5.3用傳感器制作自動控制裝置同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理粵教版（2019）選擇性必修第二冊一、選擇題（共15題）1．很多汽車配備了自動大燈功能，在行駛過程中感應(yīng)到外部環(huán)境光線較暗時大燈自動開啟。此功能主要使用的傳感器為（　　）A．聲音傳感器 B．溫度傳感器 C．壓力傳感器 D．光傳感器2．以下家用電器中不是利用溫度傳感器的是（   ）A．空調(diào)機 B．自動門 C．電冰箱 D．電飯煲3．下列物品中應(yīng)用了力傳感器的是（　?。?/span>A．電熨斗 B．電飯鍋C．電冰箱 D．電子臺秤4．如圖所示，圖甲表示某半導(dǎo)體熱敏電阻R隨溫度t的變化情況。把該半導(dǎo)體電阻與電池、電流表串聯(lián)起來，如圖乙所示，用該半導(dǎo)體作測溫探頭，把電流表的電流刻度改為相應(yīng)的溫度刻度，于是就得到一個最簡單的熱敏電阻溫度計。則下列說法正確的是（　?。?/span>A．電流表示數(shù)大說明溫度較高B．電流表示數(shù)小說明溫度較高C．電流表示數(shù)與溫度成正比D．所改裝的溫度表刻度是均勻的5．傳感器已廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)、生活中，下列關(guān)于傳感器的說法正確的是　　A．火警報警器使用了壓力傳感器B．冰箱控溫系統(tǒng)使用了溫度傳感器C．商場里的自動門使用了光傳感器D．夜間自動打開的路燈使用了溫度傳感器6．下列器件是應(yīng)用力傳感器的是(　　)A．鼠標(biāo)器 B．火災(zāi)報警器C．測溫儀 D．電子秤7．電熨斗能自動控制溫度，在熨燙不同的織物時，設(shè)定的溫度可以不同，圖為電熨斗的結(jié)構(gòu)圖，電熨斗內(nèi)部裝有雙金屬片，雙金屬片上層金屬的熱膨脹系數(shù)大于下層金屬，若把熨燙的棉麻衣物換成絲綢衣物，則如何調(diào)節(jié)調(diào)溫旋鈕（　?。?/span>織物材料尼龍合成纖維絲綢羊毛棉麻熨燙溫度低高A．向下 B．向上 C．保持原狀 D．不能確定8．圖是測試熱敏電阻R的實驗電路圖，滑動變阻器已調(diào)節(jié)到某一適當(dāng)?shù)闹担畬嶒炛杏^察到當(dāng)溫度升高時燈更亮．對實驗現(xiàn)象分析正確的有（　　）A．溫度升高，電路中的電流減小                             B．溫度升高，電路中的電流不變C．溫度升高，熱敏電阻的阻值增大                         D．溫度升高，熱敏電阻的阻值減小9．下列應(yīng)用了溫度傳感器的是 (        )A．商場里的自動玻璃門 B．夜間自動打開的路燈C．自動恒溫冰箱 D．樓梯口的夜間有聲音時就亮的燈10．如圖所示為大型電子地磅電路圖，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r．不稱重物時，滑片P在A端；稱重物時，在壓力作用下使滑片P下滑，滑動變阻器接入電路的阻值發(fā)生變化，通過電流表的示數(shù)即可顯示被稱物體的重量值．在P滑動過程中，彈簧始終未超出彈性限度．則閉合開關(guān)S后，下列說法不正確的是（　　）A．不稱重物時電路中有電流B．所稱物體越重，電源兩端電壓越高C．所稱物體越重，滑動變阻器R兩端電壓越低D．所稱物體越重，電源的總功率越大11．目前，傳感器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究等各個領(lǐng)域，關(guān)于傳感器的應(yīng)用，下列說法中正確的是（　?。?/span>A．自動洗衣機中的壓力傳感器、數(shù)字體重計所用的測力裝置都應(yīng)用了力傳感器B．走廊照明燈的聲控開關(guān)、紅外報警裝置都是應(yīng)用了聲傳感器C．發(fā)光二極管是一種常用的光傳感器，其作用是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號D．霍爾元件能把磁感應(yīng)強度這個磁學(xué)量轉(zhuǎn)換成電阻這個電學(xué)量12．下列有關(guān)傳感器的說法正確的是     （        ）A．話筒是一種常用的聲傳感器，其作用是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號B．樓梯口的電燈開關(guān)裝的兩種傳感器是熱敏電阻和光敏電阻C．電子秤所使用的測力裝置是力傳感器D．