人教版物理選修3-2 第6章第二節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練

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111 1．關(guān)于傳感器的作用，下列說法正確的有(　　) A．通常的傳感器可以直接用來進(jìn)行自動(dòng)控制 B．傳感器可以用來采集信息 C．傳感器可以將感受到的一些信號(hào)轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 D．傳感器可以將所有感受到的信號(hào)都轉(zhuǎn)換為電學(xué)量 解析：選BC.傳感器是將感受的非電學(xué)量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的儀器，不同的傳感器感受不同的信號(hào)，B、C對(duì)． 2．關(guān)于電子秤中應(yīng)變力傳感器的說法正確的是(　　) A．應(yīng)變片是由導(dǎo)體材料制成 B．當(dāng)應(yīng)變片的表面拉伸時(shí)，其電阻變大；反之，變小 C．傳感器輸出的是應(yīng)變片上的電壓 D．外力越大，輸出的電壓差值也越大 解析：選BD.應(yīng)變片是由半導(dǎo)體材料制成的．電阻R＝ρ，應(yīng)變片拉伸，l變大，R值變大；應(yīng)變片壓縮，l變小，R值變?。畟鞲衅鬏敵龅氖巧舷聭?yīng)變片的電壓差． 3．下列說法中正確的是(　　) A．電飯鍋中的敏感元件是光敏電阻 B．測(cè)溫儀中測(cè)溫元件可以是熱敏電阻 C．機(jī)械式鼠標(biāo)中的傳感器接收到連續(xù)的紅外線，輸出不連續(xù)的電脈沖 D．火災(zāi)報(bào)警器中的光傳感器在沒有煙霧時(shí)呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，有煙霧時(shí)呈現(xiàn)高電阻狀態(tài) 解析：選B.電飯鍋中的敏感元件是感溫鐵氧體，A錯(cuò)誤；機(jī)械式鼠標(biāo)中的傳感器接收斷續(xù)的紅外線脈沖，輸出相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，C錯(cuò)誤；火災(zāi)報(bào)警器中的光傳感器在沒有煙霧時(shí)呈現(xiàn)高電阻狀態(tài)，有煙霧時(shí)呈現(xiàn)低電阻狀態(tài)，D錯(cuò)誤． 4．有一種在光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能啟動(dòng)的自動(dòng)控制裝置，下列說法正確的是(　　) A．兩個(gè)傳感器都是光電傳感器 B．兩個(gè)傳感器分別是光電傳感器和溫度傳感器 C．兩個(gè)傳感器可能分別是溫度傳感器、電容式傳感器 D．只有光照和溫度都適合時(shí)排氣扇才能工作 解析：選B.題中提到有光照或溫度升高時(shí)排氣扇都能自動(dòng)控制，由此可見兩個(gè)傳感器一個(gè)是光電傳感器，一個(gè)是溫度傳感器，而且排氣扇自動(dòng)工作只需光照和溫度一個(gè)滿足條件即可，A、C、D錯(cuò)，B對(duì)． 5．(2011年威海高二檢測(cè))溫度傳感器廣泛應(yīng)用于家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化的特性來工作的．如圖6－2－10甲所示為某裝置中的傳感器工作原理圖，已知電源的電動(dòng)勢(shì)E＝9.0 V，內(nèi)電阻不計(jì)；G為靈敏電流表，其內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的變化關(guān)系如圖乙所示，閉合開關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20 ℃時(shí)，電流表示數(shù)I1＝2 mA；當(dāng)電流表的示數(shù)I2＝3.6 mA時(shí)，熱敏電阻的溫度是(　　) 圖6－2－10 A．60 ℃　　　　　　　 B．80 ℃ C．100 ℃ D．120 ℃ 解析：選D.由圖乙可知，當(dāng)R的溫度等于20 ℃時(shí)，熱敏電阻的阻值R1＝4 kΩ，則由I1＝可得Rg＝0.5 kΩ，當(dāng)電流I2＝3.6 mA時(shí)，由I2＝，可得R2＝2 kΩ，結(jié)合圖乙此時(shí)溫度為120 ℃，故選D. 一、選擇題 1．下列裝置中利用了溫度傳感器的是(　　) A．電熨斗 B．電飯鍋 C．電子秤 D．火災(zāi)報(bào)警器 解析：選AB.電熨斗、電飯鍋都是通過溫度傳感器來控制溫度，A、B正確；電子秤是利用力傳感器來測(cè)力的，C錯(cuò)誤；火災(zāi)報(bào)警器是利用煙霧對(duì)光的散射，使光照射到光電三極管上，光電三極管的電阻減小引起電流變化而發(fā)出警報(bào)，因此火災(zāi)報(bào)警器是光電傳感器，故D錯(cuò)． 2．用遙控器調(diào)換電視頻道的過程，實(shí)際上就是傳感器把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的過程，下列屬于這類傳感器的是(　　) A．紅外報(bào)警裝置 B．走廊照明燈的聲控裝置 C．自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置 D．電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器 解析：選A.