第5章传感器及其应用 单元测试（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第5章传感器及其应用 单元测试（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 698.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-11 09:04:37 | ||
图片预览
文档简介
第5章传感器及其应用
一、选择题（共15题）
1．下列关于传感器说法正确的是（ ）
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．霍尔元件能够把磁学量（如磁感应强度）转化为电学量（如电压）
C．光敏电阻随光照强度增加电阻增大
D．热敏电阻的阻值随温度的升高而升高
2．如图所示，额温枪因其具有快速、无接触测温的特点，被广泛应用来进行疫情防控测温。额温枪核心部件的传感器是（ ）
A．电压传感器 B．温度传感器
C．压强传感器 D．声音传感器
3．楼道灯的声控开关，主要原理是将声音信号转换为电信号，下列常见的数码产品中应用了这种传感器技术是（ ）
A．收音机 B．话筒 C．扬声器 D．耳机
4．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
5．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是（ ）
A．生物传感器
B．红外线传感器
C．温度传感器
D．压力传感器
6．关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．自动门上安装的是温度传感器
B．干簧管是将磁感应强度转换为电阻的一种元件
C．话筒内有传感器，该传感器是根据电磁感应原理工作的
D．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作
7．将如图所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速度进行检测。闭合开关S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在O点，固定在小球上的变阻器滑片停在变阻器的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央。当火车在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片P随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转。当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏，则（）
A．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动
B．电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动
C．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做减速运动
D．电压表指针向左偏，说明火车可能在向左做加速运动
8．如图所示为一种自动高温报警器的原理图。在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是
A．温度升高至72°C时，L1亮灯报警
B．温度升高至72°C时，L2亮灯报警
C．温度升高至78°C时，L1亮灯报警
D．温度升高至78°C时，L2亮灯报警
9．关于发光二极管，下列说法正确的是（ ）
A．发光二极管能发光，不具有单向导电性
B．发光二极管能直接把光能转化为电能
C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光
D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光
10．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是（ ）
A．温度传感器 B．压力传感器
C．生物传感器 D．红外线传感器
11．下列有关传感器的说法错误的是（ ）
A．光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的是位移传感器
B．电子秤利用的是压力传感器
C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用的是温度传感器
D．走近自动门时，门会自动打开，应用的是红外传感器
12．药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控温度波动的报警原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自动报警。下列说法正确的是（ ）
A．温度升高，报警器两端电压减小
B．温度降低，热敏电阻的热功率一定增大
C．滑动变阻器接入电路的阻值大，报警器容易报警
D．滑动变阻器接入电路的阻值与报警器是否容易报警无关
13．下列器件中应用光敏传感器的是（ ）
A．光电鼠标器 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
14．智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路。已知光敏电阻在光照增强时，电阻会减小。闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，小灯泡变暗 B．仅光照变弱，小灯泡变暗
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮 D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
15．如今，人们对手机的依赖程度越来越高，手机已成为现代人必不可少的随身物品，然而长时间的使用手机会对眼睛造成一定的伤害，因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某同学为了模拟该功能，设计了如图所示的电路，R1为光敏电阻，光照增强，阻值变小，R2为滑动变阻器，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，小灯泡变亮
B．仅光照变弱，小灯泡变亮
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮
D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
二、填空题
16．DIS数字化信息系统主要包括________、处理和显示三个部分。如图所示传感器的名称为________传感器。
