高中物理粵教版2第三章傳感器單元測試 章末質量評估(三)

章末質量評估(三)(時間：90分鐘分值：100分)一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，選對的得3分，選錯或不答的得0分)1．家用電飯鍋使用的傳感器類型是()A．濕度傳感器 B．聲音傳感器C．紅外傳感器 D．溫度傳感器答案：D2．在電梯門口放置一障礙物，會發(fā)現電梯門不停地開關，這是由于在電梯門上裝有的傳感器是()A．光傳感器 B．溫度傳感器C．聲傳感器 D．壓力傳感器解析：在電梯門口放置一障礙物，電梯門不停地開關，說明電梯門上有一個光傳感器，故A選項正確．答案：A3．下列說法不正確的是()A．話筒是一種常見的紅外線傳感器B．電熨斗內一般裝有雙金屬片溫度傳感器C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器D．熱敏電阻能夠把溫度大小轉換為電阻大小解析：動圈式話筒是通電導體在磁場中受力，變化的電流通過線圈，產生變化的磁場，從而讓揚聲器的膜片振動，產生聲音，故A錯誤；電熨斗通過溫度傳感器實現溫度的自動控制，故B正確；電子秤所使用的測力裝置是力轉換成電信號來顯示大小，屬于力傳感器，故C正確；金屬熱電阻傳感器是利用導體或半導體的電阻隨溫度變化來測量溫度的一種溫度敏感元件，故D正確．答案：A4．2023年3月，日本仙臺發(fā)生級大地震，地震發(fā)生后，各路救援人員及時深入災區(qū)，與死神搶時間，爭分奪秒搶救被埋人員，有些救援隊借助“生命探測儀”可以發(fā)現深埋在廢墟中的傷員，根據所學知識，你認為“生命探測儀”可能用到了()A．紅外線傳感器 B．壓力傳感器C．振動傳感器 D．電容傳感器解析：活人能夠向外傳遞微弱的聲音信息，便于用生命探測儀收集；活人能夠向外輻射紅外線，紅外線屬于電磁波的一個波段，便于用生命探測儀收集，所以只有A選項正確．答案：A5．如圖所示，將一光敏電阻接入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開關置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時，表針的偏角(自左向右)為θ；用手掌擋住部分光線，表針的偏角為θ′，則可判斷()A．θ′＝θ B．θ′＜θC．θ′＞θ D．不能確定解析：光敏電阻的阻值隨光照強度的增強而減小，用手掌擋住部分光線，光敏電阻的阻值變大，表針左偏，偏角減?。鸢福築6．如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：這個聲電傳感器又可歸類到電容傳感器中．由題意對著話筒說話時，振動膜前后振動，則金屬層和金屬板間距離改變，即電容器兩極板間距改變，故導致電容變化的原因可能是電容器兩極間距變化．答案：A7．演示位移傳感器的工作原理如圖所示，物體M在導軌上平移時，帶動滑動變阻器的金屬桿P，通過電壓表顯示的數據，來反映物體位移的大小x，假設電壓表是理想的，則下列說法正確的是()A．物體M運動時，電源內的電流會發(fā)生變化B．物體M運動時，電壓表的示數會發(fā)生變化C．物體M運動時，電路中沒有電流D．物體M不動時，電壓表沒有示數解析：因為整個滑動變阻器被接入電路中，所以移動金屬桿P不能改變滑動變阻器接入電路中的阻值，電流不變，但會改變電壓表的示數．答案：B8．如圖甲(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(guī)律是圖乙中的()圖(a)圖(b)圖甲ABCD圖乙解析：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B正確，A、C、D錯誤．答案：B9．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，在升降機中將重物放在壓敏電阻上，壓敏電阻接在如圖甲所示的電路中，電流表示數變化如圖乙所示，某同學根據電流表的示數變化情況推斷升降機的運動狀態(tài)，下列說法中正確的是()圖甲圖乙A．0～t1時間內，升降機一定勻速運動B．0～t1時間內，升降機可能減速上升C．t1～t2時間內，升降機可能勻速上升D．