2024-2025學(xué)年高中物理第六章傳感器2傳感器的應(yīng)用課時(shí)作業(yè)含解析新人教版選修3-2

PAGEPAGE6傳感器的應(yīng)用一、單項(xiàng)選擇題1．關(guān)于傳感器，下列說法中正確的是(B)A．電熨斗通過壓力傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的自動限制B．動圈式話筒是利用電磁感應(yīng)原理來工作的聲傳感器C．金屬熱電阻是一種將電學(xué)量轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量的傳感器D．火災(zāi)報(bào)警器都是利用溫度傳感器實(shí)現(xiàn)報(bào)警解析：電熨斗是通過雙金屬片溫度傳感器來限制溫度的，選項(xiàng)A錯誤；金屬熱電阻是將熱學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的傳感器，選項(xiàng)C錯誤；有的火災(zāi)報(bào)警器是利用光傳感器實(shí)現(xiàn)報(bào)警，選項(xiàng)D錯誤．2．下列關(guān)于傳感器的說法中正確的是(D)A．霍爾元件能夠把電學(xué)量轉(zhuǎn)換為磁學(xué)量B．干簧管是一種能夠感知電場的傳感器C．電子秤應(yīng)用的是光傳感器D．電飯鍋通過溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度的自動限制解析：霍爾元件能夠把磁感應(yīng)強(qiáng)度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量，A錯誤；干簧管是一種能夠感知磁場的傳感器，能起到開關(guān)作用，B錯誤；電子秤應(yīng)用的是力傳感器，C錯誤；D正確．3．如圖所示是會議室和賓館房間的天花板上裝有的火災(zāi)報(bào)警器的結(jié)構(gòu)原理圖：罩內(nèi)裝有發(fā)光二極管LED、光電三極管和不透亮的擋板．平常間電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，下列說法正確的是(C)A．進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出改變發(fā)出警報(bào)B．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，光電三極管溫度上升，電阻變小，檢測電路檢測出改變發(fā)出警報(bào)C．發(fā)生火災(zāi)時(shí)，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對光有散射作用，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，發(fā)出警報(bào)D．以上說法均不正確解析：平常，光電三極管收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)．當(dāng)有煙霧散射的光照耀到光電三極管上時(shí)，其電阻變小，所連接的電路接通，就會發(fā)出警報(bào)，C正確．4．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)了推斷小車運(yùn)動狀態(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上，中間放置一個絕緣重球．小車向右做直線運(yùn)動過程中，電流表示數(shù)改變與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，下列推斷正確的是(D)A．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動B．從t1到t2時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動C．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻速直線運(yùn)動D．從t2到t3時(shí)間內(nèi)，小車做勻加速直線運(yùn)動5．2008年5月12日，中國四川汶川地區(qū)發(fā)生8.0級大地震，地震發(fā)生后，各路救援人員剛好深化災(zāi)區(qū)，與死神搶時(shí)間，爭分奪秒搶救被埋人員，有些救援隊(duì)借助“生命探測儀”可以發(fā)覺深埋在廢墟中的傷員，如圖，依據(jù)所學(xué)學(xué)問，你認(rèn)為“生命探測儀”可能用到了(A)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：傷員被埋在廢墟中借助紅外線傳感器，可以感知人與四周環(huán)境溫度的差別且傷員與尸體的溫度不同，借助探測儀可以探測到活著的被困人員．二、多項(xiàng)選擇題6．如下圖所示為用熱敏電阻R和電磁鐵L等組成的一個簡潔的恒溫限制電路，其中熱敏電阻的阻值會隨溫度的上升而減?。娫醇着c電磁鐵、熱敏電阻等組成限制電路，電源乙與恒溫箱加熱器(圖中未畫出)相連接．則(BD)A．當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值，銜鐵P將會被吸下B．當(dāng)溫度上升到某一數(shù)值，銜鐵P將會被吸下C．工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端D．工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端解析：溫度上升時(shí)熱敏電阻阻值減小，電流增大，電磁鐵磁性增加，將銜鐵P吸下，B項(xiàng)正確；溫度低時(shí)要求電熱器工作，所以加熱器接在A、B端，D正確．7．