2015_2016高中物理第六章第一节传感器及其工作原理练案新人教版选修3_2+2015_2016高中物理第六章第三节传感器的应用二练案新人教版选修3_2.docx

2015_2016高中物理第六章第一节传感器及其工作原理练案新人教版选修3_22015-2016高中物理 第六章 第一节 传感器及其工作原理练案 新人教版选修3-2当堂检测A组（反馈练）1下列说法正确的是（ ）A传感器担负着信息采集的任务B干簧管是一种磁传感器C传感器不是电视摇控接收器的主要元件D传感器是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具答案：ABD2. 关于光敏电阻，下列说法正确的是（ ）A光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量B硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子极少，导电性能不好C硫化镉是一种半导体材料，无光照射时，载流子较少，导电性能良好D半导体材料的硫化镉，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好答案：ABD3.如图所示，图中1、2分别是两种材料的电阻R随温度T变化的图线，下列说法中正确的是（ ）A图线1是热敏电阻的图线，它是用金属材料制成的B图线2是热敏电阻的图线，它是用半导体材料制成的C图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高D图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高答案：BD4. 如图所示，R1、R2为定值电阻，L是小灯泡，R3为光敏电阻，当照射光强度增大时，则（ ）A电压表的示数增大BR2中电流增大C小灯泡的亮度变亮DR3中电流减小答案：AC h5.如图是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图。金属棒与导电液体构成一个电容器，将金属棒和导电液体分别与直流电源的两极相连接，从电容C和导电液与金属棒间的电压U的变化就能反映液面的升降情况，则以下判断正确的是（ ） A电源接通后，电容C减小，反映h减小B电源接通后，电容C减小，反映h增大C电源接通再断开后，电压U减小，反映h减小D电源接通再断开后，电压U减小，反映h增大答案:ADB组（拓展练）1. 随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭，洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，使热空气从机内喷出，将湿手烘干。手靠近干手机能使传感器工作，这是因为此过程 （ ）A. 改变了湿度 B. 改变了温度 C. 改变了磁场 D. 改变了电容答案：D2有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示的电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是（ ）A入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻 C用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻答案：AC3. 如图所示是霍尔元件的工作原理示意图。用d表示薄片的厚度，k为霍尔系数，对于一个霍尔元件d、k为定值，如果保持I恒定，则可以验证UH随B的变化情况。以下说法中正确的是（ ）A.将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面，UH将变大B.在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C.在测定地球赤道上的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D.改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，UH将发生变化答案：ABD4单位时间内通过管道截面的液体的体积称为流量，用Q表示，其单位为m3/s。如图为电磁流量计的示意图，在非磁性材料制成的圆柱形管道外加一匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，当管中导电液（含有正、负离子）流过此区域时，可测得管壁上a、b两点间的电势差为U，根据计算可以求出流量Q。（1）电磁流量计为一个传感器，它可以将流速信号转化为电信号，试判断a、b两点电势的高低。（2）设管道的直径为D，试用学过的知识推导流量Q的表达式。解析：（1）当正负离子向左流经管道时，由于磁场对运动电荷有力的作用，根据左手定则，正离子将向下迁移，负离子将向上迁移，这样在a、b间形成感应电场，b点电势高于a点电势，即Uba>0。（2）当电场力与磁场力平衡时，a、b间形成稳定的电势差，离子将不再上下迁移，则qE=qvB， 、故有 U=ED=BvD， 所以Q=Sv=答案：（1）b点电势高于a点电势，即Uba>0 （2）2015_2016高中物理第六章第三节传感器的应用二练案新人教版选修3_22015-2016高中物理 第六章 第三节 传感器的应用（二）练案 新人教版选修3-2当堂检测A组（反馈练）1用遥控器调换电视机频道的过程，实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是（ ）A红外报警装置B走廊照明灯的声控开关C自动洗衣机中的压力传感装置D电饭煲中控制加热和保温的温控器答案：A2. 在如图所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，R为光敏电阻，D为发光二极管（电流越大，发出的光越强），且R与D相距不远，下列说法正确的是（ ）A.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大B.当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小C.