高中物理 第5章 傳感器及其應(yīng)用 第1、2節(jié) 揭開(kāi)傳感器的“面紗”、常見(jiàn)傳感器的工作原理檢測(cè) 魯科版選修3-2
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第1、2節(jié) 揭開(kāi)傳感器的“面紗”、常見(jiàn)傳感器的工作原理 1.關(guān)于光敏電阻,下列說(shuō)法正確的是( ) A.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 B.硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料,無(wú)光照射時(shí),載流子極少,導(dǎo)電性能不好 C.硫化鎘是一種半導(dǎo)體材料,無(wú)光照射時(shí),載流子較多,導(dǎo)電性良好 D.半導(dǎo)體材料硫化鎘,隨著光照的增強(qiáng),載流子增多,導(dǎo)電性變好 答案: ABD 2.關(guān)于傳感器,下列說(shuō)法正確的是( ) A.光敏電阻和熱敏電阻都是由半導(dǎo)體材料制成的 B.金屬材料也可以制成傳感器 C.傳感器主要是通過(guò)感知電阻的變化來(lái)傳遞信號(hào)的 D.以上說(shuō)法都不正確 解析: 光敏和熱敏電阻分別應(yīng)用了半導(dǎo)體的不同特性制成,A正確.由于金屬材料的電阻隨溫度而變化,可制成將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器,B正確.傳感器可感知電阻、電壓、電流等各種變化來(lái)傳遞信號(hào),C錯(cuò)誤. 答案: AB 3.街旁的路燈,江海里的航標(biāo)都要求在夜晚亮,白天熄,利用半導(dǎo)體的電學(xué)特性制成了自動(dòng)點(diǎn)亮、熄滅的裝置,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制,這是利用半導(dǎo)體的( ) A.壓敏性 B.光敏性 C.熱敏性 D.三種特性都利用 答案: B 4.有一電學(xué)元件,溫度升高時(shí)電阻卻大幅度減小,則這種元件可能是( ) A.金屬導(dǎo)體 B.絕緣體 C.半導(dǎo)體 D.超導(dǎo)體 解析: 上述四種材料中只有半導(dǎo)體的電阻隨溫度升高而減小,故選C. 答案: C 5.有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件,將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點(diǎn)后,用黑紙包住元件或者把元件置入熱水中,觀察歐姆表的示數(shù),下列說(shuō)法中正確的是( ) A.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)變化較大,這只元件一定是熱敏電阻 B.置入熱水中與不置入熱水中相比,歐姆表示數(shù)不變化,這只元件一定是定值電阻 C.用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比,歐姆表示數(shù)變化較大,這只元件一定是光敏電阻 D.用黑紙包住元件與不用黑紙包住元件相比,歐姆表示數(shù)相同,這只元件一定是定值電阻 解析: 熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化,定值電阻和光敏電阻的阻值不隨溫度變化;光敏電阻的阻值隨光照變化而變化,定值電阻和熱敏電阻的阻值不隨光照變化.故正確答案為A、C. 答案: AC 6.隨著生活質(zhì)量的提高,自動(dòng)干手機(jī)已進(jìn)入家庭.洗手后,將濕手靠近自動(dòng)干手機(jī),機(jī)內(nèi)的傳感器便驅(qū)動(dòng)電熱器加熱,有熱空氣從機(jī)內(nèi)噴出,將濕手烘干.手靠近干手機(jī)能使傳感器工作,是因?yàn)? ) A.改變了濕度 B.改變了溫度 C.改變了磁場(chǎng) D.改變了電容 解析: 根據(jù)自動(dòng)干手機(jī)工作的特征,即手靠近,電熱器開(kāi)始工作,手撤離,電熱器停止工作,不難判斷出傳感器的種類.人是導(dǎo)體,可以和其他導(dǎo)體構(gòu)成電容器.因此物理學(xué)上有人體電容之說(shuō),手靠近干手機(jī)相當(dāng)于連接進(jìn)一個(gè)電容器,故可以確認(rèn)干手機(jī)內(nèi)設(shè)置有電容式傳感器,手靠近改變了電容.能否利用溫度和濕度來(lái)驅(qū)使電熱器工作呢?理論上可行,但作為干手機(jī),這種傳感器的設(shè)置有很大的缺陷,干手機(jī)周圍的環(huán)境(如溫度、濕度)一年四季都在變化,與手靠近無(wú)關(guān),假如溫度、濕度發(fā)生變化干手機(jī)就馬上工作,豈不成了“室內(nèi)烘干機(jī)”,故選D. 答案: D 7.在信息技術(shù)高速發(fā)展、電子計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天,擔(dān)負(fù)著信息采集任務(wù)的傳感器在自動(dòng)控制、信息處理技術(shù)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,其中熱電傳感器是利用熱敏電阻將熱信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的元件.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用多用電表研究熱敏特性實(shí)驗(yàn)中,安裝好如圖所示裝置.向杯內(nèi)加入冷水,溫度計(jì)的示數(shù)為20℃,多用電表選擇適當(dāng)?shù)谋堵?,讀出熱敏電阻的阻值R1.然后向杯內(nèi)加入熱水,溫度計(jì)的示數(shù)為60℃,發(fā)現(xiàn)多用電表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大,則下列說(shuō)法正確的是( ) A.應(yīng)選用電流擋,溫度升高換用大量程測(cè)量 B.應(yīng)選用電流擋,溫度升高換用小量程測(cè)量 C.應(yīng)選用歐姆擋,溫度升高時(shí)換用倍率大的擋 D.