《2020高考物理單元卷 傳感器的原理及應(yīng)用（通用）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020高考物理單元卷 傳感器的原理及應(yīng)用（通用）（10頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第四模塊 第十章 第三單元一、選擇題1在街旁的路燈，江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮，白天熄，利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實現(xiàn)了自動控制，這是利用半導(dǎo)體的()A壓敏性 B光敏性C熱敏性 D三種特性都利用解析：街旁的路燈和江海里的航標(biāo)，都是利用了半導(dǎo)體的光敏性，夜晚電阻大，白天電阻小答案：B2傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖17所示是一種測定壓力的電容式傳感器，當(dāng)待測壓力F作用于可動膜片電極時，可使膜片發(fā)生形變，引起電容的變化將電容器、靈敏電流計和電源串聯(lián)成閉合電路，那么()圖17A當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將減小B當(dāng)F向上壓膜片電極時，電容將增大C若電流計有示數(shù)，則壓力F發(fā)生

2、變化D若電流計有示數(shù)，則壓力F不發(fā)生變化解析：當(dāng)待測壓力作用于可動膜片電極上時，可使膜片發(fā)生形變，從而引起電容的變化，當(dāng)F向上壓膜片電極時，相當(dāng)于兩極間距離減小，由C可知電容器電容變大；將電容器、靈敏電流計、電源串聯(lián)組成閉合電路，如果有恒力F的作用，電容變大，電容器充滿電之后，電流計中無示數(shù)，如果力F發(fā)生變化，電容器的電容不斷變化，電源不斷給電容器充電、放電， 電流計有示數(shù)，說明壓力F發(fā)生變化答案：BC3一中學(xué)生為發(fā)射的“神舟七號”載人飛船設(shè)計了一個可測定豎直方向加速度的裝置，其原理可簡化為如圖18所示連接在豎直彈簧上的重物與滑動變阻器的滑動觸頭連接，該裝置在地面上靜止時其電壓表的指針指在表盤

3、中央的零刻度處，在零刻度的兩側(cè)分別標(biāo)上對應(yīng)的正、負(fù)加速度值關(guān)于這個裝置在“神舟七號”載人飛船發(fā)射、運行和回收過程中示數(shù)的判斷正確的是()圖18A飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數(shù)為正，則飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)仍為正B飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數(shù)為正，則飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)為負(fù)C飛船在圓軌道上運行時，電壓表的示數(shù)為零D飛船在圓軌道上運行時，電壓表示數(shù)所對應(yīng)的加速度大小應(yīng)約為9.8 m/s2解析：該裝置在地面上靜止時，kxmg，指針指在表盤中央的零刻度處；飛船在加速上升的過程中，kxmg，滑動頭下移，此時，電壓表的示數(shù)為正；飛

4、船在豎直減速返回地面的過程中，加速度方向向上，此時電壓表示數(shù)仍為正，故A對B錯；飛船在圓軌道上運行時，飛船中的物體處于完全失重狀態(tài)，ag，彈簧恢復(fù)原長，電壓表示數(shù)不為零，故C錯D對答案：AD4圖19所示的是某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光敏電阻R1能接收到發(fā)光元件A發(fā)出的光，每當(dāng)工件擋住A發(fā)出的光，光傳感器B就輸出一個電信號，并經(jīng)信號處理器處理后在屏幕上顯示出電信號與時間的關(guān)系，如圖20所示若傳送帶保持勻加速運動，每個工件均相對傳送帶靜止，且相鄰工件間距依次為5、10、15、20(單位：cm)則下列說法正確的是(不計工件擋住的時間)()A工件的加速度為0.1 m/s2B工件的加速度為0.2

