2023年高中物理第六章傳感器章末質(zhì)量評(píng)估（三）（含解析）新人教版選修3-2

2019年高中物理第六章傳感器章末質(zhì)量評(píng)估（三）（含解析）新人教版選修3-2PAGE24-章末質(zhì)量評(píng)估〔三〕〔時(shí)間：90分鐘分值：100分〕一、單項(xiàng)選擇題〔此題共10小題，每題3分，共30分.在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求〕1.以下有關(guān)傳感器的說(shuō)法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔〕A.汶川大地震時(shí)用的生命探測(cè)儀利用了生物傳感器B.“嫦娥二號(hào)〞衛(wèi)星星載的立體相機(jī)獲取月球數(shù)據(jù)利用了光傳感器C.電子秤稱(chēng)量物體質(zhì)量是利用了力傳感器D.火災(zāi)報(bào)警器能夠在發(fā)生火災(zāi)時(shí)報(bào)警是利用了溫度傳感器解析：生命探測(cè)儀是利用生物傳感器，立體相機(jī)是利用光學(xué)傳感器，電子秤是利用壓力傳感器，火災(zāi)報(bào)警是在煙霧濃度到達(dá)一定程度時(shí)能夠輸出電信號(hào)，使警鈴發(fā)聲或使紅燈閃爍，自動(dòng)報(bào)警，利用了光學(xué)傳感器而不是利用了溫度傳感器，A、B、C正確，D錯(cuò)誤.答案：D2.電子秤使用的是〔〕A.超聲波傳感器 B.壓力傳感器C溫度傳感器 D.紅外傳感器答案：B3.在電梯門(mén)口放置一障礙物，會(huì)發(fā)現(xiàn)電梯門(mén)不停地開(kāi)關(guān)，這是由于在電梯門(mén)上裝有的傳感器是〔〕A.光傳感器 B.溫度傳感器C.聲傳感器 D.壓力傳感器解析：當(dāng)電梯門(mén)碰到人或其他障礙物時(shí)立即停止關(guān)門(mén)以防擠傷人，故為壓力傳感器.答案：D4.光電式感煙探測(cè)器〔簡(jiǎn)稱(chēng)煙感器〕由光源、光電元件和電子開(kāi)關(guān)組成.利用光散射原理對(duì)火災(zāi)初期產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行探測(cè)，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào).該報(bào)警器利用的傳感器是〔〕A.力傳感器 B.聲傳感器C.位移傳感器 D.光傳感器解析：由于光電式感煙探測(cè)器是利用光散射原理對(duì)火災(zāi)初期產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行探測(cè)，故該報(bào)警器利用的傳感器是光傳感器，D正確.答案：D5.有一電學(xué)元件，溫度升高時(shí)電阻卻大幅度減小，那么這種元件可能是〔〕A.金屬導(dǎo)體 B.絕緣體C.半導(dǎo)體 D.超導(dǎo)體解析：金屬導(dǎo)體溫度升高時(shí)電阻增大；絕緣體溫度升高時(shí)電阻保持不變；對(duì)于超導(dǎo)體，在其臨界溫度以下，溫度升高電阻仍為零，高于臨界溫度，溫度升高電阻往往增大；某些半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度升高時(shí)，會(huì)有更多的電子獲得能量成為自由電子，于是導(dǎo)電性有明顯增強(qiáng)，電阻大幅度減小.答案：C6.壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，在升降機(jī)中將重物放在壓敏電阻上，壓敏電阻接在如圖甲所示的電路中，電流表示數(shù)變化如圖乙所示，某同學(xué)根據(jù)電流表的示數(shù)變化情況推斷升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A.0～t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)一定勻速運(yùn)動(dòng)B.0～t1時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻減速上升C.t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻速上升D.t1～t2時(shí)間內(nèi)，升降機(jī)可能勻加速上升解析：在0～t1時(shí)間內(nèi)，電流恒定，說(shuō)明壓敏電阻的阻值恒定，那么重物對(duì)壓敏電阻壓力恒定，那么升降機(jī)可能處于靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確.t1～t2時(shí)間內(nèi)，電流在增加，說(shuō)明壓敏電阻的阻值在減小，那么重物對(duì)壓敏電阻的壓力在增大，故不可能做勻速運(yùn)動(dòng)或勻加速運(yùn)動(dòng)，C、D兩項(xiàng)都錯(cuò).答案：B7.如下圖，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(kāi)關(guān)置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時(shí)，表針的偏角為θ；現(xiàn)用手掌擋住局部光線(xiàn)，表針的偏角為θ′，那么可判斷〔〕A.θ′＝θ B.θ′<θC.