物理人教版選修3-2課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十二）傳感器及其工作原理

課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十二）傳感器及其工作原理1．光傳感器的作用是()A．利用光敏電阻將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)B．利用光敏電阻將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)C．利用光敏電阻將光信號(hào)與電信號(hào)互相轉(zhuǎn)化D．以上說(shuō)法都不正確解析：選A光傳感器是利用光信號(hào)的強(qiáng)弱對(duì)應(yīng)電阻不同而實(shí)現(xiàn)把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的。2．關(guān)于傳感器工作的一般流程，下列說(shuō)法中正確的是()A．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量→轉(zhuǎn)換元件B．電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→非電學(xué)量C．非電學(xué)量→敏感元件→轉(zhuǎn)換元件→轉(zhuǎn)換電路→電學(xué)量D．非電學(xué)量→轉(zhuǎn)換電路→轉(zhuǎn)換元件→敏感元件→電學(xué)量解析：選C傳感器工作的一般流程為非電學(xué)量eq\o(→,\s\up7(被))敏感元件eq\o(→,\s\up7(感知，然后通過(guò)))轉(zhuǎn)換元件eq\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再通過(guò)))轉(zhuǎn)換電路eq\o(→,\s\up7(將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成,易于傳輸或測(cè)量的))電學(xué)量，因此A、B、D錯(cuò)，C對(duì)。3．[多選]如圖所示是用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡(jiǎn)易水污染指示器，下列說(shuō)法中正確的是()A．嚴(yán)重污染時(shí)，LDR是高電阻B．輕度污染時(shí)，LDR是高電阻C．無(wú)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(huì)因?yàn)榘滋旌屯砩鲜艿接绊懡馕觯哼xAD嚴(yán)重污染時(shí)，透過(guò)污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A對(duì)，B錯(cuò)；LDR由半導(dǎo)體材料制成，受光照影響電阻會(huì)發(fā)生變化，C錯(cuò)；白天和晚上自然光強(qiáng)弱不同，或多或少會(huì)影響LDR的電阻，D對(duì)。4．有一電學(xué)元件，溫度升高時(shí)其電阻減小，這種元件可能是()A．金屬導(dǎo)體 B．光敏電阻C．熱敏電阻 D．霍爾元件解析：選C金屬導(dǎo)體電阻一般隨溫度升高而增大，光敏電阻是隨光照強(qiáng)度的增大而減小，正溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小，霍爾元件隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的增大而增大，故C對(duì)，A、B、D錯(cuò)。5．[多選]如圖所示，電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長(zhǎng)的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個(gè)低電壓交流電場(chǎng)。在觸摸屏幕時(shí)，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)特殊電容(耦合電容)，電流由四邊電極流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會(huì)計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置。由以上信息可知()A．電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指B．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C．當(dāng)用手觸摸屏幕時(shí)，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D．如果用戴了較厚手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動(dòng)作解析：選AB電容觸摸屏在原理上把人體當(dāng)做電容器的一個(gè)極板，把導(dǎo)體層當(dāng)做另一個(gè)極板，故A正確；手指與屏的接觸面積越大，兩個(gè)極板的正對(duì)面積越大，故電容越大，B正確，C錯(cuò)誤；如果戴了手套或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時(shí)沒(méi)有反應(yīng)，這是因?yàn)槭峙c導(dǎo)體層距離較大，不能引起導(dǎo)體層電場(chǎng)的變化，D錯(cuò)誤。6.[多選]如圖所示是某居住小區(qū)門(mén)口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置，R1為光敏電阻、R2為定值電阻，A、B接監(jiān)控裝置，則()A．當(dāng)有人通過(guò)而遮住光線時(shí)，A、B之間電壓升高B．當(dāng)有人通過(guò)而遮住光線時(shí)，A、B之間電壓降低C．當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，可增大A、B之間的電壓D．當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，可增大A、B之間的電壓解析：選BCR1是光敏電阻，當(dāng)有人通過(guò)而遮住光線時(shí)，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(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；由閉合電路歐姆定律得U＝E－I(R1＋r)，當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故C項(xiàng)正確；當(dāng)減小R2的阻值時(shí)，電路中的電流增大。A、B間的電壓U減小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.如圖所示，一段長(zhǎng)方體形導(dǎo)電材料，左右兩端面的邊長(zhǎng)分別為a和b，內(nèi)有帶電荷量為q的某種自由運(yùn)動(dòng)電荷。