（課標(biāo)通用）高考物理一輪復(fù)習(xí) 作業(yè)49 實(shí)驗(yàn)十三 傳感器的簡單應(yīng)用（含解析）-人教版高三全冊物理試題

作業(yè)49實(shí)驗(yàn)十三傳感器的簡單應(yīng)用 一、選擇題1(廣西兩市聯(lián)考)(多選)計(jì)算機(jī)光驅(qū)的主要部分是激光頭，它可以發(fā)射脈沖激光信號，激光掃描光盤時，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491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()圖491A當(dāng)有激光照射R1時，處理系統(tǒng)獲得低電壓B當(dāng)有激光照射R1時，處理系統(tǒng)獲得高電壓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：由題意知，當(dāng)光線照射R1時，R1阻值減小、R總減小，由歐姆定律得：I，且電源電壓不變，所以電路中的電流增大，因?yàn)镽2是定值電阻，U2IR2，故R2兩端電壓增大，信號處理系統(tǒng)獲得高壓而計(jì)數(shù)，又因?yàn)榇?lián)電路總電壓等于各分電壓之和，所以R1兩端的電壓變小，故A、C錯誤，B、D正確答案：BD圖4922如圖492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)固定不動的金屬板b與能在聲波驅(qū)動下沿水平方向振動的鍍有金屬層的振動膜a構(gòu)成一個電容器，a、b通過導(dǎo)線與恒定電源兩極相接若聲源S做簡諧運(yùn)動，則()Aa振動過程中，a、b板間的電場強(qiáng)度不變Ba振動過程中，a、b板所帶電荷量不變Ca振動過程中，靈敏電流計(jì)中始終有方向不變的電流Da向右的位移最大時，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源兩極相連接，因此兩極板間的電壓U保持不變，根據(jù)場強(qiáng)E，C可判斷，選項(xiàng)A錯誤，D正確；再由QCU可知，選項(xiàng)B錯誤；由于Q變化，使電容器出現(xiàn)充電、放電現(xiàn)象，則電流計(jì)中電流方向不斷變化，選項(xiàng)C錯誤答案：D3(多選)(聊城模擬)如圖493所示，R1、R2為定值電阻，L為小燈泡，R3為光敏電阻，當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時()圖493A電壓表的示數(shù)增大 BR2中電流減小C小燈泡的功率增大 D電路的路端電壓增大解析：當(dāng)照射光強(qiáng)度增大時，R3阻值減小，外電路電阻隨R3的減小而減小，R1兩端電壓因干路電流增大而增大，電壓表的示數(shù)增大，同時內(nèi)電壓增大，故電路路端電壓減小，A項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤；由路端電壓減小，R1兩端電壓增大知，R2兩端電壓必減小，則R2中電流減小，故B項(xiàng)正確；結(jié)合干路電流增大知流過小燈泡的電流必增大，則小燈泡的功率增大，故C項(xiàng)正確答案：ABC4(北京東城二模)如圖494甲所示為一種電容式位移傳感器的原理圖，當(dāng)被測物體在左右方向發(fā)生位移時，電介質(zhì)板隨之在電容器兩極板之間移動已知電容器的電容與電介質(zhì)板進(jìn)入電容器的長度x之間的關(guān)系如圖乙所示，其中C0為電介質(zhì)沒有插入電容器時的電容為判斷被測物體是否發(fā)生微小移動，將該電容式位移傳感器與電源、電流表、開關(guān)組成串聯(lián)回路(圖中未畫出)被測物體的初始位置如圖甲所示，電路閉合一段時間后，下列說法正確的是()圖494A若電源為直流電源且直流電流表示數(shù)不為零，說明物體一定在發(fā)生移動B若電源為直流電源且直流電流表示數(shù)變大，說明物體一定在向右發(fā)生移動C若電源為交流電源且交流電流表示數(shù)不為零，說明物體一定在發(fā)生移動D若電源為交流電源且交流電流表示數(shù)變大，說明物體一定在向右發(fā)生移動解析：若電源為直流電源，物體不動，則直流電流表示數(shù)必定為零，直流電流表示數(shù)不為零，說明物體一定在發(fā)生移動，A項(xiàng)對；物體左、右移動分別對應(yīng)充電、放電，不管物體向左、右哪個方向移動，直流電流表示數(shù)都將變大，故B項(xiàng)錯；電容器有通交流、隔直流的特點(diǎn)，因此若電源為交流電源，物體不移動時，交流電流表示數(shù)也不為零，C項(xiàng)錯；若電源為交流電源且交流電流表示數(shù)變大，說明電容器容抗變小，即電容變大，說明物體一定向左發(fā)生移動，故D項(xiàng)錯答案：A5(多選)如圖495所示是電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說法正確的是()圖495A雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)小于下層金屬B常溫下，上、下觸點(diǎn)接觸；溫度過高時，雙金屬片發(fā)