5.1认识传感器专题复习(Word版含答案)

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名称 5.1认识传感器专题复习(Word版含答案)
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文件大小 524.8KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-06 15:51:14

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文档简介

5.1认识传感器专题复习2021—2022学年高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
一、选择题(共15题)
1.关于实验,下列说法中正确的是(  )
A.实验只能测量距离、速度、力等一些力学物理量
B.实验可以完成全部的物理实验
C.实验比传统的实验方便、准确
D.实验没有传统实验方便、准确
2.关于传感器,下列说法不正确的是( )
A.光敏电阻在有光照射时,电阻会变大
B.压力传感器是将力学量转化为电学量的装置
C.传感器是将非电学量转化为电学量的装置
D.传感器广泛应用于信息采集系统
3.交通警察用酒精测试仪对涉嫌违章驾驶员进行现场酒精测试.酒精测试仪利用的是以下哪种传感器( )
A.声音传感器 B.气体传感器 C.力传感器 D.光传感器
4.下列说法正确的是(  )
A.传感器将感受到的非电学量转换为电学量,或转换为电路的通断
B.传感器将感受到的电学量转换为非电学量
C.传感器只能将感受到的非电学量转换为电路的通断
D.以上说法都不对
5.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)—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.
6.如图所示为一只“极距变化型电容式传感器”的部分构件示意图.当动极板和定极板之间的距离d变化时,电容C便发生变化,通过测量电容C的变化就可知道两极板之间距离d的变化的情况.在下列图中能正确反映C与d之间变化规律的图象是(  )
A. B.
C. D.
7.如图所示是某种汽车上的一种自动测定油箱内油面高度的装置.R是滑动变阻器.它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度,当滑动变阻器的金属滑片向下移动时(  )
A.电路中的电流减小,油箱油面降低
B.电路中的电流减小,油箱油面升高
C.电路中的电流增大,油箱油面降低
D.电路中的电流增大,油箱油面升高
8.关于传感器及其作用,下列说法正确的是(  )
A.传感器一定是把非电学量转换为电学量
B.传感器一定是把非电学量转换为电路的通断
C.传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地进行测量、传输、处理和控制
D.电磁感应是把磁学的量转换为电学的量,所以电磁感应也是传感器
9.下列关于传感器的说法,正确的是(  )
A.金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器
B.传感器不是电视遥控接收器的主要元件
C.话筒中的传感器将电信号转换成声信号
D.传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量或者电路的通断
10.拥有多名长江学者的天津大学自动化与信息工程学院,为全国传感器类生产企业输送了众多人才.传感器指的是能将感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量量(一般是电学量)的一种元件,在自动控制中有相当广泛的应用,如图所示的装置是一种测定液面高度的电容式传感器,从电容C大小的变化情况就能反应出液面高度h的高低情况,则下列说法正确的是
A.C增大表示h增大
B.C增大表示h减小
C.金属芯线与电介质构成一个电容器
D.图中液体可以不是导电液体
11.人类发射的绕地球运转的所有航天器在轨道上工作时都需要电能,所需要的电能都是由太阳能电池把太阳能转化为电能得到的.要求太阳能电池板总是对准太阳,为达到这一要求,用来感知太阳方位的传感器应为()
A.力传感器
B.光传感器
C.温度传感器
D.生物传感器
12.如图所示的电路可将声音信号转换为电信号,该电路中右侧固定不动的金属板b与能在声波驱动下沿水平方向振动的镀有金属层的振动膜a构成一个电容器,a、b通过导线与恒定电源两极相接。若振动膜a周期性振动,则(  )
A.a振动过程中,a、b板间的电场强度不变
B.a振动过程中,a、b板所带电荷量不变
