確． 9.如圖6－6所示為測定壓力的電容式傳感器，將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路，當(dāng)壓力F作用于可動膜片電極上時(shí)，膜片發(fā)生形變，引起電容的變化，導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)，在對膜片開始施加壓力使膜片電極從圖中的虛線推到圖中實(shí)線位置并保持固定的過程中，靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時(shí)指針向右偏) 圖6－6 A．向右偏到某一刻度后回到零刻度 B．向左偏到某一刻度后回到零刻度 C．向右偏到某一刻度后不動 D．向左偏到某一刻度后不動 解析：選A.壓力F作用時(shí)，極板間距d變小，由C＝，電容器電容C變大，又根據(jù)Q＝CU，極板帶電量變大，所以電容器應(yīng)充電，靈敏電流計(jì)中產(chǎn)生由正接線柱流入的電流，所以指針將右偏，極板保持固定后，充電結(jié)束，指針回到零刻度． 10.(xx年西安八校聯(lián)考)酒精測試儀用于對機(jī)動車駕駛?cè)藛T是否酒后駕車及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器．酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖6－7所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對應(yīng)關(guān)系．如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應(yīng)關(guān)系正確的是(　　) 圖6－7 A．U越大，表示c越大，c與U成正比 B．U越大，表示c越大，但是c與U不成正比 C．U越大，表示c越小，c與U成反比 D．U越大，表示c越小，但是c與U不成反比 解析：選B.傳感器電阻r′的倒數(shù)與濃度c是正比關(guān)系，即＝kc.電路中的電流為I＝，電壓表示數(shù)U＝IR0＝＝，可見電壓與濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系．但隨濃度的增加而增加．故B正確． 11.全自動洗衣機(jī)中，排水閥是由程序控制器控制其動作的．當(dāng)洗衣機(jī)進(jìn)行排水和脫水工序時(shí)電磁鐵的線圈通電，使電磁鐵的鐵芯2動作，牽引排水閥的活塞，排出污水，牽引電磁鐵的結(jié)構(gòu)如圖6－8所示．以下說法正確的是(　　) 圖6－8 A．若某時(shí)刻輸入控制電流時(shí)，a為正，b為負(fù)，則鐵芯2中A端為N極，B端為S極 B．若某時(shí)刻輸入控制電流時(shí)，a為正，b為負(fù)，則鐵芯2中A端為S極，B端為N極 C．若a，b處輸入交變電流，鐵芯2不能吸入線圈中 D．若a，b處輸入交變電流，鐵芯2能吸入線圈中 解析：選BD.若輸入控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯1左端為N極，右端為S極，它將使鐵芯2磁化，A端為S極，B端為N極，并吸入線圈中，若a、b處輸入交變電流，鐵芯2仍能被吸入線圈中，故選B、D. 12．如圖6－9所示是一火警報(bào)警器的一部分電路示意圖，其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，電流表為值班室的顯示器，a、b之間接報(bào)警器，當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，顯示器的電流I、報(bào)警器兩端的電壓U的變化情況是(　　) 圖6－9 A．I變大，U變大 B．I變小，U變小 C．I變小，U變大 D．I變大，U變小 解析：選B.當(dāng)R2處出現(xiàn)火情時(shí)，熱敏材料制成的傳感器的電阻將減小，則此時(shí)電路中的總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知：外電路電壓將減小，電路中的總電流增大，所以R1上的電壓增大，顯示器的兩端電壓將減小，電流減小，故正確選項(xiàng)為B. 二、填空題(本題共2小題，每小題8分，共16分．按題目要求作答) 13．影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小．