高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 认识传感器第1课时练习

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一、单选题1．位移传感器的工作原理如图所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑片P,通过电压表显示的数据,来反映物体M位移的大小x。假设电压表是理想电表,物体M不动时,滑片P位于滑动变阻器正中间位置,则下列说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　A.物体M运动时,电源内的电流会发生变化B.物体M运动时,电压表的示数会发生变化C.物体M不动时,电路中没有电流D.物体M不动时,电压表没有示数 【答案】 B【解析】 电压表为理想电表,则电压表不分流,故触头移动时不会改变电路的电阻,也就不会改变电路中的电流,故A错误;电压表测的是滑片P左侧电阻分得的电压,故示数随物体M的移动亦即触头的运动而变化,故B正确,C、D错误。 2．如图所示的电路可将声音信号转换为电信号,该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器,a、b通过导线与恒定电源两极相接。若振动膜a周期性振动,则(　　)A.a振动过程中,a、b板间的电场强度不变B.a振动过程中,a、b板所带电荷量不变C.a振动过程中,灵敏电流计中始终有方向不变的电流D.a向右的位移最大时,a、b板所构成的电容器的电容最大 【答案】D【解析】由于平行板电容器两极板与电池两极相连接,两极板间的电压U保持不变,根据场强E=,C=可判断A错、D对。再由Q=CU可知,B错。由于Q变化,使电容器出现充电、放电现象,电流计中电流方向不断变化,C错。 3．如图所示为测定压力的电容式传感器,将平行板电容器、灵敏电流表(零刻度在中间)和电源串联成闭合回路,当压力F作用于可动膜片电极上时,膜片发生形变,引起电容的变化,导致灵敏电流表指针偏转,在开始对膜片施加压力使膜片电极从图中的虚线推到图中实线位置并保持固定的过程中,灵敏电流表指针偏转情况为(电流从灵敏电流表右接线柱流入时指针向右偏)(　　)A.向右偏到某一刻度后回到零刻度B.向左偏到某一刻度后回到零刻度C.向右偏到某一刻度后不动D.向左偏到某一刻度后不动 【答案】A【解析】压力F作用时,极板间距d变小,由C=知,电容器电容C变大,又电压U不变,根据Q=CU知,极板带电荷量变大,所以电容器应充电,电流由右接线柱流入灵敏电流表,所以指针将右偏。F不变时,极板保持固定后,充电结束,指针回到零刻度。故选A。 4．如图所示,是一个测定液面高度的传感器,在导线芯的外面涂上一层绝缘物质,放在导电液体中,导线芯和导电液构成电容器的两极,把这两极接入外电路,当外电路的电流变化说明电容值增大时,则导电液体的深度h变化为(　　)A.h增大 B.h减小C.h不变 D.无法确定 【答案】A【解析】由题意知,导线芯和导电液体构成电容器的两极,类似于平行板电容器的两极,当液面高度发生变化时,相当于两极正对面积发生变化,会引起电容的变化,与平行板电容器类比可得,导电液体深度h增大时,导电芯和导电液体正对面积增大,电容器的电容值变大,故选项A正确。 二、多选题 5．如图甲所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图,其中A是发光仪器,B是光敏电阻(光照时电阻会变小),电源的内阻较大,电压表记录数据传给控制器。成品包装车间的光传感记录器输出一个电信号,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/sB.传送带运动的速度是0.2 m/sC.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 【答案】BC【解析】有工件通过时,挡住A射向光传感器B的光,B的电阻增大,输出一个高电压,故知两相邻工件通过时间t=1 s,传送带的速度v= m/s=0.2 m/s。每小时传送工件3 600个。6．如图是某电子秤的原理图,人只要站在踏板上,仪表G就能显示人的体重,踏板下面的传感器R实质是一个阻值可随压力大小而变化的电阻,显示体重的仪表G实质是理想电流表,如果不计踏板的质量,电阻R随人的体重G变化的函数关系式为R=a-kG(a、k是常量,G和R的单位分别是N和Ω),下列说法正确的是              (　　)A.传感器R是一个力电传感器B.闭合电路测量时,电路中的电流随人的体重均匀变化C.该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘的零刻度处D.如果要扩大电子秤的量程,滑动变阻器R′接入电路中的电阻应调大 【答案】AD【解析】根据闭合电路欧姆定律列式得到电流的表达式和量程的表达式进行讨论即可,R是将压力信号换成电信号的传感器,即力电传感器,故A正确;闭合电路测量时,电路中的电流:I=,显然与人的体重不成线性关系,故B错误;当重力为零时,电流最小,但不为零,故C错误;由Ig=可知,kGm=a+r+R′-,因此变阻器接入电路中的电阻调大,可以测量的人的最大体重增大,故D正确。