2018-2019學(xué)年高中物理 課時分層作業(yè)13 生活中的傳感器 簡單的光控和溫控電路（選學(xué)）教科版選修3-2.doc

課時分層作業(yè)(十三) 生活中的傳感器 簡單的光控和溫控電路（選學(xué)）基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練(時間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1傳感器的種類多種多樣，其性能也各不相同，空調(diào)機(jī)在室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定的溫度后，會自動停止工作，空調(diào)機(jī)內(nèi)使用的傳感器是() 【導(dǎo)學(xué)號：24622105】A生物傳感器B紅外傳感器C溫度傳感器 D壓力傳感器C空調(diào)機(jī)根據(jù)溫度調(diào)節(jié)工作狀態(tài)，所以內(nèi)部使用了溫度傳感器，故C正確2有這樣一只音樂茶杯，茶杯平放桌上時，無聲無息，提起茶杯，茶杯邊播放悅耳的音樂，邊閃爍著五彩的光芒當(dāng)用書擋住底部時(不與底部接觸)，音樂停止，音樂茶杯中所用的元件屬于哪類傳感器()A超聲波傳感器 B溫度傳感器C壓力傳感器 D光電傳感器D茶杯平放在桌上時和提起后用書擋住底部(不與底部接觸)時都沒有光照，說明音樂茶杯中所用的傳感器與光照有關(guān)，而與壓力無關(guān)，所以音樂茶杯中所用的元件屬于光電傳感器，答案選D.3(多選)如圖3313所示，用光敏電阻LDR和燈泡制成的一種簡易水污染指示器，下列說法中正確的是()圖3313A嚴(yán)重污染時，LDR是高電阻B輕度污染時，LDR是高電阻C無論污染程度如何，LDR的電阻不變，阻值大小由材料本身因素決定D該儀器的使用會因?yàn)榘滋旌屯砩鲜艿接绊慉D嚴(yán)重污染時，透過污水照到LDR上的光線較少，LDR電阻較大，A對，B錯；LDR由半導(dǎo)體材料制成，受光照影響，電阻會發(fā)生變化，C錯；白天和晚上自然光的強(qiáng)弱不同，或多或少會影響LDR的電阻，D對4(多選)全自動洗衣機(jī)中的排水閥是由程序控制器控制其動作的，當(dāng)進(jìn)行排水和脫水工序時，控制鐵芯1的線圈通電，使鐵芯2運(yùn)動，從而牽引排水閥的閥門排除污水(如圖3314所示)以下說法中正確的是()圖3314A若輸入的控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯2中A端為N極，B端為S極B若輸入的控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯2中A端為S極，B端為N極C若a、b處輸入交變電流，鐵芯2不能被吸入線圈中D若a、b處輸入交變電流，鐵芯2仍能被吸入線圈中AD鐵芯1被通電螺線管磁化后吸引鐵芯2從而牽引排水閥的閥門打開排除污水，無論a、b處輸入直流電還是交流電都是如此，故A、D正確，B、C錯誤5如圖3315所示是自動調(diào)溫式電熨斗，下列說法不正確的是 () 【導(dǎo)學(xué)號：24622106】圖3315A常溫時上下觸點(diǎn)是接觸的B雙金屬片溫度升高時，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲C原來溫度控制在80 斷開電源，現(xiàn)要求60 斷開電源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些D由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些C常溫工作時，上下觸點(diǎn)是接通的，當(dāng)溫度升高時，上層金屬片形變大，向下彎曲，切斷電源，切斷溫度要升高則應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些，A、B、D對，C錯6如圖3316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、光電三極管和不透明的擋板平時光電三極管接收不到LED發(fā)出的光，呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)發(fā)生火災(zāi)時，下列說法正確的是 () 【導(dǎo)學(xué)號：24622107】圖3316A進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧遮擋了光線，使光電三極管電阻更大，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報(bào)B光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測電路檢測出變化發(fā)出警報(bào)C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 C由火災(zāi)報(bào)警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照到光電三極管上，電阻變小，與傳感器相連的電路檢測出這種變化，發(fā)出警報(bào)，C對二、非選擇題(14分)7.