5、 m/s2C當(dāng)無光照射R1時，光傳感器就輸出一次高電壓D當(dāng)無光照射R1時，光傳感器就輸出一次低電壓解析：由xaT2得，a m/s20.2 m/s2，故A錯B對當(dāng)無光照射R1時，其阻值變大，R1兩端電壓升高，R2兩端電壓降低，故光傳感器就輸出一次低電壓，C錯D對答案：BD5圖21是一火警報警器電路的示意圖其中R3為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，這種半導(dǎo)體熱敏材料的電阻率隨溫度的升高而增大值班室的顯示器為電路中電流表，電源兩極之間接一報警器當(dāng)傳感器R3所在處出現(xiàn)火情時，顯示器的電流I、報警器兩端的電壓U的變化情況是()AI變大，U變小 BI變小，U變大CI變小，U變小 DI變大，U變大解析：當(dāng)R3

6、處出現(xiàn)火情時，其電阻增大，電路中的總電阻增大，總電流減小，路端電壓增大，所以報警器兩端的電壓增大，其中電流表支路的電流也增大答案：D6(2020年廣州畢業(yè)綜合測試)如圖22是一位同學(xué)設(shè)計的防盜門報警器的簡化電路示意圖門打開時，紅外光敏電阻R3受到紅外線照射，電阻減小；門關(guān)閉會遮蔽紅外線源(紅外線源沒有畫出)經(jīng)實際試驗，燈的亮滅能反映門的開、關(guān)狀態(tài)門打開時兩燈的發(fā)光情況以及R2兩端電壓UR2與門關(guān)閉時相比()A紅燈亮，UR2變大B綠燈亮，UR2變大C綠燈亮，UR2變小D紅燈亮，UR2變小解析：門打開R3減小，導(dǎo)致R總減小和I總增加，Ur和UR1變大，UR2E(UR1Ur)減小，IR3I總增加，電

7、磁繼電器磁性增強把銜鐵拉下，紅燈亮，綠燈滅，A錯誤，D正確答案：D7如圖23是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面鍍有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu)成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在電路中的其它量發(fā)生變化，使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號，其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的()A距離變化 B正對面積變化C介質(zhì)變化 D電壓變化解析：人對著話筒說話時，使振動膜前后振動，使電容器兩極間距離變化，由C，可導(dǎo)致電容C變化答案：A8如圖24所示為一測定液面高低的傳感器示

8、意圖，A為固定的導(dǎo)體芯，B為導(dǎo)體芯外面的一層絕緣物質(zhì)，C為導(dǎo)電液體，把傳感器接到圖示電路中，已知靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向相同如果發(fā)現(xiàn)指針正向右偏轉(zhuǎn)，則導(dǎo)電液體的深度h變化為()Ah正在增大Bh正在減小Ch不變D無法確定解析：由電源極性及電流方向可知，A、B構(gòu)成的電容器上的電荷量減小，據(jù)C，電容C在減小，可推知正對面積S減小，即h在減小答案：B9家用電熱滅蚊器中電熱部分的主要部件是PTC元件，PTC元件是由酞酸鋇等半導(dǎo)體材料制成的電阻器，其電阻率與溫度的關(guān)系如圖25所示，由于這種特性，PTC元件具有發(fā)熱、控溫兩重功能，對此以下說法中正確的是()A通電后其功率先增大后減小B通電后其功率先減

9、小后增大C當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1到t2的某一值不變D當(dāng)其產(chǎn)生的熱量與散發(fā)的熱量相等時，溫度保持在t1或t2不變解析：根據(jù)PTC元件的電阻率隨溫度變化的曲線可知：在常溫下，它的電阻是相當(dāng)小的，通入電流以后，隨著溫度的升高，其電阻率先變小后增大，那么它的功率先變大，后變小，溫度保持在t1到t2的某一值不變，這時候電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，如果溫度再升高，電阻率變大，導(dǎo)致電流變小，溫度就會降下來；如果溫度降低，電阻率減小，導(dǎo)致電流變大，溫度就會升上去，所以本題正確答案為A、C.答案：AC二、計算、論述題10一熱敏電阻阻值隨溫度變化的圖象如圖26甲所示，請應(yīng)用這一熱敏電阻自行設(shè)計一控

