2018届人教版高中物理选修32课堂同步练习第六章《传感器》水平测试Word版含解析

第六章水平测试测试时间：90分钟满分：100分一、选择题(本大题共10小题，每题4分，共40分。在第1～6题给出的4个选项中，只有一个选项正确；在第7～10题给出的四个选项中，有多个选项正确，所有选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)1．以下说法正确的选项是( )A．凡将非电学量转变成电学量的传感器都是物理传感器B．湿敏传感器只好是物理传感器C．物理传感器只好将收集到的信息转变成电压输出D．物理传感器利用的是物质的物理性质和物理效应答案D分析各样传感器固然工作原理不一样，但基本功能相像，多半是将非电学量转变成电学量，故A错；湿敏传感器为化学传感器，故B错；传感器既可将信息转变成电压输出，也可转变成电流、电阻等输出，故C错；由物理传感器定义知D正确。2．[2015·德州高二检测]以下相关传感器的说法中错误的选项是( )A．汶川大地震时用的生命探测仪利用了生物传感器B．“嫦娥二号”卫星星载的立体相机获得月球数据利用了光传感器C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器D．火灾报警器能够在发生火灾时报警是利用了温度传感器答案D分析生命探测仪是利用生物传感器，立体相机是利用光学传感器，电子秤是利用压力传感器，火灾报警是在烟雾浓度达到必定程度时能够输出电信号，使警铃发声或使红灯闪耀，自动报警，利用了光学传感器而不是利用了温度传感器，A、B、C对，D错。3．如图是用电流传感器(相当于电流表，其电阻能够忽视不计)研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。图中是某同学画出的在t0时刻开关S由闭合变成断开，经过传感器的电流随时间变化的图象。对于这些图象，以下说法中正确的选项是( )A．甲图是经过传感器1的电流随时间变化的状况B．乙图是经过传感器1的电流随时间变化的状况C．丙图是经过传感器2的电流随时间变化的状况D．丁图是经过传感器2的电流随时间变化的状况答案C分析开关S由闭合变成断开，传感器1中的电流马上变成零，如丁图；传感器2中的电流因为线圈的自感作用，电流反向并渐渐减小，C正确，A、B、D错误。4．以下图，用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简略水污染指示器，以下说法中正确的选项是( )A．严重污染时，LDR是高电阻B．轻度污染时，LDR是高电阻C．不论污染程度怎样，LDR的电阻不变，阻值大小由资料本身要素决定D．该仪器不会遇到白日光照的影响答案A分析严重污染时，透过污水照到LDR上的光芒较少，LDR电阻较大，A对，B错；LDR由半导体资料制成，受光照影响电阻会发生变化，C错；白日自然光强度较强，会对LDR造成影响，D错。5．以下图是某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置，R1为光敏电阻、2为定值电阻，A、B接监控装置，则( )R①当有人经过而遮盖光芒时，A、B之间电压高升②当有人经过而遮盖光芒时，A、B之间电压降低③当仅增大R2的阻值时，可增大A、B之间的电压④当仅减小R2的阻值时，可增大A、B之间的电压A．①③B．①④C．②③D．②④答案C分析R1是光敏电阻，有光照耀时，电阻变小，当有人经过而遮盖光芒时，R1的阻值变大，回路中的电流I减小，A、B间的电压U＝IR2减小，故①项错误，②项正确；由闭合电路欧姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，当仅增大2的阻值时，电路中的电流减小，A、BR间的电压U增大，故③项正确；当减小R2的阻值时，电路中的电流增大，A、B间的电压U减小，故④项错误，故应选C。6．以下图是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路表示图。门翻开时，红外光敏电阻R3遇到红外线照耀，电阻减小；门封休会遮盖红外线源(红外线源没有画出)。经实质试验，灯的亮灭能反应门的开、关状态。门翻开时两灯的发光状况以及R2两头电压UR2与门封闭时对比( )A．红灯亮，UR2变大B．绿灯亮，UR2变大C．绿灯亮，UR2变小D．红灯亮，UR2变小答案D分析门翻开R3减小，致使R总减小和I总增添，Ur和UR1变大，UR2UR2＝E－(UR1＋Ur)减小，IR3＝I总－R2增添，电磁继电器磁性加强把衔铁拉下，红灯亮，绿灯灭，A、B、C均错误，D正确。7．以下图为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感觉强度B＝1T的匀强磁场中，C、O间距离为10cm。当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为( )A．电流方向C→OB．电流方向O→CC．电流大小为2AD．电流大小为1A答案BC分析只有当OC遇到向左的安培力时，闸门才能自动跳开，依据左手定章知电流的方向是O→C，CO所受安培力大小为F安＝BIL1×I×0.1N＝0.2N，进而解得I＝2A。8．在一些学校的教室里，为了保证照明条件，采纳了智能照明系统，在自然光不足时接通电源启动日光灯，而在自然光充分时，自动封闭日光灯。其原理图以下图，R为一光敏电阻，L为一带铁芯的螺线管。在螺线管上方有一用细弹簧悬着的轻质衔铁，衔铁的一端用铰链固定使其能够自由转动，另一端用一绝缘棒连结两动触头。关于该智能照明系统的工作原理，以下描绘正确的选项是( )A．光照越强时，光敏电阻的阻值越大，衔铁被吸引下来B．光芒不足时，光敏电阻的阻值变大，所在电路电流变小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯接通C．上边的两接线柱应当和日光灯电路连结D．下边的两接线柱应当和日光灯电路连结答案BC分析由光敏电阻的特征可知，光照强度越强，电阻越小，电流越大，衔铁被吸引下来，日光灯电路断开；光芒不足时，电阻增大，电流减小，衔铁被弹簧拉上去，日光灯电路接通。所以，上边的两接线柱应当和日光灯电路连结。选项B、C正确。9．[2015保·定高二检测]振弦型频次传感器的构造以下图，它由钢弦和永磁铁两部分构成，钢弦上端用固定夹块夹紧，下端的夹块与一膜片相连结，且夹块一直对膜片有压力。