應(yīng)選用歐姆擋,溫度升高時(shí)換用倍率小的擋 解析: 多用電表與熱敏電阻構(gòu)成的回路中未接入電源故不能用電流表,A、B均錯(cuò),當(dāng)溫度升高時(shí)多用電表指針偏轉(zhuǎn)角度較大,說(shuō)明熱敏電阻的阻值變小了,應(yīng)該換用倍率小的擋,C錯(cuò)誤,D正確. 答案: D 8.如圖所示為測(cè)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,引起電容的變化,導(dǎo)致靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn),在對(duì)膜片開(kāi)始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(guò)程中,靈敏電流表指針偏轉(zhuǎn)情況為(電流從電流表正接線柱流入時(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=,電容器電容C變大,又根據(jù)Q=CU,極板帶電量變大,所以電容器應(yīng)充電,靈敏電流計(jì)中產(chǎn)生由正接線柱流入的電流,所以指針將右偏,極板保持固定后,充電結(jié)束,指針回到零刻度. 答案: A 9.如圖所示的電路中,電源兩端的電壓恒定,L為小燈泡,R為光敏電阻,LED為發(fā)光二極管(電流越大,發(fā)出的光越強(qiáng)),且R與LED相距不變,下列說(shuō)法正確的是( ) A.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率增大 B.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移動(dòng)時(shí),L消耗的功率減小 C.當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向右移動(dòng)時(shí),L消耗的功率可能不變 D.無(wú)論怎樣移動(dòng)觸頭P,L消耗的功率都不變 解析: 分析電路,當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向左移時(shí),通過(guò)LED的電流變大,光照增強(qiáng),光敏電阻R變小,通過(guò)燈泡的電流變大,故L消耗的功率增大,故選A. 答案: A 10.如圖甲是一種應(yīng)用傳感器監(jiān)測(cè)軌道車運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置.在軌道某處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),當(dāng)車頭到達(dá)傳感器瞬間和車尾離開(kāi)傳感器瞬間,信號(hào)發(fā)生器各發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào),由記錄儀記錄. 甲 (1)在該實(shí)驗(yàn)裝置中,最適合使用的傳感器是( ) A.光電傳感器 B.氣體傳感器 C.熱傳感器 D.壓力傳感器 (2)假如軌道車長(zhǎng)度為22 cm,記錄儀記錄的信號(hào)如圖乙所示,則軌道車經(jīng)過(guò)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的速度為( ) 乙 A.0.20 cm/s B.2.0 cm/s C.22 cm/s D.220 cm/s (3)軌道車運(yùn)行時(shí),車與軌道摩擦使軌道溫度升高.下列說(shuō)法正確的是( ) A.溫度升高,但軌道的內(nèi)能不增加 B.溫度升高,但軌道不會(huì)產(chǎn)生熱輻射 C.摩擦生熱與摩擦生電一樣,都涉及能量轉(zhuǎn)化 D.軌道對(duì)車的摩擦力方向與車的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān) 解析: (1)車頭到達(dá)傳感器瞬間和車尾離開(kāi)傳感器瞬間,引起傳感器對(duì)所接收光源發(fā)出的光明顯變化,用光電傳感器可滿足實(shí)驗(yàn)要求,A項(xiàng)最適合. (2)由題圖可知,軌道車通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)用時(shí)1 s,由v=知,v=22 cm/s,C項(xiàng)正確. (3)摩擦生熱是車的機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化,C項(xiàng)正確;軌道溫度升高,內(nèi)能增加,A項(xiàng)錯(cuò)誤;物體的熱輻射是一直存在的,B項(xiàng)錯(cuò)誤;軌道對(duì)車的摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān),D項(xiàng)錯(cuò)誤. 答案: (1)A (2)C (3)C 11.半導(dǎo)體材料受到光照或者溫度升高時(shí),會(huì)有更多的________獲得能量成為_(kāi)_______,同時(shí)也形成更多的________,于是_____________明顯地增強(qiáng). 答案: 電子 自由電子 空穴 導(dǎo)電性 12.如圖所示,由電源、小燈泡、電阻絲、開(kāi)關(guān)組成的電路中,當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S后,小燈泡正常發(fā)光,若用酒精燈加熱電阻絲時(shí),發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化是________,發(fā)生這一現(xiàn)象的主要原因是________. A.小燈泡的電阻發(fā)生了變化 B.小燈泡燈絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化 C.電阻絲的電阻率隨溫度發(fā)生了變化 D.電源的電壓隨溫度發(fā)生了變化 解析: 電阻絲的電阻率隨溫度的升高而增大,電阻也增大,電路中電流減小,根據(jù)P=I2R知,小燈泡的實(shí)際功率減小,所以變暗. 答案: 變暗 C- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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