20182019学年鲁科版高中物理选修32 第5章 传感器及其应用 单元测试

2019-2019学年鲁科版高中物理选修3-2 第5章 传感器及其应用 单元测试一、单选题1.下列器件不是应用温度传感器的是( ) A.电熨斗B.话筒C.电饭锅D.测温仪2.图是测试热敏电阻R的实验电路图，滑动变阻器已调节到某一适当的值实验中观察到当温度升高时灯更亮对实验现象分析正确的有（） A.温度升高，电路中的电流减小B.温度升高，电路中的电流不变C.温度升高，热敏电阻的阻值增大D.温度升高，热敏电阻的阻值减小3.如图所示为用“与”门构成的简易报警器的示意电路。当报警器发出警报声时，开关S1、S2处于的状态为（ ）A.S1闭合，S2断开B.S1断开，S2闭合C.S1、S2都断开D.S1、S2都闭合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，导线芯和导电液体构成电容器的两极，把这两极接入外电路，当外电路中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.传感器是把非电学量(如温度、速度、压力等)的变化转换为电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用，如图是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图，从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况，关于两者关系的说法中正确的是( )A.C增大表示h减小B.C减小表示h增大C.C减小表示h减小D.C的变化与h变化无直接关系6.氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测，它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化在如图甲所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样，电压表的指针位置就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察电压表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导（即电阻的倒数）一CO浓度曲线，如图乙所示在下列表示一氧化碳浓度c与电压表示数U0之间关系的图象中正确的是（） A.B.C.D.7.传感器是一种采集信息的重要器件，如图所示是一种测定压力的电容式传感器当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中错误的是（ ）A.若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流B.若F向上压膜片电极，电容器的电容增大C.若F向上压膜片电极，电流表指针发生偏转D.若电流表有示数，则说明压力F发生变化二、多选题8.利用半导体材料可以制成（） A.标准电阻B.热敏电阻C.光敏电阻D.温度报警器9.光敏电阻自动计数器的示意图如图所示，图中虚线表示激光，圆柱体表示随传送带运动的货物，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( )A.当光照射R1时，信号处理系统获得高电压B.当光照射R1时，信号处理系统获得低电压C.信号处理系统每获一次低电压就计数一次D.信号处理系统每获一次高电压就计数一次10.下列关于传感器说法正确的是（） A.霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电阻这个电学量B.话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号C.热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量D.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断三、填空题11.模块机器人具有三个部分，它们分别是传感器、控制器和执行器模块机器人的控制器内存有5种控制方法；可使用的传感器大致有5类，列表如下：序号控制方法序号传感器01即时控制01位移传感器02延迟控制02声传感器03“与”门控制03温度传感器04“或”门控制04光传感器05“非”门控制05磁传感器执行器模块为小灯模块、电动机模块某同学要设计一个装置，当有光照射且有声音时，电动机才会转，则应选择的控制器序号为_ ， 应使用的传感器序号为_ 12.