PAGEPAGE72025高中物理人教版選修3-2教學資源包（名師同步導學）第六章第1節傳感器及其工作原理「基礎達標練」1．(多選)關于傳感器的作用，下列說法中正確的有()A．通常的傳感器可以直接用來進行自動控制B．傳感器可以用來采集信息C．傳感器可以將感受到的一些信號轉換為電學量D．傳感器可以將所有感受到的信號都轉換為電學量解析：選BC傳感器是通過非電學量轉換成電學量來傳遞信號的，不能直接用來進行自動控制，A選項錯誤；傳感器可以用來采集信息，B選項正確；傳感器分不同種類，每種傳感器只感受到特定的信號、并把采集到的信號轉化為電學量，C選項正確，D選項錯誤．2．下列說法正確的是()A．光敏電阻能夠把電信號轉換成光信號B．干簧管是一種能夠感知靜電場的傳感器C．霍爾元件能夠把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量D．電容式位移傳感器能夠把電動勢這個電學量轉化為物體的位移這個力學量解析：選C光敏電阻能夠把光照強弱這個光學量轉換為電阻這個電學量，故A錯誤；干簧管是能夠感知磁場的傳感器，故B錯誤；霍爾元件是能夠把磁感應強度這個磁學量轉換為電壓這個電學量，故C正確；電容式位移傳感是把位移這個力學量轉化為電容這個電學量的，故D錯誤．3．下列有關傳感器的說法正確的是()A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉換為聲信號B．樓梯口的電燈開關裝的兩種傳感器是熱敏電阻和光敏電阻C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器D．半導體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越大解析：選C話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號轉換為電信號，則A錯誤；樓梯口的電燈開關裝的兩種傳感器是聲敏電阻和光敏電阻，則B錯誤；電子秤所使用的測力裝置是力傳感器，則C正確；半導體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越小，則D錯誤．4．唱卡拉OK用的話筒，內有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉變為電信號，下列說法正確的是()A．該傳感器是根據電流的磁效應工作的B．該傳感器是根據電磁感應原理工作的C．膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D．膜片振動時，金屬線圈中不會產生感應電動勢解析：選B當聲波使膜片前后振動時，線圈切割磁感線產生感應電流，將聲音信號變化為電信號，是根據電磁感應原理工作的，故A錯誤，B正確；膜片隨著聲波而周期性振動，穿過金屬線圈的磁通量是周期性變化的，故C錯誤；膜片振動時，金屬線圈切割磁感線，會產生感應電動勢，故D錯誤．5．(多選)如圖所示，在電路中接一段鎢絲，閉合開關，燈泡正常發光，當用打火機給鎢絲加熱時燈泡亮度明顯變暗，根據鎢絲的上述特性，可用鎢絲來制作一個溫度傳感器，下面的說法中正確的是()A．該傳感器利用了鎢絲的物理性質B．該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度變化而變化的特性C．該傳感器能夠把熱學量(溫度)轉換為電學量(電阻)D．該傳感器能夠把電學量(電阻)轉換為熱學量(溫度)解析：選ABC該傳感器利用了鎢絲電阻隨溫度變化而變化的物理性質，即鎢絲的電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小，A、B選項正確；該傳感器能夠把溫度這個熱學量轉換為電阻這個電學量，C選項正確，D選項錯誤．6．(2019·閩侯縣月考)如圖為一種利用電磁原理制作的充氣泵的結構示意圖，其工作原理類似打點計時器．當電流從電磁鐵的接線柱a流入，吸引小磁鐵向下運動時，以下選項中正確的是()A．電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為N極B．電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為S極C．電磁鐵的上端為S極，小磁鐵的下端為N極D．電磁鐵的上端為N極，小磁鐵的下端為S極解析：選C當電流從電磁鐵的接線柱a流入時，根據安培定則可知，電磁鐵的上端為S極，根據同極相斥、異極相吸的原理可知，小磁鐵的下端為N極，C選項正確．7．(多選)在溫控電路中，通過熱敏電阻阻值隨溫度的變化可實現對電路相關物理量的控制．如圖所示電路，R1為定值電阻，R2為半導體熱敏電阻(溫度越高電阻越小)，C為電容器．當環境溫度降低時()A．