某課題研究組在研究某種導(dǎo)電材料的用電器件Z的導(dǎo)電規(guī)律時(shí)，利用如圖6－10甲所示的分壓電路測得其電壓與電流的關(guān)系如下表所示： U/V 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60 I/A 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20 圖6－10 (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷用電器件Z可能屬于上述哪類材料？______________________. (2)把用電器件Z接入圖乙所示的電路中，閉合開關(guān)，電流表的讀數(shù)為1.8 A，電池的電動勢為3 V，內(nèi)阻不計(jì)，電阻R的電功率為______． 解析：(1)由表格中數(shù)據(jù)可得，電阻隨電壓的增大而減小，而電壓越大，用電器件溫度越高，所以材料為半導(dǎo)體． (2)查表I＝1.8 A時(shí)，Z的電壓為1.2 V， 則UR＝E2－UZ＝3 V－1.2 V＝1.8 V， PR＝IUR＝3.24 W. 答案：(1)半導(dǎo)體　(2)3.24 W[ 14．某實(shí)驗(yàn)小組探究一種熱敏電阻的溫度特性．現(xiàn)有器材：直流恒流電源(在正常工作狀態(tài)下輸出的電流恒定)、電壓表、待測熱敏電阻、保溫容器、溫度計(jì)、開關(guān)和導(dǎo)線等． (1)若用上述器材測量熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性，請你在圖6－11甲的實(shí)物圖上連線． 圖6－11 (2)實(shí)驗(yàn)的主要步驟： ①正確連接電路，在保溫容器中注入適量冷水，接通電源，調(diào)節(jié)并記錄電源輸出的電源值； ②在保溫容器中添加少量熱水，待溫度穩(wěn)定后，閉合開關(guān)， ________________________________________________________________________ ______________________，斷開開關(guān)； ③重復(fù)第②步操作若干次，測得多組數(shù)據(jù)． (3)實(shí)驗(yàn)小組算得該熱敏電阻在不同溫度下的阻值，并據(jù)此繪得圖乙的R－t關(guān)系圖線，請根據(jù)圖線寫出該熱敏電阻的R－t關(guān)系式：R＝________＋________t(Ω)(保留三位有效數(shù)字)． 解析：(1)連線如圖． (2)每次加熱水后都需要重新讀出溫度計(jì)和電壓表的示數(shù)．故閉合開關(guān)，應(yīng)記錄電壓表電壓值、溫度計(jì)數(shù)值． (3)根據(jù)R－t圖象可以看出，R與t之間是線性關(guān)系．設(shè)R＝a＋bt(Ω)，由圖線可求得：b＝＝0.400.當(dāng)t＝0時(shí)，a＝100 Ω，故R＝100＋0.400 t(Ω)． 答案：見解析 三、計(jì)算題(本題共2小題，共24分．解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 15．(12分)(xx年濰坊統(tǒng)考)如圖6－12所示為檢測某傳感器的電路圖．傳感器上標(biāo)有“3 V,0.9 W”的字樣(傳感器可看做一個(gè)純電阻)，滑動變阻器R0上標(biāo)有“10 Ω，1 A”的字樣，電流表的量程為0.6 A，電壓表的量程為3 V．求： 圖6－12 (1)傳感器的電阻和額定電流． (2)為了確保電路各部分的安全，在a、b之間所加的電源電壓最大值是多少？ 解析：(1)R傳＝U2傳/P傳＝10 Ω，(2分) I傳＝P傳/U傳＝0.3 A．(2分) (2)最大電流I＝I傳＝0.3 A，(1分) 電源電壓最大值Um＝U傳＋U0，(3分) U傳為傳感器的額定電壓，U0為R0m＝10 Ω時(shí)R0兩端的電壓，即U0＝I傳R0m＝0.310V＝3 V，(2分) 小于電壓表量程，所以 Um＝U傳＋U0＝3 V＋3 V＝6 V．(2分) 答案：(1)10 Ω　0.3 A　(2)6 V 16. (12分)如圖6－13所示，“神舟”七號飛船發(fā)射升空時(shí)，火箭內(nèi)測試儀平臺上放一個(gè)壓力傳感器，傳感器上面壓一質(zhì)量為M的物體，火箭點(diǎn)火后從地面向上加速升空，當(dāng)升到某一高度時(shí)，加速度為a＝，壓力傳感器此時(shí)顯示出物體對平臺的壓力為點(diǎn)火前壓力的，已知地球的半徑為R，g為地面附近的重力加速度，試求此時(shí)火箭離地面的高度． 圖6－13 解析：設(shè)此時(shí)火箭升空高度為H，此處重力加速度為g′，則有F－Mg′＝Ma(4分) 由萬有引力定律得(R＋H)2g′＝R2g(4分) 又F＝Mg(1分) 解得H＝.(3分) 答案：