人教版物理高二选修3-2 6.2传感器的应用（一）同步练习
试卷更新日期：2015-12-30 类型：同步测试
一、选择题
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1. 下列器件不是应用温度传感器的是( )A、电熨斗 B、话筒 C、电饭锅 D、测温仪2. 下列器件是应用光传感器的是( )A、鼠标器 B、火灾报警器 C、测温仪 D、电子秤3. 街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )A、压敏性 B、光敏性 C、热敏性 D、三种特性都利用了4. 电梯门不会夹伤人的手，是因为电梯门安装了什么传感器( )A、温度传感器 B、红外线传感器 C、压力传感器 D、生物传感器5.
光电式感烟探测器（简称烟感器）由光源、光电元件和电子开关组成。利用光散射原理对火灾初期产生的烟雾进行探测，并及时发出报警信号。该报警器利用的传感器是（ ）
A、力传感器 B、声传感器 C、位移传感器 D、光传感器6. 传感器是指这样一类元件，它通常能把非电学量（如力、光等）的变化，转换为电学量（如电流、电压等）的变化，或电路的通断。它在自动控制中有着广泛的应用。关于制作传感器需要的元器件，下列说法正确的是( )A、热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化 B、金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化 C、光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变化 D、所有传感器都是由半导体材料制作的7. 传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内实现这一功能的传感器是（ ）A、力传感器 B、光传感器 C、温度传感器 D、声传感器8. 美国科学家WillarU S ． Boyle与George E ． Smith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明荣获2009年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件不属于传感器的是( )A、干簧管 B、热敏电阻 C、霍尔元件 D、干电池9.如图所示是一个基本逻辑电路。声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。该电路的功能是在白天无论声音多么响，小灯泡都不会亮，在晚上，只要有一定的声音，小灯泡就亮。这种电路现广泛使用于公共楼梯间，该电路虚线框N中使用的是门电路．则下面说法正确的是（ ）
A、R2为光敏电阻，N为或门电路 B、R2为光敏电阻，N与门电路 C、R2为热敏电阻，N为或门电路 D、R2为热敏电阻，N为非门电路10.如图所示的电路，电源电动势为E ， 内阻为r ， Rt为光敏电阻（光照强度增加时，其电阻值减小）。现增加光照强度，则下列判断正确的是（ ）
A、B灯变暗，A灯变亮 B、R0两端电压变大 C、电源路端电压变大 D、电源内压降变小11.如图甲所示是一火警报警器的部分电路示意图，其中R2为半导体热敏材料制成的传感器，其电阻R2随温度t变化的图线如图乙所示。电流表为值班室的显示器，a、b之间接报警器。当传感器R2所在处出现火情时，显示器的电流I和报警器两端的电压U的变化情况是（ ）
A、I变大，U变大 B、I变大，U变小 C、I变小，U变大 D、I变小，U变小12.如图所示为某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图。其中A为光源，B为由电动机带动匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻。每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次。此光计数器的基本工作原理是（ ）
A、当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压 B、当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压 C、信号处理系统每获得一次低电压就计数一次 D、信号处理系统每获得一次高电压就计数一次13.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是（ ）
A、图乙中电压的有效值为
B、电压表的示数为44V
C、R处出现火警时电流表示数增大
D、R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大
14.不计电阻的线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（ ）
A、在t=0.01s，穿过该线圈的磁通量为零 B、原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt（V） C、Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大 D、Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变15.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电路如图所示。M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电压U增大，装置发出警报，此时( )
A、RM变大，且R越大，U增大越明显 B、RM变大，且R越小，U增大越明显 C、RM变小，且R越大，U增大越明显 D、RM变小，且R越小，U增大越明显16. 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，下列装置属于这类传感器的是（ ）A、红外报警装置 B、走廊照明灯的声控开关 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17.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有位同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球．小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（ ）
A、从t1到t2时间内，小车做匀速直线运动 B、从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动 C、从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动 D、从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动18.在温控电路中，通过热敏电阻阻值随温度的变化可实现对电路相关物理量的控制．如图所示，R1为电阻箱，R2为半导体热敏电阻，C为电容器。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，则有（ ）
A、若R1固定，当环境温度降低时电压表的示数减小 B、若R1固定，当环境温度降低时R1消耗的功率增大 C、若环境温度不变，当电阻箱R1的阻值增大时，电容器C的电荷量增大 D、若R1固定，环境温度不变，当电容器C两极板间的距离增大时极板之间的电场强度减小19.在如图所示的电路中，电源的电动势E恒定，内阻r＝1Ω，R1为光敏电阻（其阻值随光照的增强而减小），定值电阻R2＝2Ω，R3＝5Ω，电表均为理想电表。则下列说法正确的是（ ）
A、当光照增强时，电源的效率增大 B、当光照增强时，电容器的电荷量减小 C、光照强度变化时，电压表示数的变化量和电流表示数的变化量之比不变 D、若光敏电阻R1阻值变化范围为2～9Ω，则光照强度变化前后，ab段电路消耗的电功率U可能相同20.如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是( )
A、A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联 B、A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联 C、C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联 D、C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联二、填空题
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21.