半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器，因為溫度越高，它的電阻值越大13．如圖所示為熱敏電阻和金屬熱電阻的電阻值隨溫度T變化的圖線，下列說法正確的是(　　) 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，測溫范圍大，靈敏度高D．圖線2的材料化學(xué)穩(wěn)定性差，測溫范圍大，靈敏度低14．自從2011年5月1日“酒駕新規(guī)”推行后，“醉駕入刑”深入人心．交通警察檢測酒駕的最簡單的方法就是用酒精測試儀．酒精測試儀的工作原理如圖所示，其中P是半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，該傳感器電阻r′與酒精氣體的濃度C成反比，R0為定值電阻，下列關(guān)于電壓表的示數(shù)（U）與酒精氣體的濃度（C）之間關(guān)系的圖像，其中正確的是(　 　)A． B．C． D．15．下列有關(guān)傳感器的說法中正確的是（　?。?/span>A．火災(zāi)報警器利用了溫度傳感器B．日光燈啟動器是利用了光傳感器C．電子秤稱量物體重力利用了力傳感器D．霍爾元件是能夠把電壓轉(zhuǎn)換為磁感應(yīng)強度的一種磁傳感器二、填空題（共4題）16．如圖所示為用熱敏電阻及和電磁鐵L等組成的一個簡單的恒溫控制電路，其中熱敏電阻的阻值會隨溫度的升高而減小。電源甲與電磁鐵、熱敏電阻等組成控制電路，電源乙與恒溫箱加熱器(圖中未両出）相連接。則當(dāng)溫度________(填“升高”“降低”）到某一數(shù)值時，銜鐵P將會被吸下，工作時，應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在_________(“A、B端”“C、D端”） 17．在實驗中，我們用過不少傳感器，請寫出三個傳感器：______傳感器，______傳感器，______傳感器。18．有一種測量壓力的電子秤，其原理圖如圖所示。E是內(nèi)阻不計、電動勢為6 V的電源。R0是一個阻值為300 Ω的限流電阻。G是由理想電流表改裝成的指針式測力顯示器。R是一個壓敏電阻，其阻值可隨壓力大小變化而改變，其關(guān)系如下表所示。C是一個用來保護顯示器的電容器。秤臺的重力忽略不計，試分析：壓力F/N050100150200250300…電阻 R/Ω300280260240220200180… (1)利用表中的數(shù)據(jù)歸納出電阻R隨壓力F變化的函數(shù)式R=___________ Ω；(2)若電容器的耐壓值為5 V，該電子秤的最大稱量值為___________N；(3)如果把電流表中電流的刻度變換成壓力刻度，則該測力顯示器的刻度___________。（選填“均勻”或“不均勻”）19．一顆米粒大小的黑色腦袋，拖著兩根發(fā)絲粗細、長約五六厘米的小辮子——這個狀如蝌蚪的小家伙就是中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所軍工部生產(chǎn)的熱敏電阻。它已經(jīng)六度隨著神舟宇宙飛船上天，遨游了浩瀚的太空。熱敏電阻是一種測量和控制溫度的敏感元件。從1965年接受我國航天部門任務(wù)、為我國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”研制配套熱敏電阻以來，新疆理化所一直在為我國航天高新技術(shù)工程和國防現(xiàn)代化武器裝備研制配套熱敏電阻器，是國內(nèi)惟一研究開發(fā)NTC熱敏電阻器的科研單位。用對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT，在給定溫度范圍內(nèi)，其阻值隨溫度的變化是非線性的。某同學(xué)將RT和兩個適當(dāng)?shù)墓潭娮?/span>R1、R2連成圖甲虛線框內(nèi)所示的電路，以使該電路的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的，且具有合適的阻值范圍。為了驗證這個設(shè)計，他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值，測量電路如圖甲所示，圖中的電壓表內(nèi)阻很大，RL的測量結(jié)果如下表所示。溫度t（℃）30.040.050.060.070.080.090.0阻值RL（Ω）54.351.548.344.741.437.934.7回答下列問題：（1）根據(jù)圖甲所示的電路，在圖乙所示的實物圖上連線_______。