電容器C的帶電量增大B．電壓表的讀數增大C．電容器C兩板間的電場強度減小D．R1消耗的功率增大解析：選AB當環境溫度降低時，R2變大，電路的總電阻變大，由I＝eq\f(E,R總)知I變小，又U＝E－Ir，電壓表的讀數U增大，B正確；又由U1＝IR1及P1＝I2R1可知U1變小，R1消耗的功率P1變小，D錯誤；電容器兩板間的電壓U2＝U－U1，U2變大，由場強E′＝eq\f(U2,d)，Q＝CU2可知Q、E′都增大，A正確，C錯誤．8．如圖所示，厚度為h、寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的均勻磁場中，當電流通過導體板時，在導體板的上側面A和下側面A′之間會產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應．實驗表明，當磁場不太強時，電勢差U、電流I和B的關系為U＝keq\f(IB,d)，式中的比例系數k稱為霍爾系數．霍爾效應可解釋如下：外部磁場產生的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側，在導體板的另一側會出現多余的正電荷，從而形成橫向電場．橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的電場力．當電場力與洛倫茲力達到平衡時，導體板上下兩側之間就會形成穩定的電勢差．設電流I是由電子的定向移動形成的，電子的平均定向速度為v，電荷量為e，回答下列問題：(1)達到穩定狀態時，導體板上側面A的電勢________(填“高于”“低于”或“等于”)下側面A′的電勢．(2)電子所受的洛倫茲力的大小為________．(3)當導體板上下兩側之間的電勢差為U時，電子所受的電場力的大小為________．(4)由電場力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數為k＝eq\f(1,ne)，其中n代表導體板單位體積中電子的個數．解析：(1)導體中電子運動形成電流，電子運動方向與電流方向相反，利用左手定則可判定電子向A板偏，A′板上出現等量正電荷，所以A板電勢低于A′板電勢．(2)洛倫茲力大小F＝Bev.(3)F電＝Ee＝eq\f(U,h)e.(4)由F＝F電得Bev＝eq\f(U,h)e，即U＝hvB，導體中通過的電流I＝nev·d·h，由U＝keq\f(IB,d)，得hvB＝keq\f(IB,d)，即hvB＝keq\f(nevdhB,d)，得k＝eq\f(1,ne).答案：(1)低于(2)evB(3)eeq\f(U,h)(4)見解析「能力提升練」1．(多選)如圖所示，Rt為正溫度系數熱敏電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動勢為E，內阻為r，eq\o\ac(○,V)為理想電壓表，現發現電壓表示數增大，可能的原因是()A．熱敏電阻溫度升高，其他條件不變B．熱敏電阻溫度降低，其他條件不變C．光照增強，其他條件不變D．光照減弱，其他條件不變解析：選BD電壓表示數變大，而R3為定值電阻，說明流經R3的電流增大，由電路結構可知，這可能是由于Rt減小或R1增大，由熱敏電阻和光敏電阻特性知，可能是由于溫度降低或光照減弱，故B、D正確，A、C錯誤．2．如圖(a)所示的電路中，光敏電阻R2加上圖(b)所示的光照時，R2兩端的電壓變化規律是()解析：選B光敏電阻隨光照的增強電阻減小，電路中電流增大，電阻R1兩端電壓增大，R2兩端電壓減小，但不能減小到零，故選項B正確．3．隨著電子技術的發展，霍爾傳感器被廣泛應用在汽車的各個系統中．其中霍爾轉速傳感器在測量發動機轉速時，情景簡化如圖甲所示，被測量轉子的輪齒(具有磁性)每次經過霍爾元件時，都會使霍爾電壓發生變化，傳感器的內置電路會將霍爾電壓調整放大，輸出一個脈沖信號，霍爾元件的原理如圖乙所示．下列說法正確的是()A．霍爾電壓是由于元件中定向移動的載流子受到電場力作用發生偏轉而產生的B．若霍爾元件的前端電勢比后端低，則元件中的載流子為負電荷C．在其他條件不變的情況下，霍爾元件的厚度c越大，產生的霍爾電壓越高D．若轉速表顯示1800r/min，轉子上齒數為150個，則霍爾傳感器每分鐘輸出12個脈沖信號解析：選B載流子受磁場力而偏轉，故A錯誤；由左手定則可判斷出載流子受力向前端偏轉，若前端電勢變低，意味著載流子帶負電，故B正確；霍爾電壓UH＝eq\f(BI,nqc)，c越大，UH越小，故C錯誤；每個輪齒經過，都會引發一次脈沖，則每分鐘脈沖數量為270000個，故D錯誤．4．電動自行車是一種應用廣泛的交通工具，其速度控制是通過轉動右把手實現的，這種轉動把手稱“霍爾轉把”，屬于傳感器非接觸控制．轉把內部有永久磁鐵和霍爾器件等，截面如圖甲．開啟電源時，在霍爾器件的上下面之間加一定的電壓，形成電流，如圖乙．