课时作业(18) 传感器（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册（粤教版2019）

课时作业(18)　传感器 1．物理传感器是利用物质的物理性质和物理效应感知并检测出相关信息的，化学传感器是利用化学反应识别和检测信息的．下列说法正确的是(　　) A．凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器 B．气敏传感器只能是物理传感器 C．物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出 D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应 D　[各种传感器虽然工作原理不同，但基本功能相似，多数是将非电学量转换为电学量，A错误；气敏传感器的核心部件是气敏电阻，其表面吸收了某种自身敏感的气体之后会发生反应，使自身阻值改变，属于化学传感器，B错误；物理传感器既可将信息转换为电压输出，也可将信息转换为电流、电阻等输出，C错误；由物理传感器的定义知，D正确．] 2．如图所示，在电路中接一段铜丝，闭合开关，灯泡正常发光，当用酒精灯给铜丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据铜丝的上述特性，可用铜丝来制作一个温度传感器，下面的说法中不正确的是(　　) A．该传感器利用了铜丝的物理性质 B．该传感器利用了铜丝电阻随温度变化而变化的特性 C．该传感器能够把热学量(温度)转换为电学量(电阻) D．该传感器能够把电学量(电阻)转换为热学量(温度) D　[由题目中的实验现象可知，铜丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用该特性可以制成温度传感器，传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，A、B、C正确，D错误．] 3．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是(　　) A．热敏电阻和光敏电阻 B．金属热电阻和光敏电阻 C．热敏电阻和霍尔元件 D．光敏电阻和驻极体话筒 D　[两种传感器分别把声音信号转换为电信号、把光信号转换为电信号，所以D正确．] 4．电子打火机的点火原理是压电效应．压电片在受到压力时会在两侧形成电压且电压大小与压力近似成正比，现有一利用压电效应制造的电梯加速度传感器，如图所示，压电片安装在电梯地板下，电压表与压电片构成闭合电路用来测量压电片两侧形成的电压，若发现电压表示数增大，则下列说法正确的是(　　) A．电梯一定加速上升 B．电梯一定减速下降 C．电梯加速度一定向上 D．电梯加速度一定向下 C　[由题意知，电压表示数增大说明电梯地板对压电片的压力增大，故电梯处于超重状态，加速度一定向上，C正确，D错误；电梯可能加速上升也可能减速下降，A、B错误．] 5．传感器是把非电学量转换成电学量的一种元件．如图甲、乙所示是两种常见的电容式传感器，现将甲、乙两种传感器分别接到图丙的电路中进行实验(电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏)，下列实验现象中正确的是(　　) A．当图甲所示传感器接入电路实验时，若F变小，则电流表指针向右偏转 B．当图甲所示传感器接入电路实验时，若F变大，则电流表指针向左偏转 C．当图乙所示传感器接入电路实验时，若h变大，则电流表指针向左偏 D．当图乙所示传感器接入电路实验时，若h变小，则电流表指针向左偏 D　[当题图甲所示传感器接入电路实验时，若F变小，则电容器两极板间的距离增大，根据电容的决定式C＝可知，电容减小，而电容器两端电压不变，则由Q＝CU可知，电容器所带的电荷量减小，电容器放电，电路中有顺时针方向的电流，则电流表指针向左偏转，A错误；同理可知B错误；当题图乙所示传感器接入电路实验时，若h变大，则电容器两电极正对面积增大 ，电容增大，而电容器两端电压不变，故电容器充电，电路中有逆时针方向的电流，则电流表指针向右偏转，C错误；同理可知D正确．] 6．在新型冠状病毒肺炎疫情防控期间，测量体温成为重要的防疫措施之一．如图所示，医学上常用的水银体温计可以在家庭中使用，红外测温枪在居民区、办公楼、商场等公共场所广泛应用．某同学查阅资料，获得以下信息：自然界中任何高于绝对零度的物体都在随时随地地向外辐射能量．单位时间内，物体表面单位面积上所发射的总辐射能叫辐射功率，辐射功率与该物体的温度有确定的关系，非接触式温度测量即测量辐射功率的大小，并由此得到一个与该物体温度成一定关系的信号．红外测温枪是能够测量物体辐射功率大小并转化为物体温度的仪器．根据以上信息和学过的知识，作出如下判断，其中正确的是(　　) A．水银体温计可以用来测量沸水的温度 B．水银体温计离开人体后，水银迅速流回水银泡 C．红外测温枪向人体发射红外线，从而测量人体温度 D．红外测温枪测量人体温度时，离人体越远，显示温度越低 D　[水银体温计的测量范围一般为35℃～42℃，而沸水的温度为100℃，所以水银体温计不可以用来测量沸水的温度，A错误；因为体温计玻璃泡的上方有一处细管叫缩口，缩口可以阻止水银流回到玻璃泡内，这样就可以离开人体读数而不用担心示数不准了，B错误；红外测温枪是通过测量人体发射出的红外线，从而测量人体温度的，C错误；单位时间内，物体表面单位面积上所发射的总辐射能叫辐射功率，辐射功率与该物体的温度有确定的关系，红外测温枪在测量人体温度时，离人体越远，红外测温枪接受到人体辐射的功率会越小，所以显示温度越低，D正确．] 