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2019-2020年高中物理 第5章第3節(jié)大顯身手的傳感器檢測試題 魯科版選修3-2 1.美國科學(xué)家Willard S. Boyle與George E. Smith因電荷耦合器件(CCD)的重要發(fā)明榮獲xx年度諾貝爾物理學(xué)獎．CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器．下列器件可作為傳感器的有(　　) ①發(fā)光二極管　②熱敏電阻?、刍魻栐、芨呻姵? A．①②　　　　　　　　 B．③④ C．①④ D．②③ 解析：選D.熱敏電阻和霍爾元件是常見的傳感器，但干電池和發(fā)光二極管不能作為傳感器，故②③正確． 2.下列情況不可能是由于水位控制裝置損壞引起的是(　　) A．洗衣機不加水 B．洗衣機加水不能自動停止 C．洗衣機不排水 D．洗衣機不洗衣 解析：選C.洗衣機水位控制裝置正常，才能正常加水，且加到合適的水位，若損壞可能導(dǎo)致一直不加水，或一直不停地加水或加足水后洗衣機仍然不洗衣，故A、B、D可能，C不可能． 3.傳感器是把非電學(xué)物理量(如位移、壓力、流量、聲強等)轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的一種元件．如圖所示為一種電容傳感器，電路可將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號．電路中a、b構(gòu)成一個電容器，b是固定不動的金屬板，a是能在聲波驅(qū)動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜．若聲源S發(fā)出頻率恒定的聲波使a振動，則a在振動過程中(　　) A．a(chǎn)、b板之間的電場強度不變 B．a(chǎn)、b板所帶的電荷量不變 C．電路中始終有方向不變的電流 D．向右位移最大時，電容器的電容量最大 解析：選D.a、b始終跟電源相連，電勢差U不變，由于a、b間距離變化，由E＝知場強變化，A錯誤；由C＝知d變小時C變大，a向右位移最大時，電容最大，D正確；由Q＝CU知a、b所帶電荷量變化，電路中電流方向改變，B、C錯誤． 4.用遙控器調(diào)換電視機頻道的過程，實際上就是傳感器把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的過程．下列屬于這類傳感器的是(　　) A．紅外線報警裝置 B．走廊照明燈的聲控開關(guān) C．全自動洗衣機中的壓力傳感裝置 D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 解析：選A.紅外線報警器是當有人或物通過時將紅外線遮住，從而使得光信號被中斷，光電裝置中無電流通過，紅外線報警是將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的裝置，A正確；B項是將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號；C項是利用壓力來傳遞信息；D項則通過溫度實現(xiàn)控制． 5.(xx大慶高二期末)如圖所示是一種自動控制水溫的裝置，加熱電路的兩個端點P、Q應(yīng)接在觸頭________之間(填a、b或c、d)，熱敏電阻兩端M、N應(yīng)接在觸頭________之間． 解析：P、Q應(yīng)分別接到觸頭a、b之間．同時，M、N應(yīng)分別接e、f，其工作原理是：當水溫升高時，熱敏電阻阻值減小，電磁鐵中電流增大，吸引力增大，使銜鐵被吸下，a、b斷開，加熱器裝置便停止加熱；當水溫降低到一定程度時，熱敏電阻溫度降低，電磁鐵中電流減小，吸引力減小，銜鐵被彈簧彈上去，使a、b之間連接，加熱裝置開始加熱，從而實現(xiàn)水溫控制． 答案：a、b　e、f 一、選擇題 1.下列器件不是應(yīng)用溫度傳感器的是(　　) A．電熨斗 B．話筒 C．電飯鍋 D．測溫儀 解析：選B.話筒應(yīng)用的是聲傳感器，電熨斗、電飯鍋、測溫儀應(yīng)用的都是溫度傳感器，故選B. 2.在防治“非典”期間，在機場、車站等交通出入口，使用了紅外線熱像儀，紅外線熱像儀通過紅外線遙感，可檢測出經(jīng)過它時的發(fā)熱病人，從而可以有效控制疫情的傳播．