（江蘇專用）2021版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課后限時(shí)集訓(xùn)34 傳感器的工作原理及應(yīng)用

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1、 課后限時(shí)集訓(xùn)34 傳感器的工作原理及應(yīng)用 建議用時(shí)：45分鐘 1．關(guān)于傳感器的下列說(shuō)法正確的是(　　) A．所有傳感器的材料都是由半導(dǎo)體材料做成的 B．金屬材料也可以制成傳感器 C．傳感器主要是通過(guò)感知電壓的變化來(lái)傳遞信號(hào)的 D．以上說(shuō)法都不正確 B　[半導(dǎo)體材料可以制成傳感器，其他材料也可以制成傳感器，如金屬氧化物氧化錳就可以制成溫度計(jì)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；傳感器不但能感知電壓的變化，還能感受力、溫度、光、聲、化學(xué)成分等非電學(xué)量的變化，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。] 2.(多選)有定值電阻、熱敏電阻、光敏電阻三只元件，將這三只元件分別接入如圖所示電路中的A、B兩點(diǎn)后，用黑

2、紙包住元件或者把元件置入熱水中，觀察歐姆表的示數(shù)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)變化較大的一定是熱敏電阻 B．置入熱水中與不置入熱水中相比，歐姆表示數(shù)不變化的一定是定值電阻 C．用黑紙包住與不用黑紙包住相比，歐姆表示數(shù)變化較大的一定是光敏電阻 D．用黑紙包住與不用黑紙包住相比，歐姆表示數(shù)相同的一定是定值電阻 AC　[熱敏電阻的阻值隨溫度的變化而變化，定值電阻和光敏電阻的阻值不隨溫度發(fā)生變化，故A正確，B錯(cuò)誤；光敏電阻的阻值隨光照的變化而變化，而定值電阻和熱敏電阻的阻值不隨光照的變化而變化，故C正確，D錯(cuò)誤。] 3.如圖所示，將一光敏電阻

3、連入多用電表兩表筆上，將多用電表的選擇開(kāi)關(guān)置于歐姆擋，用光照射光敏電阻時(shí)表針的偏角為θ，現(xiàn)用手掌擋住部分光線，表針的偏角變?yōu)棣取?，則可判斷(　　) A．θ′＝θ B．θ′＜θ C．θ′＞θ D．不能確定θ和θ′的關(guān)系 B　[光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小，開(kāi)始時(shí)有光照射，光敏電阻的阻值較小，當(dāng)手掌擋住部分光線時(shí)，光敏電阻的阻值增大，因?yàn)闅W姆表的零刻度在表盤(pán)的右側(cè)，所以歐姆表測(cè)電阻時(shí)，阻值越大，指針偏角越小，所以選項(xiàng)B正確。] 4．(多選)如圖所示，某居民小區(qū)門(mén)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(　　) A．當(dāng)有人通

4、過(guò)而遮蔽光線時(shí)，A、B之間電壓升高 B．當(dāng)有人通過(guò)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)，可增大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 BC　[R1是光敏電阻，有光照射時(shí)，阻值變小，當(dāng)有人通過(guò)而遮蔽光線時(shí)，R1的阻值變大，回路中的電流I減小，A、B間的電壓U＝IR2減小，故A錯(cuò)誤，B正確；由閉合電路歐姆定律得：U＝E－I(R1＋r)，當(dāng)僅增大R2的阻值時(shí)，電路中的電流減小，A、B間的電壓U增大，故C正確；當(dāng)僅減小R2的阻值時(shí)，電路中的電流增大，A、B間的電壓U減小，故D錯(cuò)誤。] 5.如圖所示為熱敏電阻和金屬熱電阻的電阻值隨溫度T變化的圖

