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2019-2020年高考物理 6-1傳感器及其工作原理同步檢測 新人教版選修3-1 1．關(guān)于干簧管，下列說法正確的是(　　) A．干簧管接入電路中相當(dāng)于電阻的作用 B．干簧管是根據(jù)熱脹冷縮的原理制成的 C．干簧管接入電路中相當(dāng)于開關(guān)的作用 D．干簧管是作為電控元件以實(shí)現(xiàn)自動控制的 答案：CD 2．關(guān)于傳感器的下列說法正確的是(　　) A．所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的 B．金屬材料也可以制成傳感器 C．傳感器主要是通過感知電壓的變化來傳遞信號的 D．以上說法都不正確 答案：B 解析：半導(dǎo)體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成溫度計(jì)，所以A錯，B正確，傳感器不但能感知電壓的變化，還能感受力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量，所以C錯． 3．xx諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”．基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù)，被認(rèn)為是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用．在下列有關(guān)其它電阻應(yīng)用的說法中錯誤的是(　　) A．熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中 B．光敏電阻是一種光電傳感器 C．電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中 D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用 答案：D 解析：考查基本物理常識．熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中，A說法正確；光敏電阻是將光信號與電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的傳感器，B說法正確；電阻絲通過電流會產(chǎn)生熱效應(yīng)，可應(yīng)用于電熱設(shè)備中，C說法正確；電阻對直流和交流均起到阻礙的作用，D說法錯誤． 4．(xx杭州外國語學(xué)校高二期末)如下圖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他量發(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兩極板間的(　　) A．距離變化　　　　　 B．正對面積變化 C．介質(zhì)變化 D．電壓變化 答案：A 解析：振動模前后振動，使振動膜上的金屬層與金屬板間的距離發(fā)生變化，從而將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號． 5．(xx北師大附中高二期中)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；而在白天，即使有光聲音它也沒有反應(yīng)，它的控制電路中可能接入的傳感器是(　　) ①溫度傳感器 ②光傳感器　 ③聲音傳感器 ④熱傳感器 A．①②　　　B．②③　　　C．③④　　　D．②④ 答案：B 解析：樓道燈控制電路中安裝有光聲控延時開關(guān)，它裝有光敏感元件，用于感知外界光線的強(qiáng)弱．還安裝有聲敏感元件用于感知外界聲響．當(dāng)白天外界光線較強(qiáng)時，光聲控延時開關(guān)總處于斷開狀態(tài)，燈不亮；當(dāng)夜晚光線較弱且有聲響時光聲控延時開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，燈亮，延時一段時間后，開關(guān)斷開，燈熄滅． 6．(xx山東齊河高二期中)如下圖所示為光敏電阻自動計(jì)數(shù)器的示意圖，其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻．那么當(dāng)有光照射R1時，信號處理系統(tǒng)獲得________(填高電壓或者低電壓)，信號處理系統(tǒng)每獲得一次________(填高電壓或者低電壓)就記數(shù)一次． 答案：高電壓　低電壓 解析：R1為光敏電阻，當(dāng)有光照射時，R1的阻值變小，R2上的電壓變大，信號處理系統(tǒng)獲得高電壓．當(dāng)傳送帶上的物體擋住光時，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓． 7．在熱敏特性實(shí)驗(yàn)中，為了研究熱敏電阻的阻值隨溫度變化的情況，用如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請指出圖中錯誤之處，R為熱敏電阻． 答案：R應(yīng)全部浸入水中；溫度計(jì)應(yīng)懸在水中． 8．車床在工作時是不允許將手隨便接近飛轉(zhuǎn)的工件的，為了防止萬一，設(shè)計(jì)了下面的光電自動控制安全電路，只要人手不小心靠近了工件，機(jī)器就自動停轉(zhuǎn)，請簡述其工作原理．圖中的A為車床上的電動機(jī)；B為隨電動機(jī)高速轉(zhuǎn)動的工件；C為光源，它發(fā)出的光照在光敏電阻D上；E為電磁鐵；F為銜鐵；G為電源；H為彈簧． 答案：當(dāng)手在C、D間靠近工件時，遮擋住射向光敏電阻的光，光敏電阻的阻值迅速變大，電路中的電流減小，使電磁鐵磁性減弱從而放開銜接，造成電動機(jī)斷路，使工件停轉(zhuǎn)以保證安全． 能力提升 1．為監(jiān)測某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如下圖所示的流量計(jì)．該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口．在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極．