高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第二册第5章 传感器及其应用本章综合与测试当堂达标检测题

本章达标检测

(满分:100分;时间:90分钟)

一、选择题(本题共8小题,每小题8分,共64分)

1.(2019广东广州模拟)下列电器中,应用了压力传感器的是(　　)

A.红外数字温度计 B.天黑自动开启的路灯

C.数字体重计 D.白炽灯泡

2.(2019海南三亚华侨中学高二上期末)下列应用温度传感器的是(　　)

A.商场里的自动玻璃门

B.夜间自动打开的路灯

C.自动恒温冰箱

D.夜间有声音时就亮的楼梯灯

3.(2019黑龙江大庆实验中学高二下月考)下列关于传感器的说法中正确的是(　　)

A.电子秤应用的是光传感器

B.电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制

C.自动调温的空调应用的是压力传感器

D.霍尔元件能够把电学量转换为磁学量

4.(2019吉林吉化一中高二下期中)用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列所述与其工作原理相同的是(　　)

A.走廊照明灯的声控开关

B.宾馆天花板上安装的火灾报警器

C.自动洗衣机中的压力传感装置

D.电饭煲中控制加热和保温的温控器

5.(2020河北衡水中学检测)如图所示的电路中,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,R和L之间用挡板(未画出)隔开,LED为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且R与LED间距不变,下列说法中正确的是(　　)

A.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率增大

B.当滑动触头P向左移动时,L消耗的功率减小

C.当滑动触头P向右移动时,L消耗的功率可能不变

D.无论怎样移动滑动触头P,L消耗的功率都不变

6.(2020湖南衡阳八中检测)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,电铃报警、指示灯亮

D.温度低于警戒温度时,电铃不报警、指示灯亮

7.(2019江苏扬州中学高二下期中)(多选)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置,如图所示,将压敏电阻平放在升降机内,受压面朝上,在上面放一物体m,升降机静止时电流表示数为I0,如图甲所示。当升降机在其他不同的运动过程中,电流表的示数分别如图甲、乙、丙、丁所示,则下列判断中正确的是(　　)

A.压敏电阻所受压力越大,电流表示数就越大

B.如图乙所示,升降机可能做加速度增大的变加速上升运动

C.如图丙所示,升降机内的物体处于超重状态

D.如图丁所示,升降机内的物体处于失重状态

8.(2020河南郑州一中检测)(多选)如图甲所示,打开电流传感器和电压传感器,将磁铁置于螺线管正上方距海绵垫高为h处由静止释放,磁铁穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止。若磁铁下落过程中受到的磁阻力远小于磁铁重力,且不发生转动,不计线圈电阻。图乙是计算机荧屏上显示的UI-t曲线,其中的两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的。下列说法正确的是(　　)

A.若仅增大h,两个峰值间的时间间隔会增大

B.若仅减小h,两个峰值都会减小

C.若仅减小h,两个峰值可能会相等

D.若仅减小滑动变阻器接入电路中的电阻值,两个峰值都会增大

二、非选择题(共3题,共36分)

9.(2020河南安阳第三十五中学月考)(8分)如图(a)是汽车过桥时对不同类型桥面压力变化的实验。采用DIS方法对模型进行测量,其结果如图(b)中电脑屏幕所示。

(a)

(b)

(1)图(a)中的传感器为　　　　传感器(选填“力电”“光电”或“热电”); 

(2)图(a)中甲、乙、丙分别为三种不同类型的桥面。对于凸形桥甲,其相对应的压力图线应是图(b)电脑屏幕上的　　　　(填a、b或c); 

(3)如增大小球在斜槽上的高度,则在图(b)中大致画出小球通过凸形桥甲时的压力图线。

10.(2020山东实验中学高二检测)(12分)温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中,它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性工作的。在图甲中,电源的电动势E=9.0 V,内阻可忽略不计;G为灵敏电流表,内阻Rg保持不变;R为热敏电阻,其电阻值与温度的变化关系如图乙的R-t图线所示,闭合开关S,当R的温度等于20 ℃时,电流表示数I1=2 mA;当电流表的示数I2=3.6 mA时,热敏电阻R的温度是多少?