生彎曲使上、下觸點(diǎn)分離C需要較高溫度熨燙時，要調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕，使升降螺絲下移并推動彈性銅片下移D雙金屬片溫度傳感器的作用是控制電路的通斷解析：雙金屬片上層金屬的膨脹系數(shù)應(yīng)大于下層金屬，這樣當(dāng)溫度較高時，雙金屬片向下彎曲，電路斷開；要想得到較高的溫度，只需將螺絲下移即可答案：BCD圖4966(湖南長沙長郡中學(xué)檢測)(多選)加速度計(jì)是測定物體加速度的儀器，如圖496所示為應(yīng)變式加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖敏感元件(相當(dāng)于振子)由彈簧連接并架在光滑支架上，支架與待測系統(tǒng)固定在一起，敏感元件下端滑動臂可在滑動變阻器R上自由滑動，變阻器的電阻與其長度成正比當(dāng)系統(tǒng)加速運(yùn)動時，敏感元件發(fā)生位移，帶動滑動臂移動，引起電壓表示數(shù)變化調(diào)整接觸點(diǎn)C的位置，使系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)時電壓表示數(shù)為0，并將此時指針?biāo)肝恢脴?biāo)定為0 m/s2，則()A從實(shí)用的角度出發(fā)，用來改制的電壓表零刻度應(yīng)在刻度盤的中央，接觸點(diǎn)C的位置相應(yīng)地調(diào)在滑動變阻器的中央B電壓表表盤改制成加速度計(jì)表盤后，其表盤刻度一定還是均勻的C增大所用電壓表的量程就能增大這種加速度計(jì)的量程D這種加速度計(jì)只能用來測量系統(tǒng)沿支架方向的加速度解析：只有當(dāng)接觸點(diǎn)C的位置相應(yīng)地調(diào)在滑動變阻器的中央時，電壓表的讀數(shù)才為零且測量范圍最大，故A正確設(shè)敏感元件的質(zhì)量為m，兩側(cè)彈簧的勁度系數(shù)均為k，電源電動勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，滑動變阻器總電阻為R，有效長度為L.系統(tǒng)靜止時敏感元件兩端彈簧位于自然狀態(tài)，設(shè)系統(tǒng)以加速度a向右加速運(yùn)動，敏感元件向左移動的位移為x，由胡克定律和牛頓第二定律可得a，此時電壓表的示數(shù)由歐姆定律可得UE·，得a，可知系統(tǒng)加速度與電壓表示數(shù)之間成正比關(guān)系，故測量儀表刻度盤刻度是均勻的，故B正確增大所用電壓表的量程不會改變這種加速度計(jì)的量程，故C錯誤只有當(dāng)系統(tǒng)沿支架方向有加速度時，以上等式才成立，否則只能得到水平方向的分加速度與電壓的關(guān)系，不能直接得到加速度，故D正確答案：ABD7(浙江紹興一模)目前智能手機(jī)普遍采用了電容觸摸屏電容觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的，它是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂一層ITO(納米錮錫金屬氧化物)，夾層ITO涂層為工作面，四個角引出四個電極當(dāng)用戶觸摸電容觸摸屏?xí)r，用戶手指和工作面形成一個電容器，因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號，電流通過這個電容器分別從屏的四個角上的電極中流出，且理論上流經(jīng)四個電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器通過對四個電流比例的精密計(jì)算來確定位置對于電容觸摸屏，下列說法正確的是()圖497A電容觸摸屏只需要觸摸，不需要壓力即能產(chǎn)生位置信號B使用絕緣體，在電容屏上也能進(jìn)行觸控操作C手指壓力變大時，由于手指與屏的夾層工作面距離變小，電容變小D手指與屏的接觸面積變大時，電容變小解析：電容觸摸屏在原理上把人體當(dāng)成一個電容器元件的一個極板，把導(dǎo)體層當(dāng)成另一個極板，因此不需要壓力，故A正確，C錯誤；手指與屏的接觸面積越大，即兩個極板的正對面積越大，電容越大，D錯誤；使用絕緣體觸摸時沒有反應(yīng)，這是因?yàn)槭峙c導(dǎo)體層距離較大，不能引起導(dǎo)體層電場的變化，B錯誤答案：A8(河南周口期末)如圖498所示，圖甲為熱敏電阻的Rt圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個用于恒溫箱溫控電路，繼電器的電阻為100 .當(dāng)線圈的電流大于或等于20 mA時，繼電器的銜鐵被吸合為繼電器線圈供電的電源的電動勢E9.0 V，內(nèi)阻不計(jì)，圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源，則：圖498(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在_(填“A、B端”或“C、D端”)(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50，可變電阻R的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為_.