紅外報(bào)警裝置是傳感器把光信號(hào)(紅外線)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；走廊照明燈的聲控裝置是傳感器把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；自動(dòng)洗衣機(jī)中的壓力傳感裝置是把位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電飯煲中控制加熱和保溫的溫控器把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)． 3．人類發(fā)射的繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的所有航天器，在軌道上工作時(shí)都需要電能，所需要的電能都是由太陽能電池把太陽能轉(zhuǎn)化為電能得到的，要求太陽能電池板總是對(duì)準(zhǔn)太陽，為達(dá)到這一要求應(yīng)利用下列哪種傳感器來感知太陽方位(　　) A．力傳感器 B．光傳感器 C．溫度傳感器 D．生物傳感器 解析：選B.太陽帆的有效采光面積不同，所產(chǎn)生的電流不同，當(dāng)電流最大時(shí)正對(duì)太陽，所以應(yīng)用的是光傳感器，B對(duì)，A、C、D錯(cuò)． 4．如圖6－2－11是自動(dòng)調(diào)溫式電熨斗，下列說法正確的是(　　) 圖6－2－11 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)，上金屬片形變較大，雙金屬片將向下彎曲 C．原來溫度控制在80 ℃斷開電源，現(xiàn)要求60 ℃斷開電源，應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下調(diào)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 解析：選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，由熨燙絲綢衣物狀態(tài)轉(zhuǎn)化為熨燙棉麻衣物狀態(tài)時(shí)，溫度要升高，則應(yīng)使調(diào)溫旋鈕下移一些，A、B、D對(duì)，C錯(cuò)． 5．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粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)．下列說法正確的是(　　) 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(shì) 解析：選B.當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，膜片后的金屬線圈就跟著振動(dòng)，從而使處于永磁體的磁場(chǎng)中的線圈切割磁感線，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這是利用電磁感應(yīng)原理． 6．關(guān)于電飯鍋的說法正確的是(　　) A．電飯鍋中的溫度傳感器是氧化鐵 B．鐵氧體在常溫下具有磁性，溫度升至居里點(diǎn)時(shí)失去鐵磁性 C．當(dāng)溫度越過103 ℃時(shí)，感溫體磁性較強(qiáng) D．用電飯鍋煮飯時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)斷電后，它不能自動(dòng)復(fù)位 解析：選BD.電飯鍋中的溫度傳感器其主要元件是鐵氧體，故A錯(cuò)，B選項(xiàng)正確．當(dāng)溫度超過103 ℃時(shí)，感溫體磁性消失，則選項(xiàng)C錯(cuò)，溫控開關(guān)只能手動(dòng)閉合，故D正確． 7．如圖6－2－12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(　　) 圖6－2－12 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．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．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.由火災(zāi)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)，C對(duì)． 8．(2010年高考福建卷)如圖6－2－13甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時(shí)刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)．通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則(　　) 圖6－2－13 A．t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大 B．t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大 C．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增加后減少 D．