5、線，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．圖線1是熱敏電阻的R-T圖線，它是用絕緣材料制成的 B．圖線2是熱敏電阻的R-T圖線，它可以用半導(dǎo)體材料制成 C．圖線1的材料化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，靈敏度高 D．圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差，測(cè)溫范圍大，靈敏度低 B　[熱敏電阻由半導(dǎo)體材料制成，金屬熱電阻由金屬制成，由圖知1為金屬熱電阻，2為熱敏電阻，故A錯(cuò)誤，B正確。與熱敏電阻相比，金屬熱電阻的化學(xué)穩(wěn)定性好，測(cè)溫范圍大，但靈敏度差，故C、D錯(cuò)誤。] 6．(多選)如圖所示是自動(dòng)調(diào)溫式電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．常溫時(shí)上下觸點(diǎn)是接觸的 B．雙金屬片溫度升高時(shí)，上金屬片形

6、變較大，雙金屬片將向下彎曲 C．原來(lái)溫度控制在80 ℃即斷開(kāi)電源，現(xiàn)要求60 ℃斷開(kāi)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 ABD　[常溫工作時(shí)，上下觸點(diǎn)是接通的；當(dāng)溫度升高時(shí)，上層金屬片形變大，向下彎曲，切斷電源；要使切斷電源時(shí)的溫度升高，則應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些，A、B、D正確，C錯(cuò)誤。] 7．某電容式話筒的原理示意圖如圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板，對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)，P振動(dòng)而Q可視為不動(dòng)，在P、Q間距增大過(guò)程中(　　) A．P、Q構(gòu)成的電容器的電容增大 B．P上電荷量保持不變 C．M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的

7、低 D．M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的高 D　[薄片P和Q為兩金屬極板，構(gòu)成平行板電容器，由C＝可知，當(dāng)P、Q間距增大過(guò)程中即d增大，電容C減小，A錯(cuò)誤。電容器始終與電源連接，兩極板電壓不變。據(jù)電容的定義式C＝知電荷量減少，B錯(cuò)誤。Q板上的正電荷流向M點(diǎn)經(jīng)N點(diǎn)到電源正極，故φM＞φN，C錯(cuò)誤，D正確。] 8.(多選)某儀器內(nèi)部的電路如圖所示，其中M是一個(gè)質(zhì)量較大的金屬塊，左右兩端分別與金屬絲制作的彈簧相連，并套在光滑水平細(xì)桿上，當(dāng)金屬塊處于平衡時(shí)兩根彈簧均處于原長(zhǎng)狀態(tài)，此時(shí)兩燈均不亮。若將該儀器固定在一輛汽車上，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí)，甲燈亮 B．當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí)，

8、乙燈亮 C．當(dāng)汽車剎車時(shí)，甲燈亮 D．當(dāng)汽車剎車時(shí)，乙燈亮 BC　[汽車加速前進(jìn)時(shí)，M與左邊觸點(diǎn)接觸，乙燈亮，所以A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)汽車剎車時(shí)，M與右邊觸點(diǎn)接觸，甲燈亮，所以C正確，D錯(cuò)誤。] 9.一臺(tái)臭氧發(fā)生器P的電阻為10 kΩ，當(dāng)供電電壓等于24 V時(shí)能正常工作，否則不產(chǎn)生臭氧?，F(xiàn)要用這種臭氧發(fā)生器制成自動(dòng)消毒裝置，要求它在有光照時(shí)能產(chǎn)生臭氧，在黑暗時(shí)不產(chǎn)生臭氧，擬用一個(gè)光敏電阻R1對(duì)它進(jìn)行控制，R1的阻值在有光照時(shí)為100 Ω，黑暗時(shí)為1 000 Ω，允許通過(guò)的最大電流為3 mA；電源E的電壓為36 V，內(nèi)阻不計(jì)；另有一個(gè)滑動(dòng)變阻器R2，阻值為0～100 Ω，允許通過(guò)的最大電流