解析：(1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)該接在A、B端當(dāng)線圈中的電流較小時，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高(2)隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當(dāng)線圈中的電流大于或等于20 mA時，繼電器的銜鐵被吸到下方，使恒溫箱加熱器與電源斷開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當(dāng)線圈的電流小于20 mA時，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持50，即50時線圈內(nèi)的電流為20 mA，由閉合電路歐姆定律有I，r為繼電器的電阻由題圖甲可知，50 時熱敏電阻的阻值為90 ，所以RRr260 .答案：(1)A、B端(2)2609傳感器是把非電學(xué)量(如速度、溫度、壓力等)的變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的變化的一種元件，在自動控制中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用有一種測量人的體重的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)，顯示體重大小的儀表A(實(shí)質(zhì)是理想的電流表)組成壓力傳感器表面能承受的最大壓強(qiáng)為1×107 Pa，且已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.8 V，g取10 m/s2.請回答：圖499壓力F/N02505007501 0001 2501 500電阻R/300270240210180150120(1)該秤零起點(diǎn)(即踏板空載時)的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤_A處(2)如果某人站在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為20 mA，這個人的體重是_kg.解析：(1)由圖表知，踏板空載時，壓力傳感器電阻R300，此時中電流I A1.6×102 A.(2)當(dāng)電流I20 mA20×103 A時，壓力傳感器的電阻R 240 ，對應(yīng)表格中，這個人的質(zhì)量為50 kg.答案：(1)1.6×102(2)5010(河北保定模擬)某同學(xué)嘗試把一個靈敏電流表改裝成溫度表，他所選用的器材有：靈敏電流表(待改裝)，學(xué)生電源(電動勢為E，內(nèi)阻不計(jì))，滑動變阻器，單刀雙擲開關(guān)，導(dǎo)線若干，導(dǎo)熱性能良好的防水材料，標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，PTC熱敏電阻Rt(PTC線性熱敏電阻的阻值與攝氏溫度t的關(guān)系為Rtakt，a>0，k>0)設(shè)計(jì)電路圖如圖4910所示，并按如下步驟進(jìn)行操作圖4910(1)按電路圖連接好實(shí)驗(yàn)器材(2)將滑動變阻器滑片P滑到_(填“a”或“b”)端，單刀雙擲開關(guān)S擲于_(填“c”或“d”)端，調(diào)節(jié)滑片P使電流表_，并在以后的操作中保持滑片P位置不動，設(shè)此時電路總電阻為R，斷開電路(3)容器中倒入適量開水，觀察標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，每當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示數(shù)下降5，就將開關(guān)S置于d端，并記錄此時的溫度t和對應(yīng)的電流表的示數(shù)I，然后斷開開關(guān)請根據(jù)溫度表的設(shè)計(jì)原理和電路圖，寫出電流與溫度的關(guān)系式I_(用題目中給定的符號)(4)根據(jù)對應(yīng)溫度記錄的電流表示數(shù)，重新刻制電流表的表盤，改裝成溫度表根據(jù)改裝原理，此溫度表表盤刻度線的特點(diǎn)是：低溫刻度在_(填“左”或“右”)側(cè)，刻度線分布是否均勻？_(填“是”或“否”)解析：(2)分析電路可知滑動變阻器為限流式接法，所以閉合開關(guān)前，使它的阻值處于最大值狀態(tài)，即將滑片P滑到a端為了設(shè)計(jì)表盤刻度，應(yīng)使開關(guān)擲于c處，調(diào)節(jié)滑片，使電流表滿偏(3)把開關(guān)置于d端，根據(jù)閉合電路歐姆定律得I，又Rtakt，聯(lián)立得出電流與溫度的關(guān)系式為I.(4)因?yàn)镽takt(且a>0，k>0)，所以溫度越低，電阻越小，回路中I越大，所以低溫度刻度在右側(cè)，由(3)中關(guān)系式可知電流與溫度不是線性關(guān)系，所以刻度線分布不均勻答案：(2)ac滿偏(3)(4)右否