高考物理第一轮复习实验12　传感器的简单使用（含解析）

高考物理第一轮复习实验12　传感器的简单使用（含解析）

‎ 实验(十二)　[实验12　传感器的简单使用]‎ ‎1．在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力F随时间t变化的图象，则图S12－1所示的图象中可能正确的是(　　)‎ A　　　　　B　　　　　C　　　　　D 图S12－1‎ ‎2．当前，传感器被广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，不正确的是(　　)‎ A．电视机对无线遥控信号的接收主要是采用了光电传感器 B．电子体温计中主要是采用了温度传感器 C．电脑所用的光电鼠标主要是采用声波传感器 D．电子秤中主要是采用了力电传感器 ‎3．(双选)如图S12－2甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光敏电阻R1能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光，光传感器B就输出一个电信号，并经信号处理器处理后在屏幕显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带保持匀加速运动，每个工件均相对传送带静止，且相邻工件间距依次为5、10、15、20……(单位：cm)则以下说法正确的是(不计工件挡住光的时间)(　　)‎ 图S12－2‎ A．工件加速度为‎0.1 m/s2‎ B．工件加速度为‎0.2 m/s2‎ C．当无光照射R1时，光传感器就输出一次高电压 D．当无光照射R1时，光传感器就输出一次低电压 ‎4. 2012·镇江模拟(双选)如图S12－3所示的电路中，当半导体材料做成的热敏电阻浸泡到热水中时，电流表示数增大，则说明(　　)‎ A．热敏电阻在温度越高时，电阻越大 B．热敏电阻在温度越高时，电阻越小 C．半导体材料温度升高时，导电性能变差 D．半导体材料温度升高时，导电性能变好 图S12－3‎ ‎5．图S12－4是电熨斗的结构图，下列说法不正确的是(　　)‎ 图S12－4‎ A．双金属片上层金属的膨胀系数小于下层金属 B．常温下，上、下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上、下触点分离 C．需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移 D．双金属片温度传感器的作用是控制电路的通断 图S12－5‎ ‎6．(双选)一中学生为发射的“神舟八号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化为如图S12－5所示．连接在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动触头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值．关于这个装置在“神舟七号”载人飞船发射、运行和回收过程中示数的判断正确的是(　　)‎ A．飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数仍为正 B．飞船在竖直加速升空的过程中，如果电压表的示数为正，则飞船在竖直减速返回地面的过程中，电压表的示数为负 C．飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零 D．飞船在圆轨道上运行时，电压表示数所对应的加速度大小应约为‎9.8 m/s2‎ ‎7．(双选)如图S12－6所示，‎ 电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知(　　)‎ 图S12－6‎ A．电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指 B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大 C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小 D．如果用戴了手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作 图S12－7‎ ‎8．2012·泰安模拟酒精测试仪用于机动车驾驶人员是否酗酒及其他严禁酒后作业人员的现场检测．它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图S12－7所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻．这样，电压表的指针就与酒精气体浓度有了对应关系．如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是(　　)‎ A．U越大，表示c越大，c与U成正比 B．U越大，表示c越大，但是c与U不成正比 C．U越大，表示c越小，c与U成反比 D．U越大，表示c越小，但是c与U不成反比 ‎9．2012·枣庄模拟 某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电转换器，该转换器的输出电压正比于受压面的压力(比例系数为k)．如图S12－8所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压．现有下列器材：力电转换器、质量为m0的砝码、电压表、滑动变阻器、干电池各一个，开关及导线若干，待测物体(可置于力电转换器的受压面上)．‎ ‎(1)设计一个电路，要求力电转换器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，画出完整的测量电路图；‎ ‎(2)简要说明测量步骤，求出物体的质量与输出电压的比例系数k，并测出待测物体的质量m.‎ 图S12－8‎ ‎10．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.将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)画出实验电路图；‎ ‎(2)根据电路图，在如图S12－10所示的实物图上连线；‎ 图S12－10‎ ‎(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤．‎ 实验(十二)‎ ‎1．D　[解析] 该同学站在压力传感器上完成一次下蹲动作过程中，先向下加速，后向下减速，其加速度先向下后向上，即先失重后超重，D正确．‎ ‎2. C　[解析] 电视机对无线遥控信号的接收主要是接收红外线，选项A正确；电子体温计最核心的元件就是感知温度的NTC温度传感器，电子体温计是利用温度传感器输出电信号，再将电流信号转换成液晶数字显示温度，选项B正确；电脑所用的光电鼠标主要是采用光电传感器，选项C错误；电子秤中主要是采用了应变片，属于力电传感器，选项D正确. ‎ ‎3．BD　[解析] a＝＝ m/s2＝‎0.2 m/s2.有光照射R1时，R1的阻值变小，R2两端电压变大，光传感器就输出一次高电压．无光照射R1时，R1的阻值变大，R2两端电压变小，光传感器就输出一次低电压．‎ ‎4．BD　[解析] 由于电流增大，说明热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，即导电性能变好，选项B、D正确．‎ ‎5．A　[解析] 双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，当温度过高时，双金属片向下弯曲，断开电路，选项A错误，选项D正确；常温下，上下触点接触；温度过高时，双金属片发生弯曲使上下触点分离，选项B正确；调节调温旋钮，使升降螺丝下压弹性铜片时，可使触点的分离温度升高，选项C正确．‎ ‎6．AD　[解析] 该装置在地面上静止时，kx＝mg，指针指在表盘中央的零刻度处；飞船在加速上升的过程中，kx>mg，滑动头下移，此时电压表的示数为正；飞船在竖直减速返回地面的过程中，加速度方向向上，此时电压表示数仍为正，选项A正确，选项B错误；飞船在圆轨道上运行时，飞船中的重物处于完全失重状态，a＝g，弹簧恢复原长，电压表示数不为零，选项C错误，选项D正确．‎ ‎7．AB　[解析] 电容触摸屏在原理上手指是一个电容器元件的一个极板，导体层是另一个极板，A正确；手指与屏的接触面积越大，即两个极板的正对面积越大，故电容越大，B正确，C错误；如果戴了手套或手持不导电的物体触摸时没有反应，这是因为手与导体层距离较大，不能引起导体层电场明显的变化，D错误．‎ ‎8. B　[解析] 设酒精气体传感器的可变电阻为Rx，电压表示数U＝IR0＝，Rx越小，U越大，但U与不成正比，而酒精浓度c与成正比，所以U与c不成正比．综上所述，只有选项B正确．‎ ‎9．(1)设计电路如图所示．‎ ‎(2)测量步骤如下：‎ ‎①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；‎ ‎②将质量为m0的砝码放在转换器的受压面上，记下输出电压U0；‎ ‎③将待测物体放在转换器的受压面上，记下输出电压U1；‎ ‎④因为U0＝km‎0g、U1＝kmg，所以可求得k＝，m＝.‎ ‎10. (1)如图甲所示　(2)如图乙所示　(3)略 ‎　　　　甲　　　　　　　　　　　乙 ‎[解析] 常温下待测热敏电阻的阻值(约4～5 Ω)较小，电流表应选用外接法．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，热敏电阻两端的电压由零逐渐增大，滑动变阻器选用分压式．‎ 完成接线后的主要实验步骤：①往保温杯里加一些热水，待温度计稳定时读出温度计值；②调节滑动变阻器，快速测出几组电压表和电流表的值；③重复①和②，测量不同温度下的数据；④绘出各测量温度下的热敏电阻的伏安特性曲线．‎