高中物理 第六章第四節(jié) 《傳感器》章末過關(guān)檢測(cè) 新人教版選修3-2

1112013-2014學(xué)年高中物理 第六章 傳感器章末過關(guān)檢測(cè) 新人教版選修3-2(時(shí)間：60分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選或不答的得0分)1(多選)關(guān)于半導(dǎo)體，以下說法中正確的是()A半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間B半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能隨溫度升高而減弱C用半導(dǎo)體制成的熱敏電阻可以作為測(cè)溫元件D用半導(dǎo)體制成的光敏電阻可以起到開關(guān)的作用解析：選ACD.有的半導(dǎo)體，在溫度升高時(shí)電阻減少得非常迅速，它能將溫度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，可以作為測(cè)溫元件光敏電阻在光照下電阻減小，導(dǎo)電性能增強(qiáng)，可起到開關(guān)的作用故選ACD.2(單選)關(guān)于發(fā)光二極管，下列說法正確的是()A發(fā)光二極管能發(fā)光，不具有單向?qū)щ娦訠發(fā)光二極管能直接把光能轉(zhuǎn)化為電能C發(fā)光二極管只要在兩端加有正向電壓，就可以發(fā)光D發(fā)光二極管只有加正向電壓時(shí)，才有可能發(fā)光解析：選D.發(fā)光二極管和普通二極管一樣，都具有單向?qū)щ娦?，都是半?dǎo)體材料制成的，只有當(dāng)兩端加正向電壓時(shí)，發(fā)光二極管才能直接把電能轉(zhuǎn)化為光能，并且正向電壓達(dá)到一定值時(shí)，二極管才能發(fā)光，故選D.3(多選)(2013通化高二檢測(cè))下列說法正確的是()A話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)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，這種傳感器作用是控制電路的通斷C電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器D半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因?yàn)闇囟仍礁?，它的電阻值越大解析：選BC.話筒是將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的裝置，A錯(cuò)誤；電熨斗內(nèi)的雙金屬片，是利用它的熱脹冷縮程度的不同，使電路隨溫度的改變實(shí)現(xiàn)通、斷的，B正確；電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器，C正確；半導(dǎo)體熱敏電阻溫度越高，它的電阻值越小，D錯(cuò)誤故選BC.4.(單選)傳感器是一種采集信息的重要器件，如圖所示是由電容器作為傳感器來測(cè)定壓力變化的電路，當(dāng)待測(cè)壓力作用于膜片電極上時(shí)，下列說法中正確的是()若F向下壓膜片電極，電路中有從a到b的電流若F向下壓膜片電極，電路中有從b到a的電流若F向下壓膜片電極，電路中不會(huì)有電流產(chǎn)生若電流表有示數(shù)，說明壓力F發(fā)生變化若電流表有示數(shù)，說明壓力F不會(huì)發(fā)生變化ABC D解析：選A.當(dāng)下壓時(shí)，因?yàn)镃，d減小，C增大，在U不變時(shí)，因?yàn)镃，Q增大，從b向a有電流流過，正確；當(dāng)F變化時(shí)，電容器兩板的間距變化，電容變化，電容器上的帶電荷量發(fā)生變化，電路中有電流，正確，故選A.5(單選)如圖所示是會(huì)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(shí)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(shí)，下列說法正確的是()A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(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)B發(fā)生火災(zāi)時(shí)，光電三極管溫度升高，電阻變小，檢測(cè)電路檢測(cè)出變化發(fā)出警報(bào)C發(fā)生火災(zāi)時(shí)，進(jìn)入罩內(nèi)的煙霧對(duì)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以上說法均不正確解析：選C.