t1～t2時間內，升降機可能勻加速上升解析：在0～t1時間內，電流恒定，表明壓敏電阻的阻值恒定，則重物對壓敏電阻壓力恒定，則升降機可能處于靜止、勻速運動或勻變速直線運動狀態(tài)，故A選項錯誤，B選項正確；t1～t2時間內，電流在增加，表明壓敏電阻的阻值在減小，則重物對壓敏電阻的壓力在增大，故不可能做勻速運動或勻加速運動，C、D兩項都錯．答案：B10．為了測量蹦床運動員躍起的高度，訓練時在彈性網上安裝壓力傳感器，利用傳感器記錄彈性網所受的壓力，并在計算機上作出壓力—時間圖象．某次訓練作出的圖象如圖所示．設運動員在空中運動時可視為質點，則運動員離開蹦床的速率大約是(g取10m/s2)()A．1m/s B．10m/sC．12m/s D．20m/s解析：由圖可知運動員離開蹦床的時間為2秒，則上升和下降的時間均為1秒，則運動員離開蹦床的速率大約是v＝gt＝10m/s，故選B.答案：B二、多項選擇題(本大題共4小題，每小題4分，共16分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分)11．用計算機輔助實驗系統(DIS)做驗證牛頓第三定律的實驗，如圖所示是把兩個測力探頭的掛鉤鉤在一起，向相反方向拉動，觀察顯示器屏幕上出現的結果．觀察分析兩個力傳感器的相互作用隨著時間變化的曲線，以下結論正確的是()A．作用力與反作用力作用在同一物體上B．作用力與反作用力同時存在，同時消失C．作用力與反作用力大小不一定相等D．作用力與反作用力方向相反解析：牛頓第三定律中作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在一條直線上，作用在兩個物體上．作用力和反作用力同時產生，同時消失．應選B、D.答案：BD12．如圖是測試熱敏電阻R的實驗電路圖，滑動變阻器已調節(jié)到某一適當的值．實驗中觀察到當溫度升高時燈更亮．對實驗現象分析正確的有()A．溫度升高，電路中的電流減小B．溫度升高，電路中的電流增大C．溫度升高，熱敏電阻的阻值增大D．溫度升高，熱敏電阻的阻值減小解析：當溫度升高時，電路中的熱敏電阻的阻值減小，由閉合電路歐姆定律可知：電路中的電流增大，導致燈泡變亮，故選B、D.答案：BD13．如圖所示的是一個電容式傳感器，在金屬線a的外面涂一層絕緣的電介質后放在導電液體中構成一個電容器，a與導電液體就是該電容器的兩極．今使該電容器充電后與電源斷開，并將a與靜電計的導體球相連，插入導電液體中的電極b與靜電計外殼相連，則當導電液體深度h變大時()A．引起兩極間正對面積變大B．電容器的電容將變小C．電容器兩極間的電壓將變小D．以上說法都不正確解析：當導電液體深度h變大時，相當于電容器的兩極板的正對面積變大，由C＝eq\f(εrS,4πkd)知，電容C變大，而電容器充電后與電源斷開，所以電容器所帶電荷量Q不變，由U＝eq\f(Q,C)知，電容器兩極間的電壓將變小．答案：AC14．如圖甲所示為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，并經信號處理器處理后在屏幕顯示出電信號與時間的關系，如圖乙所示．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)．則以下說法正確的是(不計工件擋住光的時間)()圖甲圖乙A．工件的加速度為0.1m/s2B．工件的加速度為0.2m/s2C．當無光照射R1時，光傳感器就輸出一次高電壓D．當無光照射R1時，光傳感器就輸出一次低電壓解析：由題意知，工件做勻變速直線運動且相鄰工件間距依次為5、10、15、20…，有圖乙知相鄰時間間隔為T＝s，Δs＝aT2，得：a＝eq\f(Δs,T2)＝eq\f,m/s2＝0.2m/s2，故A錯誤，B正確；光敏電阻，有光照射電阻較小，無光照射電阻較大，根據電路連接關系知當無光照射R1時，電阻較大，分壓較大，R2分壓較小，故光傳感器就輸出一次低電壓．故C錯誤，D正確．答案：BD三、非選擇題(本題共4小題，共54分．按題目要求作答．解答題應寫出必要的文字說明、方程和重要演算步驟，答案中必須明確寫出數值和單位)15．(14分)為了節(jié)能環(huán)保，一些公共場所使用光控開關控制照明系統．光控開關可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)．(1)某光敏電阻R在不同照度下的阻值如下表，根據表中已知數據，在圖1的坐標系中描繪出了阻值隨照度變化的曲線．由圖象可求出照度為lx時的電阻約為________kΩ.