（2）在圖丙坐標(biāo)紙上作RL—t關(guān)系圖線_______，則RL—t圖像為一條_______（選填“直線”或曲線”）。（3）在某一溫度下，電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖丁所示，電流表的示數(shù)為_______mA，電壓表的示數(shù)為_______V。此時等效電阻RL的阻值為_______Ω（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；熱敏電阻所處環(huán)境的溫度約為_______℃（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。三、綜合題（共4題）20．有一種測量重物的電子秤，其測量部分的原理圖如圖中的虛線框所示，它主要由壓力傳感器R(電阻值會隨所受壓力大小發(fā)生變化的可變電阻)，顯示體重大小的儀表A(實質(zhì)是理想的電流表)組成．已知壓力傳感器R的電阻與所受壓力的關(guān)系如下表所示．設(shè)踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計，接通電源后，壓力傳感器兩端的電壓恒為4.5V ．請回答：壓力F/N 0 250 500 750 1000 1250 1500 …… 電阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 ……  (1)該秤零起點(即踏板空載時)的刻度線應(yīng)標(biāo)在電流表刻度盤     A處．(2)如果放一重物在該秤踏板上，電流表刻度盤的示數(shù)為30mA, 該重物的重力是     N．21．光敏電阻在各種自動化裝置中有很多應(yīng)用．街道路燈自動控制就是應(yīng)用之一，如圖所示電路為模擬電路，其中A為一光敏電阻，B為電磁繼電器，C為電流放大器，D為路燈．請連成正確的電路，達到日出路燈熄、日落路燈亮的效果．22．雙金屬溫度傳感器是將兩種具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬貼合在一起制成的。當(dāng)它溫度升高時，兩種金屬伸長不一樣而發(fā)生彎曲變形，使觸點接通或斷開。日光燈啟動器里就有一個雙金屬溫度傳感器（如圖）。取一個報廢的日光燈啟動器，去掉外殼，在充有氖氣的玻璃泡內(nèi)，有一個U形的雙金屬片，其旁邊有一根直立的金屬絲，兩者構(gòu)成一對觸點。常溫下兩觸點是分離的，溫度升高時，雙金屬片因形變而與金屬絲接觸。敲碎氖泡的玻璃，調(diào)節(jié)兩觸點之間的距離，使溫度升高到60℃時兩觸點恰好接通。請你利用這個雙金屬溫度傳感器，設(shè)計一個電熱水器自動加熱的控制方案。當(dāng)水溫低于60℃時自動通電加熱，高于60℃時自動斷電。23．將一動力傳感器接到計算機上，我們可以測量快速變化的力，如圖所示的就是用這種方法測得的一光滑小球在半球形碗內(nèi)的豎直平面內(nèi)來回運動時，對碗面的壓力大小隨時間變化的曲線（如圖）。試求：(1)此小球在碗內(nèi)來回運動的周期為多少？(2)此小球的質(zhì)量為多少？（g＝10 m/s2）
參考答案：1．D2．B3．D4．A5．B6．D7．B8．D9．C10．B11．A12．C13．B14．C15．C16．     升高     A、B端17．     運動     力     壓強18．               不均勻19．               直線     115     5.00     43.5     64.0（62.0℃~66.0℃均正確）20．（1）1.5×10－2（2）125021．22．控制電路如圖所示 A為調(diào)節(jié)后的U形的雙金屬片，一端固定在金屬桿上，另一端固定與金屬絲b構(gòu)成一對觸點。將它密封在玻璃罩B內(nèi)，成為溫度傳感器，浸入電熱水器C的水中。J為電磁繼電器的線圈，a為該繼電器的常閉觸點，R為大功率電熱元件。閉合開關(guān)S，若水的溫度低于60℃，雙金屬片A與觸點b分離，繼電器觸點a閉合，電熱元件通電發(fā)熱。當(dāng)水溫升高到60℃時雙金屬片A因溫度升高而與觸點b接觸，則觸點a斷開，加熱電路斷開，就停止對水的加熱了。水溫下降到60℃以下時，A與b又斷開，觸點a閉合，加熱電路閉合再度給水加熱。23．(1)0.8s；(2)0.1kg 

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