用如圖3317所示的裝置可以測量汽車在水平路面上做勻加速直線運(yùn)動的加速度該裝置是在矩形箱子的前、后壁上各安裝一個由力敏電阻組成的壓力傳感器用兩根相同的輕彈簧夾著一個質(zhì)量為2.0 kg的滑塊，滑塊可無摩擦滑動兩彈簧的另一端分別接在傳感器a、b上，其壓力大小可直接從傳感器的液晶顯示屏上讀出現(xiàn)將裝置沿運(yùn)動方向固定在汽車上，傳感器b在前，傳感器a在后汽車靜止時，傳感器a、b的示數(shù)均為10 N(取g10 m/s2)圖3317(1)若傳感器a的示數(shù)為14 N，b的示數(shù)為6.0 N，求此時汽車的加速度大小和方向(2)當(dāng)汽車以怎樣的加速度運(yùn)動時，傳感器a的示數(shù)為零？【解析】(1)如圖所示，依題意，左側(cè)彈簧對滑塊向右的推力F114 N，右側(cè)彈簧對滑塊向左的推力F26.0 N.滑塊所受合力產(chǎn)生加速度a1，根據(jù)牛頓第二定律有F1F2ma1，得a1 m/s24.0 m/s2.a1與F1同方向，即向前(向右)(2)a傳感器的讀數(shù)恰為零，即左側(cè)彈簧的彈力F10，因兩彈簧相同，左彈簧伸長多少，右彈簧就縮短多少，所以右彈簧的彈力變?yōu)镕220 N，滑塊所受合力產(chǎn)生加速度，由牛頓第二定律得F合F2ma2解得a210 m/s2負(fù)號表示方向向后(向左)【答案】見解析能力提升練(時間：25分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1(多選)如圖3318所示，電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜導(dǎo)體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護(hù)玻璃，電容式觸摸屏在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導(dǎo)體層內(nèi)形成一個低電壓交流電場在觸摸屏幕時，由于人體是導(dǎo)體，手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會形成一個特殊電容(耦合電容)，四邊電極發(fā)出的電流會流向觸點(diǎn)，而電流強(qiáng)弱與手指到電極的距離成正比，位于觸摸屏后的控制器便會計(jì)算電流的比例及強(qiáng)弱，準(zhǔn)確算出觸摸點(diǎn)的位置由以上信息可知() 【導(dǎo)學(xué)號：24622108】圖3318A電容式觸摸屏的兩極板分別是導(dǎo)體層和手指B當(dāng)用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越大C當(dāng)用手觸摸屏幕時，手指與屏的接觸面積越大，電容越小D如果用戴了絕緣手套的手觸摸屏幕，照樣能引起觸摸屏動作AB電容觸摸屏在原理上把人體當(dāng)成電容器元件的一個極板，把導(dǎo)體層當(dāng)成另一個極板，故A正確；手指與屏的接觸面積越大，即兩個極板的正對面積越大，故電容越大，B正確，C錯誤；如果戴了絕緣手套或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時沒有反應(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，D錯誤2(多選)如圖3319所示是家用電冰箱的壓縮啟動裝置的電路其中的運(yùn)行繞組是電冰箱在工作時電動機(jī)定子，由于家用交流電是單相的，啟動時必須依靠啟動繞組的幫助才能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場在啟動繞組的支路中串聯(lián)有一個PTC元件這是一種以鈦酸鋇為主要材料的熱敏電阻器，電流流過PTC元件，元件發(fā)熱，它的電阻率隨溫度升高而發(fā)生顯著變化，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)起來正常以后，PTC元件溫度較高，電阻很大，啟動繞組電流很小，以下判斷正確的是()圖3319A電冰箱的電動機(jī)啟動時比正常工作時耗電少B電冰箱的電動機(jī)正常工作時比啟動時耗電少C電冰箱啟動后，啟動繞組功率不變，運(yùn)行繞組功率是變化的D電冰箱啟動后，啟動繞組功率是變化的，運(yùn)行繞組功率不變BD啟動時，由于PTC元件溫度低，電阻小，故耗電多，故A錯誤，B正確；啟動后，隨著PTC元件的溫度升高，元件本身電阻增大，通過啟動繞組的電流減小，故啟動繞組的功率是變化的，而運(yùn)行繞組電壓不變，故功率不變，故C錯誤，D正確3如圖3320為一種溫度自動報(bào)警器的原理圖，在水銀溫度計(jì)的頂端封入一段金屬絲，以下說法正確的是()圖3320A溫度升高至74 