隨著轉把的轉動，其內部的永久磁鐵也跟著轉動，霍爾器件能輸出控制車速的電壓，已知電壓與車速關系如圖丙．以下關于“霍爾轉把”敘述正確的是()A．為提高控制的靈敏度，永久磁鐵的上、下端分別為N、S極B．按圖甲順時針轉動電動車的右把手，車速將變快C．圖乙中從霍爾器件的左右側面輸出控制車速的霍爾電壓D．若霍爾器件的上下面之間所加電壓正負極性對調，將影響車速控制解析：選B根據霍爾元件的工作原理可知，在霍爾器件的上、下面之間加一定的電壓，形成電流，當永久磁鐵的上下端分別為N、S極時，磁場與電子的移動方向平行，則電子不受洛倫茲力作用，霍爾器件不能輸出控制車速的電勢差，A選項錯誤；當按圖甲順時針轉動把手，導致霍爾器件周圍的磁場增加，那么霍爾器件輸出控制車速的電勢差增大，因此車速變快，B選項正確；永久磁鐵的N、S極可能在左、右側面，或在前、后表面，因此從霍爾器件輸出控制車速的電勢差，不一定在霍爾器件的左、右側面，也可能在前、后表面，C選項錯誤；當霍爾器件的上、下面之間所加電壓正負極性對調，從霍爾器件輸出控制車速的電勢差正負號相反，但由圖丙可知，不會影響車速控制，D選項錯誤．5．如圖所示是自動控制電路的原理圖，a、b間電壓恒定，R1為光敏電阻，R2為定值電阻．當電路中的光敏電阻不受光的照射時用電器可以正常工作．當光敏電阻受光的照射時，其阻值和電流表的示數如何變化？用電器工作狀態怎樣？解析：分析問題時，首先要根據光敏電阻的光敏特性，明確電路中電阻如何變化，然后再運用電路的相關知識進行判斷．受光照射時，光敏電阻的阻值會減小為原來的eq\f(1,1000)～eq\f(1,100)，所以當光照射光敏電阻時，電路總阻值變小，干路電流增大很多，R2兩端電壓增大很多，并聯部分的電壓變得很小，用電器停止工作，電流表示數變得很小．答案：光敏電阻阻值減小，電流表的示數減小用電器停止工作6．如圖所示為檢測某傳感器的電路圖．傳感器上標有“3V0.9W”的字樣(傳感器可看做一個純電阻)，滑動變阻器R0上標有“10Ω1A”的字樣，電流表的量程為0.6A，電壓表的量程為3V．則(1)傳感器的電阻為________Ω，額定電流為________A.(2)為了確保電路各部分的安全，在a、b之間所加的電源電壓最大值是________V.(3)如果傳感器的電阻變化超過標準值1Ω，則該傳感器就失去作用．實際檢測時，將一個恒壓電源加在圖中a、b之間．閉合開關S，通過調節R0來改變電路中的電流和R0兩端的電壓．檢測記錄如下：電壓表示數U/V電流表示數I/A第一次1.480.16第二次0.910.22若不計檢測電路對傳感器電阻的影響，你認為這個傳感器是否仍可使用？________(選填“可以”或“不可以”)，此時a、b所加的電壓是________V.解析：(1)根據功率公式可知，傳感器的電阻R傳＝eq\f(U傳2,P傳)＝10Ω；I傳＝eq\f(P傳,U傳)＝0.3A.(2)為了確保電路各部分安全，要求電路的最大電流Im＝I傳＝0.3A，此時電源電壓最大值：Um＝U傳＋U0，其中U0＝I傳Rm＝3V，電源電壓最大值Um＝U傳＋U0＝6V.(3)第一次實驗時，a、b兩端電壓U＝I1R傳′＋U1＝0.16A×R傳′＋1.48V；第二次實驗時，a、b兩端電壓U＝I2R傳′＋U2＝0.22A×R傳′＋0.91V，聯立解得，R傳′＝9.5Ω，U＝3V．傳感器的電阻變化為ΔR＝R傳－R傳′＝0.5Ω<1Ω.此傳感器仍可使用．答案：(1)100.3(2)6(3)可以3第六章第2節傳感器的應用「基礎達標練」1．街道旁的路燈、江海里的航標燈都要求夜晚亮、白天熄，利用半導體的電學特性制成了自動點亮、熄滅的裝置，實現了自動控制，這是利用半導體的()A．壓敏性 B．光敏性C．熱敏性 D．三特性都利用了解析：選B分析題意可知，要求航標燈夜晚亮、白天熄．通過光來控制電路電流的變化，所以電路中必須存在光傳感器，通過光傳感器來實現自動控制，利用半導體的光敏性，B選項正確．2．(多選)關于電子秤中應變式力傳感器的說法正確的是()A．應變片是由導體材料制成B．當應變片的表面拉伸時，其電阻變大；反之，變小C．傳感器輸出的是應變片上的電壓D．外力越大，輸出的電壓差值也越大解析：選BD應變片多用半導體材料制成，A錯誤；傳感器輸出的是上、下兩應變片上的電壓差，并且隨著外力的增大，輸出的電壓差值也就越大，C錯誤，B、D正確．3．有一種在光照增強或溫度升高時排氣扇都能啟動的自動控制裝置，下列說法正確的是()A．兩個傳感器都是光電傳感器B．兩個傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器C．兩個傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器D．