θ′>θ D.不能確定解析：光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小，用手掌擋住局部光線(xiàn)，阻值變大，指針自左向右偏轉(zhuǎn)角度變小.答案：B8.為了保證汽車(chē)剎車(chē)時(shí)車(chē)輪不被抱死，使車(chē)輪仍有一定的滾動(dòng)而不是純滑動(dòng)，這樣既可以提高剎車(chē)效果，又不使車(chē)輪失去控制.為此需要一種測(cè)定車(chē)輪是否還在轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，這種檢測(cè)裝置稱(chēng)為電磁脈沖傳感器，如果該裝置檢測(cè)出車(chē)輪不再轉(zhuǎn)動(dòng)，它就會(huì)自動(dòng)放松剎車(chē)機(jī)構(gòu)，讓車(chē)輪仍保持轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，這就是ABS防抱死系統(tǒng).如圖是電磁脈沖傳感器示意圖，B是一根永久磁體，外面繞有線(xiàn)圈，它們的左端靠近一個(gè)鐵質(zhì)齒輪A.齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)的車(chē)輪是同步的，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A.車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于齒輪在永久磁體的磁場(chǎng)中切割磁感線(xiàn)，產(chǎn)生感應(yīng)電流B.車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于齒輪被磁化使線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流C.車(chē)輪轉(zhuǎn)速減慢時(shí)，輸出電流的周期變小，電流強(qiáng)度也變小D.車(chē)輪轉(zhuǎn)速減慢時(shí)，輸出電流的周期變大，電流強(qiáng)度也變大解析：此傳感器是利用線(xiàn)圈中磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的.當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng).相當(dāng)于將鐵塊插入和拔出線(xiàn)圈，從而使線(xiàn)圈中磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流.應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確：當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)速減慢時(shí)，線(xiàn)圈中磁通量的變化減慢，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期變大，由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)可知，電流強(qiáng)度變小.應(yīng)選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.答案：B9.如下圖為熱敏電阻和金屬熱電阻的電阻值隨溫度T變化的圖線(xiàn)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A.圖線(xiàn)1是熱敏電阻的RT圖線(xiàn)，它是用絕緣材料制成的B.圖線(xiàn)2是熱敏電阻的RT圖線(xiàn)，它可以用半導(dǎo)體材料制成C.圖線(xiàn)1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，靈敏度高D.圖線(xiàn)2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差，測(cè)溫范圍大，靈敏度低解析：熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，金屬熱電阻由金屬制成，由圖知1為金屬熱電阻，2為熱敏電阻，故A錯(cuò)誤，B正確.與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，但靈敏度差，故C、D錯(cuò)誤.答案：B10.傳感器是把非電學(xué)量〔如溫度、速度、壓力等〕的變化轉(zhuǎn)換為電學(xué)量變化的一種元件，在自動(dòng)控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用.如圖是一種測(cè)量液面高度h的電容式傳感器的示意圖.電容C大小的變化就能反映液面的升降情況.關(guān)于兩者關(guān)系的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A.C增大表示h減小B.C減小表示h增大C.C減小表示h減小D.C的變化與h變化無(wú)直接關(guān)系解析：C增大表示電容器的正對(duì)面積變大，h增大，C減小表示h減小，故C正確.答案：C二、多項(xiàng)選擇題〔此題共4小題，每題5分，共20分.在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得5分，漏選得3分，錯(cuò)選或不選得0分〕11.