導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí)，測(cè)得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢(shì)比下表面的低。由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)及自由運(yùn)動(dòng)電荷的正負(fù)分別為()A．eq\f(IB,|q|aU)負(fù) B．eq\f(IB,|q|aU)正C．eq\f(IB,|q|bU)負(fù) D．eq\f(IB,|q|bU)正解析：選C因?qū)щ姴牧仙媳砻娴碾妱?shì)比下表面的低，故上表面帶負(fù)電荷，根據(jù)左手定則可判斷自由運(yùn)動(dòng)電荷帶負(fù)電，則B、D兩項(xiàng)均錯(cuò)；設(shè)長(zhǎng)方體形材料長(zhǎng)度為L(zhǎng)，總電荷量為Q，則其單位體積內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)為eq\f(Q,|q|ab·L)，當(dāng)電流I穩(wěn)恒時(shí)，材料內(nèi)的電荷所受電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力相互平衡，則有eq\f(UQ,a)＝BIL，故eq\f(Q,|q|ab·L)＝eq\f(IB,|q|bU)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。8．如圖甲所示的電路中，光敏電阻R2加上圖乙所示的光照時(shí)，R2兩端的電壓變化規(guī)律是()解析：選B光敏電阻隨光照的增強(qiáng)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(xiàng)B正確。9．壓敏電阻的阻值隨所受壓力的增大而減小，有位同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷小車(chē)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置，其工作原理如圖甲所示，將壓敏電阻和一塊擋板固定在絕緣小車(chē)上，中間放置一個(gè)絕緣重球。小車(chē)向右做直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電流表示數(shù)如圖乙所示，下列判斷正確的是()A．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析：選D在0～t1內(nèi)，I恒定，壓敏電阻阻值不變，由小球的受力不變可知，小車(chē)可能做勻速或勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在t1～t2內(nèi)，I變大，壓敏電阻阻值變小，壓力變大，小車(chē)做變加速運(yùn)動(dòng)，A、B均錯(cuò)。在t2～t3內(nèi)，I不變，壓力恒定，小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)，D對(duì)。10.為監(jiān)測(cè)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圖所示的流量計(jì)。該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左、右兩端開(kāi)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(chǎng)，在前、后兩個(gè)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(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U。若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說(shuō)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(shì)高B．若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高C．污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)越大D．污水流量Q與U成正比解析：選D由左手定則可以判斷出正離子較多時(shí)，正離子受到的洛倫茲力使其向后表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致后表面電勢(shì)比前表面電勢(shì)高，同理，負(fù)離子較多時(shí)，負(fù)離子向前表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致前表面電勢(shì)比后表面電勢(shì)低，故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)前、后表面間的最高電壓為U，則eq\f(qU,b)＝qvB，所以U＝vBb，由此可知U與離子濃度無(wú)關(guān)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；因Q＝vbc，而U＝vBb，所以Q＝eq\f(Uc,B)，D項(xiàng)正確。11.如圖所示，是自動(dòng)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(dāng)電路中的光敏電阻不受光的照射時(shí)用電器可以正常工作。(1)當(dāng)光敏電阻受光的照射時(shí)，其阻值和電流表的示數(shù)如何變化？(2)當(dāng)光敏電阻受光的照射時(shí)，用電器工作狀態(tài)怎樣？解析：分析問(wèn)題時(shí)，首先要根據(jù)光敏電阻的光敏特性，明確電路中電阻如何變化，然后再運(yùn)用電路的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行判斷。受光照射時(shí)，光敏電阻的阻值會(huì)減小為原來(lái)的eq\f(1,1000)～eq\f(1,100)，所以當(dāng)光照射時(shí)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(lián)部分的電壓變得很小，用電器停止工作，電流表示數(shù)變得很小。答案：(1)減小減小(2)停止工作12.如圖所示，小鉛球P系在細(xì)金屬絲下，懸掛在O點(diǎn)，開(kāi)始時(shí)小鉛球P沿豎直方向處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)將小鉛球P放入水平流動(dòng)的水中時(shí)，球向左擺動(dòng)一定的角度θ，水流速度越大，θ越大。為了測(cè)定水流對(duì)小球作用力的大小，在水平方向固定一根電阻絲BC，其長(zhǎng)為L(zhǎng)，它與金屬絲接觸良好，不計(jì)摩擦和金屬絲的電阻，C端在O點(diǎn)正下方處，且OC＝h。圖中還有電動(dòng)勢(shì)為E的電源(內(nèi)阻不計(jì))和一只電壓表。請(qǐng)你連接一個(gè)電路，使得當(dāng)水速增大時(shí)，電壓表示數(shù)增大。解析：電路圖如圖所示。設(shè)C