2019年高中物理 第六章 傳感器 分層訓(xùn)練 進(jìn)階沖關(guān) 6.2 傳感器的應(yīng)用 新人教版選修3-2.doc

分層訓(xùn)練 進(jìn)階沖關(guān)A組 基礎(chǔ)練(建議用時(shí)20分鐘)1.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(C)A.金屬導(dǎo)體B.絕緣體C.半導(dǎo)體D.超導(dǎo)體2.當(dāng)你走近豪華賓館、酒樓的大門時(shí),門就自動(dòng)為你打開;當(dāng)你走進(jìn)門之后,門又在你身后自動(dòng)關(guān)上。你覺得這可能是將下列哪種外界信息轉(zhuǎn)換為有用的信息(D) A.溫度B.運(yùn)動(dòng)C.人D.光線3.(多選)下列說法正確的是(A、B)A.話筒是一種常用的聲傳感器,其作用是將聲信號轉(zhuǎn)換為電信號B.電熨斗能夠自動(dòng)控制溫度的原因是它裝有雙金屬片溫度傳感器,這種傳感器的作用是控制電路的通斷C.電子秤所使用的測力裝置是應(yīng)變片D.半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器,因?yàn)闇囟仍礁?它的電阻值越大4.指紋識別器在下列哪些方面可以得到廣泛應(yīng)用(D)A.乘坐客車購票時(shí)B.過公路收費(fèi)處時(shí)C.放學(xué)出校門口時(shí)D.開銀行保險(xiǎn)柜時(shí)5.(多選)如圖所示,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(gè)低電壓交流電場。在觸摸屏幕時(shí),由于人體是導(dǎo)體,手指與內(nèi)部導(dǎo)體層間會(huì)形成一個(gè)特殊電容(耦合電容),四邊電極發(fā)出的電流會(huì)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(huì)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(A、B)A.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(shí),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(shí),手指與屏的接觸面積越大,電容越小D.如果用戴了手套的手觸摸屏幕,照樣能引起觸摸屏動(dòng)作6.唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器,其中有一種是動(dòng)圈式的,它的工作原理是在彈性膜片后面連接一個(gè)輕小的金屬線圈,線圈處于永磁體的磁場中,當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí),就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴Ｏ铝姓f法中正確的是(B)A.該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B.該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C.膜片振動(dòng)時(shí),穿過金屬線圈的磁通量不變D.膜片振動(dòng)時(shí),金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢7.(多選)圖示為某電容傳聲器結(jié)構(gòu)示意圖,當(dāng)人對著傳聲器講話,膜片會(huì)振動(dòng)。若某次膜片振動(dòng)時(shí),膜片與極板距離增大,則在此過程中(A、D)A.膜片與極板間的電容變小B.極板的帶電量增大C.膜片與極板間的電場強(qiáng)度增大D.電阻R中有電流通過B組 提升練(建議用時(shí)20分鐘)8.慣性制導(dǎo)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于彈道式導(dǎo)彈工程中,這個(gè)系統(tǒng)的重要元件之一是加速度計(jì)。加速度計(jì)的構(gòu)造原理示意圖如圖所示,沿導(dǎo)彈長度方向安裝的固定光滑桿上套一質(zhì)量為m的滑塊,滑塊兩側(cè)分別與勁度系數(shù)均為k的彈簧相連;兩彈簧的另一端與固定壁相連,滑塊原來靜止,彈簧處于自然長度,滑塊上有指針,可通過標(biāo)尺測出滑塊的位移,然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行制導(dǎo)。設(shè)某段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈沿水平方向運(yùn)動(dòng),指針向左偏離O點(diǎn)的距離為s,則這段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)彈的加速度(D)A.方向向左,大小為ks/mB.方向向右,大小為ks/mC.方向向左,大小為2ks/mD.方向向右,大小為2ks/m9.如圖所示是某居住小區(qū)門口利用光敏電阻設(shè)計(jì)的行人監(jiān)控裝置,R1為光敏電阻、R2為定值電阻,A、B接監(jiān)控裝置。