在传感器的应用实验的光控电路中，用发光二极管LED模仿路灯，RG为光敏电阻所示。当光敏电阻RG受到光照时，斯密特触发器的输出端Y出现电平_（填“高”或“低”）；当把光遮住时，输入端A出现电平_（填“高”或“低”）；如果试验中发现天很暗时路灯还没点亮，应将可变电阻R1的阻值调_一些（填“大”或“小”）。13.如图甲所示，为热敏电阻的Rt图象，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100当线圈的电流大于或等于20MA时，继电器的衔铁被吸合为继电器线圈供电的电池的电动势E=9.0V，内阻可以不计图中的“电源”是恒温箱加热器的电源则应该把恒温箱内的加热器接在_（填“A、B端”或“C、D端”）如果要使恒温箱内的温度保持50，可变电阻R的阻值应调节为_四、综合题14.有一种测量人体重量的电子秤，其原理图如图中的虚线所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表）设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2，电阻R随压力变化的函数式为R=300.02F（F和R的单位分别是N和）； （1）该秤能测量的最大重量是_N； （2）该秤零刻度线（即踏板空载时间刻度线）应标在电流刻度盘_A处 15.说明下列各种场合分别选用的传感器（用代码表示，可重复应用）常用传感器的类型有：a红外线（光）传感器 b温度传感器 c声传感器 d压力传感器 （1）普通电冰箱中的自动温度控制电路是_ （2）马路两侧的路灯控制电路是_ （3）气垫导轨上用的光电门是_ （4）楼梯灯控制电路是_ （5）宾馆的自动门是_ （6）话筒是_ （7）非接触式体温计是_ （8）遥控电视机的接收器是_ 答案解析部分一、单选题1.【答案】B 【解析】【解答】电熨斗、电饭锅、测温仪是应用温度传感器，话筒是应用声传感器。故选B【分析】本题考查了各用电器的工作原理，明确各用电器的工作原理即可正确解题2.【答案】D 【解析】【解答】当温度升高时，电路中的热敏电阻的阻值减小，由闭合电路殴姆定律可知：电路中的电流增大，导致灯泡变亮故选：D【分析】热敏电阻在受热时阻值变化，由闭合电路殴姆定律可知电路中的电流变化情况，从而确定灯泡的亮暗程度3.【答案】A 【解析】【解答】门电路为与门，输出端为高电位时，报警器工作，此时输入端均为高电位，S1需要闭合， S2需要断开，A选项符合题意。故答案为：A。【分析】“与”关系指的是两个条件同时满足才能得出结果，S2闭合时将短路，不满足条件，所以S2必须断开，此题比较简单。4.【答案】A 【解析】【解答】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，导线芯和导电液体正对面积增大，电容器的电容值变大。故选A【分析】本题是电容器的变形应用，利用公式 可分析判断。5.【答案】C 【解析】【分析】电源接通时，电容器的电压一定，若电容C减小时，金属棒与导电液的正对面积减小，所以h减小。故选C【点评】根据电容的定义公式电容的决定因素进行综合分析。6.【答案】D 【解析】解答：设传感器的电阻为R1 ， 电源的电动势为E，内阻为R ， 由题意：氧化锡传感器电导（即电阻的倒数）一CO浓度曲线，得到，k是比例系数又根据欧姆定律得，电压表示数 由数学知识分析，当c增大时，U0增大，c与U0是非线性关系，图象是曲线，而且是增函数故D正确，ABC错误故选D分析：由乙图得出氧化锡传感器电阻与浓度c的关系式，根据欧姆定律得到电压表示数与氧化锡传感器的电阻关系，再联立得出碳浓度c与电压表示数U0之间关系解析式，选择图象7.【答案】A 【解析】【解答】解：A、B、C由题可知，电容器的电压不变若F向上压膜片电极，减小板间距离，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成顺时针方向的充电电流，即电路中有从b到a的电流，电流表指针方向偏转，故A错误，BC正确D、当压力F变化时，电容变化，电量变化，电路中就有电流故电流表有示数时，说明压力F发生变化，故D正确本题选错误的，故选：A【分析】电容器的电压不变若F向上压膜片电极，电容增大，电量增大，电容器充电，电路中形成顺时针方向的电流，电流表指针发生偏转电流表有示数，则说明压力F发生变化二、多选题8.