只有光照和溫度都適合時排氣扇才能工作解析：選B題中提到光照增強或溫度升高時排氣扇都能啟動，由此可見兩個傳感器一個是光電傳感器，一個是溫度傳感器，而且排氣扇自動工作只需光照和溫度其中一個滿足條件即可，A、C、D錯誤，B正確．4．(多選)傳感器在日常生活中有著廣泛的應用，它的種類多種多樣，其性能也各不相同．以下有關傳感器的說法正確的是()A.辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開或關，是光傳感器的應用B.非觸摸式自動水龍頭(自動感應水龍頭)應用的傳感器是生物傳感器C.空調機在室內溫度達到設定的溫度后，會自動停止工作，空調機內實現這一功能的傳感器是溫度傳感器D.電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，能控制電路的通斷解析：選ACD辦公大樓的大門能“看到”人的到來或離開而自動開和關，是由于人體會發出紅外線，當傳感器探測到人體發出的紅外線后，門會自動打開，是光傳感器的應用，故A正確；利用紅外線的熱效應可以制成多種開關，本題所涉及的水龍頭和智能門就是這一應用的體現．是利用光傳感器而制成的，故B錯誤；空調機在室內溫度達到設定的溫度后，會自動停止工作，這是因為空調機使用溫度傳感器，故C正確；電熨斗能夠自動控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器，這種傳感器作用是控制電路的通斷，原理是不同的金屬膨脹系數不同，故D正確．5．用于火災報警的離子煙霧傳感器如圖所示．在網罩Ⅰ內有電極Ⅱ和Ⅲ，a、b兩端接電源，Ⅳ是一小塊放射性同位素镅241，它能放射出一種很容易使空氣電離的粒子．正常情況下镅241放射出的粒子使兩個極板間的空氣電離，在a、b間形成較強的電流；發生火災時，大量煙霧進入網罩Ⅰ內，煙塵顆粒吸收其中的帶電粒子，導致電流發生變化，從而報警．下列說法中正確的是()A．镅241射出的是α粒子，有煙霧時電流增強B．镅241射出的是α粒子，有煙霧時電流減弱C．镅241射出的是β粒子，有煙霧時電流增強D．镅241射出的是β粒子，有煙霧時電流減弱解析：選B放射性同位素镅241，它能放射出一種很容易使氣體電離的粒子，知該粒子是α粒子．發生火災時，煙霧進入網罩內，煙塵顆粒吸收空氣中的離子和镅發出的粒子，使得電流減弱．故B正確，A、C、D錯誤．6.慣性制導系統已廣泛應用于彈道式導彈工程中，這個系統的重要元件之一是加速度計．加速度計構造原理的示意圖如圖所示，沿導彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一質量為m的滑塊，滑塊兩側分別與勁度系數均為k的彈簧相連；兩彈簧的另一端與固定壁相連．滑塊原來靜止，彈簧處于自然長度，滑塊上有指針可通過標尺測出滑塊的位移，然后通過控制系統進行制導．設某段時間內導彈沿水平方向運動，指針向左偏離O點的距離為s，則這段時間內導彈的加速度()A．方向向左，大小為eq\f(ks,m) B．方向向右，大小為eq\f(ks,m)C．方向向左，大小為eq\f(2ks,m) D．方向向右，大小為eq\f(2ks,m)解析：選D當指針向左偏離O點的距離為s時，與滑塊相連的左邊彈簧被壓縮s，右邊彈簧被拉伸s，因而彈簧對滑塊的彈力的大小均為ks，且方向均水平向右，即滑塊受到的合力大小為2ks，方向水平向右．由牛頓第二定律可知D正確．7．(多選)如圖是電熨斗的結構圖，下列說法正確的是()A．雙金屬片上層金屬的膨脹系數小于下層金屬B．常溫下，上下觸點接觸，溫度過高時，雙金屬片發生彎曲使上下觸點分離C．需要較高溫度熨燙時，要調節調溫旋鈕，使升降螺絲上升D．雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷解析：選BD電熱絲通電加熱，雙金屬片溫度升高，雙金屬片的膨脹系數上大下小，溫度升高到一定值時，雙金屬片向下彎曲使觸點斷開，停止供電，A錯，B、D對；需要較高溫度熨燙時，要調節調溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移，使雙金屬片稍向下彎曲，這樣要使觸點斷開雙金屬片向下彎曲程度要大一些，溫度也需要更高一些，C錯．8．如圖所示，小鉛球P系在細金屬絲下，懸掛在O點，開始時小鉛球P沿豎直方向處于靜止狀態，當將小鉛球P放入水平流動的水中時，球向左擺動一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．為了測定水流對小球作用力的大小，在水平方向固定一根電阻絲BC，其長為L，它與金屬絲接觸良好，不計摩擦和金屬絲的電阻，C端在O點正下方處且OC＝h.圖中還有電動勢為E的電源(內阻不計)和一只電壓表．請你連接一個電路，使得當水速增大時，電壓表示數增大．解析：如圖所示．