11.(16分)(2020北京牛栏山一中高二月考)可以用电学方法来测水流的速度。如图所示,将小铅球P系在细金属丝下,悬挂在O点,开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态,当将小铅球P放入水平流动的水中时,球向左摆起一定的角度θ(水流速度越大,θ越大)。为了测定水流的速度v,在水平方向固定一根电阻丝BC,使C端位于O点的正下方,它与金属丝接触良好,不计摩擦,还有一个电动势为E的电源(内阻不计)和一只电压表。

(1)请你设计一个电路,使水流速度增大时,电压表的示数也增大,在题图上画出原理图。

(2)已知水流对小球的作用力F与水流速度v的关系为F=kDv(k为比例系数,D为小铅球的直径),OC=h,BC长为L,小铅球质量为m,当小铅球平衡时电压表示数为U,请推导出v与U的关系式。(水对小铅球的浮力忽略不计)

答案全解全析

本章达标检测

一、选择题

1.C　红外数字温度计应用了红外传感器,故A不符合题意;天黑自动开启的路灯使用了光敏电阻传感器,故B不符合题意;数字体重计采用了压力传感器,故C符合题意;白炽灯泡不应用传感器,故D不符合题意。

2.C　商场里的自动玻璃门是利用了红外线传感器,A错误;夜间自动打开的路灯是利用了光传感器,B错误;自动恒温冰箱是利用了温度传感器,C正确;夜间有声音时就亮的楼梯灯是利用了声音传感器,D错误。

3.B　电子秤所使用的测力装置是力传感器,故A错误;电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制,B正确;自动调温的空调应用的是温度传感器,C错误;霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量,D错误。

4.B　用遥控器调换电视机的频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。走廊照明灯的声控开关,实际是将声波转化成电信号的过程,故A错误;当火灾报警器周围有烟雾时,经过漫反射,将光信号转换成电信号,从而发出警报。所以该传感器是用光传感器实现报警的,故B正确;自动洗衣机中的压力传感装置,是将压力转化成电信号的过程,故C错误;电饭煲中控制加热和保温的温控器,是将温度转化成电信号的过程,故D错误。

5.A　滑动触头P左移,滑动变阻器接入电路的电阻减小,流过发光二极管的电流增大,从而发光增强,使光敏电阻R减小,流过灯泡的电流增加,L消耗的功率增大,故A正确。

6.D　温度高于警戒温度时,控制电路的电磁铁中有电流通过,电磁铁有磁性,此时电铃通过常闭触点与工作电路接通,电铃报警,此时通路状态指示灯的电路中没有电流,灯不亮,故A错误,C错误;温度低于警戒温度时,控制电路处于开路状态,电磁铁没有电流通过,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,通路状态指示灯亮,电铃不报警。故B错误,D正确。

7.ABC　压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小,即压力越大,电流表示数就越大,故A正确;由题图乙可知,电流均匀增大,故说明压力是增大的,则可知,物体的加速度是向上且增大的,故物体可能做加速度增大的变加速上升运动,故B正确;由题图丙可知,电流为静止时的两倍,而且不变,由欧姆定律知,其电阻减小到某一值且不变,则压力增大到某一值且不变,加速度向上,故物体处于超重状态,故C正确;由题图丁可知,电流大于静止时的电流,则说明压力增大,物体加速度向上,故处于超重状态,故D错误。

8.BD　若仅增大h,磁铁经过螺线管的时间减小,两个峰值间的时间间隔会减小,故A错误;仅减小h时,磁铁进入螺线管的速度减小,导致螺线管中磁通量的变化率减小,因此两个峰值都会减小,且两个峰值不可能相等,故B正确,C错误;根据闭合电路欧姆定律可知,仅减小滑动变阻器接入电路的阻值,则回路中的感应电流增大,则电功率P=UI增大,两个峰值都会增大,故D正确。

二、非选择题

9.答案　(1)力电(2分)　

(2)c(2分)　

(3)图线与c相比较,最低点更低一点(图略)(4分)

解析　该传感器把力信号转化为电信号,属于力电传感器;小球经过凸形桥甲的最高点时,压力小于重力,其相对应的压力图线应是电脑屏幕上的c;增大小球在斜槽上的高度,小球经凸形桥甲的最高点时压力更小,其图线与c相比较,最低点更低一点。

10.答案　119 ℃(118 ℃~120 ℃均可)

解析　温度为20 ℃时R值为4 kΩ,

由I1=得Rg=500 Ω,(5分)

若I2=3.6 mA,又可得R+Rg=2.5 kΩ,则R=2 kΩ,(5分)

根据题图乙得,此时温度约为119 ℃。(2分)

11.答案　(1)见解析图　

(2)v=U

解析　(1)原理图如图所示。(6分)

(2)设CE=x,小铅球P平衡时,由平衡条件可得

tan θ==(2分)

根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得

I==(2分)

根据电阻定律可得

RL=ρ(2分)

Rx=ρ(2分)

又F=kDv

联立解得v=U(2分)