2020高中物理 第6章 传感器综合检测 新人教版选修3-2

2020高中物理 第6章 传感器综合检测 新人教版选修3-2

第六章综合检测 ‎ ‎(本试卷共4页，满分为100分，考试时间90分钟)‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 一、单项选择题(本大题6小题，每小题3分，共18分)每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，请把符合题意的选项写在答题卡中．‎ ‎1．下列关于传感器的说法中不正确的是(　　)‎ A．传感器能将感受到的外部信息按照一定的规律转换为电信号 B．传感器在日常生活中并不常见 C．光敏电阻是一种利用光敏元件将光信号转化为电信号的传感器 D．热敏电阻是将温度的变化转化为电信号的传感器 ‎2．铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置．能产生匀强磁场的磁铁，被安装在火车首节车厢下面，如图6－1甲所示(俯视图)．当它经过安放在两铁轨间的线圈时，便会产生一电信号，被控制中心接收．当火车通过线圈时，若控制中心接收到的线圈两端的电压信号为图6－1乙所示，则说明火车在做(　　)‎ ‎　　　　‎ 图6－1‎ A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动 C．匀减速直线运动 D．加速度逐渐增大的变加速直线运动 ‎3．如图6－2所示将一光敏电阻接入多用电表两表笔上，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，用光照光敏电阻时，表针的偏角为θ；再用手掌挡住部分光线，表针的偏角为θ′，则可判断 (　　)‎ A．θ′＝θ B．θ′＜θ C．θ′＞θ D．不能确定 图6－2‎ ‎4．演示位移传感器的工作原理如图6－3所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属滑杆P，通过电压表显示的数据来反映物体位移的大小x，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　图6－3‎ A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化 B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化 C．物体M运动时，电路中没有电流 D．以上说法都不对 ‎5．如图6－4所示为一测定液面高低的传感示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同．如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度h变化为(　　)‎ ‎　　　　　图6－4‎ A．h正在增大 B．h正在减小 C．h不变 D．无法确定 ‎6．如图6－5所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b 接在电压u＝311 sin 314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是(　　)‎ 图6－5‎ A．A1的示数不变，A2的示数增大 B．A1的示数增大，A2的示数增大 C．V1的示数增大，V2的示数增大 D．V1的示数不变，V2的示数减小 二、双项选择题(本大题8小题，每小题4分，共32分)每小题给出的四个选项中，只有两个选项符合题目要求，请把符合题意的选项写在答题卡中．‎ ‎7．下列元件中没有用到温度传感器的是(　　)‎ A．电子秤 B．电熨斗 C．电饭煲 D．光控开关 ‎8．以下说法正确的是(　　)‎ A．光传感器把光照的强弱转变成电信号 B．热敏电阻随着温度的升高电阻增大 C．压力传感器把电信号转变为压力的传感器 D．温度传感器把温度的高低转变成电信号 ‎9．有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图6－6所示的电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是(　　)‎ A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻 B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻 C．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，这只元件一定是光敏电阻 D．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，这只元件一定是定值电阻 图6－6‎ ‎　‎ ‎10．