照度/lx電阻/kΩ圖1圖2圖3(2)如圖2所示是街道路燈自動控制模擬電路，利用直流電源為電磁鐵供電，利用照明電源為路燈供電．為達到天亮燈熄、天暗燈亮的效果，路燈應接在______(填“AB”或“BC”)之間，請用筆畫線代替導線，正確連接電路元件．(3)用多用電表“×10Ω”擋，按正確步驟測量圖2中電磁鐵線圈電阻時，指針示數如圖3所示，則線圈的電阻為______Ω.已知當線圈中的電流大于或等于2mA時，繼電器的銜鐵將被吸合．圖2中直流電源的電動勢E＝6V，內阻忽略不計，滑動變阻器有三種規(guī)格可供選擇：R1(0～10Ω，2A)、R2(0～200Ω，1A)、R3(0～1750Ω，0.1A)．要求天色漸暗照度降低至lx時點亮路燈，滑動變阻器應選擇______(填“R1”“R2”“R3”)．為使天色更暗時才點亮路燈，應適當地______(填“增大”或“解析：(1)根據圖象直接讀出對應的照度為lx時的電阻約為kΩ.(2)光敏電阻的電阻值隨光照強度的增大而減小，所以白天時光敏電阻的電阻值小，電路中的電流值大，電磁鐵將被吸住；靜觸點與C接通；晚上時的光線暗，光敏電阻的電阻值大，電路中的電流值小，所以靜觸點與B接通．所以要達到晚上燈亮，白天燈滅，則路燈應接在A、B之間．電路圖如圖．(3)歐姆表的讀數是先讀出表盤的刻度，然后乘以倍率，表盤的刻度是14，倍率是“×10Ω”，所以電阻值是14×10Ω＝140Ω；天色漸暗照度降低至lx時點亮路燈，此時光敏電阻的電阻值是2kΩ，電路中的電流是2mA，R＝eq\f(E,I)－R光＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6,2×10－3)－2000))Ω＝1000Ω，所以要選擇滑動變阻器R3.由于光變暗時，光敏電阻變大，分壓變大，所以為使天色更暗時才點亮路燈，應適當地減小滑動變阻器的電阻．答案：(1)(2)AB如圖(3)140R3減小16.(12分)電熱毯、電飯鍋是人們常用的電熱式家用電器，它們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同．如圖所示為某種電熱式電器的簡化電路圖，主要元件有電阻絲R1，R2和自動開關S.(1)當自動開關S閉合和斷開時，用電器分別處于什么狀態(tài)？(2)用電器由照明電路供電(U＝220V)，設加熱時用電器的電功率為400W，保溫時用電器的電功率為40W，則R1和R2分別為多大？解析：(1)當S閉合時，R2短路，此時電路總電阻最小，由P＝eq\f(U2,R)知，功率最大，為加熱狀態(tài)；當S斷開時，R1、R2串聯，電路總電阻最大，功率最小，為保溫狀態(tài)．(2)S閉合時，為加熱狀態(tài)，有P＝eq\f(U2,R1)①；S斷開時，為保溫狀態(tài)，有P′＝eq\f(U2,R1＋R2)②，聯立①②得R1＝121Ω，R2＝1089Ω.答案：(1)S閉合時，為加熱狀態(tài)S斷開時，為保溫狀態(tài)(2)121Ω1089Ω17.(12分)角速度計可測量飛機、航天器、潛艇的轉動角速度，其結構如圖所示，當系統繞OO′軸轉動時，元件A發(fā)生位移并輸出電壓信號，成為飛機、衛(wèi)星等的制導系統的信息源，已知A的質量為m，彈簧勁度系數為k、自然長度為l，電源電動勢為E、內阻不計，滑動變阻器總長度為l，電阻分布均勻，系統靜止時P在a點，當系統以角速度ω轉動時，推導輸出電壓U和ω的函數關系式．解析：水平方向加速度由彈簧提供，F向＝mω2(l＋Δx)＝kΔx，所以Δx＝eq\f(mω2l,k－mω2).因為U＝IR＝Iρeq\f(Δx,S)，①E＝IR總＝Iρeq\f(l,S).②eq\f(①,②)得：U＝eq\f(Δx,l)·E＝eq\f(E,l)·eq\f(mω2l,k－mω2)＝eq\f(Emω2,k－mω2).答案：U＝eq\f(Emω2,k－mω2)18．(16分)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(tài)，當將小鉛球P放入水平流動的水中時，球向左擺起一定的角度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，它與金屬絲接觸良好，不計摩擦(C端在O點正下方處)．圖中還有電動勢為E的電源(內阻不計)和一只電壓表．(1)請你連接電路，