由報(bào)警器的原理可知，發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙霧進(jìn)入罩內(nèi)，使光發(fā)生散射，部分光線照在光電三極管上使其電阻變小，與傳感器相連的電路檢測(cè)出這種變化，發(fā)出警報(bào)，故選C.6(多選)電容式話筒的工作原理如圖所示D是絕緣支架，薄金屬膜M和固定電極N形成一個(gè)電容器，被直流電源充電，當(dāng)聲波使膜片振動(dòng)時(shí)，電容發(fā)生變化，電路中形成變化的電流，當(dāng)膜片向右運(yùn)動(dòng)的過程中有()A電容變大B電容變小C導(dǎo)線AB中有向左的電流D導(dǎo)線AB中有向右的電流解析：選AC.當(dāng)膜片向右運(yùn)動(dòng)的過程中，相當(dāng)于電容器兩板間距d變小，由C可知A正確，B錯(cuò)誤由QCU知，電容器充電，所以C正確，D錯(cuò)誤故選AC.7(單選)酒精測(cè)試儀用于對(duì)機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T是否酒后駕車及其他嚴(yán)禁酒后作業(yè)人員的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，它利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化，在如圖所示的電路中，不同的酒精氣體濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻，這樣，顯示儀表的指針就與酒精氣體濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系如果二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻r的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是()AU越大，表示c越大，c與U成正比BU越大，表示c越大，但是c與U不成正比CU越大，表示c越小，c與U成反比DU越大，表示c越小，但是c與U不成正比解析：選B.傳感器電阻r的倒數(shù)與濃度c是正比關(guān)系，即kc.電路中的電流為I，電壓表示數(shù)UIR0，可見電壓與濃度的關(guān)系不是正比關(guān)系但隨濃度的增加而增加故選B.8(多選)如圖所示，Rt為金屬熱電阻，R1為光敏電阻，R2和R3均為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，V為理想電壓表，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)增大，可能的原因是()A金屬熱電阻溫度升高，其他條件不變B金屬熱電阻溫度降低，其他條件不變C光照增強(qiáng)，其他條件不變D光照減弱，其他條件不變解析：選BD.電壓表示數(shù)增大，而R3為定值電阻，說明通過R3的電流增大，由電路結(jié)構(gòu)可知，這可能是由于Rt減小或R1增大，由金屬熱電阻和光敏電阻特性知，可能是由于溫度降低或光照減弱，故選BD.9(單選)(2013杭州高二檢測(cè))法國(guó)科學(xué)家阿爾貝費(fèi)爾和德國(guó)科學(xué)家彼得格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)(GMR)而榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)如圖所示是利用GMR設(shè)計(jì)的磁鐵礦探測(cè)儀原理示意圖，圖中GMR在外磁場(chǎng)作用下，電阻會(huì)大幅度減小下列說法正確的是()A若存在磁鐵礦，則指示燈不亮；若將電阻R調(diào)大，該探測(cè)儀的靈敏度提高B若存在磁鐵礦，則指示燈不亮；若將電阻R調(diào)小，該探測(cè)儀的靈敏度提高C若存在磁鐵礦，則指示燈亮；若將電阻R調(diào)大，該探測(cè)儀的靈敏度提高D若存在磁鐵礦，則指示燈亮；若將電阻R調(diào)小，該探測(cè)儀的靈敏度提高解析：選C.如果存在磁鐵礦，則巨磁阻(GMR)大幅度減小，流過巨磁阻(GMR)和R電路的電流大幅度增大，由URIR知，R兩端電壓增大，因此，巨磁阻(GMR)兩端電壓減小，即A端電平升高，則非門電路輸出端Z電平降低，則指示燈兩端電壓升高，指示燈亮，如果將電阻R調(diào)大，則A端電平調(diào)得更高，Z端輸出的電平更低，則指示燈的電壓更大，指示燈更亮，該探測(cè)儀的靈敏度提高，故選C.10(單選)(2013贛州高二檢測(cè))如圖所示是一個(gè)基本邏輯電路，是由聲控開關(guān)、光敏電阻、小燈泡等元件構(gòu)成的一個(gè)自動(dòng)控制電路該電路的功能是在白天無論聲音多么響，小燈泡都不會(huì)亮，在晚上，只要有一定的聲音，小燈泡就亮這種電路現(xiàn)廣泛應(yīng)用于公共樓梯間，該電路虛線框N中使用的是門電路則下列說法正確的是()AR2為光敏電阻，N為與門電路BR2為光敏電阻，N為或門電路CR1為光敏電阻，N為或門電路DR1為光敏電阻，N為與門電路解析：選A.