C.a振动过程中,灵敏电流计中始终有方向不变的电流
D.a向右的位移最大时,a、b板所构成的电容器的电容最大
13.目前许多国产手机都有指纹解锁功能,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“嵴”,凹下部分叫“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,这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器,这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同,此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值,然后,电容器放电,电容小的电容器放电较快,根据放电快慢的不同,就可以探测到嵴和峪的位置,从而形成指纹图像数据,根据文中信息,下列说法正确的是( )
A.用指纹的照片蒙在传感器上,也可以实现手机解锁功能
B.手指轻按和重按均可以解锁,说明形成的电容大小是相同的
C.潮湿的手指头不能形成指纹识,是因为嵴和峪没有电容差别了。
D.在峪处形成的电容器放电较慢
14.如图所示,电吉他的弦是磁性物质,当弦振动时,线圈中产生感应电流,感应电流输送到放大器、喇叭,把声音播放出来,下列说法正确的是(  )
A.电吉他是光电传感器
B.电吉他是温度传感器
C.电吉他是声音传感器
D.弦改用尼龙材料原理不变
15.许多楼道照明灯具有这样的功能:天黑时,出现声音它就开启;而在白天,即使有声音它也没有反应,它的控制电路中可能接入的传感器是(  )
①温度传感器 ②光传感器 ③声音传感器 ④力传感器
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
二、填空题(共4题)
16.传感器的组成:传感器的基本部分一般由_____、______组成。
17.DIS实验中的各种传感器主要用来________各种物理量,并将所得物理量转化为________信号,然后输入给________。
18.传感器是一种能感知和识别信息的装置,它由______和______组成,能将感知和测量到的非电学量转别为______。
19.国家有关酒驾的裁量标准如下:
驾驶员血液酒精含量 ,
行为定性 饮酒驾驶 醉酒驾驶
酒精检测仪是交警执法时通过呼气来检测司机饮酒多少的检测工具.现有一个酒精检测仪的主要原件“酒精气体传感器”,其阻值随气体酒精浓度变化的情况如下表.
60 40 30 20 10
气体酒精浓度(mg/m3) 0 50 90 140 360
(1)请根据上表数据在右上图中描绘出“R—气体酒精浓度”的关系曲线______.
(2)已知人体血液酒精浓度是所呼出气体酒精浓度的2200倍.若测得某司机小明,经过气体酒精浓度测试,显示呼气酒精浓度为120mg/m3,则司机小明应该是属于_________驾驶,此时R的阻值为_________Ω.
(3)现有一个电源,电动势为4.5V,内阻约为1Ω;电压表V,量程为3V,内阻约为2000Ω;电流表A,量程为3A,内阻约为5Ω;滑动变阻器R1,阻值0~50Ω;滑动变阻器R2,阻值0~500Ω;开关、导线若干
若要用以上器材和上述“酒精气体传感器”组成一个测定气体酒精浓度的电路.该电路只使用一个电表,且正常工作时,被测气体酒精浓度若为0,则电表指针满偏.且该电路可以在电源老化,内阻变大的情况下,通过调节变阻器,保证被测气体酒精浓度为0时,电表指针仍能满偏.则,该电路应选用的电表是_________(填字母代号,下同),应选用的滑动变阻器是_________.请在虚线框中完成设计电路图_________.
三、综合题(共4题)
20.参考“信息浏览”中所列的敏感元件,到电子元件市场调查有哪些敏感元件可以用来做传感器。观察各种敏感元件,了解它们的型号、价格和用途,写一份调查报告,并与同学交流。
21.加速度计是测定物体加速度的仪器.在现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船制导系统的信息源.如图所示为应变式加速度计.当系统加速时,加速度计中的敏感元件也处于加速状态.敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上,架与待测系统固定在一起,敏感元件下端可在滑动变阻器R上自由滑动.当系统加速运动时,敏感元件发生位移并转换为电信号输出,就可以根据输出电压的大小求出物体的加速度.
已知:敏感元件的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k,电源电动势为E,电源内阻不计,滑动变阻器的总电阻值为R,有效长度为l,静态时,输出电压为U0,试写出加速度a随输出电压U变化的关系式.