設CE＝x，P球平衡時，由平衡條件可得tanθ＝eq\f(F,mg)＝eq\f(x,h)，F為水流對小球作用力①根據閉合電路歐姆定律和部分電路的歐姆定律可得I＝eq\f(E,RL)＝eq\f(U,Rx)②根據電阻定律可得RL＝ρeq\f(L,S)③Rx＝ρeq\f(x,S)④由①②③④式可得U＝eq\f(tanθ·Eh,L)，因為水速越大，θ越大，則U越大．答案：見解析「能力提升練」1．關于電磁灶的加熱原理，下列說法正確的是()①電磁灶加熱與微波爐加熱原理是一樣的②電磁灶是利用電磁感應原理制成的③電磁灶是熱量從灶口傳遞給鍋中的食物達到加熱的目的④電磁灶工作時，灶不會生熱A．②④ B．①③C．①② D．②③解析：選A電磁灶里面的線圈中變化的電流，產生變化的磁場，從而形成渦流，根據電流的熱效應進行加熱，電磁灶工作時，灶不會生熱，故③錯誤，④正確；微波爐是接通電路后，220V交流電經變壓器變壓，在次級產生3.4V低壓交流電對磁控管加熱，同時在另一次級產生2000V高壓電，經鎮流系統加到磁控管的陰、陽兩極之間，使磁控管產生微波，微波輸送至金屬制成的加熱器(爐腔)，被來回反射，微波的電磁作用使食物內的分子高頻運動，從而使食物受熱，故①錯誤，②正確．所以A正確，B、C、D錯誤．2．如圖所示，是一位同學設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??；門關閉會遮蔽紅外線源(紅外線源沒有畫出)．經實際試驗，燈的亮滅能反映門的開、關狀態．門打開時兩燈的發光情況以及R2兩端電壓UR2與門關閉時相比()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：選D門打開R3減小，導致R總減小和I總增加，Ur和UR1變大，UR2＝E－(UR1＋Ur)減小，IR3＝I總－eq\f(UR2,R2)增加，電磁繼電器磁性增強把銜鐵拉下，紅燈亮，綠燈滅，A、B、C錯誤，D正確．3．(2019·遼寧白城月考)如圖為一種溫度自動報警器的原理圖，在水銀溫度計的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是()A．溫度升高至74℃時，L1燈亮，報警B．溫度升高至74℃時，L2燈亮，報警C．溫度升高至78℃時，L1燈亮，報警D．溫度升高至78℃時，L2燈亮，報警解析：選D當溫度低于78℃時，繼電器線圈中沒有電流，此時燈L1亮，但不報警；當溫度升高到78℃時，繼電器線圈有電流，磁鐵吸下銜鐵，燈L2被接通，所以燈L2亮且報警，溫度升高至74℃時，只是燈L1亮，不會報警，故A、B、C選項錯誤，D選項正確．4．(多選)有一種測量人體重的電子秤，其原理如圖中虛線內所示，它主要由三部分構成：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(實質是理想電流表)．設踏板的質量可忽略不計，已知理想電流表的量程為3A，電源電動勢為12V，內阻為2Ω，電阻R隨壓力變化的函數式為R＝30－0.01F(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1400NB．該秤能測量的最大體重是2800NC．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0.375A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0.400A處解析：選BC分析題意可知，理想電流表的量程為3A，故電路中電流為3A時，電子秤測量的體重最大，根據閉合電路歐姆定律可知，I＝eq\f(E,R＋r)，解得R＝2Ω，其中R＝30－0.01F，聯立解得F＝2800N，A選項錯誤，B選項正確；踏板空載時F＝0，代入R＝30－0.01F，解得R＝30Ω，根據歐姆定律得，I＝0.375A，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0.375A處，C選項正確，D選項錯誤．5．同學們在研究傳感器特點時，做了如下兩個實驗：(1)利用傳感器和計算機可以研究快速變化力的大小，實驗時，把圖甲中的小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下落．用這種方法獲得的彈性繩的彈力隨時間變化圖線如圖乙所示．根據圖線所提供的信息，以下判斷正確的是________．A．t1、t2時刻小球速度最大B．t2、t5時刻小球的動能最小C．t3、t4時刻小球的速度相同D．小球在運動過程中機械能守恒(2)溫度傳感器是對溫度敏感的元件，它將感受到的溫度信號轉變成測量的量(一般是電學量)，從而直接反映出其變化．某種材料的R-t圖線如圖丙所示．①它________(選填“能”或“不能”)作為溫度傳感器的感應元件．②把這種材料制成的電阻和一個電熱器串聯，如圖丁，可達到何種自動控制效果？