高中物理 第六章 传感器巩固练习(一)选修3-2

1、3第六章 传感器【巩固练习】一、选择题1下列关于电饭锅的说法中正确的是（ ）a 电饭锅中的温度传感器其主要元件是氧化铁b 铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性c 用电饭锅烧水，水开后能自动断电d 用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位2关于光传感器的应用，下列说法正确的是（ ）a 火灾报警器是利用烟雾对光的反射来工作的b 火灾报警器中的光电；极管平时收不到发光二极管 led 发出的光，呈现高电阻状态 c机械式鼠标器的传感器是红外发射管d当鼠标在桌面上移动时，红外接收管接收到的是断续的红外脉冲3传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后， 会

2、自动停止工作，空调机内使用的传感器是（ ）a生物传感器 b红外传感器 c温度传感器 d压力传感器4用遥控器调换电视机频道的过程，实际上是电视机中的传感器把光信号转换为电信 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 电饭锅中控制加热和保温的温控器5某城市为了节约能源，合理适时地使用路灯，要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的 某种特性制成自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制。这是利用半导体的 （ ）a压敏性 b光敏性 c热敏性 d三种特性都利用了6如图所示是一火警报警器电路的示意图，其中恐为用半导体热敏材料制成的传感器， 这种半导体

3、热敏材料的电阻率随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器。当传感器r 所在处出现火情时，显示器的电流 i、报警器两端的电压 u 的变化情况是（ ）ai 变大，u 变小 bi 变小，u 变大ci 变小，u 变小 di 变大，u 变大7下列关于光传感火灾报警器说法正确的是（ ）a 发光二极管、光电三极管都是由半导体材料制成的b 光电三极管与光敏电阻一样都是光敏感元件，都是将光信号转换为电信号c 发光二极管发出的是脉冲微光d 如果把挡板撤去，火灾报警器照样工作8如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中 l 为含铁芯的线圈。p 为可绕 o 点转动的铁片，k 为弹簧，

4、s 为一对触头，a、b、c、d 为四个接线柱。电磁继电器与传感器配 合，可完成自动控制的要求。其工作方式是（ ）a a 与 b 接信号电压，c 与 d 可跟被控电路串联b a 与 b 接信号电压，c 与 d 可跟被控电路并联c c 与 d 接信号电压，a 与 b 可跟被控电路串联d c 与 d 接信号电压，a 与 b 可跟被控电路并联9如图所示是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是（ ）a当 r 的温度升高时，r 减小，a 端电势降低，y 端电势升高，蜂鸣器会发出报警声t tb当 r 的温度升高时，r 减小，a 端电势升高，y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声t tc当增大 r 时

5、，a 端电势升高，y 端电势降低，蜂鸣器会发出报警声td当增大 r 时，a 端电势降低，y 端电势升高，蜂鸣器会发出报警声t10如图所示的光控电路用发光二极管 led 模拟路灯，rg 是光敏电阻。a 为斯密特触发 器输入端，在天黑时路灯（发光二极管）会点亮。下列说法正确的是（ ）a 天黑时，y 处于高电压b 天黑时，y 处于低电平c 当 r 调大时，天更暗时，灯（发光二极管）点亮1d当 r 调大时，天较亮时，灯（发光二极管）就能点亮111演示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 金属滑杆 p。通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小 x，假设电压表是理想的

6、，则下列说法中正确的是（ ）a 物体 m 运动时，电路中的电流会发生变化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，电压表没有示数二、填空题12 对于与门电路，当输入_时，输出是“1”；对于或门电路，当输入_ 时，输出是“1”；对于非门电路，当输入_时，输出是“1”。13 斯密特触发器是一种特殊的_门电路，它能将连续变化的_信号，转 变为连续变化的_14 机械式鼠标器的内部中的光传感器接收到的是断续的 _ ，输出相应的 _信号。15 烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管 led、光电三极管和不透明的挡板。平常 光电三极管收不到 led

