2020版高中物理 第4章 传感器与现代社会章末检测试卷 沪科版选修3-2

2020版高中物理 第4章 传感器与现代社会章末检测试卷 沪科版选修3-2

第4章 传感器与现代社会 章末检测试卷(四)‎ ‎(时间：90分钟　满分：100分)‎ 一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分，其中1～6题为单选题，7～10题为多选题.)‎ ‎1.传感器的种类多种多样，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，空调机内使用的传感器是(　　)‎ A.生物传感器 B.红外传感器 C.温度传感器 D.压力传感器 答案　C ‎2.有一种在光照或温度升高时排气扇都能启动的自动控制装置，下列说法正确的是 (　　)‎ A.两个传感器都是光电传感器 B.两个传感器分别是光电传感器和温度传感器 C.两个传感器可能分别是温度传感器、电容式传感器 D.只有光照和温度都适合时排气扇才能工作 答案　B 解析　题中提到有光照或温度升高时排气扇都能自动控制，由此可见两个传感器一个是光电传感器，一个是温度传感器，而且排气扇自动工作只需光照或温度一个满足条件即可，A、C、D错，B对.‎ ‎3.用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列属于这类传感器的是 (　　)‎ 7‎ 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 答案　A ‎4.与一般吉他以箱体的振动发声不同，电吉他靠拾音器发声.如图1所示，拾音器由磁体及绕在其上的线圈组成.磁体产生的磁场使钢质琴弦磁化而产生磁性，即琴弦也产生自己的磁场.当某根琴弦被拨动而相对线圈振动时，线圈中就会产生相应的电流，并最终还原为声音信号.下列说法中正确的是(　　)‎ 图1‎ A.若磁体失去磁性，电吉他仍能正常工作 B.换用尼龙材质的琴弦，电吉他仍能正常工作 C.琴弦振动的过程中，线圈中电流的方向不会发生变化 D.拾音器的作用是利用电磁感应把琴弦的振动转化成电信号 答案　D ‎5.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2甲所示，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，电流表示数如图乙所示，下列判断正确的是(　　)‎ 图2‎ 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 答案　D 7‎ 解析　当小车有向右的恒定加速度时，球对压敏电阻的压力是恒力，压敏电阻的阻值就保持不变，电路中有恒定的电流，故从题图乙可看出，从0到t1，压敏电阻受的压力为恒力(可能为零)，小车可能做匀速运动，也可能做匀加速运动，而从t1到t2时间内，压敏电阻所受压力大于从0到t1时的压力，且越来越大，t2到t3时间内，压敏电阻受恒力且大于从0到t1时的压力，故从t1到t2时间内，小车做加速度越来越大的运动，从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动.‎ ‎6.氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测.它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在图3甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标.有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导(即电阻的倒数)—CO浓度曲线如图乙所示，请判断，下列选项中电压表示数U0与一氧化碳浓度c之间的对应关系正确的是 (　　)‎ 图3‎ 答案　B 解析　由题图乙知一氧化碳浓度越高，传感器电阻越小，电路中的电流越大，电压表示数U0越大，B正确.‎ ‎7.关于传感器的作用，下列说法中正确的是 (　　)‎ A.传感器都能进行自动控制 B.传感器可以用来采集信息 C.传感器可以将感受到的一些信号转换为电学量 D.传感器可以将所有感受到的信号都转换为电学量 答案　BC 解析　传感器是将感受的非电学量转化为电学量的仪器，不同的传感器感受不同的信号，B、C对.‎ ‎8.电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图4所示.Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电.当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流.当膜片向右运动的过程中，则(　　)‎ 7‎ 图4‎ A.电容变大 B.电容变小 C.导线AB中有向左的电流 D.导线AB中有向右的电流 答案　AC ‎9.如图5所示电路中，电源电动势为E，内阻为r，RT为负温度系数热敏电阻，RG为光敏电阻，闭合开关后，小灯泡L正常发光，由于环境改变(光照或温度)，发现小灯泡亮度变暗，则引起小灯泡变暗的原因可能是(　　)‎ 图5‎ A.温度不变，光照增强 B.温度升高，光照不变 C.温度降低，光照增强 D.温度升高，光照减弱 答案　AC ‎10.如图6所示是霍尔元件的示意图，一块通电的铜板放在磁场中，铜板的前、后板面垂直于磁场，板内通有如图方向的电流，a、b是铜板上、下边缘的两点，则(　　)‎ 图6‎ A.