当弦上的张力越大时，弦的固有频次越大。这类装置能够从线圈输出电压的频次确立膜片处压力的变化。以下说法正确的选项是( )A．当软铁块与磁铁凑近时，a端电势高B．当软铁块与磁铁凑近时，b端电势高C．膜片上的压力较小时，线圈中感觉电动势的频次高D．膜片上的压力较大时，线圈中感觉电动势的频次高答案BC分析当铁块凑近磁铁时，线圈中的磁通量增添，依据楞次定律可得，b端电势比a端电势高，选项B正确；膜片上压力越小时，钢弦上的张力越大，振动频次越高，线圈中感觉电动势的频次越高，所以选项C正确。10．[2015·江西吉安质检]巨磁电阻(GMR)电流传感器可用来正确检测大容量远距离直流输电线路中的强电流，其原理利用了巨磁电阻效应。巨磁电阻效应是指某些磁性资料的电阻R在必定磁场作用下随磁感觉强度B的增添而急剧减小的特征。以下图为检测电路的原理图，设输电线路电流为I(不是GMR中的电流)GMR为巨磁电阻，R1、R2为定值电阻。已知输电线路电流I在巨磁电阻GMR处产生的磁场的磁感觉强度B的大小与I成正比，以下相关说法正确的是( )A．假如I增大，电压表示数减小，电压表示数增大B．假如I增大，电流表示数减小，电压表示数增大C．假如I减小，电压表示数增大，电压表示数增大D．假如I减小，电流表示数减小，电压表示数减小答案AD分析假如I增大，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感觉强度B增大，巨磁电阻的电阻减小，巨磁电阻中电流增大，电流表示数增大，电压表示数增大，电压表示数减小，选项A正确B错误；假如I减小，巨磁电阻(GMR)电流传感器处磁场的磁感觉强度B减小，巨磁电阻的电阻增大，巨磁电阻中电流减小，电流表示数减小，电压表示数减小，电压表示数增大，选项D正确C错误。二、实验题(本大题共2小题，每题6分，共12分，把答案填在题中横线上或按题目要求作答。)11．有一种丈量压力的电子秤，其原理图以下图。E是内阻不计、电动势为6V的电源。R0是一个阻值为300Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系以下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽视不计，试剖析：压力F/N电阻280260240220200180300R/Ω(1)利用表中的数据概括出电阻R随压力F变化的函数式R＝________Ω；若电容器的耐压值为5V，该电子秤的最大称量值为________N；(3)假如把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度________。(选填“平均”或“不平均”)答案(1)300－0.4F(2)600(3)不平均分析(1)由表中数据可知k＝R20ΩΩ/N＝50＝0.4FΩ所以电阻R随压力F变化的函数表达式为R＝(300－0.4F)Ω。(2)R上遇到的压力越大，R的阻值越小，电容器两头电压越大，5VR0但不可以超出5V，所以6V＝R0＋R，解得R＝60Ω，又因为R＝(300－0.4F)Ω，得出F＝600N。(3)电流表中的电流I＝E＝E，电流I与压力F不是R0600－0.4F＋R线性关系，则该测力显示器的刻度不平均。12．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不一样温度下的伏安特征曲线，要求特征曲线尽可能完好。已知常温下待测热敏电阻的值为4～5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有必定量的冷水，其余备用的仪表和器拥有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V，内阻可忽视)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0～20Ω)、开关、导线若干。甲(1)在图甲的方框中画出实验电路图，要求丈量偏差尽可能小；(2)依据电路图，在图乙的实物上连线；(3)简要写出达成接线后的主要实验步骤。答案看法析分析(1)因为要求测热敏电阻在不一样温度下的电阻值，且要求特征曲线尽可能完好，即变化范围尽可能大，所以变阻器一定用分压接法；又因为待测热敏电阻值为4～5Ω，远小于电压表内阻5kΩ，故电流表一定外接，实验电路图如图1所示。(2)实物接线如图2所示。(3)主要实验步骤：①往保温杯中加入一些热水，待温度稳准时读出温度计的值；②调理滑动变阻器，迅速测出几组电流表和电压表的值；③重复①②，丈量不一样温度下的数据；④绘出各丈量温度下热敏电阻的伏安特征曲线。三、计算题(本大题共4小题，共48分，要有必需的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。)13．(10分)全自动洗衣机中，排水电磁阀是由程序控制器控制其动作的。当洗衣机进行排水和脱水程序时，电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2动作，牵引排水阀的活塞翻开，排出污水。牵引电磁铁的构造以下图。当程序控制器的控制电流经过线圈时，线圈和铁芯1产生一个强的磁场，使铁芯2磁化，因为磁体互相作用，将铁芯2吸入线圈，此时铁芯2将拉动阀门使阀门翻开排水。相同，控制器不输出控制电流时，电磁铁将失掉磁性，弹簧(图中未画)将铁芯2拉回原位，进而封闭阀门。想想：(1)某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端和端分别为何磁极？(2)a、b处输入的是正、负交变电流，铁芯2能否仍旧吸入线圈？与恒定电流对比会有什么不一样？答案看法析分析(1)利用安培定章判断，A端为S极，B端为N极。(2)还能吸入线圈，因为铁芯还能被磁化，且磁化后的磁性老是与线圈发生相吸的作用。但与恒定电流产生的磁场对比，交变磁场强弱有变化，当磁性减弱的时刻弹簧会将铁芯2拉离线圈，因此会有振动而产生噪声。14．(12分)在蹦床项目中，假定表演时运动员仅在竖直方向运动，经过传感器将弹簧床面与运动员间的弹力随时间变化的规律在计算机上绘制出以下图的曲线，当地重力加快度为g＝10m/s2，依照图象给出的信息，回答以下物理量可否求出，如能求出写出必需的运算过程和最后结果。(1)蹦床运动稳固后的运动周期；(2)运动员的质量；(3)运动过程中，运动员走开弹簧床上涨的最大高度；(4)运动过程中运动员的最大加快度。答案