則(B)A.當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí),A、B之間電壓升高B.當(dāng)有人通過而遮蔽光線時(shí),A、B之間電壓降低C.當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí),可減小A、B之間的電壓D.當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí),可增大A、B之間的電壓10.(多選)壓敏電阻的阻值會(huì)隨所受壓力的增大而減小。一同學(xué)利用壓敏電阻設(shè)計(jì)了判斷升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的裝置,如圖甲所示,將壓敏電阻平放在升降機(jī)內(nèi),受壓面朝上,在上面放一物體m,升降機(jī)靜止時(shí)電流表示數(shù)為I0。某過程中電流表的示數(shù)如圖乙所示,則在此過程中(B、D)A.物體處于失重狀態(tài)B.物體處于超重狀態(tài)C.升降機(jī)一定向上做勻加速運(yùn)動(dòng)D.升降機(jī)可能向下做勻減速運(yùn)動(dòng)11.一般的電熨斗用合金絲作發(fā)熱元件,合金絲電阻隨溫度T變化的關(guān)系如圖中實(shí)線所示,由于環(huán)境溫度以及熨燙的衣服厚度、干濕等情況不同,熨斗的散熱功率不同,因而熨斗的溫度可能會(huì)在較大范圍內(nèi)波動(dòng),易損壞衣物。有一種用主要成分為BaTiO3被稱為“PTC”的特殊材料作發(fā)熱元件的電熨斗,具有升溫快、能自動(dòng)控制溫度的特點(diǎn),PTC材料的電阻隨溫度變化的關(guān)系如圖中實(shí)線所示,根據(jù)圖線分析:(1)為什么處于冷態(tài)的“PTC”熨斗剛通電時(shí)比普通電熨斗升溫快?(2)通電一段時(shí)間后電熨斗溫度T自動(dòng)穩(wěn)定的范圍?！窘馕觥?1)由于冷態(tài)時(shí)PTC材料電阻較小,故由P=知,其發(fā)熱功率較大,所以升溫快。(2)從圖上看出,溫度較低時(shí),電阻較小,熱功率較大,所以生熱快于散熱,溫度升高,電阻值迅速增大,相應(yīng)的生熱功率減小,當(dāng)生熱功率小于散熱功率時(shí),電阻溫度降低,電阻值減小,生熱功率會(huì)相應(yīng)增大,故當(dāng)生熱功率等于散熱功率時(shí),溫度會(huì)穩(wěn)定在圖中T6T7之間。答案:(1)見解析(2)T6<T<T7C組 培優(yōu)練(建議用時(shí)20分鐘)12.目前有些居民區(qū)內(nèi)樓道燈的控制,使用的是一種延時(shí)開關(guān)。該延時(shí)開關(guān)的簡化原理如圖所示。圖中D是紅色發(fā)光二極管(只要有很小的電流通過就能使其發(fā)出紅色亮光),R為限流電阻,K為按鈕式開關(guān),虛線框內(nèi)S表示延時(shí)開關(guān)電路,當(dāng)按下K接通電路瞬間,延時(shí)開關(guān)觸發(fā),相當(dāng)于S閉合,這時(shí)釋放K后,延時(shí)開關(guān)S約在1 min后斷開,電燈熄滅。根據(jù)上述信息和原理圖,我們可推斷:按鈕開關(guān)K按下前,發(fā)光二極管是_發(fā)光的_(選填“發(fā)光的”或“熄滅的”),按鈕開關(guān)K按下再釋放后,電燈L發(fā)光持續(xù)時(shí)間約_1_min。這一過程中發(fā)光二極管是_熄滅的_。限流電阻R的阻值和燈絲電阻RL相比,應(yīng)滿足R_>_RL的條件。13.如圖所示為某種電子秤的原理示意圖,AB為一均勻的滑線電阻,阻值為R,長度為L,兩邊分別有P1、P2兩個(gè)滑動(dòng)頭,P1可在豎直絕緣光滑的固定桿MN上保持水平狀態(tài)而上下自由滑動(dòng),彈簧處于原長時(shí),P1剛好指著A端,P1與托盤固定相連,若P1、P2間出現(xiàn)電壓,該電壓經(jīng)過放大,通過信號轉(zhuǎn)換后在顯示屏上將顯示物體重力的大小。已知彈簧的勁度系數(shù)為k,托盤自身質(zhì)量為m0,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。求:(1)托盤上未放物體時(shí),在托盤自身重力作用下,P1離A的距離x1。(2)托盤上放有質(zhì)量為m的物體時(shí),P1離A的距離x2。(3)在托盤上未放物體時(shí)通常先校準(zhǔn)零點(diǎn),其方法是:調(diào)節(jié)P2,使P2離A的距離也為x1,從而使P1、P2間的電壓為零。校準(zhǔn)零點(diǎn)后,將物體m放在托盤上,試推導(dǎo)出物體質(zhì)量m與P1、P2間的電壓U之間的函數(shù)關(guān)系式?！窘馕觥客斜P的移動(dòng)帶動(dòng)P1移動(dòng),使P1、P2間出現(xiàn)電勢差,電勢差的大小反映了托盤向下移動(dòng)距離的大小,由于R為均勻的滑線電阻,則其阻值與長度成正比。(1)由力的平衡知識知m0g=kx1,解得x1=。(2)放上重物重新平衡后m0g+mg=kx2,解得x2=。(3)由閉合電路歐姆定律知E=IR,由部分電路歐姆定律知U=IR串,由=,其中x為P1、P2間的距離,則x=x2-x1=,聯(lián)立解得m=U。答案:(1)(2)(3)m=U