新教材2022人教版物理选择性必修第二册章末检测-第五章传感器-含解析.doc

章末综合检测( 五 )　传感器(时间：90分钟　满分：100分)一、选择题(本题共12小题，共40分第1～8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个正确选项，每小题3分；第9～12小题有多个正确选项，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．如图所示，由电源、小灯泡、电阻丝、开关组成的电路中，当闭合开关S后，小灯泡正常发光若用酒精灯加热电阻丝时，发现小灯泡亮度变暗，发生这一现象的主要原因是(　　)A．小灯泡的电阻发生了变化B．小灯泡灯丝的电阻率随温度发生了变化C．电阻丝的电阻率随温度发生了变化D．电源的电压随温度发生了变化解析：选C　电阻丝的电阻率随温度的升高而增大，电阻增大根据I＝和P＝UI知，通过小灯泡的电流减小，功率减小，所以小灯泡亮度变暗，C正确2．如图甲所示的电路中，光敏电阻R2受到的光照随时间变化的图像如图乙所示，R2两端的电压随时间的变化规律是(　　)解析：选B　光敏电阻随光照的增强电阻减小，电路中电流增大，电阻R1两端电压增大，R2两端电压减小，但不会减小到零故选项B正确3．许多都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示指纹的凸起部分叫作“嵴”，凹下部分叫作“峪”，传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和与之正对的皮肤表面就形成了大量的小电容器，由于距离不同，所以这些小电容器的电容不同。

此时传感器给所有的电容器充电达到同一电压值，然后开始放电，其中电容值较小的电容器放电较快，于是根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹的图像数据根据以上信息，下列说法正确的是(　　)A．电容器在充电过程中是把电能转化成化学能B．在嵴处形成的电容器放电较快C．在峪处形成的电容器充电后带电荷量较小D．潮湿的手指对指纹识别没有任何影响解析：选C　带电的电容器间存在电场能，故电容器在充电过程中，将电能转化为电场能，故A错误根据电容的决定式C＝可得，极板与峪处距离d大，构成的电容器电容小，根据Q＝CU可知，极板与峪处构成的电容器的极板上的电荷量较少，在放电过程中放电时间短；反之，在嵴处形成的电容器电容大，极板上的电荷量大，放电时间长，故B错误，C正确潮湿的手指与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误4．某温控电路的原理如图所示，RM是负温度系数的热敏电阻，R是滑动变阻器，某种仪器要求在15～27 ℃的环境中工作当环境温度偏高或偏低时，控制器会自动启动降温或升温设备下列说法正确的是(　　)A．环境温度降低，RM的阻值减小B．环境温度升高，Uab变大C．滑片P向下移动时，Uab变大D．调节滑片P的位置能改变降温和升温设备启动时的临界温度解析：选D　当环境温度降低时，RM变大，A错误；环境温度升高，RM减小，Uab变小，B错误；滑片向下移动，回路电流减小，Uab变小，C错误；调节滑片P的位置能通过改变电流或电压状况改变临界温度，D正确。

5．一种电容式位移传感器的原理图如图甲所示，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已知电容器的电容C与电介质板进入电容器的长度x之间的关系如图乙所示，其中C0为电介质板没有插入电容器时的电容为判断被测物体是否发生微小移动，将该电容式位移传感器与电源、电流表、开关组成串联回路(图中未画出)，被测物体的初始位置如图甲所示电路闭合一段时间后，下列说法正确的是(　　)A．若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动B．若电源为交流电源且交流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动C．若电源为直流电源且直流电流表示数变大，说明物体一定在向右发生移动D．若电源为交流电源且交流电流表示数变大，说明物体一定在向右发生移动解析：选A　根据平行板电容器的电容公式C＝可知，当电介质板插入极板间的深度发生变化时，则电容器电容发生变化；根据Q＝CU可知，电容器极板上的电荷量发生变化，会有电流“通过”电容器；所以若电源为直流电源且直流电流表示数不为零，说明物体一定在发生移动，故A正确电容具有“隔直流、通交流”的特点，所以若电源为交流电源，则交流电流表示数不为零，不能说明物体一定在发生移动，故B错误。

若电源为直流电源且直流电流表示数变大，但没有说明电流的方向，不能判断出物体一定在向右发生移动，故C错误若电源为交流电源且交流电流表示数变大，可能是物体在向左发生移动，故D错误6．小强在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恒温箱的原理图如图所示，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D错误7．霍尔元件是一种利用霍尔效应的磁传感器，广泛应用于各领域，如在翻盖中，常用霍尔元件来控制翻盖时开启或关闭运行程序一霍尔元件的示意图如图所示，通入沿x轴正方向的电流I，沿y轴正方向加恒定的匀强磁场B，图中a、b是垂直于z轴方向上元件的前后两侧面，霍尔元件宽为d(a、b间距离)，a、b间将出现电压Uab，则(　　)A．a、b间电压Uab仅与磁感应强度B有关B．若霍尔元件的载流子是自由电子，则a、b两端电压Uab<0C．若霍尔元件的载流子是正电荷，则a、b两端电压Uab<0D．若增大霍尔元件宽度d，则a、b间电压Uab一定增大解析：选B　霍尔元件宽为d，设霍尔元件厚度为h，有q＝qvB，又I＝nqvdh，则Uab＝，故A、D错误；若霍尔元件的载流子是自由电子，根据左手定则，电子向a侧面偏转，a表面带负电，b表面带正电，所以b表面的电势高，Uab<0，B正确；若霍尔元件的载流子是正电荷，根据左手定则，正电荷向a侧面偏转，a表面带正电，b表面带负电，所以a表面的电势高，Uab>0，C错误。