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能 解析：選C.0～t1時(shí)間內(nèi)小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，落到彈簧上并往下運(yùn)動(dòng)的過程中， 小球重力與彈簧對(duì)小球彈力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后減速，t2時(shí)刻到達(dá)最低點(diǎn)，動(dòng)能為0，A、B錯(cuò)；t2～t3時(shí)間內(nèi)小球向上運(yùn)動(dòng)，合力方向先向上后向下，小球先加速后減速，動(dòng)能先增加后減少，C對(duì)；t2～t3時(shí)間內(nèi)由能量守恒知小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能減去小球增加的重力勢(shì)能，D錯(cuò)． 二、非選擇題 9．如圖6－2－14甲所示為一根豎直懸掛的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，繩長(zhǎng)為l，下端拴一質(zhì)量為m的小物塊A，上端固定在C點(diǎn)且與一能測(cè)量繩拉力的傳感器相連，已知有一質(zhì)量為m0的子彈B沿水平方向以速度v0射入A內(nèi)(未穿透)，接著兩者一起繞C點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在各種阻力都忽略的條件下測(cè)力傳感器測(cè)得繩的拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，已知子彈射入的時(shí)間極短，且圖中t＝0為A，B開始以相同速度運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻，根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題(包括圖)中提供的信息，求物塊在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度． 圖6－2－14 解析：在最高點(diǎn)時(shí)，繩的拉力為0，則 (m＋m0)g＝ 解得v1＝. 在最低點(diǎn)時(shí)，繩的拉力為Fm，則 Fm－(m＋m0)g＝ 解得v2＝. 答案：　 10．電流傳感器可以像電流表一樣測(cè)量電流，它的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)非?？?，可以捕捉到瞬間的電流變化，還可以與計(jì)算機(jī)相連，能在很短的時(shí)間內(nèi)畫出電流隨時(shí)間的變化圖象． 按圖6－2－15甲連接電路，提供8 V直流電源，先使開關(guān)S與1相連，電源向電容器充電，這個(gè)過程可在瞬間完成，然后把開關(guān)S擲向2，電容器通過電阻R放電，傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏上顯示出電流隨時(shí)間變化的I－t曲線，如圖乙所示． 圖6－2－15 (1)圖乙中畫出的豎直狹長(zhǎng)矩形(圖乙最左端)，其面積表示的物理意義是：________； (2)估算電容器在全部放電過程中釋放的電荷量是________C； (3)根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算，電容器的電容是________F. 解析：(1)圖象縱坐標(biāo)為電流I，橫坐標(biāo)為時(shí)間t，由公式q＝It可知，矩形面積為放電電荷量． (2)每個(gè)小方格的面積代表放電電荷量q0＝0.0810－3C，共有75格，則放電電荷量Q＝75q0＝6.010－3C. (3)由Q＝CU可知C＝＝7.510－4F. 答案：(1)0.1 s內(nèi)的放電電荷量 (2)6.010－3 (3)7.510－4 11．有一種測(cè)量壓力的電子秤，其原理圖如圖6－2－16所示．E是內(nèi)阻不計(jì)、電動(dòng)勢(shì)為6 V的電源．R0是一個(gè)阻值為300 Ω的限流電阻．G是由理想電流表改裝成的指針式測(cè)力顯示器．R是一個(gè)壓敏電阻，其阻值可隨壓力大小變化而改變，其關(guān)系如下表所示．C是一個(gè)用來保護(hù)顯示器的電容器．秤臺(tái)的重力忽略不計(jì)．試分析： 圖6－2－16 壓力F/N 0 50 100 150 200 250 300 … 電阻R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 … (1)利用表中的數(shù)據(jù)寫出電阻R隨壓力F變化的函數(shù)式． (2)若電容器的耐壓值為5 V，該電子秤的最大稱量值為多少？ (3)如果把電流表中電流的刻度變換成壓力刻度，則該測(cè)力顯示器的刻度是否均勻？ 解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知k＝＝＝0.4 Ω/N 所以電阻R隨壓力F變化的函數(shù)表達(dá)式為 R＝(300－0.4F)Ω. (2)R上受到的壓力越大，R的阻值越小，電容器兩端電壓越大，但不能超過5 V，所以＝，解得R＝60 Ω， 又∵R＝(300－0.4F)Ω，得出F＝600 N. (3)電流表中的電流I＝＝，電流I與壓力F不是線性關(guān)系，則該測(cè)力顯示器的刻度不均勻． 答案：(1)R＝300－0.4F　(2)600N　(3)不均勻 111