【答案】B,C,D 【解析】【解答】A、标准电阻的电阻几乎不随温度的变化而变化，采用合金制造，故A错误；B、热敏电阻中有电阻随温度升高而降低的，是采用半导体材料制造，故B正确；C、光敏电阻的电阻随着光强的增加而减小，采用半导体制造，故C正确；D、可以采用半导体电阻制造简单的温度报警器，故D正确；故选：BCD【分析】半导体的导电性能在导体和绝缘体之间；利用半导体的特殊性能，可以做出方便人们生活的物品，例如热敏电阻可以用在自动灭火装置上9.【答案】B,D 【解析】【解答】AB、当有光照射R1时，R1的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，则R2两端的电压增大，所以R1两端的电压减小，即信号处理系统获得低电压，A不符合题意，B符合题意；CD、当无光照射R1时，R1的电阻增大，则整个电路总电阻变大，电动势不变，则电流减小，则R2两端的电压减小，所以R1两端的电压增大，即信号处理系统获得高电压，则信号处理系统每获得一次高电压就记数一次，所以C不符合题意，D符合题意。故答案为：BD。【分析】当有光照射光敏电阻时，电阻阻值变低，信号处理系统电压变低，当光不照射光敏电阻时，电阻阻值变大，信号处理系统电压变高。10.【答案】C,D 【解析】【解答】A、霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，所以A错误；B、话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声音信号转换为电信号，所以B错误；C、热敏电阻在温度升高时，电阻会变小，热敏电阻能把温度这个热学量转换为电阻这个电学量所以C正确；D、电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断，所以D正确；故选：CD【分析】传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置，在我们的日常生活中得到了广泛应用，不同传感器所转换的信号对象不同，我们应就它的具体原理进行分析三、填空题11.【答案】03；02与04 【解析】【解答】（1）由题意知，当有光照射且有声音时，电动机才会转，因此控制器为：“与”门控制器；故选03；（2）有光照射且有声音时，电动机才会转，说明传感器能感受光与声音的变化，需要04光传感器与02声传感器故答案为：03；02与04【分析】根据题意要求确定传感器、控制器与执行器的种类12.【答案】高；低；小 【解析】【解答】解:在传感器的应用实验的光控电路中，用发光二极管LED模仿路灯 ， RG为光敏电阻所示当光敏电阻RG受到光照时，其电阻值较小，斯密特触发器的输出端Y出现高电平；当把光遮住时，电阻比较大，光敏电阻两端的电势差比较大，输入端A出现高电平；如果试验中发现天很暗时路灯还没点亮，说明A点的电势仍然比较低，所以应将可变电阻R1的阻值调小一些。故答案为：高，低，小【分析】光敏电阻的电阻随光照增强而减小，天暗时，电阻比较大，光敏电阻两端的电势差比较大，则输入门电路为高电势，而另一输入端为低电势，最后灯亮；天亮时，光敏电阻比较小，则光敏电阻两端的电势差比较小，则输入门电路为低电势，而另一输入端为低电势，灯熄灭。13.【答案】A、B；260 【解析】【解答】（1）由图知，热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小，由闭合电路欧姆定律得，干路电流增大，当大到继电器的衔铁被吸合时的电流，恒温箱内的加热器，停止加热，故恒温箱内的加热器接在A、B端，（2）当恒温箱内的温度保持50，应调节可变电阻R的阻值使电流达到20MA，由闭合电路欧姆定律得， ，即 即可变电阻R的阻值应调节为 260故答案为（1）A、B （2）260【分析】理解热敏电阻R和继电器组成的一个简单恒温箱温控电路，满足动作条件四、综合题14.【答案】（1）1400（2）【解析】【解答】当电路中电流I=3A时，电子秤测量的体重最大由欧姆定律 得到 ， 代入R=300.02F得到F=1400N踏板空载时F=0，代入R=300.02F得到电阻R=30，由欧姆定律得 =0.375A，所以该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘 A处故答案为：1400； 【分析】电子秤测量的最大体重时，由R=300.02F可知，其电阻R最小，电路中电流最大，等于电流表的量程为3A根据欧姆定律求出电流为3A时电子秤的电阻，再由R=300.02F求解最大体重踏板空载时F=0，代入R=300.02F得到电阻，由欧姆定律求出电流15.【答案】（1）b（2）a（3）a（4）a、c（5）a（6）c（7）a（8）a 【解析】【解答】解：（1）普通电冰箱中的