当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变D.无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变答案：A3. 在街道两旁的路灯，江海里的航标灯都要求在夜晚亮，白天熄。这种自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，是因为利用了半导体的电学特性中的（ ）A.压敏性 B.光敏性C.热敏性D.三种特性都利用答案：B4.楼道的感应灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。有关这种感应灯的构造及工作原理，下列说法正确的是（ ）A声控制电路中接有声传感器，通常用的是微型驻极体话筒B光控制电路中接有光传感器，通常用的是光敏电阻C两种传感器来的信号，通过或门电路后，实现自动开关控制D两种传感器来的信号，通过与门电路后，实现自动开关控制答案：ABD5. 一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为的均匀狭缝将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线图甲为该装置示意图，图乙为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中，。 (1)利用图(b)中的数据求1s时圆盘转动的角速度； (2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度答案：（1）0.8s (2) 沿半径由中心向边缘移动 （3）s解析：(1)由图线读得，转盘的转动周期 角速度=7.85rad/s (2)激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动。这是因为由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动。(3)设狭缝宽度为，探测器接收到第个脉冲时距转轴的距离为ri，第个脉冲的宽度为，激光器和探测器沿半径的运动速度为则 由、式解得=s B组（拓展练）1. 如图所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图：罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板平时光电三极管接收不到LED发生的光呈现高电阻状态，发生火灾时，下列说法正确的是 ( )A进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B发生火灾时，光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D发生火灾时，进入罩内的烟雾对光有折射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报解析：由报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照在三极管上电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对答案：C2如图所示，一条形磁铁置于水平转台上随转台一起作匀变速转动，一磁传感器位于转台边缘。从而可以获得传感器所在位置的磁感应强度随时间的变化曲线如图。图中横坐标为时间轴，读数为3秒/每格，纵坐标为磁感应强度。求：（1）请类比平均速度的定义方法，定义平均角速度，并求出转台在测量期间的平均角速度；（2）请类比加速度的定义方法，定义角加速度，并求出转台的角加速度。【解析】（1）由图象可知，在测量期间，磁铁恰好共转动7个周期，用时t=17×3s=51s，故平均角速度为=14/t=14/51=0.86rad/s。（2）类比加速度的定义，角加速度为角速度的增量与所用时间的比值。由图象可知，磁铁转动的周期逐渐变大，测量期内，第一个周期开始到第七个周期开始的时间间隔为t=42s。第一个周期的时间为6s，角速度为1=2/6=1.05rad/s。第七个周期约为8s，2=2/8=0.79rad/s，角加速度为a=(2-1)/t=(0.79-1.05)/42= - 0.0062rad/s2.答案：（1）=0.86rad/s （2）a= - 0.0062rad/s2.丙3. 如图甲所示，x轴沿水平方向，有一用钕铁硼材料制成的圆柱形强磁体M，其圆形端面分别为N极和S极，磁体的对称中心置于x轴的原点O。现有一圆柱形线圈C从原点O左侧较远处开始沿x轴正方向做匀速直线运动，圆形线圈的中心轴始终与x轴重合，且其圆面始终与x轴垂直，在线圈两端接一阻值R500的定值电阻。现用两个传感器，一个测得通过圆环的磁通量随圆环位置的变化图像，如图乙所示，另一个测得R两端的电压随时间变化的图像，如图丙所示。已知在乙图像的图线上x6mm的点的切线斜率最大，丙图中6ms时刻到10ms时刻之间的图线是直线。则圆形线圈做匀速直线运动的速度大小是_m/s，6ms至8ms期间流过电阻R的电荷量是_C。答案：3m/s.；4´10-9C【解析】 (1)根据法拉第电磁感应定律，式中k为-x图象的切线斜率。由题意：在x6mm处的点的切线斜率最大，由于图像乙的对称性，可知在x-6mm处的点的切线斜率也最大，此时对应的感应电动势最大，路端电压也最大，此过程运动位移x=6mm×2=12mm由图象丙可知，电压最大值对应的时刻为6ms和10ms，则此过程运动时间t=10ms-6ms=4ms.因此强磁体M通过线圈时的速率m/s=3m/s.(2) 在时间内流过电阻R的电荷量。而则为题图丙中6ms到8ms内相应曲线下的面积，大小为2×10-6 Vs 故4如图所示是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由光源、光电管、放大器、电磁继电器等几部分组成。其中光电管是一种光照射后会从阴极发射出电子的元件。（1）示意图中，a端应是电源的_极；（2）光控继电器的原理是：当光照射光电管时，_.答案：（1）正（2）阴极K发射电子，电路中产生电流，经放大器放大后的电流使电磁铁M被磁化，将衔铁N吸住；无光照射光电管时，电路中无电流，N自动离开M.8