關(guān)于紅外線熱像儀，下列說法正確的是(　　) A．選擇紅外線進行檢測，主要是因為紅外線光子能量小，可以節(jié)約能量 B．紅外線熱像儀通過發(fā)射紅外線照射人體來檢測 C．紅外線熱像儀同時還具有殺菌作用 D．一切物體都能發(fā)射紅外線，而且物體在不同溫度下發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同 解析：選D.紅外線熱像儀是根據(jù)物體發(fā)射的紅外線的頻率和強度不同而工作的，故選項D正確． 3.類人型機器人裝有作為眼睛的“傳感器”，猶如大腦的“控制器”，以及可以行走的“執(zhí)行器”，在它碰到障礙物前會自動避讓并及時轉(zhuǎn)彎．下列有關(guān)該機器人“眼睛”的說法中正確的是(　　) A．是力傳感器 B．是光傳感器 C．是溫度傳感器 D．是聲音傳感器 解析：選B.遇到障礙物會繞開，說明它是光傳感器，B對，A、C、D錯． 4.隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機已進入家庭．洗手后，將濕手靠近自動干手機，機內(nèi)的傳感器便驅(qū)動電熱器加熱，有熱空氣從機內(nèi)噴出，將濕手烘干．手靠近干手機能使傳感器工作，是因為(　　) A．改變了濕度 B．改變了電容 C．改變了溫度 D．改變了磁場 解析：選B.根據(jù)自動干手機工作的特征，即手靠近自動干手機，電熱器開始工作，手撤離自動干手機電熱器停止工作，由此可以判斷傳感器的種類是電容傳感器．人是導(dǎo)體，可以和其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器，手放入時，通過改變電容而使干手機工作，故選B. 5.當客人走近一些大飯店或賓館的門口時，門就會自動打開，是因為門上安裝了某種傳感器．這種傳感器可能是(　　) A．聲音傳感器 B．位移傳感器 C．紅外線傳感器 D．溫度傳感器 解析：選C.這種自動門的特點是人靠近就能打開，不需要發(fā)出聲音，不是聲音傳感器，A錯，把一個木箱推向自動門，門不會自動打開，不是位移傳感器，B錯，不管冬天夏天只要有人靠近就能打開，不是溫度傳感器，D錯，該自動門很可能是紅外線傳感器，C對． 6.傳感器廣泛應(yīng)用在我們的生產(chǎn)生活中，常用的計算機鍵盤就是一種傳感器．如圖所示，鍵盤上每一個鍵的下面都連一小金屬片，與該金屬片隔有一定空氣間隙的是另一小的固定金屬片，這兩金屬片組成一個小電容器．當鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能夠檢測出哪個鍵被按下，從而給出相應(yīng)的信號．這種計算機鍵盤使用的是(　　) A．溫度傳感器 B．壓力傳感器 C．磁傳感器 D．光傳感器 解析：選B.小金屬片被按下時，對該鍵有一個壓力，小金屬片向下移動，兩個極板之間的距離改變，電容改變，將壓力這個力學(xué)量轉(zhuǎn)化為電容這個電學(xué)量，所以計算機鍵盤使用的是壓力傳感器，B正確，A、C、D錯誤． 7.小強用恒溫箱進行實驗時，發(fā)現(xiàn)恒溫箱的溫度持續(xù)升高，無法自動控制．經(jīng)檢查，恒溫箱的控制器沒有故障．參照右圖，下列對故障判斷正確的是(　　) A．只可能是熱敏電阻出現(xiàn)故障 B．只可能是溫度設(shè)定裝置出現(xiàn)故障 C．熱敏電阻和溫度設(shè)定裝置都可能出現(xiàn)故障 D．可能是加熱器出現(xiàn)故障 解析：選C.由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現(xiàn)故障或溫度設(shè)定出現(xiàn)故障都會向控制器傳遞錯誤信息，導(dǎo)致控制器發(fā)出錯誤指令，故C正確，A、B錯誤．若加熱器出現(xiàn)故障，只有一種可能，即不能加熱，而題中加熱器一直加熱才會使溫度持續(xù)升高，故D錯誤． 如圖所示的傳感器可以測物體的位移大小，當接有交流電源的電路中電流表的示數(shù)變大時，說明(　　) A．物體向左運動 B．物體向右運動 C．若物體不動，可能電容器的極板距離變窄 D．若物體不動，電容器的極板距離不可能變窄 解析：選AC.電流表的示數(shù)變大，表明電容器的電容增大，對交流電的容抗減?。娙菰龃蟮脑蛴卸阂皇请娙萜鲀蓸O板間充入電介質(zhì)，即物體向左運動；二是電容器極板間的距離減小，故A、C正確． 