解析：(1)分析小球的運動可知，小球先做自由落體運動，當繩子出現彈力后，小球做加速度減小的加速運動，當重力等于彈力時，速度最大，彈力大于重力時，小球做加速度增大的減速運動，在最低點時，速度為零，小球做往復運動，最終處于靜止狀態，重力等于彈力．對應圖乙可知，t1、t3、t4、t6時刻，彈性繩處于原長，彈力為零，t2、t5時刻，彈力最大，處于最低點，速度為零，故A選項錯誤，B選項正確；小球運動過程中受到重力、彈力和阻力作用，t3、t4時刻小球的速度不等，小球運動過程中機械能不守恒，C、D選項錯誤．(2)①分析圖丙可知，該傳感器電阻隨溫度的變化明顯，可以作為溫度傳感器的感應元件．②根據溫度傳感器的特性可知，電阻隨溫度的升高而增大，根據閉合電路歐姆定律可知，溫度升高后，電流減小，功率減?。疁囟冉档蜁r，電流增大，功率增大，可以起到保持一定溫度的效果．答案：(1)B(2)①能②可達到使電熱器保持一定溫度的效果6．如圖所示是電飯煲的電路圖，S1是一個溫控開關，手動閉合后，當溫度達到居里點(103℃)時，此開關會自動斷開，S2也是一個自動溫控開關，當溫度低于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R1＝R2＝500Ω，加熱電阻絲R3＝50Ω，兩燈電阻不計．(1)分析電飯煲的工作原理；(2)計算加熱和保溫兩種狀態下，電飯煲消耗的電功率之比；(3)簡要回答：如果不閉合開關S1，能將飯煮熟嗎？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，加熱到80℃時，S2自動斷開，S1仍閉合．水燒開后，溫度升到居里點103℃時，開關S1自動斷開，這時飯已煮熟，黃燈亮，電飯煲處于保溫狀態．由于散熱，待溫度降到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．(2)加熱時電飯煲消耗的電功率P1＝eq\f(U2,R并)，保溫時電飯煲消耗的電功率P2＝eq\f(U2,R1＋R并)，兩式中R并＝eq\f(R2R3,R2＋R3)＝eq\f(500×50,500＋50)Ω＝eq\f(500,11)Ω.從而有eq\f(P1,P2)＝eq\f(R1＋R并,R并)＝eq\f(500＋\f(500,11),\f(500,11))＝eq\f(12,1).(3)如果不閉合開關S1，開始S2是閉合的，R1被短路，功率為P1，當溫度上升到80℃時，S2自動斷開，功率降為P2，溫度降低到70℃，S2自動閉合…溫度只能在70℃～80℃之間變化，不能把水燒開，不能煮熟飯．答案：(1)見解析(2)12∶1(3)見解析第六章章末質量檢測卷(三)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共8小題，每小題3分，共24分)1．關于光敏電阻和熱敏電阻，下列說法中正確的是()A．光敏電阻是用半導體材料制成的，其阻值隨光照增強而減小，隨光照的減弱而增大B．光敏電阻是能把光照強度這個光學量轉換為電流這個電學量的傳感器C．熱敏電阻是用金屬鉑制成的，它對溫度感知很靈敏D．熱敏電阻是把熱量這個熱學量轉換為電阻這個電學量的傳感器解析：選A光敏電阻是把光照強度轉換為電阻的元件，熱敏電阻是把溫度轉換為電阻的元件，故B、D錯誤；熱敏電阻與金屬熱電阻是兩個不同的概念，熱敏電阻和光敏電阻都是用半導體材料制成的，某些半導體具有光敏性和熱敏性，金屬熱電阻隨溫度升高電阻增大，但靈敏度不高，故C錯誤．2．下列說法正確的是()A．電飯鍋中的溫度傳感器的主要元件是氧化鐵B．氧化鐵在常溫下具有鐵磁性，溫度很高時失去鐵磁性C．用電飯鍋燒水，水開時能自動斷電D．用電飯鍋煮飯時，若溫控開關自動斷電后，它不能自動復位解析：選D電飯鍋的主要元件為感溫鐵氧體，它在103℃時失去鐵磁性，A、B錯誤；用電飯鍋燒水時，在標準大氣壓下，水溫最高為100℃，電飯鍋不會自動彈開，若無人控制，則會直到水被燒干后才會斷開，C錯誤；電飯鍋開關自動斷電后只能手動復位，D正確．3．許多飲水機，可以保證出水溫度恒定，采取的方法是()A．持續加溫B．設定程式，固定各次加溫時間及加熱時間間隔C．水溫低于設定溫度時加熱，達到設定溫度時，停止加熱D．人工控制加溫按鈕解析：選C飲水機溫度控制系統以調節飲水機溫度為目的，其輸入參數主要是水溫信號和設置的設定溫度．輸出信號主要是溫度顯示、聲光報警和執行加熱．工作時傳感器將溫度傳給單片機，當水溫低于設定溫度時，單片機控制加熱模塊加熱，當溫度高于設定溫度，繼電器斷開，加熱停止．從而實現溫度控制的目標．故選C.4．2007年度諾貝爾物理學獎授予了法國和德國的兩位科學家，以表彰他們發現“巨磁電阻效應”．基于巨磁電阻效應開發的用于讀取硬盤數據的技術，被認為是納米技術的第一次真正應用．在下列有關其他電阻應用的說法中，錯誤的是()A．