新课标2021年高二物理暑假作业11《传感器》.docx

【KS5U原创】新课标2021年高二物理暑假作业11《传感器》
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题（本题共8道小题）
1.有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置接受的传感器是（　　）
　 A． 温度传感器 B． 压力传感器 C． 生物传感器 D． 红外线传感器
2.很多楼道照明灯具有这样的功能：天黑时，毁灭声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，它的把握电路中接入了哪些传感器（　　）
　 A． 温度传感器 B． 光传感器 C． 声音传感器 D． 热传感器
3.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器．酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化．在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻值，这样，仪表显示的数据就与酒精气体浓度有了对应关系．假如二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r′的倒数与酒精气体的浓度c成正比，那么，电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系正确的是（　　）

A．U越大，表示c越大，c与U成正比      B. U越大，表示c越大，但c与U不成正比
C．U越大，表示c越小，c与U成反比       D．U越大，表示c越小，但c与U不成反比
4.如图所示的电路中，R1是定值电阻，R2是光敏电阻。已知光敏电阻的阻值随着光照强度的增加而减小，电源的内阻不能忽视。闭合开关S，当光敏电阻上的光照强度增大时，下列说法中不正确的是(　　)

A．通过R2的电流增大
B．电容器C所带的电荷量减小
C．电源的路端电压增大
D．电源的效率减小
5.有一种测量人体重的电子秤，其原理如图8中虚线内所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是抱负电流表)。设踏板的质量可忽视不计，已知抱负电流表的量程为3 A，电源电动势为12 V，内阻为2 Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。下列说法正确的是(　　)

A．该秤能测量的最大体重是1 400 N
B．该秤能测量的最大体重是1 300 N
C．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0. 375 A处
D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400 A处
6.计算机光驱的主要部分是激光头，它可以放射脉冲激光信号，激光扫描光盘时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（　　）

　              A． 当有光照射R1时，处理系统获得低电压
　              B． 当有光照射R1时，处理系统获得高电压
　              C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
　              D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
7.电子式互感器是数字变电站的关键装备之一．如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的（n﹣1）倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为（　　）

　 A． nU B． C． （n﹣1）U D．
8.下列的电器中，应用了压力传感器的是
A．红外数字温度计         B．天黑自动开启的路灯
C．数字体重计          D．白炽灯泡

二、试验题（本题共2道小题）
9.某同学学习传感器后，用电源、电磁继电器、滑动变阻器、开关、导线等仪器设计了一个高温报警器，要求是：正常状况绿灯亮，有险情时电铃报警．电路如图所示，图中仪器还不完整，请完成以下问题：
（1）图中的甲还需要放入的元件是　　；
A．二极管
B．光敏电阻
C．NTC热敏电阻（阻值随温度上升而减小）
D．PTC热敏电阻（阻值随温度上升而增大）
（2）电路正确连接之后，该同学调试过程发觉报警时温度比预期偏高了一点点．要求在温度更低一点时就开头报警，则需要调整滑动变阻器的滑动头往　　（填“左”或“右”）移动一点．

10.如图甲是某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中R0表示该电阻在0℃时的电阻值，已知图线的斜率为k．若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、抱负电流表A、滑动变阻器R′串联起来，连接成如图乙所示的电路．用该电阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简洁的“金属电阻温度计”．
（1）依据图甲，温度为t（t＞0℃）时电阻R的大小为　 　．
（2）在标识“金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系．请用E、R0、R′（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度t与电流I的关系式t=　 　．
（3）假如某次测量时，指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中心，则测量值　　15℃（填“大于”、“小于”或“等于”）．

三、计算题（本题共1道小题）
11.在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量，其原理如图所示，托盘和弹簧的质量均不计．变阻器的滑动端与弹簧上端连接（但与弹簧间不通电），当托盘中没有放物体时，滑动变阻器的滑动触头正好在变阻器的最上端；设变阻器的总电阻为R，总长度为 L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为抱负电压表．
（1）为使电压表中的电压读数与盘中物体的重力成正比，请你在图中完成电压表的连接；
（2）所选用电压表的量程；
（3）写出物体质量与电压表读数之间的关系式．