污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確的是(　　) A．若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高 B．若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢高 C．污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大 D．污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān) 答案：D 解析：這個題目主要考查電磁感應(yīng)知識，與課本中本節(jié)課介紹的霍爾元件工作原理相似，等效為金屬桿切割類的問題，根據(jù)U＝Bbv，v為污水的流速，b為等效切割的長度，一定要注意這個等效關(guān)系，否則就會得出錯誤的結(jié)論．根據(jù)左手定則可以判斷出，無論污水中正離子較多還是污水中負(fù)離子較多，總是后表面比前表面電勢高，電壓表的示數(shù)與污水中離子濃度無關(guān)．由U＝Bbv和Q＝bcv可知Q＝cU/B，污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān)． 2．利用光敏電阻制作的光傳感器，記錄傳送帶上工作的輸送情況，如圖甲所示為某工廠成品包裝車間的光傳感記錄器，光傳感器B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)出的光時，光傳感器輸出一個電信號，并在屏幕上顯示出電信號與時間的關(guān)系，如圖乙所示，若傳送帶始終勻速運(yùn)動，每兩個工件間的距離為0.2m，則下述說法正確的是(　　) A．傳送帶運(yùn)動的速度是 0.1m/s B．傳送帶運(yùn)動的速度是0.2m/s C．該傳送帶每小時輸送3600個工件 D．該傳送帶每小時輸送7200個工件 答案：BC 解析：在該計(jì)數(shù)裝置中，A是發(fā)光的光源，B是光接收器，B中的主要元件是光電傳感器采用的光敏電阻，當(dāng)傳送帶上沒有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變小，供給信號處理系統(tǒng)的電壓變低；當(dāng)傳送帶上有物品擋住由A射向B的光信號時，光敏電阻的阻值變大，供給信號處理系統(tǒng)的電壓變高．由題中所給條件可計(jì)算出B、C正確． 3．隨著生活質(zhì)量的提高，自動干手機(jī)已進(jìn)入家庭．洗手后，將濕手靠近干手機(jī)，機(jī)內(nèi)的傳感器就開通電熱器加熱，有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出，將濕手烘干，手靠近干手機(jī)能使傳感器工作，是因?yàn)?　　) A．改變濕度 B．改變溫度 C．改變磁場 D．改變電容 答案：D 解析：根據(jù)自動干手機(jī)工作的特征，手靠近干手機(jī)電熱器工作，手撤離后電熱器停止工作，人是一種導(dǎo)體，可以與其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器．手靠近時相當(dāng)于連接一個電容器，可以確定干手機(jī)內(nèi)設(shè)有電容式傳感器，由于手的靠近改變了電容大小，故D正確；用濕度和溫度來驅(qū)動電熱器工作，理論上可行，但是假如干手機(jī)是由于溫度、濕度的變化工作就成了室內(nèi)烘干機(jī)． 4．(xx東北師大附中高二期中)電容式傳感器是用來將各種非電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置．由于電容器的電容C取決于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個因素，當(dāng)某一物理量發(fā)生變化時就能引起上述某個因素的變化，從而又可推出另一個物理量的變化，如圖所示是四種電容式傳感器的示意圖，關(guān)于這四種傳感器的作用，下列說法不正確的是(　　) A．甲圖的傳感器可以用來測量角度 B．乙圖的傳感器可以用來測量液面的高度 C．丙圖的傳感器可以用來測量壓力 D．丁圖的傳感器可以用來測量速度 答案：D 解析：甲圖角度變化能導(dǎo)致極板正對面積變化；乙圖高度變化能導(dǎo)致極板正對面積變化；丙圖F變化能導(dǎo)致極板間距變化；丁圖物體位置變化導(dǎo)致電介質(zhì)變化．所以，甲、乙、丙、丁分別是測角度、高度、壓力、位移的物理量． 5．如下圖所示，R1為定值電阻，R2為負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻，L為小燈泡，當(dāng)溫度降低時(　　) A．R1兩端的電壓增大 B．電流表的示數(shù)增大 C．小燈泡的亮度變強(qiáng) D．小燈泡的亮度變?nèi)? 答案：C 解析：R2與燈L并聯(lián)后與R1串聯(lián)，與電源構(gòu)成閉合電路，當(dāng)熱敏電阻溫度降低時，電阻R2增大，外電路電阻增大，電流表讀數(shù)變小，燈L兩端電壓增大，燈泡亮度變強(qiáng)，R1兩端電壓減小，故C正確，其余各項(xiàng)均錯． 6．(xx嘉興模擬)一臺臭氧發(fā)生器P的電阻為10kΩ，當(dāng)供電電壓等于24V時能正常工作，否則不產(chǎn)生臭氧?，F(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動消毒裝置，要求它在有光照時能產(chǎn)生臭氧，在黑暗時不產(chǎn)生臭氧，擬用一個光敏電阻R1對它進(jìn)行控制，R1的阻值在有光照時為100Ω、黑暗時為1000Ω、允許通過的最大電流為3mA；電源E的電壓為36V、內(nèi)阻不計(jì)；另有一個滑動變阻器R2，阻值為0Ω～100Ω、允許通過的最大電流為0.4A；一個開關(guān)S和導(dǎo)線若干． 臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號如上圖所示．設(shè)計(jì)一個滿足上述要求的電路圖，圖中各元件要標(biāo)上字母代號，其中滑動變阻器兩固定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B(電路圖畫在方框內(nèi))． 解析：為了能控制臭氧發(fā)生器，應(yīng)該使用滑動變阻器的分壓式連接，有光照時P能正常工作，無光照時P不工作．電路如下：