第五章 传感器 单元测试题1（Word版含解析）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
第五章
传感器
单元测试题1（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共40分）
1．下列关于信息化社会的说法不正确的是（　　）
A．现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理
B．传感器能代替、补充、延伸人的感觉器官功能
C．日光灯的启动器利用了双金属传感器
D．光敏电阻传感器无光照射时电路中电流大，有光照射时电路中电流小
2．关于传感器及其工作原理，下列说法正确的是（　　）
A．传感器是把电学量转换为非电学量，以便进行测量、传输、处理和控制
B．硫化镉制作的光敏电阻在被光照射时，随着光照的增强，其电阻值变小
C．金属热电阻比热敏电阻的化学稳定性好，测温范围大，灵敏度高
D．霍尔元件能够检测磁场及其变化，其原理是法拉第电磁感应定律
3．在全国“抗疫”过程中，新冠病毒感染者的其中一个表现是体温升高，为测量人的体温，非接触式的额温枪得到广泛使用，其测温原理是利用传感器接收人体辐射出的（
）
A．红外线
B．紫外线
C．无线电波
D．光波
4．关于传感器工作的一般流程，下列说法中正确的是（　　）
A．非电学量→敏感元件→转换电路→电学量→转换元件
B．电学量→敏感元件→转换电路→转换元件→非电学量
C．非电学量→敏感元件→转换元件→转换电路→电学量
D．非电学量→转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
5．传感器已广泛应用在生产、生活中，下列关于传感器的说法正确的是（　　）
A．冰箱控温系统使用了温度传感器
B．夜间自动打开的路灯使用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了声波传感器
D．霍尔元件把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
6．传感器已广泛应用于生产和生活中，下列关于传感器的说法正确的是（　　）
A．给货车称重的地磅使用了光传感器
B．夜间自动打开的路灯使用了红外线传感器
C．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
D．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片。这种双金属片的作用是控制电路的通断
7．利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、B、C构成电容器。若矿井渗水（导电液体深度增大），则电流（　　）
A．从b向a，A、B、C构成的电容器放电
B．从a向b，A、B、C构成的电容器放电
C．从b向a，A、B、C构成的电容器充电
D．从a向b，A、B、C构成的电容器充电
8．下列说法正确的是（
）
A．传感器担负着信息采集的任务
B．干簧管是一种磁传感器
C．传感器不是电视遥控接收器的主要元件
D．传感器是将力、温度、光、声、化学成分等转换为电信号的主要工具
9．如图甲所示，“火灾报警系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为10：1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为变阻器，当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警。下列说法正确的是（
）
甲
乙
A．电压表V的示数为10
V
B．处出现火情时，电流表A的示数减小
C．处出现火情时，变压器的输入功率增大
D．要使报警器报警的临界温度升高，可将的滑片P适当向下移动
10．传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器……，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，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，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向x正方向运动，电压表示数增大
第II卷（非选择题）
二、实验题（共15分）
11．如图所示，图甲为热敏电阻的图像，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，继电器线圈的电阻为。当线圈中的电流大于或等于20mA时，继电器的衔铁被吸合。为继电器线圈供电的电池电动势E=9V，内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。
（1）应该把恒温箱内的加热器接在___________端。选填“A、B”或“C、D”
（2）如果要使恒温箱内的温度保持150℃，可变电阻R1的阻值应调节为___________。
12．为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制路灯照明系统。光控开关的核心部件是光敏电阻，光敏电阻是阻值随着光的照度变化而发生变化的元件（照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为1x）。某光敏电阻在不同照度下的阻值如下表：
照度/1x
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
阻值/
75
40
28
23
20
18
（1）根据表中数据，请在图甲的坐标系中描绘出光敏电阻阻值随照度变化的曲线。（__）
（2）现提供如下器材：
上述光敏电阻（符号）；
直流电源E（电动势3V，内阻不计）；
定值电阻，，；
开关S及导线若干，
某同学利用上述器材设计一个简单电路如图乙所示，当1、2两端所加电压等于或大于2V时，控制开关自动启动照明系统。若要求天色渐暗当照度降低至1.0（1x）时启动照明系统，电路中1、2两端应接在______两端（填或R），定值电阻R应选用______（填、或）。
三、解答题（共45分）
13．如图所示为一自动控制温度的电路，请说明其工作原理。（已知温度升高时热敏电阻阻值减小）
14．随着科技的进步，手机不再是一种简单的通信工具，而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的许多功能是通过传感器来实现的。请查阅资料选择手机中使用的一种传感器，分析其工作原理及用途。
15．如图所示是用斯密特触发器控制某宿舍楼道内照明灯的示意图，试说明其工作原理。
