高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十六）傳感器及其應(yīng)用（含解析）-人教版高三物理試題

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（三十六）傳感器及其應(yīng)用對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：熱敏電阻的應(yīng)用1．[多選]下列關(guān)于電熨斗的說法中，正確的是()A．電熨斗中的雙金屬片是一種半導(dǎo)體材料B．電熨斗能自動(dòng)控制溫度主要利用了雙金屬片中兩片金屬的膨脹系數(shù)相同C．常溫下，雙金屬片上下觸點(diǎn)是接觸的；溫度過高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分離D．需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)溫度旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移解析：選CD雙金屬片是金屬材料制作的，且上層金屬片的膨脹系數(shù)大于下層金屬片，故A、B錯(cuò)誤；常溫下，上下觸點(diǎn)接觸，溫度過高時(shí)，雙金屬片發(fā)生彎曲使上下觸點(diǎn)分開，起到調(diào)溫作用，故C正確；需要較高溫度熨燙時(shí)，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動(dòng)彈性銅片下移，當(dāng)溫度升到較高，金屬片發(fā)生彎曲較厲害觸點(diǎn)才斷開，故D正確。2．某興趣小組對(duì)火災(zāi)報(bào)警裝置的部分電路進(jìn)行探究，其電路圖如圖甲所示，其中R2是半導(dǎo)體熱敏電阻，它的電阻隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，通過電流表的電流I和a、b間的電壓U與出現(xiàn)火情前相比()A．I變大，U變小 B．I變小，U變小C．I變小，U變大 D．I變大，U變大解析：選A由題圖乙知，溫度越高，R2的阻值越小；當(dāng)出現(xiàn)火情時(shí)，R2減小，R總減小，I總＝eq\f(E,R總)增大，路端電壓U＝E－I總r減小，即a、b間的電壓減?。籖1兩端電壓U1＝I總R1，增大，并聯(lián)電路的電壓U2＝U－U1，減小，I3＝eq\f(U2,R3)減小，故I＝I總－I3增大，即電流表的示數(shù)增大，選項(xiàng)A正確。3．如圖甲為在溫度為10℃左右的環(huán)境中工作的某自動(dòng)恒溫箱原理簡(jiǎn)圖，箱內(nèi)的電阻R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如圖乙所示。當(dāng)a、b端電壓Uab<0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng)Uab>0時(shí)，電壓鑒別器會(huì)使S斷開，停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的溫度恒定在________℃。解析：由題意知，當(dāng)Uab＝0時(shí)，恒溫箱保持穩(wěn)定，根據(jù)串并聯(lián)電路電壓與電阻的關(guān)系可知：R1∶R2＝2∶1，只有R3∶Rt也為2∶1的時(shí)候，才有Uab＝0，所以可知Rt的電阻值為20kΩ，從圖乙可以看出，電阻為20kΩ時(shí)，溫度為35℃。答案：35對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：霍爾元件的應(yīng)用4.(2018·杭州期末)利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件，被廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域?；魻栐话阌砂雽?dǎo)體材料做成，有的半導(dǎo)體中的載流子(即自由電荷)是電子，有的半導(dǎo)體中的載流子是空穴(相當(dāng)于正電荷)。如圖所示，將扁平長(zhǎng)方體形狀的霍爾元件水平放置接入電路，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于霍爾元件的水平面豎直向下，閉合開關(guān)，讓電流從霍爾元件的左側(cè)流向右側(cè)，則其前后兩表面會(huì)形成電勢(shì)差?，F(xiàn)有載流子是電子的霍爾元件1和載流子是空穴的霍爾元件2，兩元件均按圖示方式接入電路(閉合開關(guān))，則關(guān)于前后兩表面電勢(shì)高低的判斷，下列說法中正確的是()A．若接入元件1時(shí)，前表面電勢(shì)高；若接入元件2時(shí)，前表面電勢(shì)低B．若接入元件1時(shí)，前表面電勢(shì)低；若接入元件2時(shí)，前表面電勢(shì)高C．不論接入哪個(gè)元件，都是前表面電勢(shì)高D．不論接入哪個(gè)元件，都是前表面電勢(shì)低解析：選A元件的載流子是自由電子，由左手定則可知，電子受到的洛倫茲力方向向后表面偏，則前表面的電勢(shì)高于后表面的電勢(shì)。若載流子為空穴(相當(dāng)于正電荷)，根據(jù)左手定則，空穴在洛倫茲力的作用下也是向后表面聚集，則前表面的電勢(shì)低于后表面的電勢(shì)；綜上所述，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。5．[多選](2018·昆山月考)如圖所示，厚度為h，寬度為d的金屬導(dǎo)體，當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向(自由電子定向移動(dòng)形成電流)垂直時(shí)在上下表面會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。下列說法正確的是()A．上表面的電勢(shì)高于下表面B．下表面的電勢(shì)高于上表面C．增大h時(shí)，上下表面的電勢(shì)差增大D．增大d時(shí)，上下表面的電勢(shì)差減小解析：選BD根據(jù)左手定則，知自由電子向上偏轉(zhuǎn)，則上表面帶負(fù)電，下表面帶正電，下表面的電勢(shì)高于上表面，故A錯(cuò)誤，B正確。