17．我国《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到20 mg/m3（含20 mg/m3）属于酒驾，达到80 mg/m3（含80 mg/m3）属于醉驾。只要酒驾就属于违法行为，可能被处以行政拘留或者罚款。半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图，图中电源电动势为4.8V，内阻可忽略不计：电压表量程为5V，内阻很大；定值电阻R1的阻值为60Ω；实验测得酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图乙所示。
(1)醉驾时R2的阻值小于等于___________Ω；
(2)按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为__________V处；刚好醉驾时应刻在电压刻度线为___________V处。（计算结果取三位有效位数）
18．有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计，试分析：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻 R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R=___________ Ω；
试卷第1页，共3页
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为___________N；
(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度___________。（选填“均匀”或“不均匀”）
19．将一个力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力，图中所示就是用这种方法测得的小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力大小随时间变化的曲线，从这条曲线提供的信息，可以判断滑块约每隔________s经过碗底一次；若滑块质量为0.1kg，半圆形碗的半径为15cm，则从图像中能观察到滑块运动过程中的最大速度为________m/s。
三、综合题
20．如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx＝50 Ω，当继电器线圈中的电流Ic大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
21．某研究性学习小组为了测量物体的质量，找到一个力电传感器，该传感器的输出电压与受压面的压力成正比（比例系数为k），如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0，然后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U．现有力电传感器、质量为的砝码、电压表、滑动变阻器和电池各一个，开关及导线若干，待测物体（可置于力电转换器的受压面上），请完成对该物体质量的测量．
（1）设计一个电路，要求力电转换器的输出电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，请画出完整的测量电路图．
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．
（3）请写出实验中可能影响实验结果的因素．
22．如图所示，图甲为某热敏电阻的R t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 Ω.当线圈中的电流大于或等于20 mA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＝6 V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
甲 乙
(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B两端还是C、D两端？
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，滑动变阻器R′的阻值应调节为多少？
23．某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。一平行板电容器的两个极板竖直放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S，极板间的距离为d，电容器的电容公式为（E是常数但未知）。极板1固定不动，与周围绝缘，极板2接地，且可在水平平台上滑动，并始终与极板1保持平行。极板2的侧边与劲度系数为k，自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连。两弹簧的另一端固定，弹簧L与电容器垂直，如图甲所示。如图乙所示是这一装置的应用示意图，先将电容器充电至电压U后，即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p，使两极板之间的距离发生微小的变化。测得此时电容器的电压改变量为ΔU。设作用在电容器极板2上的静电力不致于引起弹簧可测量到的形变，试求待测压强p。
参考答案：
1．B
【详解】
A．干簧管接入电路中相当于开关的作用，A错误；
B．霍尔元件将磁学量转化为电学量，B正确；
C．光敏电阻随光照强度增加电阻减小，C错误；
D．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，D错误。
故选B。
2．B
【详解】
额温枪是通过测量人体发射的红外线来感知人体体温的，其核心部件是红外温度传感器。
故选B。
3．B
【详解】
A. 收音机是将电信号转化为声音，故A错误；
B. 话筒将声信号转化为电信号．故B正确；
C.扬声器将电信号转化为声音．故C错误；
D. 耳机将电信号转化为声音．故D错误．
故选B
4．A
【详解】
A．光敏电阻光照增强，光敏电阻的阻值减小，故A错误；
B．压力传感器是将力学量转化为电学量的装置，故B正确；
C．传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，故C正确；
D．现在传感器广泛应用于信息采集系统，代替人完成很多工作，故D正确。
本题选不正确的，故选A。
5．B
【详解】
人的到来或离开而自动开和关，说明传感器为红外传感器，故选B。
6．C
【详解】
A．自动门上安装的是红外线传感器，A项错误；
B．干簧管能够感知磁场，相当于开关，B错误；
C．话筒内的传感器是根据电磁感应原理工作的，敏感元件是膜片，转换元件是线圈，C项正确；
D．交警使用的酒精测试仪主要目的是测量酒精度，它是酒精气体传感器，它的阻值随酒精浓度的变化而变化，不是利用压力工作的，故D错误。
故选C。
7．A
【详解】
B．当火车向左加速运动时，球将向O点右侧运动，P处于低电势，电压表的指针向右偏，电流从右接线柱流入电表，此时火车加速向左，也可以是向右减速；选项B错误；
ACD．电表指针向左偏，则火车加速度向右，向右加速或者向左减速；A正确CD错误；
故选A。
8．D
【详解】
由图可知，温度升高至78°C时，水银与金属丝接触，电路接通，L2亮灯报警。
故选D。
9．D
【详解】
