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2019-2020年高二物理暑假作業(yè)11（傳感器） 一、選擇題（本題共8道小題） 1.有些洗衣機設有多段式水位自動感應裝置，該裝置采用的傳感器是（　?。? 　 A． 溫度傳感器 B． 壓力傳感器 C． 生物傳感器 D． 紅外線傳感器 2.許多樓道照明燈具有這樣的功能：天黑時，出現(xiàn)聲音它就開啟；而白天，即使有聲音它也沒有反應，它的控制電路中接入了哪些傳感器（　?。? 　 A． 溫度傳感器 B． 光傳感器 C． 聲音傳感器 D． 熱傳感器 3.酒精測試儀用于對機動車駕駛?cè)藛T是否酒后駕車及其他嚴禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場檢測，它利用的是一種二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器．酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化．在如圖所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對應著傳感器的不同電阻值，這樣，儀表顯示的數(shù)據(jù)就與酒精氣體濃度有了對應關系．如果二氧化錫半導體型酒精氣體傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃度c成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對應關系正確的是（　　） A．U越大，表示c越大，c與U成正比 B. U越大，表示c越大，但c與U不成正比 C．U越大，表示c越小，c與U成反比D．U越大，表示c越小，但c與U不成反比 4.如圖所示的電路中，R1是定值電阻，R2是光敏電阻。已知光敏電阻的阻值隨著光照強度的增加而減小，電源的內(nèi)阻不能忽略。閉合開關S，當光敏電阻上的光照強度增大時，下列說法中不正確的是(　　) A．通過R2的電流增大 B．電容器C所帶的電荷量減小 C．電源的路端電壓增大 D．電源的效率減小 5.有一種測量人體重的電子秤，其原理如圖8中虛線內(nèi)所示，它主要由三部分構(gòu)成：踏板、壓力傳感器R(是一個阻值可隨壓力大小而變化的電阻器)、顯示體重的儀表G(實質(zhì)是理想電流表)。設踏板的質(zhì)量可忽略不計，已知理想電流表的量程為3 A，電源電動勢為12 V，內(nèi)阻為2 Ω，電阻R隨壓力變化的函數(shù)式為R＝30－0.02F(F和R的單位分別是N和Ω)。下列說法正確的是(　　) A．該秤能測量的最大體重是1 400 N B．該秤能測量的最大體重是1 300 N C．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0. 375 A處 D．該秤零刻度線(即踏板空載時的刻度線)應標在電流表G刻度盤0.400 A處 6.計算機光驅(qū)的主要部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號，激光掃描光盤時，激光頭利用光敏電阻自動計數(shù)器將反射回來的脈沖信號傳輸給信號處理系統(tǒng)，再通過計算機顯示出相應信息．光敏電阻自動計數(shù)器的示意圖如圖所示，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計數(shù)器的基本工作原理是（　?。? 　 A． 當有光照射R1時，處理系統(tǒng)獲得低電壓 　 B． 當有光照射R1時，處理系統(tǒng)獲得高電壓 　 C．信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計數(shù)一次 　 D．信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次 7.電子式互感器是數(shù)字變電站的關鍵裝備之一．如圖所示，某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓，ac間的電阻是cd間電阻的（n﹣1）倍，某次測量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U，則輸入端的電壓為（　　） 　 A． nU B． C． （n﹣1）U D． 8.下列的電器中，應用了壓力傳感器的是 A．紅外數(shù)字溫度計 B．天黑自動開啟的路燈 C．數(shù)字體重計D．白熾燈泡 二、實驗題（本題共2道小題） 9.某同學學習傳感器后，用電源、電磁繼電器、滑動變阻器、開關、導線等儀器設計了一個高溫報警器，要求是：正常情況綠燈亮，有險情時電鈴報警．電路如圖所示，圖中儀器還不完整，請完成以下問題： （1）圖中的甲還需要放入的元件是　?。? A．二極管 B．光敏電阻 C．NTC熱敏電阻（阻值隨溫度升高而減?。? D．PTC熱敏電阻（阻值隨溫度升高而增大） （2）電路正確連接之后，該同學調(diào)試過程發(fā)現(xiàn)報警時溫度比預期偏高了一點點．要求在溫度更低一點時就開始報警，則需要調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動頭往　?。ㄌ睢白蟆被颉坝摇保┮苿右稽c． 10.如圖甲是某金屬材料制成的電阻R隨攝氏溫度t變化的圖象，圖中R0表示該電阻在0℃時的電阻值，已知圖線的斜率為k．