高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器3 利用传感器制作简单的自动控制装置课后复习题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第五章 传感器3 利用传感器制作简单的自动控制装置课后复习题，共9页。试卷主要包含了某种角速度计的结构如图所示，1A等内容，欢迎下载使用。
 2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第二册 5.3利用传感器制作简单的自动控制装置 课时作业（含解析）1.如图所示为某水库用来检测水库深度的电路图，其中R为可调电阻，R'为一定值电阻，可调电阻的滑动触头与一刚性轻杆连接， 轻杆另一端与浮于液面的浮标相连接.当水库的液面发生变化时，灵敏电流计的指针发生改变，则下列说法正确的是(   )A.水库的液面降低时，滑动触头向下移动，灵敏电流计的示数变小
B.水库的液面降低时，滑动触头向下移动，灵敏电流计的示数变大
C.水库的液面升高时，滑动触头向下移动，灵敏电流计的示数变小
D.水库的液面升高时，滑动触头向下移动，灵敏电流计的示数变大2.如图所示为一种常见的身高体重测量仪.测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔.质量为的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正.比当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为，输出电压为，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学的身高和质量分别为(   )A. B. C. D.3.如图所示是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计(水银导电).则下列说法正确的是(   )A.温度高于警戒温度时，电铃不报警、指示灯亮B.温度低于警戒温度时，电铃报警、指示灯熄灭C.温度高于警戒温度时，指示灯亮、电铃报警D.温度低于警戒温度时，指示灯亮、电铃不报警4.如图所示为某会议厅安装的火灾报警系统的原理图，装置用一耐火的不透明材料制成的外罩罩住，罩内的发光二极管和光电三极管用一不透明的挡板隔开，没有险情时光电三极管不能收到发光二极管所发出的光，此时光电三极管的电阻较高。则下列说法正确的是(   )A.当会议厅发生火灾时，罩内的烟雾对光有散射作用，散射的光照射到光电三极管上使其电阻变小而报警
B.当会议厅发生火灾时，进入罩内的烟雾挡住了光线，使得光电三极管的电阻变大而报警
C.当会议厅发生火灾时，光电三极管的温度升高，使得光电三极管的电阻变小而报警
D.当会议厅发生火灾时，由于环境气体的浓度变大而报警5.如图所示是某居民小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，为光敏电阻(光照增强电阻变小)，为定值电阻，接监控装置.则(   )①当有人通过通道而遮蔽光线时，之间电压升高②当有人通过通道而遮蔽光线时，之间电压降低③当仅增大的阻值时，可增大之间的电压④当仅减小的阻值时，可增大之间的电压A.①③ B.①④ C.②③ D.②④6.某种角速度计的结构如图所示.当整个装置绕竖直轴转动时，元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器(传感器内阻无限大)接收相应的电压信号.已知A的质量为m，弹簧的劲度系数为k、自然长度为，电源的电动势为E、内阻不计.滑动变阻器总长也为，电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器的最左端B处，当系统以角速度ω转动时，则(   )A.电路中电流随角速度的增大而增大B.弹簧的伸长量为C.输出电压U与ω的函数关系为D.此装置能测量的角速度最大不超过7.电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称为“霍尔转把”，属于传感器非接触控制.转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲.开启电源时，在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙.随着转把的转动，其内部的水久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙.以下关于“霍尔转把”叙述正确的是(   )A.为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极B.按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快C.图乙中从霍尔器件的左、右侧面输出控制车速的霍尔电压D.若霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制8.如图所示为电熨斗的结构图，下列关于电熨斗的说法正确的是(   )A.电熨斗能自动控制温度主要利用了双金属片，两片金属的膨胀系数相同B.常温下，上下触点是接触的，温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离C.需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移D.电熨斗中的双金属片是一种半导体材料9.如图所示为某中学实验小组同学设计的拉力传感器，将劲度系数为k=100N/cm的弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端与导电性能良好的刚性拉杆相连接，在拉杆上固定一滑片。已知电路中定值电阻R0=5Ω，R1是阻值为25Ω、长度为5cm且分布均匀的电阻丝，忽略滑片与电阻丝之间的摩擦，理想电流表允许的最大电流为0.6A，电源电动势为E=3V(内阻不计当拉杆不受力时滑片位于电阻丝的最左端。则(   )A.定值电阻的作用是分压
B.当滑片位于电阻丝的最左端时，电流表的示数为0.1A
C.如果在拉杆上施加大小为400N的力，电流表的示数为0.3A
