高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 认识传感器复习练习题

第五章　传感器

1　认识传感器　

2　常见传感器的工作原理及应用

必备知识基础练

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

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

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

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

5.如图所示,电源两端的电压恒定,L为小灯泡,R为光敏电阻,LED为发光二极管(电流越大,发出的光越强),且R与LED间距不变,闭合开关S后,下列说法中正确的是(　　)

A.当滑片P向左移动时,L消耗的功率增大

B.当滑片P向左移动时,L消耗的功率减小

C.当滑片P向右移动时,L消耗的功率可能不变

D.无论怎样移动滑片P,L消耗的功率都不变

6.(多选)电阻R随温度T变化的图线如图所示。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对应的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高

D.图线2对应的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度高

关键能力提升练

7.如图所示,R3是光敏电阻(光照时电阻变小),当开关S闭合后,在没有光照射时,a、b两点等电势。当用光照射电阻R3时,则(　　)

A.a点电势高于b点电势

B.a点电势低于b点电势

C.a点电势等于b点电势

D.a点电势和b点电势的大小无法比较

8.如图所示,将一光敏电阻接入多用电表两表笔上,将多用电表的选择开关置于欧姆挡,用光照射光敏电阻时表针自左向右的偏角为θ,现用手掌挡住部分光线,表针自左向右的偏角变为θ',则可判断(　　)

A.θ'=θ 

B.θ'<θ

C.θ'>θ 

D.不能确定

9.(多选)如图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(光照增强时电阻变小),下列说法正确的是(　　)

A.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小

B.当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大

C.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变小,电压表读数变小

D.当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电压表读数变大

10.电容式位移传感器的工作原理如图所示。当被测物体在左右方向发生位移时,电介质板随之在电容器两极板之间移动。如果测出了电容的变化,就能知道物体位置的变化。电容式位移传感是把　　　　这个力学量转化为电容这个电学量。在某次测量中,电容增大了,则被测物体向　　　　(选填“左”或“右”)移动。 

答案：

1.B　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.D　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,根据电场强度E=,C=可判断A错误,D正确。再由Q=CU可知,B错误。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错误。

3.A　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.A　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。

5.A　当滑片P向左移动时,使其电阻减小,则流过二极管的电流增大,从而发光增强,使光敏电阻R的阻值减小,通过灯泡L的电流增大,则L消耗的功率增大,A正确,B、D错误;当滑片P向右移动时,可分析出L消耗的功率变小,C错误。

6.BD　金属热电阻的阻值随温度升高而增大,半导体材料的热敏电阻的阻值随温度升高而减小,所以A错误,B正确;图线1对应的材料化学稳定性好但灵敏度低,图线2对应的材料化学稳定性差但灵敏度高,所以C错误,D正确。

7.A　R3是光敏电阻,当有光照射时R3电阻变小,R3两端电压减小,故a点电势升高,因其他电阻的阻值不变,所以a点电势高于b点电势。

8.B　光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小,用手掌挡住部分光线,阻值变大,指针自左向右偏转角度变小,故B正确。

9.AD　光敏电阻的阻值与光照强度有关,光照强度越大,光敏电阻阻值越小。当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻阻值变小,电路中电流变大,电源内阻上的电压变大,路端电压变小,所以电压表读数变小,选项A正确;相反,当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时,光敏电阻的阻值变大,电路中电流变小,电源内阻上的电压变小,路端电压变大,所以电压表读数变大,选项D正确。

10.答案 位移　左

解析 被测物体运动时,电介质在极板间的长度不同,影响电容器的电容,电容式位移传感器是把位移这个力学量转化为电容这个电学量。在某次测量中,电容增大了,根据C=可知介电常数变大了,即被测物体向左运动了。