熱敏電阻可應用于溫度測控裝置中B．光敏電阻是一種光電傳感器C．電阻絲可應用于電熱設備中D．電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用解析：選D熱敏電阻對溫度很敏感，光敏電阻對光照很敏感，電阻絲可用于電加熱，A、B、C正確；交流電、直流電均可通過電阻，電阻對它們均可產生阻礙作用，D錯誤．5.如圖所示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，使電容發生變化，導致話筒所在電路中的其他量發生變化，使聲音信號被話筒轉化為電信號．其中導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．介質變化 D．電壓變化解析：選A話筒中金屬層與金屬板構成平行板電容器，當講話時，振動膜的振動相當于兩極板間的距離發生變化，由平行板電容器C＝eq\f(Q,U)＝eq\f(εrS,4πkd)可知，當d發生變化時，引起電信號的變化，A正確．6.如圖所示是利用電容器測量角度的傳感器示意圖．當動片和定片之間的角度θ發生變化時，電容C便發生變化，測出C的變化情況，就可知道θ的變化情況．選項圖的四個圖象中，能正確反映C和θ間函數關系的是()解析：選A因為電容和兩塊極板之間正對面積的大小是成正比的．而θ的增大使得動片和定片的正對面積減小，所以使得C減小，又θ增大導致正對面積減小是按照線性規律變化的，所以A正確．7．如圖所示，為某商廈安裝的光敏電阻自動計數器的示意圖．其中A是光源，B是由電動機帶動勻速運行的自動扶梯，R1是半導體材料制成的光敏電阻(光照越強，電阻越小)，R2是定值電阻．每當扶梯上有顧客經過．擋住由A射向R1的光線時，計數器就計數一次．此光計數器的基本工作原理是()A．當有光照射R1時，信號處理系統獲得低電壓B．不論有無光照射R1，信號處理系統獲得的電壓都不變C．信號處理系統每獲得一次低電壓就計數一次D．信號處理系統每獲得一次高電壓就計數一次解析：選C由電路圖可知，R1、R2串聯；當有光照射R1時，R1的阻值較小，總阻值較小，由歐姆定律可得電路中電流較大；因R2為定值電阻，則R2兩端的電壓較大；當光線被擋住時，R1的阻值變大，總阻值變大，由歐姆定律可得電路中電流減小；因R2為定值電阻，則R2兩端的電壓減小，故A、B錯誤；當光線被擋住時，R1的阻值變大，則R2兩端的電壓減?。盘柼幚硐到y每獲得一次低電壓就計數一次，故C正確，D錯誤．8.如圖所示，寬度為d、厚度為h的導體放在垂直于它的磁感應強度為B的勻強磁場中，當電流通過該導體時，在導體的上、下表面之間會產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應．實驗表明：當磁場不太強時，電勢差U、電流I和磁感應強度B的關系為U＝keq\f(IB,d)，式中的比例系數k稱為霍爾系數．設載流子的電量為q，下列說法正確的是()A．載流子所受靜電力的大小F＝qeq\f(U,d)B．導體上表面的電勢一定大于下表面的電勢C．霍爾系數為k＝eq\f(1,nq)，其中n為導體單位長度上的載流子數D．載流子所受洛倫茲力的大小F洛＝eq\f(BI,nhd)，其中n為導體單位體積內的電荷數解析：選D電流通過該導體時，在導體的上、下表面之間會產生電勢差，載流子所受靜電力的大小為F＝qeq\f(U,h)，A選項錯誤；載流子的電性未知，不能判斷導體上、下表面的電勢高低，B選項錯誤；載流子處于平衡狀態，qvB＝qeq\f(U,h)，根據電流的微觀表達式I＝nqSv，解得U＝eq\f(hIB,nSq)，其中S＝hd，得U＝eq\f(IB,nqd)＝keq\f(IB,d)，故k＝eq\f(1,nq)，其中n為導體單位體積上的載流子數，C選項錯誤；載流子所受洛倫茲力的大小F洛＝qvB＝eq\f(BI,nhd)，D選項正確．二、多項選擇題(本題共7小題，每小題3分，共21分．全選對的得3分，選對但不全的得2分，有錯選的得0分)9.如圖所示，用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器，下列說法中正確的是()A．嚴重污染時，LDR是高電阻B．輕度污染時，LDR是高電阻C．無論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素決定D．該儀器的使用會因為白天和晚上受到影響解析：選AD嚴重污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A對，B錯；LDR由半導體材料制成，受光照影響電阻會發生變化，C錯；白天和晚上自然光強弱不同，或多或少會影響LDR的電阻，D對．10．如圖所示是一種油箱內油面高度檢測裝置的示意圖．圖中油量表由電流表改裝而成，金屬杠桿的一端接浮標，另一端觸點O接滑動變阻器R.