若用該電阻與電池（電動勢為E、內(nèi)阻為r）、理想電流表A、滑動變阻器R′串聯(lián)起來，連接成如圖乙所示的電路．用該電阻做測溫探頭，把電流表A的電流刻度改為相應的溫度刻度，就得到了一個簡單的“金屬電阻溫度計”． （1）根據(jù)圖甲，溫度為t（t＞0℃）時電阻R的大小為　 　． （2）在標識“金屬電阻溫度計”的溫度刻度時，需要弄清所測溫度和電流的對應關系．請用E、R0、R′（滑動變阻器接入電路的阻值）、k等物理量表示待測溫度t與電流I的關系式t=　 ?。? （3）如果某次測量時，指針正好指在在溫度刻度的10℃到20℃的正中央，則測量值　　15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）． 三、計算題（本題共1道小題） 11.在科技活動中某同學利用自制的電子秤來稱量物體的質(zhì)量，其原理如圖所示，托盤和彈簧的質(zhì)量均不計．變阻器的滑動端與彈簧上端連接（但與彈簧間不通電），當托盤中沒有放物體時，滑動變阻器的滑動觸頭正好在變阻器的最上端；設變阻器的總電阻為R，總長度為 L，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，限流電阻的阻值為R0，彈簧勁度系數(shù)為k，不計一切摩擦和其他阻力，電壓表為理想電壓表． （1）為使電壓表中的電壓讀數(shù)與盤中物體的重力成正比，請你在圖中完成電壓表的連接； （2）所選用電壓表的量程； （3）寫出物體質(zhì)量與電壓表讀數(shù)之間的關系式． 　 試卷答案 1.解：洗衣機設有多段式水位自動感應裝置，是通過不同的壓力轉(zhuǎn)換成電學量，運用的壓力傳感器，故B正確，ACD錯誤； 故選B． 2.解：根據(jù)題意，天黑時，出現(xiàn)聲音它就開啟；而白天，即使有聲音它也沒有反應，故電路中有光傳感器，即使天黑，沒聲音燈也不亮，故用到了聲音傳感器．即控制電路中接入了光傳感器、聲音傳感器． 故選BC 3.B 閉合電路的歐姆定律；常見傳感器的工作原理 解：酒精氣體傳感器和定值電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測R0兩端的電壓．根據(jù)酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，得：=kC（k是比例系數(shù)） ①． 根據(jù)歐姆定律得：== ② 由①②整理得：U= 由數(shù)學知識知，U越大，c越大，但兩者不成正比．故B正確． 故選B 4.C 5.AC 6.BD 傳感器在生產(chǎn)、生活中的應用 解：AB、由題知，當光線照射R1時，R1阻值減小、R總減小，由歐姆定律得：I=且電源電壓不變， 所以電路中的電流增大， 因為R2是定值電阻，U2=IR2， 故R2兩端電壓增大，信號處理系統(tǒng)獲得高壓而計數(shù)， 又因為串聯(lián)電路總電壓等于各分電壓之和， 所以R1兩端的電壓變小，故A錯誤、B正確； CD、當光線照射時，R1阻值增小、R總增小，電路中的電流減大，R2兩端電壓變大， 所以信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計數(shù)一次，故C錯．D正確 故選：BD． 7.解：ac和cd是串聯(lián)形式，由串聯(lián)電路電壓和電阻成正比，ac間的電阻是cd間電阻的（n﹣1）倍，則當某次測量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U，ac間的電壓為（n﹣1）U，故輸入電壓為U+（n﹣1）U=nU，故A正確，BCD錯誤． 故選：A． 8.C 9.解：（1）根據(jù)要求，在常溫下熱敏電阻甲阻值較大，電磁鐵磁性較弱，不能將銜鐵吸下，此時綠燈所在電路接通，綠燈亮，所以為是綠燈； 溫度升高，熱敏電阻阻值較小，控制電路電流增大時，電磁鐵磁性增大，將銜鐵吸下．所以圖中的甲還需要放入的元件是NTC熱敏電阻（阻值隨溫度升高而減小） 故選：C （2）電路正確連接之后，該同學調(diào)試過程發(fā)現(xiàn)報警時溫度比預期偏高了一點點，則是在熱敏電阻的電阻值比較小的時候才報警說明電路中的總電阻值比較大．要求在溫度更低一點時就開始報警，則需要調(diào)節(jié)滑動變阻器，使滑動變阻器的電阻值小一些，則需要將滑動頭往 右移動一些． 故答案為：（1）C，（2）右 10.解：（1）已知圖線的斜率為k，根據(jù)數(shù)學知識得：電阻R的大小為 R=R0+kt． （2）根據(jù)閉合電路歐姆定律得 I= 又R=R0+kt 聯(lián)立得 t=； （3）由上看出，t與I是非線性關系，與歐姆表類似，溫度t的刻度是不均勻的，左密右疏，則知若指針正好指在在溫度刻度的10℃到20℃的正中央，則測量值小于15℃． 故答案為：（1）R0+k t；（2）t=；（3）小于 11.解：（1）電壓表的連接如右圖： （2）根據(jù)閉合電路的歐姆定律，電路中的總電流為 電壓表兩端的最大電壓為等于變阻器兩端的最大電壓： 所以電壓表的量程可等于或略大于 （3）設托盤上放上質(zhì)量為m的物體時，彈簧的壓縮量為x，由題設知： mg=kx， 解得：x=； 由閉合電路歐姆定律可知： I= U=IR′=IR 聯(lián)立求解得： m= 答：（1）為使電壓表中的電壓讀數(shù)與盤中物體的重力成正比，電壓表的連接如上圖所示； （2）所選用電壓表的量程可等于或略大于； （3）物體質(zhì)量與電壓表讀數(shù)之間的關系式為．