9、為0.4 A；一個(gè)開(kāi)關(guān)S和導(dǎo)線若干。臭氧發(fā)生器P和光敏電阻R1的符號(hào)如圖所示。 設(shè)計(jì)一個(gè)滿足上述要求的電路圖，圖中各元件要標(biāo)上字母代號(hào)，其中滑動(dòng)變阻器兩固定接線柱端分別標(biāo)上字母A、B。(電路圖畫(huà)在虛線框內(nèi)) [解析]　為了能控制臭氧發(fā)生器，應(yīng)該用滑動(dòng)變阻器的分壓式接法，有光照時(shí)P能正常工作，無(wú)光照時(shí)P不工作。電路圖如圖所示： [答案]　見(jiàn)解析圖 10．為了保證汽車剎車時(shí)車輪不被抱死，使車輪仍有一定的滾動(dòng)而不是純滑動(dòng)，這樣既可以提高剎車效果，又不使車輪失去控制。為此需要一種測(cè)定車輪是否還在轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，這種檢測(cè)裝置稱為電磁脈沖傳感器，如果該裝置檢測(cè)出車輪不再轉(zhuǎn)動(dòng)，它就會(huì)自動(dòng)放松

10、剎車機(jī)構(gòu)，讓車輪仍保持轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，這就是ABS防抱死系統(tǒng)。如圖是電磁脈沖傳感器示意圖，B是一根永久磁體，外面繞有線圈，它們的左端靠近一個(gè)鐵質(zhì)齒輪A。齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪是同步的，則以下說(shuō)法正確的是(　　) A．車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于齒輪在永久磁體的磁場(chǎng)中切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于齒輪被磁化使線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．車輪轉(zhuǎn)速減慢時(shí)，輸出電流的周期變小，電流強(qiáng)度也變小 D．車輪轉(zhuǎn)速減慢時(shí)，輸出電流的周期變大，電流強(qiáng)度也變大 B　[此傳感器是利用線圈中磁通量的變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。相當(dāng)于將鐵塊插入和拔出線圈，從而使線圈中

11、磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速減慢時(shí)，線圈中磁通量的變化減慢，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期變大，由E＝可知，電流強(qiáng)度變小，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。] 11．(多選)如圖所示為某商廈安裝的光敏電阻自動(dòng)計(jì)數(shù)器的示意圖。其中A為光源，B為由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)勻速運(yùn)行的自動(dòng)扶梯，R1為光敏電阻，R2為定值電阻。每當(dāng)扶梯上有顧客經(jīng)過(guò)，擋住由A射向R1的光線時(shí)，計(jì)數(shù)器就計(jì)數(shù)一次。此計(jì)數(shù)器的基本工作原理是(　　) A．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得低電壓 B．當(dāng)有光照射R1時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓 C．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次低電壓就計(jì)數(shù)一次 D．信號(hào)處理系統(tǒng)每獲得一次高電壓就計(jì)

12、數(shù)一次 BC　[當(dāng)光線照射R1時(shí)，R1阻值減小，R總減小，由歐姆定律得I＝，且電源電壓不變，電路中的電流增大，R2是定值電阻，U2＝IR2，R2兩端電壓增大，信號(hào)處理系統(tǒng)獲得高電壓，A錯(cuò)誤，B正確。當(dāng)有人時(shí)信號(hào)系統(tǒng)計(jì)數(shù)，即沒(méi)有光照時(shí)獲得低電壓就計(jì)數(shù)，故D錯(cuò)誤，C正確。] 12．(多選)傳感器擔(dān)負(fù)著采集信息的任務(wù)，在自動(dòng)控制中發(fā)揮著重要作用，傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測(cè)量的量(通常是電學(xué)量)。例如熱敏傳感器，主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻。熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻Rt作為傳感器制作的簡(jiǎn)單自動(dòng)報(bào)警器的線路圖。則下列說(shuō)法正確的

13、是(　　) 甲　　　　　　　　　乙　　　 A．為了使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器響鈴，c應(yīng)接在a處 B．為了使溫度過(guò)高時(shí)報(bào)警器響鈴，c應(yīng)接在b處 C．若使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng) D．如果在調(diào)試報(bào)警器達(dá)到最低報(bào)警溫度時(shí)，無(wú)論如何調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P都不能使報(bào)警器工作，且電路連接完好，各電路元件都能處于工作狀態(tài)，則造成工作電路不能正常工作的原因可能是乙圖中左邊電源電壓太低 AD　[由熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖線可知，溫度升高，電阻減小，電流增大，電磁鐵的引力增加，吸引簧片向a運(yùn)動(dòng)，所以A正確，B錯(cuò)誤；若使啟動(dòng)報(bào)警的溫度提高些，即熱敏電阻阻值再小些，則滑動(dòng)變阻器