7、发出的光，呈现_电阻状态。当有烟雾时因其对光的散射作用， 使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变_。与传感器连接的电路检测出这种变化， 就会发出警报。16 如图所示为一实验小车利用光电脉冲测量车速和行程的装置示意图，a 为光源，曰 为光电接收器，a、b 均固定在车身上，c 为小车的车轮，d 为与 c 同轴相连的齿轮。车轮转动时，a 发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被曰接收并转换成电信号，由电子电路记录和显示。若实验显示单位时间内的脉冲数为 n，累计脉冲数为 n，则要测出小车的速度和行程还必须测量的物理数据是_；小车速度的表达式为 v=_； 行程的表达式为 s=_。三、解答题1

8、7有自动控制功能的蔬菜大棚，要靠传感器感知作物生长所需的各种信息。如图为蔬 菜大棚内信息采集与自动控制示意图。试结合图上信息，分析讨论：（1） 在种植蔬菜大棚中要用到哪些传感器？它们的作用是什么？（2） 为了控制大棚中的蔬菜的生长条件，还需要哪些设施与传感器配合使用。18如图所示是利用光敏电阻自动计数的示意图，其中a 是发光仪器，b 是接收光信号 的仪器，b 中的主要元件是光电传感器光敏电阻。试简要叙述自动计数的原理。19电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能， 其工作原理大致相同。图甲为某种电热式电器的简化电路图，主要元件有电阻丝r ，r 和自1 2动开关 s

9、。（1） 当自动开关 s 闭合和断开时，用电器分别处于什么状态？（2） 用电器由照明电路供电（u=220 v），设加热时用电器的电功率为 400 w，保温时 用电器的电功率为 40 w，则 r 和 r 分别为多大？1 2（3）若将图甲中的自动开关 s 换成理想的晶体二极管 d，如图乙所示，其他条件不变， 求该用电器工作 1 h 消耗的电能。20 请设计一个用光敏电阻来模拟路灯的自动夜开昼关的电路。提供的仪器：光敏电阻、 小灯泡、电源、继电器、滑动变阻器、开关、导线若干。21 如图所示是一个报警器装置的逻辑电路图。r 是一个热敏电t阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，r 是一个阻值较小的分压

10、电阻，a 为斯密特触发器输入端。（1） 为什么在高温时电铃会响起？（2） 为了提高电路的灵敏度，即将报警温度调得低些，那么 r的值应该大一些还是小一些？22如图所示，a 是浮子，b 是金属触头，c 为住宅楼房顶上的蓄水池，m 是带水泵的电动机，d 是弹簧，e 是衔铁，f 是电磁铁，s 、s 分别为触点开关，s 为开关，j 为电池。请1 2利用上述材料，设计一个住宅楼房顶上的自动注水装置。（1） 连接电路图；（2） 简述其工作原理。（涉及的元件可用字母代替）【答案与解析】一、选择题1【答案】bd【解析】电饭锅中的温度传感器其主要元件是铁氧体，故a 错，b 选项正确。因水开时 温度约为 100，达

11、不到居里温度 103，故不能自动断电，则选项 c 错。温控开关只能手 动闭合，故 d 正确。2【答案】bd【解析】烟雾散射式火灾报警器内装有发光二极管 led、光电三极管和不透明的挡板， 平常光电三极管收不到 led 发出的光，呈现高电阻状态，选项b 正确；当有烟雾时，因其对 光的散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小，与传感器连接的电路检测出 这种变化并发出警报，选项 a 错误；机械式鼠标器的传感器是红外接收管，选项 c 错误；当鼠标移动时，红外接收管就收到断续的红外脉冲，输出相应的电脉冲信号，选项 d 正确。 3【答案】c【解析】空调机根据温度调节工作状态，所以内部使用了温度传

12、感器，故 c 正确。 4【答案】a【解析】遥控器发出红外线，电视中的传感器感知红外线是红外线传感器，所以 a 选项 正确。5【答案】b【解析】题目中半导体应能感知光照强度变化，并输出电信号，控制电路通断，所以利 用了半导体的光敏性，故 b 正确。6【答案】d【解析】首先弄清电路的结构：r 与 r 并联，再与 r 串联，当 r 所在处出现火情时，2 3 1 3r 的温度升高，则 b 的电阻增大，故整个外电路的电阻增大，总电流减小，路端电压 u 增大， 3r 两端电压减小，则 r 两端电压增大，所以 i 增大。选项 d 正确。本题考查了闭合电路的欧 1 2姆定律和传感器的有关知识。7【答案】ab【

