2023版新教材高中物理第五章传感器微点2光敏电阻和热敏电阻的特性及简单应用课时作业教科版选择性必修第二册

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微点2　光敏电阻和热敏电阻的特性及简单应用1.(多选)如图所示，这是用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器，下列说法中正确的是(　　)A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．无论污染程度如何，LDR的电阻不变，阻值大小由材料本身因素决定D．该仪器的使用会因为白天和晚上受到影响2．学校为了预防病毒的传播，每天用体温枪检测师生进校门时体温，该装置可能采用了(　　)A．红外线传感器B．压力传感器C．生物传感器D．声波传感器3．(多选)下列器件中应用光敏传感器的是(　　)A．光电鼠标器B．红外报警器C．测温仪D．电子秤4．(多选)电阻R随温度T变化的图像如图所示．下列说法正确的是(　　)A．图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B．图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C．图线1对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D．图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高5．(多选)如图所示，电路中A、B两点之间分别接入定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件后，用黑纸包住元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是(　　)A．若置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，则这只元件一定是热敏电阻B．若置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，则这只元件一定是定值电阻C．若用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，则这只元件一定是光敏电阻D．若用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，则这只元件一定是定值电阻6．(多选)教学楼过道灯是由声传感器和光传感器同时来控制的，在夜晚天黑时，用力拍掌灯就亮了，而白天怎样用力拍掌，灯都不能亮．其原理图如图所示．下列关于声传感器和光传感器的说法正确的是(　　)A．白天有光照时，光传感器自动闭合B．夜晚无光照时，光传感器自动闭合C．有人走动或发出声音时，声传感器自动闭合D．无人走动或没有声音时，声传感器自动闭合7．下图中关于传感器的应用，说法正确的是(　　)A．干簧管是利用电磁感应的原理控制电路的通断的B．机器人“眼睛”利用了光传感器C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度D.火灾报警器是通过感知温度触发报警的8．(多选)如图所示是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、R2为定值电阻，A、B接监控装置，则(　　)A．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压升高B．当有人通过而遮住光线时，A、B之间电压降低C．当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压D.当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压9．(多选)为保证师生用电安全，学校电路系统中安装有由热敏电阻制成的温度监测器，如图所示为理想变压器，原、副线圈匝数比为3∶1，原线圈接交流电压u＝220eq \r(2)sin (100πt)V，图中电压表和电流表为理想电表，RT为阻值随温度的升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，则下列说法正确的是(　　)A．变压器输入与输出功率之比为3∶1B．变压器副线圈中电流的频率为50HzC．当RT处温度升高时，电压表示数不变D．当RT处温度升高时，电流表示数减小10．如图甲所示，条形码扫描笔的原理是扫描笔头在条形码上匀速移动时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，遇到白色间隔，光线被反射到光敏三极管，三极管呈低阻抗．光敏三极管将条形码变成一个个电脉冲信号，信号经信号处理系统处理，即完成对条形码信息的识别，等效电路图如图乙所示，其中R为光敏三极管的等效电阻，R0为定值电阻，下列判断正确的是(　　)A．当扫描笔头在黑色线条上移动时，信号处理系统获得高电压B．当扫描笔头在白色间隔上移动时，信号处理系统获得低电压C．扫描速度对信号处理系统接收到的电压信号无影响D．扫描笔头外壳出现破损时可能无法正常工作11.某温控电路的原理如图所示，RM是负温度系数的热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在15～27℃的环境中工作．当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备．下列说法正确的是(　　)A．环境温度降低，RM的阻值减小B．环境温度升高，Uab变大C．滑片P向下移动时，Uab变大D．调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度12．某同学想用一只半导体热敏电阻Rt制作一支能测量水温的温度计．他查阅资料获得了图1所示的该热敏电阻的R­t特性曲线，并设计了图2所示的温度计电路，图中R0＝100Ω，电压表的量程是0～3V，电源电动势恒定，内阻可不计．他的制作目标是温度计的测量范围是0～100℃，且水温100℃时电压表指针偏转达到最大位置．则(　　)A．电源的输出电压为3VB．水温越高，电压表的示数越小C．