7．(多选)某磁敏电阻的阻值R随外加磁场的磁感应强度B变化的图线如图甲所示．学习小组使用该磁敏电阻设计了保护负载的电路如图乙所示，U为直流电压，下列说法正确的有(　　) A．增大电压U，负载电流不变 B．增大电压U，电路的总功率变大 C．抽去线圈铁芯，磁敏电阻的阻值变小 D．抽去线圈铁芯，负载两端电压变小 BC　[为保护负载，则磁敏电阻两端需要分压，增大电压U，则磁敏电阻的阻值增大，根据甲图可知磁感应强度增大，所以通过线圈的电流增大，根据P＝UI可知电路的总功率P变大，A错误，B正确；抽去线圈铁芯，线圈产生的磁感应强度减小，故磁敏电阻的阻值变小，则磁敏电阻两端的电压变小，而U不变，所以负载两端电压变大，C正确，D错误．] 8．(多选)自动控制电路中常用到半导体材料，光敏电阻便是其中的一种，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小．现将一只光敏电阻R连入电路，与定值电阻R1、小灯泡L(灯丝电阻RL视为不变)组成如图所示的电路，RL＝r，光照强度为某一值时，R＝RL＋R1＋r.若将照射R的光照强度减弱，则(　　) A．小灯泡变暗 B．光敏电阻R消耗的功率先增大后减小 C．电源输出功率一直减小 D．小灯泡与电阻R1消耗的总功率减小 ACD　[光照强度减弱，光敏电阻阻值增大，通过灯泡的电流变小，灯泡功率减小，灯泡变暗，A正确；根据闭合电路欧姆定律可知，总电流为I＝，光敏电阻R消耗的功率为PR＝，将r＋RL＋R1看作内阻，当外电阻等于内阻时 ，等效电源输出功率最大，即R消耗功率最大，一开始R＝RL＋R1＋r，则光照强度减弱的过程中，R消耗的功率一直减小，B错误；同理可知光照强度减弱的过程中，电源的输出功率一直减小，C正确；小灯泡与电阻R1为定值电阻，功率P＝I2(RL＋R1)，光照强度减弱，R增大，电流I减小，小灯泡及电阻R1消耗功率减小，故D正确．] 9．(多选)某仪器内部的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制作的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡时两根弹簧均处于原长状态，此时两灯均不亮．若将该仪器固定在一辆汽车上，则下列说法正确的是(　　) A．当汽车加速前进时，甲灯亮 B．当汽车加速前进时，乙灯亮 C．当汽车刹车时，甲灯亮 D．当汽车刹车时，乙灯亮 BC　[汽车加速前进时，M与左边触点接触，乙灯亮，所以B正确；当汽车刹车时，M与右边触点接触，甲灯亮，所以C正确．] 10．(多选)如图甲所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻(光照时电阻会变小)，电源的内阻较大，电压表记录数据传给控制器．成品包装车间的光传感记录器输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下述说法正确的是(　　) A．传送带运动的速度是0.1 m/s B．传送带运动的速度是0.2 m/s C．该传送带每小时输送3 600 个工件 D．该传送带每小时输送7 200 个工件 BC　[有工件通过时，挡住A射向光传感器B的光，B的电阻增大，输出一个高电压，故知两相邻工件通过时间t＝1 s，传送带的速度v＝m/s＝0.2 m/s.每小时传送工件3 600个．] 11．(多选)如图所示是一种自动控制水温的装置，P、Q是加热电路的两个触头，M、N是热敏电阻的两个触头，则下列说法正确的是(热敏电阻的阻值随温度的升高而降低)(　　) A．P、Q应接在a、b之间 B．P、Q应接在c、d之间 C．M、N应接在e、f之间 D．M、N应接在c、d之间 AC　[P、Q应该分别接在触头a、b之间，同时，M、N应该分别接e、f.其工作原理是当水温升高时，热敏电阻阻值减小，电磁铁中电流增大，吸引力增大，使衔铁被吸下，a、b断开，使加热装置停止加热；当水温降低到一定程度时，热敏电阻温度减小，电磁铁中电流减小，吸引力减小，衔铁被弹簧拉上去，使a、b之间连接，加热装置开始加热，从而实现控制水温，A、C正确．] 12．如图所示为某种电子秤的原理示意图，AB为一均匀的滑线电阻，阻值为R，长度为L，两边分别有P1、P2两个滑动头，P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动，弹簧处于原长时，P1刚好指着A端，P1与托盘固定相连，若P1、P2间出现电压时，该电压经过放大，通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小．已知弹簧的劲度系数为k，托盘自身质量为m0，电源电动势为E，内阻不计，当地的重力加速度为g，求： (1)托盘上未放物体时，在托盘自身重力作用下，P1离A的距离x1. (2)托盘上放有质量为m的物体时，P1离A的距离x2. (3)托盘上未放物体时通常先校准零点，其方法是：调节P2，使P2离A的距离也为x1，从而使P1、P2间的电压为零．校准零点后，将物体放在托盘上，试推导出物体质量m与P1、P2间的电压U之间的函数关系式． 解析　 (1)由力的平衡知识知：m0g＝kx1， 解得x1＝. (2)放上重物重新平衡后m0g＋mg＝kx2 解得x2＝. (3)由闭合电路欧姆定律知 E＝IR 由部分电路欧姆定律：U＝IR串 由题图知＝ 其中x为P1、P2间的距离，则x＝x2－x1＝， 联立解得m＝U. 答案　(1)　　(2)　　(3) m＝U 学科网（北京）股份有限公司 $$