計(jì)算機(jī)光驅(qū)的主要局部是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號(hào)，激光掃描光盤(pán)時(shí)，激光頭利用光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器將反射回來(lái)的脈沖信號(hào)傳輸給信號(hào)處理系統(tǒng)，再通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出相應(yīng)信息.光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖如下圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的根本工作原理是〔〕A.當(dāng)有光照射R1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得高電壓B.當(dāng)有光照射R1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得低電壓C.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D.信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次解析：R1、R2和電源組成一個(gè)閉合電路，當(dāng)激光照到光敏電阻時(shí)，R1的阻值變小，總電流變大，那么R2兩端獲得高電壓，只有R2兩端獲得高電壓時(shí)，處理系統(tǒng)才能進(jìn)行信號(hào)處理，因此選A、D.答案：AD12.一些學(xué)校為了保證教室照明條件，采用智能照明系統(tǒng)，在自然光缺乏時(shí)接通電源啟動(dòng)日光燈，而在自然光充足時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉日光燈.其原理圖如下圖，R為一光敏電阻，L為一帶鐵芯的螺線(xiàn)管，在螺線(xiàn)管上方有一用細(xì)彈簧系著的輕質(zhì)銜鐵，一端用鉸鏈固定在墻上可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端用一絕緣棒連接兩動(dòng)觸頭，有關(guān)這個(gè)智能照明系統(tǒng)的工作原理描述正確的選項(xiàng)是〔〕A.光照越強(qiáng)，光敏電阻阻值越大，銜鐵被吸引下來(lái)B.在光線(xiàn)缺乏時(shí)，光敏電阻阻值變大，電流減小，銜鐵被彈簧拉上去，日光燈接通C.上面兩接線(xiàn)柱和日光燈電路連接D.下面兩接線(xiàn)柱和日光燈電路連接解析：由光敏電阻的特性可知，光照強(qiáng)度越強(qiáng)，電阻越小，電流越大，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；上面兩接線(xiàn)柱應(yīng)接日光燈電路，所以選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案：BC13.以下圖是霍爾元件的示意圖，一塊通電的銅板放在磁場(chǎng)中，板面垂直于磁場(chǎng)，板內(nèi)通有圖示方向的電流，a、b是銅板上、下外表的兩點(diǎn)，那么〔〕A.電勢(shì)φa>φbB.電勢(shì)φb>φaC.電流增大時(shí)，|φa－φb|增大D.其他條件不變，將銅板改為NaCl水溶液時(shí)，電勢(shì)結(jié)果仍然一樣解析：銅板中的自由電荷是電子，電子定向移動(dòng)的方向與電流的方向相反，由左手定那么可判斷出電子因受洛倫茲力作用向b側(cè)偏轉(zhuǎn)，所以φa>φb，A正確，B錯(cuò)誤；因|φa－φb|＝keq\f(IB,d)，所以電流增大時(shí)，|φa－φb|增大，C正確；假設(shè)將銅板改為NaCl溶液，溶液中的正、負(fù)離子均向b側(cè)偏轉(zhuǎn)，|φa－φb|＝0，即不產(chǎn)生霍爾效應(yīng)，故D錯(cuò)誤.答案：AC14.如下圖RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻.電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是〔〕A.熱敏電阻溫度升高，其他條件不變B.熱敏電阻溫度降低，其他條件不變C.光照增強(qiáng).其他條件不變D.光照減弱，其他條件不變解析：RT為正溫度系數(shù)熱敏電阻，熱敏電阻溫度降低時(shí)，阻值變小.其他條件不變，電路的總電阻減小；根據(jù)歐姆定律可知電路的總電流增大，路端電壓變小，R2兩端的電壓變大，R1兩端的電壓變小，通過(guò)R1的電流減小，那么通過(guò)R3的電流增大，電壓表示數(shù)增大，A錯(cuò)誤，B正確.光照減弱時(shí)，光敏電阻的阻值變大，其他條件不變，電路的總電阻增大；根據(jù)歐姆定律可知總電流減小，路端電壓變大，R2兩端的電壓減小，并聯(lián)局部?jī)啥说碾妷鹤兇?，通過(guò)R3的電流增大，電壓表示數(shù)增大，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.答案：BD三、實(shí)驗(yàn)題〔此題共2小題，共16分，把答案填在題中橫線(xiàn)上或按要求作答〕15.