14、的阻值應(yīng)再大些，滑片P點(diǎn)應(yīng)向左移動(dòng)，C錯(cuò)誤；造成工作電路不能正常工作的原因可能是題圖乙中左邊電源電壓太低，或者線圈的匝數(shù)太少，或者彈簧的勁度系數(shù)太大等，所以D正確。] 13．如圖甲所示是某同學(xué)探究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律時(shí)設(shè)計(jì)的電路圖。 (1)根據(jù)電路圖，在圖乙的實(shí)物上連線。 甲　　　　　　　　　　乙　　 (2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，他得到了該熱敏電阻的伏安特性曲線如圖丙所示，由圖可知，熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________。 　丙　　　　　　　　　丁 (3)他將這個(gè)熱敏電阻接入如圖丁所示的電路中，已知電源電壓為9 V，內(nèi)阻不計(jì)，R1＝30 Ω，內(nèi)阻不計(jì)的毫安表讀數(shù)為500

15、mA，則R2的阻值為_(kāi)_______。 [解析]　(2)由熱敏電阻的伏安特性曲線可知：隨電流、電壓的增大(即功率增大，溫度升高)，曲線斜率也增大，因此電阻阻值減小。 (3)電源內(nèi)阻不計(jì)，則通過(guò)R1的電流 I1＝＝ A＝300 mA， 通過(guò)R2和R的電流 I2＝IA－I1＝500 mA－300 mA＝200 mA， 由R的伏安特性曲線可以讀出，當(dāng)I2＝200 mA時(shí)，R兩端的電壓U＝4 V，則 R2兩端的電壓U2＝E－U＝5 V， 所以R2＝＝ Ω＝25 Ω。 [答案]　(1)連接實(shí)物圖如圖所示 (2)減小　(3)25 Ω 14．如圖甲所示是一種自動(dòng)測(cè)定油箱內(nèi)油面高度的

16、裝置。其中R是滑動(dòng)變阻器，阻值范圍是0～100 Ω，它的金屬滑片是杠桿的一端，油量表是由電流表改裝而成的，實(shí)際是量程為0～0.6 A的電流表，從指針?biāo)傅目潭瓤芍拖鋬?nèi)油面的高度；R′為校準(zhǔn)電阻。已知電源電壓為12 V，油箱空和油箱滿時(shí)金屬滑片恰在滑動(dòng)變阻器的兩端點(diǎn)a、b處。 甲　　　　　　　　　　　乙　　 (1)當(dāng)油箱滿時(shí)，電流表示數(shù)恰好為滿偏刻度0.6 A，求校準(zhǔn)電阻R′的阻值和油箱空時(shí)電流表的示數(shù)； (2)若將電流表改換為電壓表，用電壓表的指針指示的刻度顯示油箱內(nèi)油面的高度，要求油面上升時(shí)電壓表的讀數(shù)增大，請(qǐng)將電壓表畫(huà)在圖乙中，并標(biāo)明電壓表的“＋”“－”接線柱。若改裝后電路中校

17、準(zhǔn)電阻的阻值不變，求電壓表示數(shù)的變化范圍。 [解析]　(1)當(dāng)電流表示數(shù)為滿偏刻度0.6 A時(shí)，金屬滑片在b處，此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻R＝0。 R′＝＝ Ω＝20 Ω。 油箱空時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻R＝100 Ω， 則電流表的示數(shù)為I1＝＝ A＝0.1 A。 (2)為符合油面上升時(shí)，電壓表讀數(shù)增大的要求，應(yīng)使電壓表與校準(zhǔn)電阻R′并聯(lián)，如圖所示。 電壓表示數(shù)變化的范圍，由滑片在a、b兩處時(shí)校準(zhǔn)電阻R′兩端的電壓決定。 U1＝＝2 V，U2＝12 V， 故電壓表示數(shù)的變化范圍為2 ～12 V。 [答案]　(1)20 Ω　0.1 A　(2)圖見(jiàn)解析　2～12 V 8