時，L1亮燈報(bào)警B溫度升高至74 時，L2亮燈報(bào)警C溫度升高至78 時，L1亮燈報(bào)警D溫度升高至78 時，L2亮燈報(bào)警D當(dāng)溫度低于78 時，線圈中沒有電流，此時僅燈L1亮；當(dāng)溫度升高到78 時，線圈中有電流，磁鐵吸引銜鐵，燈L2被接通，所以燈L2亮報(bào)警；溫度升高至74 時，線圈中沒有電流，只是燈L1亮A、B、C均錯誤，D正確4某種位移傳感器的工作原理如圖3321(a)所示，物體M在導(dǎo)軌上平移時，帶動滑動變阻器的滑片P一起平移，通過理想電壓表的示數(shù)來反映物體M的位移x.已知電源電動勢為E，內(nèi)阻不計(jì)，滑動變阻器的總長為L，物體M以O(shè)為平衡位置做簡諧運(yùn)動(取向右為正方向)，振幅為，物體經(jīng)過O時P恰好位于滑動變阻器的中點(diǎn)若電壓表的示數(shù)U隨時間t的變化關(guān)系如圖3321(b)所示，則在圖示0t1時間內(nèi)，下列說法正確的是 ()(a)(b)圖3321A物體M的速度為正方向且不斷增大B物體M的速度為負(fù)方向且不斷減小C物體M的加速度為正方向且不斷增大D物體M的加速度為負(fù)方向且不斷減小A由0t1時間內(nèi)，電壓表的示數(shù)U隨時間t的變化關(guān)系可知，物體M的速度為正方向且不斷增大，加速度為正方向且不斷減小，選項(xiàng)A正確二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5(10分)如圖3322所示是熱水器的恒溫集成電路，R0是熱敏電阻，溫度較低時其阻值很大，溫度較高時阻值很小如果熱水器中沒有水或水溫較高時，繼電器會放開簧片，發(fā)熱器斷路，反之會吸住簧片接通發(fā)熱器如果熱水器中沒有水時，電路中BC部分就處于_(選填“斷路”或“短路”)狀態(tài)，則在電路圖的虛線框內(nèi)的門電路應(yīng)是_門，當(dāng)溫度較低時，門電路的輸入端A是_(選填“高”或“低”)電勢圖3322【解析】熱水器中沒有水，BC部分相當(dāng)于斷路熱水器中沒有水或水溫較高時，繼電器都能使發(fā)熱器斷路，故可判斷虛線框內(nèi)應(yīng)是“與”門，當(dāng)溫度較低時，R0阻值較大，故門電路輸入端A是高電勢【答案】斷路與高6(16分)為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻RP在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(k)754028232018(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請?jiān)趫D3323中的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點(diǎn)圖3323圖3324(2)如圖3324所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)請利用下列器材設(shè)計(jì)一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0 lx時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計(jì)電路的影響)提供的器材如下：光敏電阻RP(符號，阻值見上表)；直流電源E(電動勢3 V，內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干【解析】(1)如圖甲所示，光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增大非線性減小甲乙(2)電路原理圖如圖乙所示，根據(jù)串聯(lián)電阻的正比分壓關(guān)系，E3 V，當(dāng)照度降低至1.0 lx時，由圖線知，此時光敏電阻RP20 k，URP2 V，串聯(lián)電阻分壓UR1 V，由2得R10 k，故選定值電阻R1.【答案】見解析