如图6－7所示，R1、R2为定值电阻，L为小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时(　　)‎ ‎　　图6－7‎ A．电压表的示数增大 B．R2中电流强度减小 C．小灯泡的高度变强 D．小灯泡的亮度变弱 ‎11．如图6－8所示为测定压力用的电容式传感器，固定电极A和可动电极B组成一个电容器．.可动电极两端固定，当待测压力F施加在可动电极上时，可动电极发生形变．将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流计和电源组成电路，已知电流从电流计正接线柱流入时指针向右偏转，待测压力增大的过程中(　　)‎ A．电容器的电容增大 B．灵敏电流计指针在正中央零刻度处 C．灵敏电流计指针向左偏转 D．灵敏电流计指针向右偏转 图6－8‎ ‎　　　　‎ ‎12．将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图6－9所示，某同学对此图线提供的信息做出了下列判断，正确的应是(　　)‎ ‎　　图6－9‎ A．t＝0.2 s时摆球正经过最低点 B．t＝1.1 s时摆球正经过最低点 C．摆球摆动过程中机械能不守恒 D．摆球摆动的周期T＝1.4 s ‎13．如图6－10所示是家用电冰箱的压缩启动装置的电路，其中运动绕组是电冰箱工作时的电动机定子，由于它是两相的，启动时必须通过启动绕组的帮助才能产生旋转磁场．在启动绕组的支路中串联有一个PTC元件，这是一种以钛酸钡为主要材料的热敏电阻器，电流流过PTC元件，元件发热，它的电阻率随温度先减小后增大发生显著变化，当电动机转起来正常工作以后，PTC元件温度较高，启动绕组电流很小，以下判断正确的是(　　)‎ 图6－10‎ A．电冰箱的电动机启动时比正常工作时耗电少 B．电冰箱的电动机正常工作时比启动时耗电少 C．电冰箱启动后，启动绕组功率不变，运行绕组功率是变化的 D．电冰箱启动后，启动绕组功率是变化的，运行绕组功率不变 ‎14．传感器担负着信息的采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻．热敏电阻阻值随温度变化的图线如图6－11甲所示，图乙是由热敏电阻Rt作为传感器制作的简单自动报警器的线路图．则下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　‎ 图6－11‎ A．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在a处 B．为了使温度过高时报警器响铃，c应接在b处 C．若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P点向右移动 D．如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动都不能报警工作，且电路无故障，可能原因是左边电源电压太低 三、非选择题(本大题共4小题，共50分)按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．‎ ‎15．(12分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约4～5 Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3 V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1 Ω)、直流电压表(内阻约5 kΩ)、滑动变阻器(0～20 Ω)、开关导线若干．‎ ‎(1)在下图方框画出实验电路图，要求测量误差尽可能小；‎ ‎(2)简要写出完成接线后的主要实验步骤．‎ ‎16．(10分)一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，弹簧床对运动员的弹力F的大小随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制起来，如图6－12所示．重力加速度g取10 m/s2，试结合图象，求运动员在运动过程中的最大加速度．‎ 图6－12‎ ‎17．(15分)如图6－13甲所示为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20 kΩ、R2＝10 kΩ、R3＝40 kΩ，RT为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示．当a、b端电压Uab ‎≤0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压Uab>0时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热．