〔6分〕利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻制作的溫度傳感器，一般體積很小，可以用來(lái)測(cè)量很小范圍內(nèi)的溫度變化，反響快，而且精確度高.圖甲圖乙〔1〕如果將負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與電源、電流表和電阻串聯(lián)成一個(gè)電路，如圖甲所示，其他因素不變，只要熱敏電阻所處區(qū)域的溫度降低，電路中電流將變〔選填“大〞或“小〞〕.〔2〕上述電路中，我們將電流表中的電流刻度〔如圖乙所示〕換成相應(yīng)的溫度刻度，就能直接顯示出熱敏電阻附近的溫度.如果刻度盤(pán)正中的溫度為20℃，那么25℃的刻度應(yīng)在20℃的刻度的〔選填“左〞或“右〞〕側(cè).解析：〔1〕因?yàn)樨?fù)溫度系數(shù)熱敏電阻溫度升高時(shí)電阻減小，溫度降低時(shí)電阻增大，故電路中電流會(huì)減小.〔2〕由〔1〕的分析知，溫度越高，電流越大，25℃的刻度應(yīng)對(duì)應(yīng)較大電流，故在20℃對(duì)應(yīng)電流刻度的右側(cè).答案：〔1〕小〔2〕右16.〔10分〕如圖甲所示是某同學(xué)探究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律時(shí)設(shè)計(jì)的電路圖.〔1〕根據(jù)電路圖，在圖乙的實(shí)物上連線(xiàn).〔2〕通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他得到了該熱敏電阻的伏安特性曲線(xiàn)如圖丙所示，由圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而.〔3〕他將這個(gè)熱敏電阻接入如圖丁所示的電路中，電源電壓為9V，內(nèi)阻不計(jì)，R1＝30Ω，內(nèi)阻不計(jì)的毫安表讀數(shù)為500mA，那么R2的阻值為.解析：由熱敏電阻的伏安特性曲線(xiàn)可知：隨電流、電壓的增大〔即功率增大，溫度升高〕，曲線(xiàn)斜率也增大，因此電阻阻值減小.電源內(nèi)阻不計(jì)，那么通過(guò)R1的電流I1＝eq\f(E,R1)＝eq\f(9,30)A＝300mA，通過(guò)R2和R的電流I2＝IA－I1＝500mA－300mA＝200mA，由R的伏安特性曲線(xiàn)可以讀出，當(dāng)I2＝200mA時(shí)，R兩端的電壓U＝4V，那么R2兩端的電壓U2＝E－U＝5V，所以R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(5,200×10－3)Ω＝25Ω.答案：〔1〕連接實(shí)物圖如下圖〔2〕減小〔3〕25Ω四、計(jì)算題〔此題共3小題，共34分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位〕17.〔10分〕如下圖為“神舟七號(hào)〞飛船發(fā)射升空時(shí)火箭內(nèi)測(cè)試儀平臺(tái)上放置的一個(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a為eq\f(g,2)，壓力傳感器此時(shí)顯示出物體對(duì)平臺(tái)的壓力為點(diǎn)火前壓力的eq\f(17,16)，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.解析：設(shè)此時(shí)火箭升空高度為H，此處重力加速度為g′，那么有F－Mg′＝Ma，①由萬(wàn)有引力定律可得eq\f(g′,g)＝eq\f(R2,〔R＋H〕2).②又因?yàn)镕＝eq\f(17,16)Mg，③由①②③得H＝eq\f(R,3).18.〔10分〕有一種測(cè)量壓力的電子秤，其原理圖如下圖.E是內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為6V的電源，R0是一個(gè)阻值為300Ω的限流電阻，G是由理想電流表改裝成的指針式測(cè)力顯示器.R是一個(gè)壓力傳感器，其阻值可隨壓力大小變化而改變，其關(guān)系如下表所示.C是一個(gè)用來(lái)保護(hù)顯示器的電容器.秤臺(tái)的重力忽略不計(jì).壓力F/N050100150200250300…電阻R/Ω300280260240220200180…〔1〕利用表中的數(shù)據(jù)寫(xiě)出電阻R隨壓力F變化的函數(shù)式.〔2〕假設(shè)電容器的耐壓值為5V，該電子秤的最大稱(chēng)量值為多少？〔3〕如果把電流表中電流的刻度變換成壓力刻度，那么該測(cè)力顯示器的刻度是否均勻？解析：〔1〕由表中數(shù)據(jù)可知k＝eq\f(ΔR,ΔF)＝eq\f(20Ω,50N)＝0.4Ω/N，所以電阻R隨壓力F變化的函數(shù)表達(dá)式為：R＝〔300－0.4F〕Ω.〔2〕R上受到的壓力越大，R的阻值越小，電容器兩端電壓越大，但不能超過(guò)5V，所以eq\f(5V,6V)＝eq\f(R0,R0＋R)，解得R的最小值R＝60Ω，又因?yàn)镽＝〔300－0.4F〕Ω，得出最大稱(chēng)量值F＝600N.〔3〕電流表中的電流I＝eq\f(E,R0＋R)＝eq\f(E,600－0.4F)，電流I與壓力F不是線(xiàn)性關(guān)系，那么該測(cè)力顯示器的刻度不均勻.19.〔14分