电势φa＞φb B.电势φb＞φa C.仅电流增大时，|φa－φb|增大 D.其他条件不变，将铜板改为NaCl溶液时，电势结果仍然一样 答案　BC 7‎ 解析　铜板中的自由电荷是电子，电子定向移动的方向与电流的方向相反，由左手定则可判断出电子因受洛伦兹力作用向a侧偏转，所以φb＞φa，B正确，A错误；因|φa－φb|＝RH，所以电流增大时，|φa－φb|增大，C正确；若将铜板改为NaCl溶液，溶液中的正、负离子均向a侧偏转，|φa－φb|＝0，即不产生霍尔效应，故D错误.‎ 二、填空题(本题共2小题，共10分)‎ ‎11.(4分)目前有些居民区内楼道灯的控制，使用的是一种延时开关，该延时开关的简化原理如图7所示.图中D是红色发光二极管(只要有很小的电流通过就能使其发出红色亮光)，R为限流电阻，K为按钮式开关，虚线框内S表示延时开关电路，当按下K接通电路瞬间，延时开关触发，相当于S闭合，这时释放K后，延时开关S约在1 min后断开，灯泡熄灭.根据上述信息和原理图，我们可推断：‎ 按钮开关K按下前，发光二极管是______(填“发光的”或“熄灭的”)，按钮开关K按下再释放后，灯泡L发光持续时间约________ min.这一过程中发光二极管是______.限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比，应满足R________RL的条件.‎ 图7‎ 答案　发光的　1　熄灭的　≫‎ 解析　开关K按下前，S断开，有电流经过发光二极管，故发光二极管是发光的.当按下开关K后，延时开关S闭合，二极管和R被短路，二极管不发光，由于延时开关S约1 min后断开，故灯泡L能持续发光1 min，由于R为限流电阻，且二极管只要有很小的电流通过就能发光，故应满足R≫RL.‎ ‎12.(6分)如图8所示，实线是某同学利用力传感器悬挂一钩码在竖直方向由静止开始运动，数据采集器记录下的力传感器中拉力的大小变化情况.从图中可知道该钩码的重力约为________N，A、B、C、D四段图线中钩码处于超重状态的为________，处于失重状态的为________.‎ 图8‎ 7‎ 答案　10　A、D　B、C 解析　当钩码静止时，传感器的拉力为10 N，此时钩码受力平衡，即钩码的重力为10 N.当力传感器读数大于重力时，钩码处于超重状态，即A、D段.当力传感器读数小于重力时，钩码处于失重状态，即B、C段.‎ 三、简答题(本题共4小题，共50分)‎ ‎13.(10分)(1)用如图9甲所示的传感器可以测运动物体的位移，说明它的工作原理是什么？‎ ‎(2)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件，它的结构是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，如图乙所示，它是传感器吗？‎ ‎　‎ 图9‎ 答案　见解析 解析　(1)它可以将位移变化转化为电容信号，当物体向左运动时，电容增大；向右运动时，电容减小.‎ ‎(2)它是传感器，可以感知磁场.‎ 玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片，当存在磁场时，如条形磁铁靠近，两个簧片被磁化而相互吸引接触，灯泡就发光，因此能感知磁场的存在.‎ ‎14.(12分)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变化的特性工作的.在图10甲中，电源的电动势E＝9.0 V，内 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，其阻值与温度的变化关系如图乙中的R－t图线所示.闭合开关，当R的温度等于‎20℃‎时，电流表示数I1＝2 mA；当电流表的示数I2＝3.6 mA时，热敏电阻R的温度是多少？‎ ‎　‎ 图10‎ 答案　‎‎120℃‎ 解析　温度为‎20℃‎时R为4 kΩ，由I＝，得Rg＝500 Ω，‎ 若I＝3.6 mA，可得R＋Rg＝2.5 kΩ，则R＝2 kΩ 7‎ 根据题图乙得，此时温度为‎120℃‎.‎ ‎15.(14分)某种电饭锅的工作原理图如图11所示，煮饭时开关S是闭合的，红色指示灯亮；饭熟后(温度大约为‎103℃‎)保护开关S自动断开，黄灯亮.‎ 图11‎ ‎(1)电阻R1的作用是保护红色指示灯不致因电流过大而烧毁，与电饭锅发热板的等效电阻相比，二者大小应有什么关系？为什么？‎ ‎(2)通常情况下用这种电饭锅烧水时，它的自动断电功能是否起作用？为什么？‎ 答案　见解析 解析　(1)R1应该远大于发热板的等效电阻.因为红色指示灯只起指示作用，R1和红色指示灯消耗的电功率应远小于发热板的功率，两者又是并联接入电路的，电压相同，所以流过R1和红色指示灯的电流应远小于流过发热板的电流，因此R1应该远大于发热板的等效电阻.‎ ‎(2)不起作用.水沸腾时的温度为‎100℃‎，烧开时水温不会达到‎103℃‎，所以自动断电功能不起作用.‎ ‎16.(14分)如图12是一种防汛报警器的原理图，S是触点开关，B是一个漏斗形的竹片圆筒，里面有浮子A，请你说明这种报警器的工作原理.‎ 图12‎ 答案　见解析 解析　由题图可以看出，水面上升时，浮子A在漏斗形的竹片圆筒内上浮，顶起金属板.当水面上升达到警戒水位时，使触点开关S闭合，电磁铁的电路连通，电磁铁通电有磁性，吸下衔铁使报警电路的触点开关闭合，灯亮发出防汛警报.‎ 7‎