问恒温箱内的温度可保持在多少度？‎ ‎ ‎ 甲 　　乙 图6－13　　　　　　　　　　　　　‎ ‎18．(13分)起跳摸高是学生常进行的一项活动，竖直起跳的时间和平均蹬地力的在大小能够反映学生在起跳摸高中的素质．为了测定竖直起跳的时间和平均蹬地力的大小，老师在地面上安装了一个压力传感器，通过它可以在计算机上绘出平均压力与时间的关系图象．小亮同学身高1.72 m，站立时举手达到2.14 m，他弯曲两腿，做好起跳的准备，再用力蹬地竖直跳起，测得他对传感器的压力F与时间t的关系图象如图6－14所示．已知图中网格间距相等，不计空气阻力，g取10 m/s2.求小亮同学起跳摸高的最大高度约为多少？‎ 图6－14‎ ‎第六章综合检测 ‎1．B ‎2．B　解析：磁铁进入线圈时，相当于线圈进入磁场切割磁感线，感应电压均匀增大，速度在均匀增大；完全进入后无感应流；离开时，同理均匀增大．‎ ‎3．B　解析：用手掌挡住后，光敏电阻的电阻增大，所以偏转角小．‎ ‎4．B　‎ ‎5．B　解析：指针向右偏，说明电容器在放电．只有当液面降低时，电容减小，电压不变，电容器极板上的电量减少，通过电源放电．‎ ‎6．D　解析：出现火情时，环境温度升高，使得热敏电阻R2的电阻减小，但变压器输入电压没有变，V1示数不变，变压器的输出电压不变，但输出回路的总电阻减小，输出电流增大，R3两端电压增大，所以V2的示数减小．R1中电流减小，A2的示数减小．输出电流增大，匝数比不变，输入电流增大，A1的示数增大．‎ ‎7．AD　8.AD ‎9．AC　解析：热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小；光敏电阻的阻值会随光照增强而减小．‎ ‎10．AD　解析：当照射光强度增强时，R3减小，外电阻减小，则电流增大，电压表的示数增大，灯L的两端的电压减小，通过灯L的电流强度减小，灯的亮度变弱．由于总电流增大，则通过R2的电流强度一定增大．‎ ‎11．AD ‎12．AC　解析：单摆摆动时，经过最低点时悬线上的拉力最大，由图象可知，A对B错；观察图象可知摆动时经过最低时悬线上的拉力越来越小，说明此单摆受到了空气阻力的作用，机械能不守恒．‎ ‎13．BD　解析：冰箱电机启动时，PTC阻值较小，通过的电流很大．启动绕组和运行绕组产生旋转磁场，使电动机启动，PTC元件因电流流过而发热，电阻跟着变大，电流则跟着变小．直到电阻相当大，启动绕组电流变得相当小，这时电机正常工作．而加在电机运行绕组上的电压不变，运行绕组上的电流也将不变．所以电冰箱启动时耗电大，启动后正常工作时则耗电少；启动后直至正常运行，启动绕组功率是变化的，而运行绕组功率是不变的．‎ ‎14．AD　解析：由热敏电阻随温度变化的图线可知，温度越高电阻越小，电流增大电磁铁的引力增加，吸引弹簧片向a运动，所以A正确，B错误；若使启动报警的温度提高些，即热敏电阻阻值再小些，则滑动变阻器的阻值应再大些，滑片P点应向左移动，C错误；造成工作电路不能正常工作的原因可能是题中乙图中左边电源电压太低或者线圈的匝数太少或者弹簧的劲度系数太大等，所以D正确．‎ 图15‎ ‎15．(12分)(1)如图15所示．‎ ‎(2)①往保温杯中加入一些热水，待温度稳定时读出温度计的值；‎ ‎②调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值；‎ ‎③重复①～②，测量不同温度下的数据；‎ ‎④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线．‎ 解析：因为要求伏安曲线尽可能完整，所以采用分压式电路，且该热敏电阻的阻值比较小，测量电路应接成外接法．‎ ‎16．(10分)解：由题中图象可知，运动员的重力为 mg＝500 N 弹簧床对运动员的最大弹力为Fm＝2500 N 由牛顿第二定律得Fm－mg＝mam 则运动员的最大加速度为am＝40 m/s2.‎ ‎17．(15分)解：如图16所示的电路，设通过R1的电流为IR1，通过R3的电流为IR3.‎ 图16‎ 根据欧姆定律得：‎ Uac＝IR1R1，Ucb＝IR3R3‎ 所以Uab＝Uac－Ucb ‎＝IR1R1－IR3R3＝0‎ 即有：IR3R3＝IR1R1‎ 因有：IR1＝，IR3＝ 则R1＝R3‎ 即：R1RT＝R2R3‎ 得：RT＝＝ kΩ＝20 kΩ 由图知，当RT＝20 kΩ时，对应的温度约为35 ℃.‎ ‎18．(13分)解：从图可知小亮质量为60 kg；它蹬地作用力为1050 N，加速离开地面时间为0.4 s 设它蹬地过程中的平均加速度大小为a，根据牛顿第二定律得F－mg＝ma a＝＝ m/s2＝7.5 m/s2‎ 小亮离开地面时获得的速度约为 v＝at＝3.0 m/s 离开地面后做竖直上抛运动 上升的高度为h′＝＝＝0.45 m 摸高约为H＝h′＋h0＝2.59 m.‎