計(jì)算機(jī)光驅(qū)的主要部分是激光頭，它可以放射脈沖激光信號，激光掃描光盤信息時(shí)，激光頭利用光敏電阻自動計(jì)數(shù)器將反射回來的脈沖信號傳輸給信號處理系統(tǒng)，再通過計(jì)算機(jī)顯示出相應(yīng)信息．光敏電阻自動計(jì)數(shù)器的示意圖如圖所示．其中R1為光敏電阻，R2為定值電阻，此光電計(jì)數(shù)器的基本工作原理是(AD)A．當(dāng)有光照耀R1時(shí)，處理系統(tǒng)獲得高電壓B．當(dāng)有光照耀R2時(shí)，處理系統(tǒng)獲得低電壓C．信號處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次D．信號處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)數(shù)一次解析：R1是光敏電阻，當(dāng)有光照耀時(shí)，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．由題意知，當(dāng)激光頭放射脈沖光信號，光脈沖等于零時(shí)，信號處理系統(tǒng)獲得低電壓，這種電壓凹凸交替改變的信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字，實(shí)現(xiàn)自動計(jì)數(shù)功能，故A、D正確．8．工業(yè)生產(chǎn)中須要物料配比的地方常用“吊斗式”電子秤，如圖所示的是“吊斗式”電子秤的結(jié)構(gòu)圖，其中實(shí)現(xiàn)稱量的關(guān)鍵性元件是拉力傳感器．拉力傳感器的內(nèi)部電路如圖甲所示，R1、R2、R3是定值電阻，R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R0是對拉力敏感的應(yīng)變片電阻，其電阻值隨拉力改變的圖象如圖乙所示，已知料斗重1×103N，沒裝料時(shí)Uba＝0，g取10m/s2.下列說法中正確的是(AC)A．R3阻值為40kΩB．裝料時(shí)，R0的阻值漸漸變大，Uba的值漸漸變小C．拉力越大應(yīng)變片電阻阻值變大，Uba傳感器的示數(shù)也變大D．應(yīng)變片的作用是把物體形變這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量解析：沒裝料時(shí)，依據(jù)串、并聯(lián)電路規(guī)律可得R1兩端的電壓為：UR1＝eq\f(R1,R1＋R2)×12V＝8V；從R-F圖中可得，沒裝料時(shí)，料斗重1×103N，此時(shí)R0＝20kΩ，所以R3兩端的電壓為UR3＝eq\f(R3,R3＋R0)×12V＝eq\f(12R3,R3＋20)V，因?yàn)榇藭r(shí)Uba＝0，說明R1兩端的電壓和R3兩端的電壓相等，即eq\f(12R3,R3＋20)＝8V，解得R3＝40kΩ，A正確；裝料時(shí)，由于R1所在支路電流恒定，所以a點(diǎn)的電勢恒定，而R3所在支路中R0漸漸增大，該支路電流減小，R3兩端的電壓減小，即b的電勢增大，所以Uba漸漸增大，B錯誤，C正確；應(yīng)變片作用是把拉力這個力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電壓這個電學(xué)量，D錯誤．三、非選擇題9．如圖所示是一種自動限制水溫的裝置，加熱電路的兩個端P、Q應(yīng)接在觸頭a、b之間還是c、d之間？熱敏電阻兩端M、N應(yīng)接在哪兩個觸頭之間？答案：P、Q應(yīng)當(dāng)分別接在觸頭a、b之間M、N應(yīng)分別接e、f解析：P、Q應(yīng)當(dāng)分別接到觸頭a、b之間．同時(shí)，M、N應(yīng)當(dāng)分別接e、f，其工作原理是：當(dāng)水溫上升時(shí)，熱敏電阻阻值減小，電磁鐵中電流增大，吸引力增大，使銜鐵被吸下，a、b斷開，使加熱裝置停止加熱；當(dāng)水溫降低到肯定程度時(shí)，熱敏電阻溫度降低，電磁鐵中電流減小，吸引力減小，銜鐵被彈簧拉上去，使a、b之間連接，加熱裝置起先加熱，從而實(shí)現(xiàn)水溫限制．10.如圖所示為檢測某傳感器的電路圖，傳感器上標(biāo)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(biāo)有“10Ω1A”的字樣，電流表的量程為0.6A，電壓表的量程為3V．求：(1)傳感器的電阻和額定電流；(2)為了確保電路各部分的平安，在a、b之間所加的電源電壓最大值是多少？答案：(1)10Ω0.3A(2)6V解析：(1)R傳＝eq\f(U\o\al(2,傳),P傳)＝eq\f(32,0.9)Ω＝10Ω所以I傳＝eq\f(P傳,U傳)＝eq\f(0.9,3)A＝0.3A.(2)最大電流I＝I傳＝0.3A電源電壓最大值Um＝U傳＋U0U傳為傳感器的額定電壓，U0為R0m＝10Ω時(shí)R0兩端的電壓，即U0＝I傳·R0m＝0.3×10V＝3V所以Um＝U傳＋U0＝3V＋3V＝6V.11．在奧運(yùn)會上，運(yùn)動員參與蹦床項(xiàng)目的競賽．假設(shè)表演時(shí)運(yùn)動員僅在豎直方向運(yùn)動，通過傳感器將彈簧床面與運(yùn)動員間的彈力隨時(shí)間改變的規(guī)律在計(jì)算機(jī)上繪出如下圖所示的曲線，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間＝10m/s2，依據(jù)圖象給出的信息，回答下列物理量能否求出，如能求出，寫出必要的運(yùn)算過程和最終結(jié)果．(1)運(yùn)動員的重力；(2)運(yùn)動員的最大加速度；(3)運(yùn)動員跳起的最大高度．答案：(1)500N(2)40m/s2(3)5m解析：本題中的隱含條件：由圖中可知重力的大小、彈力的最大值以及運(yùn)動員在離開蹦床到落回蹦床經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間．(1)由圖可知G＝500N.(2)由圖可知，運(yùn)動員受到的最大彈力F＝