由于燈L亮要同時(shí)滿足光線弱和有聲音兩個(gè)條件，所以N為與門電路；當(dāng)與門電路N輸出為高電平“1”時(shí)燈亮，這就要求與門電路N的兩輸入端同時(shí)為高電平，所以當(dāng)有聲音時(shí)聲控開關(guān)N的一個(gè)輸入端處于高電位，同時(shí)另一個(gè)光敏開關(guān)輸入端也要處于高電位，光敏電阻的阻值在光線變?nèi)鯐r(shí)增大，所以光敏電阻應(yīng)是R2，故選A.二、非選擇題(本題共3小題，共40分解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11(10分)如圖所示A是浮子，B是金屬觸頭，C為住宅樓房頂上的蓄水池，M是帶水泵的電動(dòng)機(jī)，D是彈簧，E是銜鐵，F(xiàn)是電磁鐵，S1、S2分別為觸點(diǎn)開關(guān)，S為開關(guān)，J為電池請(qǐng)利用上述材料，設(shè)計(jì)一個(gè)住宅樓房頂上的自動(dòng)注水裝置(1)連接電路圖；(2)簡(jiǎn)述其工作原理(涉及的元件可用字母代替)解析：(1)連接線路圖如圖所示(5分)(2)按圖連接好電路，合上開關(guān)S，水泵工作，水位升高，當(dāng)浮子上升使B接觸到S1時(shí)，左側(cè)電路(控制電路)工作，電磁鐵F有磁力，拉下銜鐵E，使S2斷開，電機(jī)動(dòng)M不工作，停止注水，當(dāng)水位下降使B與S1脫離，電路停止工作，F(xiàn)無磁性，D拉動(dòng)E，使S2接通，電動(dòng)機(jī)M工作(5分)答案：見解析12(14分)如圖所示，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(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為150 .當(dāng)線圈中的電流大于或等于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合為繼電器線圈供電的電池的電動(dòng)勢(shì)E6 V，內(nèi)阻可以不計(jì)圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端還是C、D端？(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持100 ，可變電阻R的值應(yīng)調(diào)節(jié)為多少？解析：(1)根據(jù)題意分析可知，應(yīng)將加熱器接在A、B端(5分)(2)由題圖甲查出熱敏電阻在100 時(shí)，電阻值為50 .(2分)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得EIR繼IRIR(2分)其中E6 V，I20 mA2102A，R50 ，R繼150 ，代入數(shù)據(jù)解之得R100 .(5分)答案：(1)A、B端(2)100 13(16分)一種半導(dǎo)體材料稱為“霍爾材料”，用它制成的元件稱為“霍爾元件”，這種材料有可定向移動(dòng)的電荷，稱為“載流子”，每個(gè)載流子的電荷量大小為1個(gè)元電荷量，即q1.61019 C，霍爾元件在自動(dòng)檢測(cè)、控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如錄像機(jī)中用來測(cè)量錄像磁鼓的轉(zhuǎn)速、電梯中用來檢測(cè)電梯門是否關(guān)閉以及自動(dòng)控制升降電動(dòng)機(jī)的電源的通斷等在一次實(shí)驗(yàn)中，一塊霍爾材料制成的薄片寬AB1.0102 m、長(zhǎng)BC4.0102 m、厚h1103 m，水平放置在豎直方向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，BC方向通有I3.0 A的電流，如圖所示，沿寬度產(chǎn)生1.0105 V的橫向電壓(1)假定載流子是電子，A、B兩端中哪端電勢(shì)較高？(2)薄板中形成電流I的載流子定向運(yùn)動(dòng)的速率多大？解析：(1)根據(jù)左手定則可確定A端電勢(shì)高(5分)(2)當(dāng)霍爾元件內(nèi)由于載流子有沿電流方向所在的直線定向運(yùn)動(dòng)時(shí)，受洛倫茲力作用而產(chǎn)生橫向分運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生橫向電場(chǎng)，橫向電場(chǎng)的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，霍爾元件橫向電壓穩(wěn)定(2分)設(shè)載流子沿電流方向所在直線定向移動(dòng)的速度為v，橫向電壓為UAB，橫向電場(chǎng)強(qiáng)度為E，電場(chǎng)力為FeEee(3分)洛倫茲力FBevB(2分)平衡時(shí)eevB(2分)得v6.7104 m/s.(2分)答案：(1)A(2)6.7104 m/s111