22.动圈式话筒的内部结构如图所示,该装置能够将声信号转化为电信号流),再经扩音器放大后传给扬声器。
(1)请尝试解释动圈式话筒将声信号转化为电信号的工作原理。
(2)如果这类动圈式话筒出现了故障,故障最有可能出现在什么地方?如何检测并排除故障?
23.如图所示为一实验小车中利用光电脉冲测量车速和行程的示意图.A为光源,B为光电接收器,A、B均固定在小车上,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B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的脉冲数为n,累积脉冲数为N,试完成下列问题的解答:
(1)要测小车的速度和行程还必须测量的物理量或数据是哪些?
(2)推导小车速度的表达式.
(3)推导小车行程的表达式.
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
2.A
3.B
4.A
5.D
6.A
7.D
8.C
9.D
10.A
11.B
12.D
13.C
14.C
15.B
16. 敏感元件 转换元件
17. 测量 电 数据采集器
18. 敏感元件 电路 电学量
19. (1)如图:
(2)饮酒; 22-26 V R1 电路如图;
20.
敏感元器件是指它的特性会随着某种(某些)外部条件的变化而变化的元器件。敏感元器件分为两类,一类特性变化是非线性的,如压敏电阻,当电压小于敏感值时,电阻值很大,电压高于敏感值时,电阻很小,一般用在电源的保护电路中。另一类特性变化是接近线性的,用来测量相应的物理量,通常制造成产品,指标规范,参数稳定,称为传感器。如:对温度敏感的温度传感器,对压力敏感的压力传感器等等。
21.
22.
(1)当人对着话筒说话时,以人声通过空气使膜片震动,然后在膜片上的线圈绕组在环绕在永久磁体形成的磁场中运动——切割磁感线,从而产生变化的感应电流,使声音信号转化为随声音变化的电信号,再经放大后,通过扬声器还原成声音。
(2)如果这类动圈式话筒出现了故障,故障最有可能出现在与线圈连接的电路部分。
①无声:直接用万用表电阻挡对音头的两个焊接点进行测量,若电阻值为无穷大,证明音头的音圈内部开路;若与话筒的标称值相同或者相近,说明音圈良好,故障在插头、屏蔽线缆或开关部分,可仔细检查屏蔽线缆中的屏蔽网线和芯线与插头是否脱焊;开关是否有接触不良故障;开关的接线是否脱焊等。查到故障部位后,将其重新焊好即可排除故障。如果是音头的音圈内部开路,通常只有换新。
②音轻、失真:首先旋下话筒的前网罩,将万用表置于R × 1挡,用两表棒碰触音头引出线两端的焊接点,应该听见话筒振动膜发出“喀喀”声。如果声音很微弱,再用R × 100挡测量两焊点之间的电阻值(音圈的直流电阻值),若电阻值明显小于话筒的标称阻抗值,说明音圈内部存在匝间短路,导致灵敏度下降;如果碰触音头两端的焊接点时振动膜发出明显的“沙沙’,摩擦声,说明音圈或振动膜位置改变,致使音圈与磁钢相碰产生摩擦。若经检测没有发现上述故障,通常是音头磁钢的磁性减弱,这一类故障修理不易,只有更换音头。
③啸叫声:啸叫是话筒的常见故障,除了话筒与扬声器靠得太近而产生“声反馈”外,产生这个故障的原因通常是屏蔽线缆中的屏蔽网线折断,或屏蔽网线与插头焊片的焊接脱落,只有其芯线正常。当话筒的插头插入扩音机的输入插口中时,由于屏蔽线断开未接地,手握话筒时,人体感应或外界干扰信号就会传至扩音机中发生自激振荡而啸叫。这类故障将屏蔽网线重新焊接好即可。
23.(1)车轮的半径R和齿轮的齿数p (2) (3)s=2πRN/p
答案第1页,共2页