壓敏電阻的阻值會隨所受壓力的增大而減小，某位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計了判斷電梯運動狀態(tài)的裝置，其裝置示意圖如圖甲所示，將壓敏電阻平放在電梯內(nèi)，受壓面朝上，在上面放一物體m，電梯靜止時電流表示數(shù)為I0，電梯在運動過程中，電流表的示數(shù)如圖乙所示，下列判斷中正確的是(　　) A．乙圖表示電梯做勻速直線運動 B．乙圖表示電梯做勻加速運動 C．乙圖表示電梯做變加速運動 D．乙圖表示電梯做勻減速運動 解析：選C.從題圖乙可以看出電流增大，由歐姆定律知道壓敏電阻阻值應(yīng)該減小，結(jié)合壓敏電阻特點可以判斷，壓力增大，而且電流逐漸變大，壓力應(yīng)該也是逐漸增大，說明電梯的加速度逐漸增大，所以電梯做變加速運動，A、B、D錯，C對． 角速度計是應(yīng)用傳感器來測量飛機、航天器、潛艇的轉(zhuǎn)動角速度的裝置，其結(jié)構(gòu)如圖所示．當系統(tǒng)繞軸OO′轉(zhuǎn)動時，元件A發(fā)生位移并輸出相應(yīng)的電壓信號，成為飛機、衛(wèi)星等的制導(dǎo)系統(tǒng)的信息源．已知A的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k、自然長度為l，電源的電動勢為E、內(nèi)阻不計．滑動變阻器總長也為l且電阻分布均勻，系統(tǒng)靜止時P在B點，當系統(tǒng)以角速度ω轉(zhuǎn)動時，則(　　) A．電路中電流隨角速度的增大而增大 B．電路中電流不隨角速度的變化而變化 C．彈簧的伸長量為x＝mωl/(k－mω2) D．輸出電壓U與ω的函數(shù)式為U＝Emω2/(k－mω2) 解析：選BD.滑片的移動不影響滑動變阻器接入電路中的電阻變化，故電路中的電流不隨角速度的變化而變化，A錯誤、B正確．由牛頓第二定律得：kx＝m(l＋x)ω2，所以x＝mω2l/(k－mω2)，C錯誤．輸出電壓U＝Ex/l，將x＝mω2l/(k－mω2)代入上式得：U＝Emω2/(k－mω2)，D正確． 二、非選擇題 如圖甲是汽車過橋時對不同類型橋面壓力變化的實驗．采用DIS方法對模型進行測量，其結(jié)果如圖乙中電腦屏幕所示． (1)圖甲中的傳感器為________傳感器； (2)圖甲中①②③分別為三種不同類型的橋面，對于凸形橋①，其相對應(yīng)的壓力圖線應(yīng)是屏幕上的________．(填“a”、“b”或“c”) (3)如增大小球在斜槽上的高度，在圖乙中大致畫出小球通過凸形橋①時的壓力圖線． 解析：(1)由于是將壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，所以是壓力傳感器． (2)橋面如題圖①所示，小球在最高點時對橋的壓力小于重力； 橋面如題圖②所示，小球?qū)虻膲毫Σ蛔?，總等于重力? 橋面如題圖③所示，小球在最低點時對橋的壓力大于重力； 由此可得：對應(yīng)凸形橋①的壓力圖線是電腦屏幕上的c. (3)若增大小球在斜槽上的高度，小球通過凸形橋①時的壓力圖線將向下凹，即如圖所示． 答案：(1)壓力　(2)c　(3)見解析圖 現(xiàn)代汽車在制動時，有一種ABS系統(tǒng)，它能阻止制動時車輪抱死變?yōu)榧兓瑒樱@種滑動不但制動效果不好，而且易使車輛失去控制．為此需要一種測定車輪是否還在轉(zhuǎn)動的裝置．如果檢測出車輪不再轉(zhuǎn)動，就會自動放松制動機構(gòu)，讓輪子仍保持緩慢轉(zhuǎn)動狀態(tài)．這種檢測裝置稱為電磁脈沖傳感器，如圖甲，B是一根永久磁鐵，外面繞有線圈，它的左端靠近一個鐵質(zhì)齒輪，齒輪與轉(zhuǎn)動的車輪是同步的．圖乙是車輪轉(zhuǎn)動時輸出電流隨時間變化的圖象． (1)說明為什么有電流輸出？ (2)若車輪轉(zhuǎn)速減慢了，圖象會變成怎樣？(畫在圖乙上) 解析：(1)當齒輪上的齒靠近線圈時，由于磁化使空間的磁場增強，線圈中的磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，當齒輪離開時，空間的磁場減弱，產(chǎn)生反方向的感應(yīng)電流． (2)車輪轉(zhuǎn)速減慢，電流變化頻率變小，周期變大，電流值變小．如圖所示． 答案：見解析