人教版高中物理选修二第五章 传感器（能力提升）（原卷版）单元测试

第五章传感器能力提升卷班级___________姓名___________学号____________分数____________（考试时间：60分钟试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.（2019秋•淄博期末）有的楼道照明灯具有这样的功能：大黑到一定程度时，出现声音它就开启；而在白天，即使有声音它也没有反应，在这种楼道照明灯的控制电路中，可能接入的传感器是A．温度传感器和光传感器 B．光传感器和声音传感器 C．声音传感器和热传感器 D．热传感器和力传感器2.如图所示，电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场．在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容(耦合电容)，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置．由以上信息可知()A．电容式触摸屏的内部有两个电容器的电极板B．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大C．当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小D．如果用戴了手套的手触摸屏幕，照样能引起触摸屏动作3.压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，在升降机中将重物放在压敏电阻上，压敏电阻接在如图甲所示的电路中，电流表示数变化如图乙所示，某同学根据电流表的示数变化情况推断升降机的运动状态．下列说法中正确的是()A．0～t1时间内，升降机一定匀速运动B．0～t1时间内，升降机可能匀减速上升C．t1～t2时间内，升降机可能匀速上升D．t1～t2时间内，升降机可能匀加速上升4.(2019·山东师范大学附中高二上学期期末)如图所示，甲图是录音机的录音电路原理图，乙图是研究自感现象的实验电路图，丙图是光电传感的火灾报警器的部分电路图，丁图是电容式话筒的电路原理图，下列说法错误的是()A．甲图中录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C．丙图电路中，当有烟雾进入罩内时，光电三极管上就会因烟雾的散射而有光的照射，表现出电阻的变化D．丁图电路中，当声波使膜片振动时，电容发生变化，会在电路中产生变化的电流5.如图所示是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图。门打开时，红外光敏电阻R3受到红外线照射，电阻减小；门关闭会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)。经实际试验，灯的亮灭能反映门的开、关状态。门打开时两灯的发光情况以及R2两端电压UR2与门关闭时相比()A．红灯亮，UR2变大B．绿灯亮，UR2变大C．绿灯亮，UR2变小D．红灯亮，UR2变小6.电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制．转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲．开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙．随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙．以下关于“霍尔转把”叙述正确的是()A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快C．图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压D．若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制7.（2019秋•通州区期末）在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体内的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被叫做霍尔电压。同时在导体内形成霍尔电场，利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示，在匀强磁场（磁场方向垂直于前后表面），有一载流导体，已知上表面宽为，侧面高为（已在图中标出），若通过导体的电流为，电压表示数为，电子的电荷量为，导体单位体积内的自由电子数为，下列说法中正确的是A．洛伦兹力对电子做正功 B．磁感应强度大小为 C．导体内形成的霍尔电场 D．若图中的电流是电子的定向运动产生的，则上表面比下表面电势高8.如图所示为一测定液面高低的传感器示意图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体，把传感器接到图示电路中，已知灵敏电流表指针偏转方向与电流方向相同．如果发现指针正向右偏转，则导电液体的深度h变化为（）A.h正在减小 B.h正在增大C.h不变 D.无法确定9.如图所示为一种自动跳闸的闸刀开关，O是转轴，A是绝缘手柄，C是闸刀卡口，M、N接电源线，闸刀处于垂直纸面向里、磁感应强度B＝1T的匀强磁场中，C、O间距离为10cm。当磁场力为0.2N时，闸刀开关会自动跳开。则要使闸刀开关能跳开，CO中通过的电流的大小和方向为()A．电流方向C→O B．电流方向O→CC．电流大小为2A D．电流大小为1A10.下列说法中正确的是（

）A.话筒是一种常用的声音传感器，其作用是将电信号转换为声信号B.电子秤是利用力传感器进行测量C.某些街旁的路灯，利用半导体的光敏特性，夜晚电阻小，白天电阻大，控制了电路的通断D.半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻越小11.如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103℃时，下列说法中正确的是（）A．常温下感温磁体具有较强的磁性，能自动吸起永磁体，通电加热B．当温度超过103℃时，感温磁体的磁性消失，弹簧推动杠杆断开触点C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103℃，这时开关按钮不会跳起D．常压下只要锅内有水，锅内的温度不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起12.传感器是指这样一类元件，它通常能把非电学量（如力、光等）的变化，转换为电学量（如电流、电压等）的变化，或电路的通断。它在自动控制中有着广泛的应用。关于制作传感器需要的元器件，下列说法正确的是()A.热敏电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化B.金属热电阻能够把温度的变化转换为其阻值的变化C.光敏电阻能够把光照强弱的变化转换为其阻值的变化D.所有传感器都是由半导体材料制作的第II卷（非选择题共52分）二、实验题（满分15分）13．霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器，用它可以检测磁场及其变化，图甲为使用霍尔元件测量通电直导线产生磁场的装置示意图，由于磁芯的作用，霍尔元件所处区域磁场可看做匀强磁场，测量原理如乙图所示，直导线通有垂直纸面向里的电流，霍尔元件前、后、左、右表面有四个接线柱，通过四个接线柱可以把霍尔元件接入电路，所用器材已在图中给出，部分电路已经连接好，为测量霍尔元件所处区域的磁感应强度B：(1)制造霍尔元件的半导体参与导电的自由电荷带负电，电流从乙图中霍尔元件左侧流入，右侧流出，霍尔元件____(填“前表面”或“后表面”)电势高；(2)在图中画线连接成实验电路图；(3)已知霍尔元件单位体积内自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为e，霍尔元件的厚度为h，还必须测量的物理量有_________________(写出具体的物理量名称及其符号)，计算式B＝____。14．热敏电阻是传感电路中常用的电子元件，现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整。已知常温下待测热敏电阻的值为4～5Ω。热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V，内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)、滑动变阻器(0～20Ω)、开关、导线若干。(1)在图甲的方框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小；(2)根据电路图，在图乙的实物上连线；(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤。三、解答题（满分37分，其中15题11分，16题12分，17题14分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）15．在开展研究性学习的过程中，某同学设计了一个利用线圈测量转轮转速的装置(如图所示)．在轮子的边缘贴上一小磁铁，将小线圈靠近轮边放置，接上数据采集器和电脑(DIS实验器材)．如果小线圈的面积为S，匝数为N，回路的总电阻为R，小磁铁附近的磁感应强度最大值为B.实验发现，轮子转过θ弧度时，小线圈处的磁感应强度由最大值变为零．他说：“只要测得此过程感应电流的平均值I，就可以求得转轮转速的大小．”请你运用所学的知识推证该同学的判断是否正确，如果正确，请推导出转轮转速的表达式；如果不正确，请说明理由．16.某课外小组设计了一种测定风速的装置，其原理如图所示，一个劲度系数k＝120N/m，自然长度L0＝1m弹簧一端固定在墙上的M点，另一端N与导电的迎风板相连，弹簧穿在光滑水平放置的电阻率较大的金属杆上，弹簧是不导电的材料制成的。迎风板面积S＝0.5m2，工作时总是正对着风吹来的方向。电路的一端与迎风板相连，另一端在M点与金属杆相连。迎风板可在金属杆上滑动，且与金属杆接触良好。定值电阻R＝1.0Ω，电源的电动势E＝12V，内阻r＝0.5Ω。闭合开关，没有风吹时，弹簧处于原长，电压表的示数U1＝9.0V，某时刻由于风吹迎风板，电压表的示数变为U2＝6.0V。(