通常情况下，电阻的阻值会随温度的变化而改变，利用电阻的这种特性可以制成电阻温度计，从而用来测量较高的温度。如图所示，电流表量程为0～25mA，电源电动势为3V ， 内阻不计。R为滑动变阻器，电阻Rt作为温度计的测温传感器。当t≥0℃时，Rt的阻值随温度t的变化关系为Rt=20+0.5t（单位为Ω）。先把Rt放入0℃环境中，闭合电键S ， 调节滑动变阻器R ， 使电流表指针恰好满偏，然后把测温探头Rt放到某待测温度环境中，发现电流表的示数为15mA，该环境的温度为℃；当把测温探头Rt放到460℃温度环境中，电路消耗的电功率为 W。
22.如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k 。若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表A、滑动变阻器R′ 串联起来，连接成如图乙所示的电路。用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。
①根据图甲，温度为t（t>0℃）时电阻R的大小为。
②如果某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中央，则测量值
15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）。
三、实验题
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23. 为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx）．某光敏电阻RP在不同照度下的阻值如下表：
照度（lx）
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻（kΩ）
75
40
28
23
20
18
(1)、根据表中数据，请在给定的坐标系中描绘出阻值随照度变化的曲线.
(2)、由图线可知阻值随照度变化的特点是： ．(3)、如图所示，当1、2两端所加电压上升至2 V时，控制开关自动启动照明系统．请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统。
光敏电阻RP（符号
，阻值见上表）；提供的器材如下：直流电源E（电动势3 V ， 内阻不计）；
定值电阻：R1＝10 kΩ，R2＝20 kΩ，R3＝40 kΩ；
开关S及导线若干．图中定值电阻应该选择： ．
(4)、请在虚线框内完成电路原理图．（不考虑控制开关对所设计电路的影响）
四、计算题
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24.
如图所示，一条形磁铁置于水平转台上随转台一起做匀变速转动，一磁传感器位于转台边缘．从而可以获得传感器所在位置的磁感应强度随时间的变化曲线如图．图中横坐标为时间轴，读数为3秒/格，纵坐标为磁感应强度．
(1)、请类比平均速度的定义方法，定义平均角速度，并求出转台在测量期间的平均角速度；(2)、请类比加速度的定义方法，定义角加速度，并求出转台向心加速度．25.如图所示为一种加速度仪的示意图．质量为m的振子两端连有劲度系数均为k的轻弹簧，电源的电动势为E ， 不计内阻，滑动变阻器的总阻值为R ， 有效长度为L ， 系统静止时滑动触头位于滑动变阻器正中，这时电压表指针恰好在刻度盘正中．求：
(1)、系统的加速度a(以向右为正)和电压表读数U的函数关系式．(2)、将电压表刻度改为加速度刻度后，其刻度是均匀的还是不均匀的？为什么？(3)、若电压表指针指在满刻度的
位置，此时系统的加速度大小和方向如何？
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