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2021-2022版高中物理 第六章 传感器 2 传感器的应用课时练习新人教版选修3-2

2021-2022版高中物理 第六章 传感器 2 传感器的应用课时练习新人教版选修3-2

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姓名：

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传感器的应用
(20分钟·40分)
一、选择题(本题共4小题,每题7分,共28分)
1.在电梯门口放置一障碍物,会发现电梯门不停地开关,这是由于在电梯门上装有的传感器是 (　　)
A.光传感器　　　　　　 B.温度传感器
C.声传感器 D.压力传感器
【解析】选A。在电梯门口放置一障碍物,电梯门不停地开关,说明电梯门口有一个光传感器,故选项A正确。
2.用于火灾报警的离子烟雾传感器如图所示。在网罩 Ⅰ 内有电极 Ⅱ 和 Ⅲ,a、b两端接电源,Ⅳ是一小块放射性同位素镅241,它能放射出一种很容易使空气电离的粒子。正常情况下镅241放射出的粒子使两个极板间的空气电离,在a、b间形成较强的电流;发生火灾时,大量烟雾进入网罩Ⅰ内,烟尘颗粒吸收其中的带电粒子,导致电流发生变化,从而报警。下列说法中正确的是 (　　)

A.镅241射出的是α粒子,有烟雾时电流增强
B.镅241射出的是α粒子,有烟雾时电流减弱
C.镅241射出的是β粒子,有烟雾时电流增强
D.镅241射出的是β粒子,有烟雾时电流减弱
【解析】选B。放射性同位素镅241,它能放射出一种很容易使空气电离的粒子,可知该粒子是α粒子。发生火灾时,烟雾进入网罩Ⅰ内,烟尘颗粒吸收空气中带电粒子,使得电流减弱。故B正确,A、C、D错误。
3.(多选)为了锻炼身体,小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计,如图所示是原理图。轻质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计,P与R1间的摩擦不计),弹簧劲度系数为100 N/cm,定值电阻R0=5 Ω,ab是一根长为5 cm的均匀电阻丝,阻值R1=25 Ω,电源输出电压恒为U=3 V,理想电流表的量程为0～0.6 A。当拉环不受力时,滑片P处于a端。下列关于这个电路的说法正确的是(不计电源内阻) (　　)

A.小明在电路中连入R0的目的是保护电路
B.当拉环不受力时,闭合开关后电流表的读数为0.1 A
C.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.3 A处
D.当拉力为400 N时,电流表指针指在0.5 A处
【解析】选A、B、C。若电路无电阻R0,且金属滑片P在b端时,电路短路损坏电源,R0的存在使电路不出现短路,故选项A正确;当拉环不受力时,滑片P在a端,由闭合电路欧姆定律得I==0.1 A,故选项B正确;拉力为400 N时,由F=kΔx得Δx=4 cm,对应的电阻为RaP = 20 Ω,R1接入电路的电阻RPb=5 Ω,由闭合电路欧姆定律得I′==0.3 A,故选项D错误,C正确。
4.如图所示,用光敏电阻LDR和灯泡制成的一种简易水污染指示器,下列说法正确的是 (　　)

A.严重污染时,LDR是高电阻
B.轻度污染时,LDR是高电阻
C.无论污染程度如何,LDR的电阻不变,阻值大小由材料本身因素决定
D.该仪器的使用不会因为白天和晚上受到影响
【解析】选A。严重污染时,透过污水照到LDR上的光线较少,LDR电阻较大,选项A正确,B错误;LDR由半导体材料制成,受光照影响,电阻会发生变化,选项C错误;白天和晚上自然光的强弱不同,或多或少会影响LDR的电阻,选项D错误。
【加固训练】
小强用恒温箱进行实验时,发现恒温箱的温度持续升高,无法自动控制。经检查,恒温箱的控制器没有故障。参照图,下列对故障判断正确的是 (　　)

A.只可能是热敏电阻出现故障
B.只可能是温度设定装置出现故障
C.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障
D.可能是加热器出现故障
【解析】选C。由恒温箱原理图可知,若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息,导致控制器发出错误指令,故选项C正确,A、B错误;若加热器出现故障,只有一种可能,即不能加热,而题中加热器一直加热才会使温度持续升高,故选项D错误。
二、非选择题(本题共1小题,共12分)
5.如图甲所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路图。电源电压恒定,电流表内阻不计,开关闭合后,调节滑动变阻器滑片,使小灯泡发光逐渐增强,测得流过光敏电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示,试根据这一特性设计一个自动光控电路。

【解析】由光敏电阻的特性曲线可以看出,当入射光线增强时,光敏电阻的阻值减小,流过光敏电阻的电流增大,根据题意设计一个路灯自动控制电路。
控制过程是:当有光照射时,光电流经过放大器输出一个较大的电流,驱动电磁继电器吸合,使两个常闭触点断开;当无光照射时,光电流减小,放大器输出电流减小,电磁继电器释放衔铁,使两个常闭触点闭合,控制路灯电路接通,路灯开始工作。
答案:如图所示

(5分钟·10分)
6.(多选)利用光敏电阻制作的光传感器,记录了传送带上工件的输送情况,如图甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器,光传感器B能接收到发光元件A发出的光,每当工件挡住A发出的光时,光传感器就输出一个电信号,并在屏幕上显示出电信号与时间的关系,如图乙所示。若传送带始终匀速运动,每两个工件间的距离为0.2 m,则下述说法正确的是 (　　)

A.传送带运动的速度是0.1 m/s
B.传送带运动的速度是0.2 m/s
C.该传送带每小时输送3 600个工件
D.该传送带每小时输送7 200个工件
【解析】选B、C。从乙图可知:每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号,而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离,所以传送带运动的速度是v= m/s=0.2 m/s,故选项A错误,B正确;传送带每小时传送的距离为s=vt=0.2×3 600 m,工件个数为n=个=3 600个,故选项C正确,D错误。