當油箱內油面下降時，下列分析正確的有()A．觸點O向下滑動 B．觸點O向上滑動C．電路中的電流增大了 D．電路中的電流減小了解析：選BD當油箱內油面下降時，浮標下降，由杠桿可以看出觸點O向上滑動，變阻器R的阻值變大，電流減小，所以選項A、C錯誤，B、D正確．11.如圖所示是某居住小區門口利用光敏電阻設計的行人監控裝置，R1為光敏電阻，R2為定值電阻，A、B接監控裝置．則()A．當有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓升高B．當有人通過而遮蔽光線時，A、B之間電壓降低C．當僅增大R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓D．當僅減小R2的阻值時，可增大A、B之間的電壓解析：選BCR1是光敏電阻，有光照射時，電阻變小，當有人通過而遮蔽光線時，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B間的電壓U＝IR2減小，故A項錯誤，B項正確；由閉合電路歐姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，當僅增大R2的阻值時，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故C項正確；當僅減小R2的阻值時，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故D項錯誤．12．小強在用恒溫箱進行實驗時，發現恒溫箱的溫度持續升高，無法自動控制．經檢查，恒溫箱的控制器沒有故障．參照恒溫箱原理圖，下列對故障判斷錯誤的是()A．只可能是熱敏電阻出現故障B．只可能是溫度設定裝置出現故障C．熱敏電阻和溫度設定裝置都可能出現故障D．可能是加熱器出現故障解析：選ABD由恒溫箱原理圖可知，若熱敏電阻出現故障或溫度設定裝置出現故障都會向控制器傳遞錯誤信息，導致控制器發出錯誤指令，故C正確，A、B錯誤；若加熱器出現故障，只有一種可能，即不能加熱，而加熱器一直加熱才會使溫度持續升高，故D錯誤．13．某一電學黑箱內可能有電容器、電感線圈、定值電阻等元件，在接線柱間以如圖所示的Z字形連接(兩接線柱間只有一個元件)．為了確定各元件種類，小華同學把計算機輔助實驗系統中的電流傳感器(相當于電流表)與一直流電源、滑動變阻器、開關串聯后，分別將AB、BC、CD接入電路，閉合開關，計算機顯示的電流隨時間變化的圖象分別如圖a、b、c所示，則如下判斷中正確的是()A．AB間是電容器 B．BC間是電感線圈C．CD間是電容器 D．CD間是定值電阻解析：選ABD接入電容器后，充電過程有短暫的電流，電路穩定后電路中沒有電流；接入電感線圈后由于自感，電流逐漸增大；接入定值電阻后，電流保持一定值，故AB間為電容器，BC間為電感線圈，CD間為定值電阻，所以A、B、D正確，C錯誤．14．某溫度檢測、光電控制加熱裝置原理如圖所示．圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高，阻值減小)，用來探測加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強度增大，阻值減小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻(虛線框內兩元件距離很近)．當R處溫度升高時()A．L變亮 B．R3的電流減小C．E2的路端電壓增大 D．R的功率減小解析：選AD當R處溫度升高時，RT阻值變小，小燈泡L的光照強度增大，RG阻值變小，通過R2的電流變大，E2的路端電壓變小，R兩端電壓變小，通過的電流也變小，功率變小，通過R3的電流變大，A、D選項正確．15．如圖所示為用熱敏電阻R和電磁鐵L等組成的一個簡單的恒溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會隨溫度的升高而減小．電源甲與電磁鐵、熱敏電阻等組成控制電路，電源乙與恒溫箱加熱器(圖中未畫出)相連接．則()A．當溫度降低到某一數值時，銜鐵P將會被吸下B．當溫度升高到某一數值時，銜鐵P將會被吸下C．工作時，應該把恒溫箱內的加熱器接在C、D端D．工作時，應該把恒溫箱內的加熱器接在A、B端解析：選BD溫度升高時，熱敏電阻阻值減小，電流增大，電磁鐵磁性增強，將銜鐵P吸下，選項B正確；溫度低時，要求加熱器工作，所以加熱器應接在A、B端，選項D正確．三、非選擇題(本題共5小題，共55分)16．(7分)工人在鍛壓機、沖床、鉆床等機器上勞動時，稍有不慎就會把手壓在里面，造成工傷事故．工廠中大都是利用光電控制設備來避免事故發生的．如圖所示為光控繼電器的示意圖，它由電源、光電管(當有光照射時，在陰