16．小明同学想用一只半导体热敏电阻制作一支能测量水温的温度计，通过查阅资料，他获得该热敏电阻的R-t特性曲线如图甲所示。他要求所制的温度计的测量范围是0~100℃，且在水温是100℃时，电压表指针偏转达到最大位置。根据特性曲线，他设计的水温温度计的电路如图乙所示，图中的定值电阻R0=100Ω，电压表的量程是0~3V。电源电压稳定。
(1)根据特性曲线，该热敏电阻在0℃、50℃、100℃时，阻值分别为多大？
(2)通过计算说明，当水温是0℃时、100℃时，电压表的指针指示是多少？
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，因此传感器也可以用来采集信息，现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理，能代替、补充、延伸人的感觉器官功能，故AB说法正确；日光灯的启动器利用金属随着温度的膨胀系数不同，运用双金属传感器，故C说法正确；光敏电阻在有光照射时，电阻会变小，故D说法错误。所以选D。
2．B
【详解】
A．传感器能够把非电学量转化为电学量，以便进行测量、传输、处理和控制，选项A错误；
B．硫化镉制作的光敏电阻在被光照射时电阻发生变化，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好，选项B正确；
C．金属热电阻比热敏电阻的化学稳定性好，测温范围大，但灵敏度较差，选项C错误；
D．霍尔元件能够检测磁场及其变化，它是根据霍尔效应原理制成的，不是根据法拉第电磁感应定律，选项D错误。
故选B。
3．A
【详解】
测温度是因为温度不同的人体辐射的红外线强弱不同，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
4．C
【详解】
传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，故ABD错误，C正确．
5．A
【详解】
A．冰箱控温系统使用了温度传感器，调节冰箱内的温度，A正确；
B．夜间自动打开的路灯使用了光传感器，B错误；
C．电脑所用的光电鼠标主要是采用了光电传感器，C错误；
D．霍尔元件把磁场变化转换为电压信号，D错误。
故选A。
6．D
【详解】
A．给货车称重的地磅是利用了压力传感器，A错误；
B．灯要求夜晚亮、白天熄，则白天有光，黑夜没有光，则是由光导致电路的电流变化，所以电路中光传感器导致电阻变化，实现动控制，因此是利用半导体的光敏性，即为光电传感器，B错误；
C．话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，C错误；
D．电熨斗通过温度传感器，由于双金属片上下层膨胀系数不同，在同一温度下的伸缩不一，从而实现温度的自动控制，从而实现控制电路的通断，D正确。
故选D。
7．D
【详解】
由题图可知，导电液体和导体芯构成了电容器，可近似为平行板电容器，由可知，当液面升高时，电容器极板正对面积S增大，故电容增大，A、C间电势差不变，再由
知，电容器电荷量增大，因此电容器处于充电状态，电流从a向b，故选D。
8．ABD
【详解】
A．
传感器担负着信息采集的任务，故A正确；
B．
干簧管在磁场中两磁簧片被磁化，两触点为异名磁极，两触点相吸，电路接通，移走磁铁后磁性消失，两触点断开。故干簧管是一种磁传感器，故B正确；
C．
电视遥控接收器中使用了红外线传感器，故C错误；
D．
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，即能够将力、温度、光、声、化学成分转换为电信号。故D正确。
故选ABD。
9．AC
【详解】
A．若原线圈的输入电压U，其有效值为，根据有效值的定义，有
其中，解得
由变压器原理可得副线圈输出电压即电压表示数，选项A正确.
BC．处出现火情时，热敏电阻的阻值减小，副线圈电流增大，根据变压器原理可知，电流表A的示数增大，变压器输入功率增大，选项B错误，C正确.
D．将的滑片P向上移动，副线圈电路的总电阻变小，总电流增大，处电压变大，报警器的分压变小，电流也减小，报警器报警的临界温度升高，选项D错误.
故选AC.
10．BD
【详解】
AC．回路中的电流等于电动势除以整个回路的阻值，不会随着M的运动而变化，A错误，C错误；
B．物体M运动时，电压表所测量的阻值发生变化，则电压表的示数会发生变化。当物体M向x正方向运动，电压表所测量的阻值变大，电压表示数增大。B正确，D正确。
故选BD。
11．AB
220
【详解】
（1）[1]当温度较低的时候，热敏电阻的电阻较大，电路中的电流较小，此时继电器的衔铁与AB部分连接，此时是需要加热的，恒温箱内的加热器要工作，所以该把恒温箱内的加热器接在A、B
端．
（2）[2]当温度超过150℃时，加热电路就要断开，此时的继电器的衔铁要被吸合，即控制电路的电流要到达20mA=0.02A，根据闭合电路欧姆定律可得
即
解得
R1=220Ω
12．
RP
R1
【详解】
（1）[1]由图采用描点法作出电阻与光照的图象；由图可知，电阻的阻值随光照的增强而非线性减小；
（2）[2][3]根据电路原理图可知，控制开关自动启动照明系统，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0（lx）时启动照明系统，即此时光敏电阻阻值为20kΩ，1、2两端接RP两端，若此时1、2两端电压为2V，电源电动势为3V，所以应加上一个分压电阻，分压电阻阻值为10kΩ，即选用R1。
13．见解析
【详解】
当开关P在弹簧拉力作用下拉到上面与a接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把P吸到b，电热丝停止工作，指示灯亮。
14．见解析
【详解】
重力传感器体现在手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏(如滚钢珠)。原理：利用压电效应实现，传感器内部一块重物和压电片整合在一起，通过正交两个方向产生的电压大小，来计算出水平方向。
15．见解析
【详解】
天较亮时，光敏电阻RG阻值较小，斯密特触发器输入端A电势较低，则输出端Y输出高电平，线圈中无电流，工作电路不通．天较暗时，光敏电阻RG电阻增大，斯密特触发器输入端A电势升高，当升高到一定值，输出端Y由高电平突然跳到低电平，有电流通过线圈A，电磁继电器工作，接通工作电路，使照明灯自动开启．天明后，RG阻值减小，斯密特触发器输入端A电势逐渐降低，降到一定值，输出端Y突然由低电平跳到高电平，则线圈A不再有电流，电磁继电器自动切断工作电路的电源，照明灯熄灭。
16．(1)
500Ω、150Ω、100Ω；(2)1V；3V
【详解】
(1)由图甲所示特性曲线可知，该热敏电阻在0℃、50℃、100℃时，阻值分别为500Ω、150Ω和100Ω；
(2)由图甲所示特性曲线可知，当水温是100℃时，阻值为100Ω，此时电压表指针到最大刻度值3V，则电路电流
电源电动势
E=I（R+R0)=0.03×（100+100)=6V
由图甲所示特性曲线可知，当水温是0℃时，R′=500Ω，此时电路电流
电压表示数
U′=I′R0=0.01×100=1V