D.如果在拉杆上施加大小为400N的力，电流表的示数为0.5A10.如图甲所示的装置为某工厂生产线的光电计数器，其计时原理为， 激光发射器M发出的激光可以被接收器N接收。已知成品件在运输带上随运输带匀速传动，当成品件遮挡住激光发射器发出的激光时，接收器不能接收到光信号，传感器输出一个电压信号，通过电脑显示器描绘的电压随时间的变化规律图象如图乙所示，假设两相邻成品件之间的间距均为x0=0.5m，则(   )A.运输带运行的速度大小为0.5m/s
B.运输带运行的速度大小为1m/s
C.该装置一分钟传送的成品件个数为60
D.该装置一分钟传送的成品件个数为12011.某同学尝试把一个灵敏电流表改装成温度表，他所选用的器材有:灵敏电流表(待改装)，学生电源(电动势为E，内阻不计)，滑动变阻器，单刀双掷开关，导线若干，导热性能良好的防水材料，标准温度计，PTC热敏电阻(PTC热敏电阻的阻值Rt与摄氏温度t的关系为Rt=a+kt，a>0， k>0)。设计电路如图所示，并按如下步骤进行操作。1.将滑动变阻器滑片P滑到__________(填“a”或“b”)端，单刀双掷开关S掷于__________(填“c”或“d”)端，调节滑片P使电流表__________，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路。
2.容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5℃，就将开关S置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流表的示数I，然后断开开关。请根据温度表的设计原理和电路图， 写出电流与温度的关系式(用题目中给定的符号)I=__________。
3.根据对应温度记录的电流表示数，重新刻制电流表的表盘，改装成温度表。根据改装原理，此温度表表盘刻度线的特点是:低温刻度在__________(填“左”或“右”)侧，刻度线分布是否均匀?__________(填“是”或“否”)。

                        
答案以及解析1.答案：D解析：水库的液面降低时，可调电阻的触头向上移动， 其接入电路的电阻阻值增大，电路的总电阻阻值增大，灵敏电流计的示数变小，AB错误；水库的液面升高时，滑动触头向下移动，其接入电路的电阻阻值减小，电路的总电阻阻值减小，灵敏电流计的示数变大，C错误，D正确。2.答案：D解析：超声波传播的速度为v，设测量仪的高度为H，该同学的身高为h，输出电压与作用力的比值为k，该同学的质量为m，则，联立解得，故D正确.3.答案：D解析：温度低于警戒温度时，水银柱下降，控制电路处于开路状态，电磁铁线圈中没有电流通过，电磁铁没有磁性，此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通，指示灯亮，电铃不报警，故B错误，D正确；温度高于警戒温度时，水银柱上升，控制电路处于接通状态，电磁铁线圈中有电流通过，电磁铁有磁性，此时电铃通过触点3与工作电路接通，电铃报警，此时指示灯所在的电路中没有电流，指示灯不亮，故A、C错误.4.答案：A解析：没有险情时，光电三极管接收不到发光二极管发出的光，呈现高电阻状态。当有烟雾散射的光照射到光电三极管上时，其电阻变小，所连接的电路接通，就会发出警报，A正确。5.答案：C解析：由电路图可知，两电阻串联，监控装置与并联.当有人通过通道而遮蔽光线时，阻值变大，电路中的总电阻变大；根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流变小，根据可知，阻值不变时，其两端的电压变小，即之间电压降低，故②正确，①错误；当仅增大的阻值时，根据串联分压规律可知，两端的电压变大，即之间电压升高，故③正确，④错误.故C正确.6.答案：D解析：系统在水平面内以角速度ω转动时，无论角速度增大还是减小，的电阻不变，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中电流保持不变，与角速度无关，故A错误.设系统在水平面内以角速度ω转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得，解得，故B错误.输出电压，解得，故C错误.当时角速度最大，则由，解得，故D正确.7.答案：B解析：由于在霍尔器件的上、下面之间加一定的电压，形成电流，当永久磁铁的上、下端分别为N、S极时，磁场方向与电子的移动方向平行，则电子不受洛伦兹力作用，霍尔器件不能输出控制车速的霍尔电压，故A错误；当按图甲顺时针转动电动车的右把手，霍尔器件周围的磁场增强，则霍尔器件输出控制车速的霍尔电压增大，因此车速将变快，故B正确；根据题意，结合图乙的示意图，永久磁铁的N、S极可能在左、右侧面，或在前、后表面，因此从霍尔器件输出控制车速的霍尔电压不一定在霍尔器件的左、右侧面，也可能在前、后面，故C错误；当霍尔器件的上、下面之间所加电压正负极性对调，从霍尔器件输出控制车速的霍尔电压正负号相反，由图丙可知，不会影响车速控制，故D错误.8.答案：BC解析：电熨斗主要是利用双金属片的膨胀系数不同而自动控制温度的，选项A错误；常温下，上下触点是接触的，温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离，选项B正确；需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，选项C正确；电熨斗中的双金属片是金属材料，选项D错误。9.答案：BC解析：若电路无定值电阻R0，且滑片位于金属丝的最右端时，回路短路，烧毁电源，R0的存在使电路不出现短路，因此定值电阻的作用是保护电路，A错误；当滑片位于电阻丝的最左端时，由闭合电路欧姆定律得B正确；当在拉杆上施加大小为400N的力时，由F=k△x得△x=4cm，则电阻丝接入电路中的电阻为；由闭合电路欧姆定律D错误，C正确。10.答案：AC解析：在该计数装置中，M是发光的光源，N是光接收器，N中的主要元件是光敏电阻，当运输带上没有成品件挡住由M射向N的光信号时，光敏电阻的阻值变小，供给信号处理系统的电压变低；当运输带上有成品件挡住由M射向N的光信号时，光敏电阻的阻值变大，供给信号处理系统的电压变高。由题中所给条件可计算出运输带的速度大小为A正确，B错误；该装置一分钟传送的成品件个数为C正确，D错误.11.答案：1.a； c； 满偏； 2.
3.右； 否解析：1.为了电路的安全，滑动变阻器在闭合开关前应调至a端，将单刀双掷开关S掷于c端，并调节滑动变阻器，使电流表达到满偏；
2.由闭合电路的欧姆定律可知，
3.由2中所求电流与温度的关系式可知，随温度的升高电流减小，故低温刻度在右侧，由表达式可以看出，刻度是不均匀的，越向右刻度越密集。