(1)2.8s

(2)50kg

(3)5m

(4)40m/s2，方向竖直向上分析

(1)稳固后的运动周期能够求出，由图象可知

T＝(9.5－6.7)s＝2.8s。(2)运动员的质量能够求出，由图象可知运动员运动前mg＝F0＝500N，m＝50kg。(3)运动员上涨的最大高度能够求出，由图象可知运动员运动稳定后每次凌空时间为(8.7－6.7)s＝2sH＝12g(12t)2＝5m。(4)运动过程中运动员的最大加快度能够求出，运动员每次凌空时加快度a1＝＝2，而塌陷最深时由图象可知Fmax＝2500Ng10m/s此时由牛顿第二定律Fmax－mg＝mamax可得最大加快度amax＝Fmmax－g＝40m/s2，方向竖直向上。15．(12分)某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k＝120N/m，自然长度L0＝1m弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在圆滑水平搁置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的资料制成的。迎风板面积S＝0.5m2，工作时老是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触优秀。定值电阻R＝1.0Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝9.0V，某时刻因为风吹迎风板，电压表的示数变成U2＝6.0V。(电压表可看作理想电表)试求：(1)金属杆单位长度的电阻；(2)此时作用在迎风板上的风力。答案(1)4.5Ω/m(2)80N分析设无风时金属杆接入电路的电阻为R1，风吹时接入电路的电阻为R2，由题意得E(1)无风时：U1＝R1＋R＋rR1得R1＝4.5Ω所以金属杆单位长度的电阻R14.5r0＝L0＝1Ω/m＝4.5Ω/m。E(2)有风时：U2＝R2＋R＋rR2得R2＝1.5ΩR21此时，弹簧长度L＝r0＝3m2压缩量x＝L0－L＝(1－3)m＝3m由均衡得此时风力：2F＝kx＝120×3N＝80N。16．(14分)以下图为一种悬球式加快度仪的原理图，它能够用