试卷答案
1.解：洗衣机设有多段式水位自动感应装置，是通过不同的压力转换成电学量，运用的压力传感器，故B正确，ACD错误；
故选B．
2.解：依据题意，天黑时，毁灭声音它就开启；而白天，即使有声音它也没有反应，故电路中有光传感器，即使天黑，没声音灯也不亮，故用到了声音传感器．即把握电路中接入了光传感器、声音传感器．
故选BC
3.B 闭合电路的欧姆定律；常见传感器的工作原理
解：酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中，电压表测R0两端的电压．依据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比，得：=kC（k是比例系数） ①．
依据欧姆定律得：==  ②
由①②整理得：U=
由数学学问知，U越大，c越大，但两者不成正比．故B正确．
故选B
4.C
5.AC
6.BD 传感器在生产、生活中的应用
解：AB、由题知，当光线照射R1时，R1阻值减小、R总减小，由欧姆定律得：I=且电源电压不变，
所以电路中的电流增大，
由于R2是定值电阻，U2=IR2，
故R2两端电压增大，信号处理系统获得高压而计数，
又由于串联电路总电压等于各分电压之和，
所以R1两端的电压变小，故A错误、B正确；
CD、当光线照射时，R1阻值增小、R总增小，电路中的电流减大，R2两端电压变大，
所以信号处理系统每获得一次高电压就计数一次，故C错．D正确
故选：BD．
7.解：ac和cd是串联形式，由串联电路电压和电阻成正比，ac间的电阻是cd间电阻的（n﹣1）倍，则当某次测量中输出端数字电压表的示数为U，ac间的电压为（n﹣1）U，故输入电压为U+（n﹣1）U=nU，故A正确，BCD错误．
故选：A．
8.C
9.解：（1）依据要求，在常温下热敏电阻甲阻值较大，电磁铁磁性较弱，不能将衔铁吸下，此时绿灯所在电路接通，绿灯亮，所以为是绿灯；
温度上升，热敏电阻阻值较小，把握电路电流增大时，电磁铁磁性增大，将衔铁吸下．所以图中的甲还需要放入的元件是NTC热敏电阻（阻值随温度上升而减小）
故选：C
（2）电路正确连接之后，该同学调试过程发觉报警时温度比预期偏高了一点点，则是在热敏电阻的电阻值比较小的时候才报警说明电路中的总电阻值比较大．要求在温度更低一点时就开头报警，则需要调整滑动变阻器，使滑动变阻器的电阻值小一些，则需要将滑动头往 右移动一些．
故答案为：（1）C，（2）右
10.解：（1）已知图线的斜率为k，依据数学学问得：电阻R的大小为 R=R0+kt．
（2）依据闭合电路欧姆定律得
   I=
又R=R0+kt
联立得 t=；
（3）由上看出，t与I是非线性关系，与欧姆表类似，温度t的刻度是不均匀的，左密右疏，则知若指针正好指在在温度刻度的10℃到20℃的正中心，则测量值小于15℃．
故答案为：（1）R0+k t；（2）t=；（3）小于
11.解：（1）电压表的连接如右图：
（2）依据闭合电路的欧姆定律，电路中的总电流为
电压表两端的最大电压为等于变阻器两端的最大电压：
所以电压表的量程可等于或略大于
（3）设托盘上放上质量为m的物体时，弹簧的压缩量为x，由题设知：
mg=kx，
解得：x=；
由闭合电路欧姆定律可知：
I=
U=IR′=IR
联立求解得：
m=
答：（1）为使电压表中的电压读数与盘中物体的重力成正比，电压表的连接如上图所示；
（2）所选用电压表的量程可等于或略大于；
（3）物体质量与电压表读数之间的关系式为．