8．如图所示为一种常见的身高体重测量仪测量仪顶部向下发射波速为v的超声波，超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔质量为M0的测重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比当测重台没有站人时，测量仪记录的时间间隔为t0，输出电压为U0，某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔为t，输出电压为U，则该同学身高和质量分别为(　　)A．v(t0－t)　U　　　 B．v(t0－t)　UC．v(t0－t)　(U－U0) D．v(t0－t)　(U－U0)解析：选D　设测量仪高度和人的身高分别为H和h，根据题意知，没有站人时，有H＝v，站人时，有H－h＝v，解得h＝v；传感器输出的电压与作用在其上的压力成正比，则没有站人时U0＝kM0g，站人时U＝k(M0＋m)g，解得m＝(U－U0)，故D项正确9．一种油箱内油面高度检测装置的示意图如图所示图中油量表由电流表改装而成，金属杠杆的一端接浮标，另一端触点O接滑动变阻器R当油箱内油面下降时，下列分析正确的有(　　)A．触点O向下滑动 B．触点O向上滑动C．电路中的电流增大了 D．电路中的电流减小了解析：选BD　当油箱内油面下降时，浮标下降，由杠杆可以看出触点O向上滑动，变阻器R的阻值变大，电流减小，所以选项A、C错误，B、D正确。

10．如图甲所示的电路中电源电动势E＝8 V，电阻R与一个电流传感器相连，传感器可以将电路中的电流随时间变化的曲线显示在计算机屏幕上先将S接2给电容器C充电，再将S接1，结果在计算机屏幕上得到如图乙所示的图线，B为图线上的一点，将该图线描绘在坐标纸上(坐标纸上的小方格图中未画出)，电流坐标轴每小格表示0.1 mA，时间坐标轴每小格表示0.1 s，图线与坐标轴AOD所围成的面积约为80个小方格则下列说法正确的是(　　)A．充电电流由a极板穿过电容器内部流向b极板B．B点的坐标乘积表示电容器放电过程中流过电流传感器的电荷量C．电容器充电完毕时，所带电荷量约为8×10－4 CD．电容器的电容约为10－4 F解析：选CD　充电电流由电源正极流向a极板，而不是由a极板穿过电容器内部流向b极板，选项A错误；根据图像的含义，因为Q＝It，所以曲线与坐标轴AOD所围方格的面积表示电容器放出的电荷量，也为充电的总电荷量，即Q＝0.1×10－3×0.1×80 C＝8×10－4 C，由于B点的坐标乘积小于电容器放电过程中流过电流传感器的电荷量，故选项B错误，选项C正确；由C＝＝ F＝10－4 F可知，选项D正确。

11．某中学实验小组的同学设计的拉力传感器原理图如图所示，将劲度系数k＝100 N/cm的弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端与导电性能良好的刚性拉杆相连接，在拉杆上固定一滑片已知电路中定值电阻R0＝5 Ω，R1是阻值为25 Ω、长度为5 cm且分布均匀的电阻丝，忽略滑片与电阻丝之间的摩擦，理想电流表允许的最大电流为0.6 A，电源电动势E＝3 V(内阻不计)当拉杆不受力时滑片位于电阻丝的最左端则(　　)A．定值电阻的作用是限流B．当滑片位于电阻丝的最左端时，电流表的示数为0.1 AC．如果在拉杆上施加大小为400 N的力，电流表的示数为0.3 AD．如果在拉杆上施加大小为400 N的力，电流表的示数为0.5 A解析：选ABC　开关闭合后，电源外电路的总阻值不能为零，接入R0的目的是为了保护电路，A正确；当滑片位于电阻丝的最左端时，电路中的电流I1＝＝0.1 A，所以选项B正确；当拉杆上施加大小为400 N的力时，由F＝kx得x＝4 cm，则接入电路的R1的阻值R1′＝·(L－x)＝5 Ω，此时电流表示数I2＝＝0.3 A，C正确，D错误12．某商厦安装的光敏电阻自动计数器的示意图如图所示。

其中A为光源，B为由电动机带动的匀速运行的自动扶梯，R1为光敏电阻，R2为定值电阻每当扶梯上有顾客经过，挡住由A射向R1的光线时，计数器就计数一次此光计数器的基本工作原理是(　　)A．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压B．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次解析：选BC　当光照射R1时，R1阻值减小，R总减小，电源电压不变，故电路中的电流增大，R2是定值电阻，U2＝IR2，R2两端电压增大，信号处理系统获得高电压，A错误，B正确；当有人经过时信号处理系统计数，即没有光照时获得低电压，C正确，D错误二、非选择题(本题共6小题，共60分)13．(6分)在温度为10 ℃左右的环境中，工作的自动恒温箱简图如图甲所示，箱内电阻R1＝20 kΩ，R2＝10 kΩ，R3＝40kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图像如图乙所示当a、b端电压Uab<0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当Uab>0时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________ ℃解析：根据图甲求出热敏电阻的阻值，然后从图乙的图像中找出所对应的温度。

设电路路端电压为U，当Uab＝0时，有＝，代入数据解得Rt＝20 kΩ，由图乙可知，当Rt＝20 kΩ时，t＝35 ℃答案：3514．(8分)(1)某宾馆的房卡如图甲所示，只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才会有电房卡的作用相当于一个________(填电路元件名称)接在干路上2)如图。