10、制電路，當(dāng)溫度高于某一值后紅色指示燈亮，而溫度低于這一值時綠色指示燈亮，并且說明滑動變阻器的作用給你的器材有：如圖乙所示的繼電器一只(a、b為常閉觸點，c、d為常開觸點)、熱敏電阻一只、滑動變阻器一只、紅綠指示燈各一個、兩個獨立的電池組、開關(guān)兩個、導(dǎo)線若干答案：設(shè)計的電路圖如下圖27所示圖27此方案中滑動變阻器的作用：主要是通過調(diào)節(jié)滿足對熱敏電阻的要求11如圖28示是電飯煲的電路圖，S1是一個控溫開關(guān)，手動閉合后，當(dāng)此開關(guān)溫度達到居里點(103)時，會自動斷開S2是一個自動控溫開關(guān)，當(dāng)溫度低于70時，會自動閉合；溫度高于80時，會自動斷開紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈分流電阻R1R

11、2500 ，加熱電阻絲R350 ，兩燈電阻不計圖28(1)分析電飯煲的工作原理(2)計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比解析：(1)電飯煲盛上食物后，接上電源，S2自動閉合，同時手動閉合S1，這時黃燈短路，紅燈亮，電飯煲處于加熱狀態(tài)加熱到80時，S2自動斷開，S1仍閉合；水燒開后，溫度升高到居里點103時，開關(guān)S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態(tài)由于散熱，待溫度降至70時，S2自動閉合，電飯煲重新加熱，溫度達到80時，S2又自動斷開，再次處于保溫狀態(tài)(2)加熱時電飯煲消耗的電功率P1，保溫時電飯煲消耗的電功率P2，兩式中R并 .從而有.答案：(1)略(2)1211

12、2如圖29所示是一種懸球式加速度儀，它可以用來測定沿水平軌道運動的列車的加速度，m是一個金屬球，它系在金屬絲的下端，金屬絲的上端懸掛在O點，AB是一根長為L的電阻絲，其電阻值為R.金屬絲與電阻絲接觸良好，摩擦不計，電阻絲的中點C焊接一根導(dǎo)線從O點也引出一根導(dǎo)線，兩線之間接入一個電壓表V(金屬絲和導(dǎo)線電阻不計)；圖中虛線OC與AB垂直，且OCh，電阻絲AB接在電壓為U的直流穩(wěn)壓電源上，整個裝置固定在列車中使AB沿著前進的方向，列車靜止時金屬絲呈豎直狀態(tài)，當(dāng)列車加速或減速前進時，金屬絲將偏離豎直方向，從電壓表的讀數(shù)變化可以測出加速度的大小圖29(1)當(dāng)列車向右勻加速運動時，試寫出加速度a與電壓表讀

13、數(shù)U的關(guān)系式，以便重新刻制電壓表表面使它成為直接可讀出加速度數(shù)值的加速計(2)用此裝置測得的最大加速度是多少？(3)為什么C點設(shè)置在電阻絲AB的中間？對電壓表的選擇有什么特殊要求？解析：(1)設(shè)列車加速度為a時懸掛小球的金屬絲偏離豎直方向角，這時小球受到的合外力為Fmgtan，根據(jù)牛頓第二定律Fma得這時的加速度表達式為agtan，因為tan，將此式代入上式得ag該式就是觸點D的位移跟加速度的關(guān)系式從電路部分看，設(shè)此時電壓表的讀數(shù)為U，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓與電阻成正比，對均勻電阻絲來說，應(yīng)有電壓與電阻絲長度成正比，即：DCl故ag上式中g(shù)、U、l、h都是常數(shù)，表明U與a成正比；根據(jù)上式可以將電壓表上的電壓讀數(shù)一一對應(yīng)改寫成加速度的數(shù)值，電壓表便改制成了加速度計(2)這個裝置測得最大加速度的情況是D點移到A點，這時的電壓表讀數(shù)U，所以amax.(3)C點設(shè)置在AB的中間的好處是：利用這個裝置還可以測定列車做勻減速運動的加速度，這時小球偏向OC線的右方電壓表要零點在中間，量程大于.答案：(1)ag(2)(3)還可以測定列車做勻減速運動時的負(fù)加速度電壓表的零點在中間，量程大于