根據(jù)電流的微觀表達(dá)式：I＝neSv＝nedhv可知，h增大時(shí)，載流金屬導(dǎo)體中的載流子運(yùn)動(dòng)的速度減??；根據(jù)evB＝eeq\f(U,h)，解得U＝vBh＝eq\f(I,nedh)·hB＝eq\f(IB,ned)，知與h無關(guān)，與d成反比，故C錯(cuò)誤，D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：電容式傳感器及壓電式傳感器6．(2018·沭陽檢測(cè))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(cè)量角度B．乙圖的傳感器可以用來測(cè)量液面的高度C．丙圖的傳感器可以用來測(cè)量壓力D．丁圖的傳感器可以用來測(cè)量速度解析：選D圖甲所示電容器為可變電容器，通過轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)片改變正對(duì)面積，改變電容，可以用來測(cè)量角度，故A正確。圖乙所示電容器的一個(gè)極板是金屬芯線，另一個(gè)極板是導(dǎo)電液，液面高度的變化影響電容器的正對(duì)面積，故是通過改變電容器兩極間正對(duì)面積而引起電容變化的，可以用來測(cè)量液面的高度，故B正確；丙圖是通過改變極板間的距離，改變電容器的，而對(duì)極板的壓力的大小能改變可變電極與另一個(gè)極板之間的距離，所以可以用來測(cè)量壓力，故C正確；丁圖所示是通過改變電介質(zhì)的位置，改變電容，所以可以用來測(cè)量位移，故D錯(cuò)誤。7.某同學(xué)為了測(cè)量一物體的質(zhì)量，找到了一個(gè)力電轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數(shù)為k)，如圖所示。測(cè)量時(shí)先調(diào)節(jié)輸入端的電壓，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為零；然后在其受壓面上放物體，即可測(cè)得與物體的質(zhì)量成正比的輸出電壓U?，F(xiàn)有下列器材：力電轉(zhuǎn)換器、質(zhì)量為m0的砝碼、電壓表、滑動(dòng)變阻器、干電池各一個(gè)、開關(guān)及導(dǎo)線若干、待測(cè)物體(可置于力電轉(zhuǎn)換器的受壓面上)。請(qǐng)完成對(duì)該物體的測(cè)量。(1)設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求力電轉(zhuǎn)換器的輸入電壓可調(diào)，并且使電壓的調(diào)節(jié)范圍盡可能的大，在方框中畫出完整的測(cè)量電路圖。(2)簡(jiǎn)要說明測(cè)量步驟，求出比例系數(shù)k，并測(cè)出待測(cè)物體的質(zhì)量m。(3)寫出在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的一個(gè)問題。解析：(1)設(shè)計(jì)的電路圖如圖所示。(2)測(cè)量的步驟與結(jié)果：①調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使轉(zhuǎn)換器空載時(shí)的輸出電壓為0。②將砝碼m0放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U0，則U0＝km0g，則k＝eq\f(U0,m0g)。③將待測(cè)物體放在轉(zhuǎn)換器上，記下輸出電壓U，得U＝kmg，所以m＝eq\f(m0U,U0)。(3)①因電源的電壓不夠而輸出的電壓調(diào)不到0。②待測(cè)物體的質(zhì)量超出轉(zhuǎn)換器的測(cè)量范圍。答案：見解析考點(diǎn)綜合訓(xùn)練8．[多選](2018·沭陽期中)傳感器在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，它的種類多種多樣，其性能也各不相同。以下有關(guān)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(dòng)開或關(guān)，是光傳感器的應(yīng)用B．非觸摸式自動(dòng)水龍頭(自動(dòng)感應(yīng)水龍頭)應(yīng)用的傳感器是生物傳感器C．空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一功能的傳感器是溫度傳感器D．電熨斗能夠自動(dòng)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(dòng)開和關(guān)，是由于人體會(huì)發(fā)出紅外線，當(dāng)傳感器探測(cè)到人體發(fā)出的紅外線后，門會(huì)自動(dòng)打開，是光傳感器的應(yīng)用，故A正確；利用紅外線的熱效應(yīng)可以制成多種開關(guān)，本題所涉及的自動(dòng)感應(yīng)水龍頭和智能門就是這一應(yīng)用的體現(xiàn)，自動(dòng)感應(yīng)水龍頭是利用光傳感器而制成的，故B錯(cuò)誤；空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會(huì)自動(dòng)停止工作，這是因?yàn)榭照{(diào)機(jī)使用了溫度傳感器，故C正確；電熨斗能夠自動(dòng)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，故D正確。9．(2018·煙臺(tái)期末)關(guān)于傳感器，下列說法正確的是()A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)B．霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電阻這個(gè)電學(xué)量C．半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁?，它的電阻值越大D．