13、解析】发光二极管工作时是持续发光的，挡板撤去，光始终照到光电三极管上，始终 发出警报，和有无火灾无关。8【答案】a【解析】由图可知 a、b 是继电器线圈的接线柱，所以 a、b 应接信号电压，线圈随信号 电压变化而使继电器相吸或排斥，从而使 c、d 接通或断开，进而起到控制作用，所以选项 a 正确。9bc【解析】当墨温度升高时，电阻减小，a 端电势升高到某一数值，y 端电势突然降低， 蜂鸣器导通发出警报，a 错 b 对。当增大 r，时，a 端电势升高到某一数值，y 端电势突然降 低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，c 对 d 错。10【答案】bc【解析】天黑时，r。阻值增大到一定值，斯密特触发器输入

14、端 a 的电压上升到某个值， 输出端 y 突然由高电平跳到低电平，r 调大时，a 端电压降低，只有天更暗时，r 电阻更大1 g时，路灯才点亮，故 b、c 正确。11【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，故选项 a 错误；电压表测得的是触头 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，故选项 b 正确，选项 c、d 错误。二、填空题12 【答案】都同时为“1” 有一个为“1”为“0”13 【答案】非 模拟 数字14 【答案】红外线脉冲 电脉冲15 【答案】高 小16 【答案】车轮半径 r 和齿

15、轮的齿数 p【解析】小车的速度等于车轮周长与单位时间内车轮转动圈数的乘积。设车轮的半径为 r，单位时间内车轮转动圈数为 k，则有 v=2rk。若齿轮的齿数为 p，则齿轮转一圈电子电路显示的脉冲数即为 p，已知单位时间内的脉冲数为 n，所以单位时间内齿轮转动圈数为。由于齿轮与车轮同轴相连，他们在单位时间内转动圈数相等，即。由以上两式可得，。同理，设车轮转动的累计圈数为 k ，则有 s=2 rk ，且，所以。可见，要测出小车的速度v 和行程 s，除单位时间内的脉冲数 n 和累计脉冲数 n 外，还必须测出车轮半径 r 和齿轮的齿数 p。三、解答题17【答案】见解析【解析】（1）在蔬菜大棚中要用到检测

16、光照的光敏传感器；检测温度的温度传感器；检 测空气湿度和土壤湿度的湿度传感器；检测二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器等。（2）配套设施有：调节光照的遮阳棚，调整温度的加热装置与通风装置，调整湿度的 通风加湿装置和喷淋器，调整二氧化碳浓度的自动排气装置。18【答案】见解析【解析】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，供给 信号处理系统的电压变低，当传送带上有物品挡住由 a 射向 b 的信号时，光敏电阻的阻值变 大，供给信号处理系统的电压变高。这种高低交替变化的信号经过信号处理系统的处理，就 会自动将其转化为相应的数字，实现自动计数的功能。19【答案】（1）s 闭合

17、时加热 s 断开时保温 （2）121 1089 （3）0.22 kwh 【解析】（1）s 闭合，处于加热状态；s 断开，处于保温状态。（2） 由电功率公式得 ， ，联立解得 r1=121，r2=1089。（2） （或 7.92105 j）。20【答案】见解析【解析】本题考查学生设计创新能力，关键要利用光敏电阻的特性和继电器启闭工作电 路的作用进行设计。电路设计如图所示，原理简述：光敏电阻的阻值随入射光强度的增强而 减小，白天时，照射光敏电阻的光强度大，r 阻值减小，电流增大，电磁铁把衔铁 p 吸下使1b 脱离 a，切断电灯电路，夜晚时相反。21【答案】（1）见解析 （2）r 的值应大一些【解析】（1）热敏电阻的温度上升，r 变小，a 端的电压低到某一值时，y 端会由低电t平跳到高电平，加在电铃两端的电压变大，电铃响起。（2）若 r 的值大，由于