电压表的0刻度对应水温0℃D．水温55℃时电压表的示数为2.4V13.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的变化而变化的特性工作的．如图甲中，电源的电动势E＝9.0V，内电阻可忽略不计；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所示．闭合开关，当R的温度等于120℃时，电流表示数I1＝3mA，求：(1)电流表G的内阻Rg.(2)当电流表的示数I2＝1.8mA时，热敏电阻R的温度．微点2　光敏电阻和热敏电阻的特性及简单应用1．答案：AD解析：严重污染时，透过污水照到LDR上的光线较少，LDR电阻较大，故A正确，B错误；LDR由半导体材料制成，受光照影响电阻会发生变化，故C错误；白天和晚上自然光强弱不同，或多或少会影响LDR的电阻，故D正确．2．答案：A解析：红外线有热效应，体温枪是根据红外线的热效应制造成的测温装置．故选A.3．答案：AB解析：光电鼠标器中装有红外发射管(LED)和红外接收管，其中的红外接收管就是光传感器，当鼠标移动时，滚球带动码盘转动，使红外接收管收到断续的脉冲信号，这样的脉冲信号经过处理后就可以描述出光标移动的位移了，故A正确；红外线是一种不可见的光线，红外报警装置就是利用它将光信号转换为电信号的，故B正确；测温仪是温度传感器，常用热敏电阻、金属热电阻、热电偶或红外线敏感元件，通过改变元件的电阻或电路的电压来达到测量温度的目的，故C错误；电子秤是力传感器，由金属梁和应变片组成，当发生形变时其电阻会发生变化，常用的一般应变片在被拉伸时，其电阻会变大；在被压缩时，其电阻会变小，外力越大，应变片的形变就越大，应变片的电阻变化就越大，因此，可以用应变片的电阻大小表示出外力的大小，故D错误．4．答案：BD解析：金属热电阻的阻值随温度升高而增大，半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度升高而减小，且灵敏度高，所以A错误，B正确；图线1对应的材料化学稳定性好但灵敏度差，图线2对应的材料化学稳定性差但灵敏度高，所以C错误，D正确．5．答案：AC解析：热敏电阻的阻值随温度变化较大，而光敏电阻和定值电阻的阻值不随温度变化，所以置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大的这只元件一定是热敏电阻，欧姆表示数不变化的元件可能是光敏电阻或定值电阻，A正确，B错误；光敏电阻的阻值随光的强度变化较大，而热敏电阻和定值电阻的阻值不随光的强度变化，所以用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大的这只元件一定是光敏电阻，欧姆表示数不变的元件可能是热敏电阻或定值电阻，C正确，D错误．6．答案：BC解析：天亮时光控开关自动断开，天黑时闭合，有人走动发出声音，声控开关闭合；两个开关同时闭合，灯就会自动亮，所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件．故选BC.7．答案：B解析：干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断，故A错误；机器人“眼睛”利用了光传感器，故B正确；红外测温枪是接受人体向外发射红外线的强弱，从而测量人体温度，故C错误；火灾报警器是利用烟雾对光的反射工作的，故D错误．故选B.8．答案：BC解析：R1是光敏电阻，当有人通过而遮住光线时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故A项错误，B项正确；由闭合电路的欧姆定律得U＝E－I(R1＋r)，当仅增大R2的阻值时，电路中的电流减小，可得A、B间的电压U增大，故C项正确；当减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故D项错误．9．答案：BC解析：理想变压器输入与输出功率之比为1∶1，故A错误；变压器副线圈中电流的频率不变，为f＝eq \f(1,T)＝eq \f(ω,2π)＝eq \f(100π,2π)Hz＝50Hz，故B正确；RT处温度升高时，不会影响变压器的输入电压值，故C正确；RT处温度升高时，电阻值减小，原副线圈的匝数及原线圈电压不变，则副线圈电压不变，R1为定值电阻，由I2＝eq \f(U2,RT＋R1)，可知，电流表示数增大，故D错误．10．答案：D解析：当扫描笔头在黑色线条上移动时，光敏三极管呈高阻抗，处于断路状态，所以R0两端的电压为零，信号处理系统获得低电压，同理，在白色间隔上移动信号处理系统时，电路总电阻小而电流大，因此R0两端电压高而获得高电压，A、B错误；扫描速度不同，信号处理系统接收到的同一黑色线条(白色间隔)产生的低(高)电压时间不同，C错误；外壳破损，外界光线可能会照到光敏三极管上，导致信息读取错误，D正确．故选D.11．答案：D解析：环境温度降低时，RM的阻值变大，A错误；环境温度升高，RM的阻值减小，回路中电流增大，UR增大，则Uab变小，B错误；滑片P向下移动时，接入电路中的电阻变大，回路电流减小，则Uab变小，C错误；由C可知，调节滑片P的位置能改变临界温度，D正确．12．答案：D解析：根据图像甲可知，水温100℃时Rt＝100Ω，此时电压表指针偏转达到最大位置，即3V，根据图乙可知U＝eq \f(E,R0＋Rt)R0，解得E＝6V，电源内阻不计，所以电源输出电压为6V，故A错误；根据水温越高，热敏电阻阻值越小，U＝eq \f(E,R0＋Rt)R0可知，电压表的示数越大，故B错误；水温0℃时Rt＝500Ω，根据U＝eq \f(E,R0＋Rt)R0＝1V，故C错误；水温55℃时Rt＝150Ω，根据U＝eq \f(E,R0＋Rt)R0＝2.4V，故D正确．13．答案：(1)1000Ω　(2)20℃解析：(1)由题图乙知热敏电阻R的温度在120℃时，电阻为2kΩ，闭合电路的电流为I1＝3mA根据闭合电路的欧姆定律得：Rg＝eq \f(E,I1)－R＝(eq \f(9,3×10－3)－2×103) Ω＝1000Ω.(2)当电流表的示数I2＝1.8mA时R＝eq \f(E,I2)－Rg＝(eq \f(9,1.8×10－3)－1×103)Ω＝4000Ω由题图乙可知，当热敏电阻R阻值为4000Ω时，热敏电阻的温度为20℃.