光敏電阻能夠把光照強(qiáng)弱這個(gè)光學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量解析：選D話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，故A錯(cuò)誤；霍爾元件能把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓或電流，而不是轉(zhuǎn)化為電阻，故B錯(cuò)誤；半導(dǎo)體熱敏電阻是溫度傳感器，能夠把溫度這個(gè)熱學(xué)量轉(zhuǎn)換為電阻這個(gè)電學(xué)量，但其電阻隨溫度的增大而減小，故C錯(cuò)誤；光敏電阻一般由半導(dǎo)體材料硫化鎘制成，光照強(qiáng)弱不同時(shí)導(dǎo)電性能不同，即表現(xiàn)為電阻大小不同，故D正確。10．[多選]用磁敏電阻作為傳感器可以探測(cè)空間是否存在磁場(chǎng)，設(shè)計(jì)電路如圖所示，磁敏電阻在沒有磁場(chǎng)時(shí)電阻很小(幾乎為零)，在有磁場(chǎng)時(shí)電阻很大。閉合S1，斷開S2，燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是()A．探測(cè)頭處在無磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，閉合S2，燈泡會(huì)變亮B．探測(cè)頭處在無磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，閉合S2，電流表示數(shù)會(huì)變大C．閉合S2，探測(cè)頭從無磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，燈泡會(huì)變亮D．閉合S2，探測(cè)頭從無磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，電流表的示數(shù)會(huì)變大解析：選BC探測(cè)頭處在無磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，閉合S2，磁敏電阻幾乎為零，此時(shí)燈泡被短路，幾乎不亮，電路中的總電阻減小，電流表示數(shù)變大，故A錯(cuò)誤，B正確；閉合S2，探測(cè)頭從無磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)磁敏電阻增大，總電阻變大，燈泡兩端電壓增大，燈泡變亮，電流表的示數(shù)變小，故C正確，D錯(cuò)誤。11.(2018·鎮(zhèn)江模擬)酒精測(cè)試儀用于對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是否酒后駕車及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器。酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r′的倒數(shù)與酒精氣體的濃度c成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是()A．U越大，表示c越小，c與U成反比B．U越大，表示c越小，但c與U不成反比C．U越大，表示c越大，c與U成正比D．U越大，表示c越大，但c與U不成正比解析：選D酒精氣體傳感器和定值電阻串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)R0兩端的電壓，根據(jù)酒精氣體傳感器的電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，得：eq\f(1,r′)＝kc(k是比例系數(shù))①根據(jù)歐姆定律得：eq\f(U,R0)＝eq\f(E,R0＋r′＋r)②由①②整理得：U＝eq\f(ER0,R0＋\f(1,kc)＋r)由數(shù)學(xué)知識(shí)知，U越大，c越大，但兩者不成正比，故D正確。12．(1)如圖甲所示為某賓館的房卡，只有把房卡插入槽中，房間內(nèi)的燈和插座才會(huì)有電。房卡的作用相當(dāng)于一個(gè)________(填電路元件名稱)接在干路上。(2)如圖乙所示，當(dāng)房客進(jìn)門時(shí)，只要將帶有磁鐵的卡P插入盒子Q中，這時(shí)由于磁鐵吸引簧片，開關(guān)B就接通，通過繼電器J使整個(gè)房間的電器的總開關(guān)接通，房客便能使用室內(nèi)各種用電器。當(dāng)繼電器工作時(shí)，cd相吸，ab便接通。請(qǐng)你將各接線端1、2、3、4、5、6、7、8、9、10適當(dāng)?shù)剡B接起來，構(gòu)成正常的電門卡電路。解析：(1)房卡可以控制房間內(nèi)的燈和插座，不插入槽中，房間內(nèi)所有的燈和插座都不工作，所以房卡相當(dāng)于干路上的開關(guān)。(2)將開關(guān)B與電源E、線圈連成一個(gè)回路；將三個(gè)燈泡所在電路與交流電源接成回路，即按8—7,4—5,6—9,1—3,2—10連接起來，構(gòu)成正常的電門卡電路如圖所示。答案：(1)開關(guān)(2)見解析圖13．(2018·無錫模擬)某同學(xué)要研究一質(zhì)地均勻，圓柱形的熱敏電阻的電阻率隨溫度的變化規(guī)律，其部分步驟如下：(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示，由圖可知其長(zhǎng)度為_______mm；(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑為______mm；(3)該同學(xué)利用以下實(shí)驗(yàn)器材研究熱敏電阻的阻值隨溫度的變化規(guī)律：A．熱敏電阻(常溫下約300Ω)B．溫度計(jì)C．電流表A1(60mA，約10Ω)D．電流表A2(3A、約0.1Ω)E．電壓表V(6V，約15kΩ)F．滑動(dòng)變阻器R1(2kΩ，0.5A)G．滑動(dòng)變阻器R2(50Ω，2A)H．蓄電池(9V,0.05Ω)I．開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干①實(shí)驗(yàn)要求通過熱敏電阻的電流從零開始增加，電流表應(yīng)選擇______，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________。②為精確測(cè)量該熱敏電阻，請(qǐng)?jiān)趫D丙中完成實(shí)驗(yàn)器材的連接。解析：(1)由圖示游標(biāo)卡尺可知，其示數(shù)為：52mm＋6×0.05mm＝52.30