2024-2025學(xué)年新教材高中物理第五章傳感器1認(rèn)識傳感器課后提升訓(xùn)練含解析新人教版選擇性必修第二冊

PAGE3-相識傳感器基礎(chǔ)鞏固1.位移傳感器的工作原理如圖所示,物體M在導(dǎo)軌上平移時(shí),帶動(dòng)滑動(dòng)變阻器的金屬滑片P,通過電壓表顯示的數(shù)據(jù),來反映物體M位移的大小x。假設(shè)電壓表是志向電表,物體M不動(dòng)時(shí),滑片P位于滑動(dòng)變阻器正中間位置,則下列說法正確的是()A.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí),電源內(nèi)的電流會(huì)發(fā)生變更B.物體M運(yùn)動(dòng)時(shí),電壓表的示數(shù)會(huì)發(fā)生變更C.物體M不動(dòng)時(shí),電路中沒有電流D.物體M不動(dòng)時(shí),電壓表沒有示數(shù)解析電壓表為志向電表,則電壓表不分流,故觸頭移動(dòng)時(shí)不會(huì)變更電路的電阻,也就不會(huì)變更電路中的電流,故A錯(cuò)誤;電壓表測的是滑片P左側(cè)電阻分得的電壓,故示數(shù)隨物體M的移動(dòng)亦即觸頭的運(yùn)動(dòng)而變更,故B正確,C、D錯(cuò)誤。答案B2.如圖所示的電路可將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號,該電路中右側(cè)固定不動(dòng)的金屬板b與能在聲波驅(qū)動(dòng)下沿水平方向振動(dòng)的鍍有金屬層的振動(dòng)膜a構(gòu)成一個(gè)電容器,a、b通過導(dǎo)線與恒定電源兩極相接。若振動(dòng)膜a周期性振動(dòng),則()A.a振動(dòng)過程中,a、b板間的電場強(qiáng)度不變B.a振動(dòng)過程中,a、b板所帶電荷量不變C.a振動(dòng)過程中,靈敏電流計(jì)中始終有方向不變的電流D.a向右的位移最大時(shí),a、b板所構(gòu)成的電容器的電容最大解析由于平行板電容器兩極板與電池兩極相連接,兩極板間的電壓U保持不變,依據(jù)場強(qiáng)E=Ud,C=εrS4πkd可推斷A錯(cuò)、D對。再由Q=CU可知,B錯(cuò)。由于答案D3.如圖所示為測定壓力的電容式傳感器,將平行板電容器、靈敏電流表(零刻度在中間)和電源串聯(lián)成閉合回路,當(dāng)壓力F作用于可動(dòng)膜片電極上時(shí),膜片發(fā)生形變,引起電容的變更,導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn),在起先對膜片施加壓力使膜片電極從圖中的虛線推到圖中實(shí)線位置并保持固定的過程中,靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)狀況為(電流從靈敏電流表右接線柱流入時(shí)指針向右偏)()A.向右偏到某一刻度后回到零刻度B.向左偏到某一刻度后回到零刻度C.向右偏到某一刻度后不動(dòng)D.向左偏到某一刻度后不動(dòng)解析壓力F作用時(shí),極板間距d變小,由C=εrS4πkd知,電容器電容C變大,又電壓U不變,依據(jù)答案A實(shí)力提升1.如圖所示,是一個(gè)測定液面高度的傳感器,在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì),放在導(dǎo)電液體中,導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液構(gòu)成電容器的兩極,把這兩極接入外電路,當(dāng)外電路的電流變更說明電容值增大時(shí),則導(dǎo)電液體的深度h變更為()A.h增大 B.h減小C.h不變 D.無法確定解析由題意知,導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的兩極,類似于平行板電容器的兩極,當(dāng)液面高度發(fā)生變更時(shí),相當(dāng)于兩極正對面積發(fā)生變更,會(huì)引起電容的變更,與平行板電容器類比可得,導(dǎo)電液體深度h增大時(shí),導(dǎo)電芯和導(dǎo)電液體正對面積增大,電容器的電容值變大,故選項(xiàng)A正確。答案A2.如圖所示,將金屬塊m用壓縮的輕彈簧卡在一矩形的箱中。在箱的上頂板和下底板裝有壓力傳感器,箱可以沿豎直軌道運(yùn)動(dòng),當(dāng)箱以a=2.0m/s2的加速度豎直向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),上頂板的壓力傳感器顯示的壓力為6.0N,下底板的壓力傳感器顯示的壓力為10.0N(g取10m/s2)。(1)若上頂板壓力傳感器的示數(shù)是下底板壓力傳感器示數(shù)的一半,試推斷箱的運(yùn)動(dòng)狀況;(2)要使上頂板壓力傳感器的示數(shù)為零,箱沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的狀況可能是怎樣的?解析上頂板、下底板的力傳感器供應(yīng)了上下底對物體的壓力,對物體應(yīng)用牛頓其次定律F1+mg-F2=ma,代入數(shù)據(jù)得m=0.5kg。(1)由于彈簧長度不變更,所以下底板的示數(shù)不變,F2=2F1',依據(jù)牛頓其次定律F1'+mg-F2=ma1,代入數(shù)據(jù)得a1=0,物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)當(dāng)上頂板壓力傳感器示數(shù)為零時(shí),下底板壓力傳感器示數(shù)還是不變,由牛頓其次定律F2-mg