发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，但不一定发光，要求达到一定的电压值，它能直接把电能转化为光能。
故选D。
10．B
【详解】
水位不同，洗衣机筒壁所受压力不同，所以应该采用压力传感器，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．A
【详解】
A．光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的是光传感器，A错误，不符合题意；
B．电子秤是利用压力传感器来工作的，B正确，符合题意；
C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用了温度传感器，C正确，不符合题意；
D．当你走近自动门时，门会自动打开，应用了红外传感器，D正确，不符合题意。
故选A。
12．A
【详解】
A．温度升高，热敏电阻的阻值减小，根据闭合电路的规律可知，报警器两端电压减小，故A正确；
B．温度降低，热敏电阻的阻值增大，根据闭合电路的规律可知，通过热敏电阻的电流减小，由
P＝I2R
热敏电阻的热功率不一定增大，故B错误；
CD．若滑动变阻器接入电路的阻值大，则热敏电阻的阻值变化一定时，报警器两端的电压变化量小，不容易报警，故CD错误。
故选A。
13．AB
【详解】
A．光电鼠标器中装有红外发射管（LED）和红外接收管，其中的红外接收管就是光传感器，当鼠标移动时，滚球带动码盘转动，使红外接收管收到断续的脉冲信号，这样的脉冲信号经过处理后就可以描述出光标移动的位移了，故A正确；
B．红外线是一种不可见的光线，红外报警装置就是利用它将光信号转换为电信号的，故B正确；
C．测温仪是温度传感器，常用热敏电阻、金属热电阻、热电偶或红外线敏感元件，通过改变元件的电阻或电路的电压来达到测量温度的目的，故C错误．
D．电子秤是力传感器，由金属梁和应变片组成，当发生形变时其电阻会发生变化，常用的一般应变片在被拉伸时，其电阻会变大；在被压缩时，其电阻会变小，外力越大，应变片的形变就越大，应变片的电阻变化就越大，因此，可以用应变片的电阻大小表示出外力的大小，故D错误。
故选AB。
14．BC
【详解】
A．仅光照变强，可知光敏电阻的阻值变小，则总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律可知总电流增大，则灯泡的功率变大，灯泡变亮，故A错误；
B．仅光照变弱，可知光敏电阻的阻值变大，则总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知总电流减小，则灯泡的功率变小，灯泡变暗，故B正确；
C．仅将滑片向a端滑动，接入电路的有效阻值变小，则总电阻变小，干路电流增大，灯泡的功率变大，灯泡要变亮，故C正确；
D．仅将滑片向b端滑动，接入电路的有效阻值变大，则总电阻变大，干路电流减小，灯泡的功率变小，灯泡要变暗，故D错误。
故选BC。
15．AD
【详解】
AB．光照变强，光敏电阻变小，所以电路中的电流变大，即通过灯泡的电流变大，灯泡变亮；反之，若光照变弱，则灯泡变暗，故A正确，B错误；
C．仅将滑片向a端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电路中总电阻变大，总电流变小，即通过灯泡的电流变小，灯泡变暗，故C错误；
D．仅将滑片向b端移动，变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，总电流变大，所以通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，故D正确。
故选AD。
16． 数字处理 力
【详解】
DIS数字化信息系统主要包括数字处理、处理和显示三个部分；该传感器的名称是力的传感器。
17． 30 2.40 3.20
【详解】
(1)醉驾时血液酒精含量达到80 mg/m3，由图可知，R2的阻值小于等于30Ω；
(2)按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0时，电阻R2阻值最大为60Ω，此时
则刻度线应刻在电压刻度线为2.40V处；
刚好醉驾时R2=30Ω，此时
则应刻在电压刻度线为3.20V处。
18． 不均匀
【详解】
(1)通过表中数据可得
故R与F成线性变化关系，设它们的关系为
R=kF+b
代入数据得
(2)由题意，上的电压为5V，通过的电流为
利用
R=300-0.4F
可求得
(3)由
R=kF+b
可得
即该测力显示器的刻度不均匀。
19． 1.0 0.95
【详解】
滑块每次经过最低点时，速度最大，弹力最大，由图像可以看出每经过1.0s，弹力最大，所以滑块每隔1.0s经过碗底一次；
从图像可判断知，球对碗的最大压力为1.6N，此时对应的速度最大，根据半球形碗对滑块的支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有
代入相关数据，即可求解最大速度为
20．温度不小于50 ℃时，电路右侧的小灯泡会发光
【详解】
根据题意，当继电器线圈中的电流大于或等于时，由闭合电路欧姆定律求出Rt的值，从图线a中读出对应的温度，再得到温度的条件．
根据闭合电路欧姆定律得：，得：，从图线可知对应的温度是，所以温度小于时，电路右侧的小灯泡会发光．
21．（1）（2）见解析；（3）力电转换器作为一种测量装置就有量程和零误差问题，所以实验中可能会出现的问题有：①待测物体质量超出转换器量程；②因电源电压不够而输出电压调不到零。
【详解】
（1）由于测量时要求输入电压的可调范围尽可能大，所以测量电路的输入端应连成滑动变阻器的分压电路，输出端要接电压表，用以测量输出电压，测量电路如图所示
（2）测量步骤为：
①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；
②将砝码m0放在转换器上，记下输出电压U0，则
U0=km0g
得
k=
③将待测物体放在转换器上，记下输出电压U，测得
U=kmg
代入k值得
m=m0
（3）力电转换器作为一种测量装置就有量程和零误差问题，所以实验中可能会出现的问题有：①待测物体质量超出转换器量程；②因电源电压不够而输出电压调不到零。
22．(1)应接在A、B两端 (2)100 Ω
【详解】
(1)应接在A、B两端．
(2)由题图甲可知，t＝100 ℃时R＝50 Ω，则t＝100 ℃时继电器电路中的电流：
I＝
又E＝6 V，I＝20 mA，R继＝150 Ω
代入数据，解得
R′＝100 Ω.
23．
【详解】
该题根据平行板电容器在电荷量不变的情况下，其两端电压随板间距离变化而变化，从而把力学量（压强p）转化为电学量（电压）来测量。因为，，，则
所以
Δd=
又
F=pS，2kΔd=pS
则
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．下列关于传感器说法正确的是（ ）
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．霍尔元件能够把磁学量（如磁感应强度）转化为电学量（如电压）
C．光敏电阻随光照强度增加电阻增大
D．热敏电阻的阻值随温度的升高而升高
2．如图所示，额温枪因其具有快速、无接触测温的特点，被广泛应用来进行疫情防控测温。额温枪核心部件的传感器是（ ）
A．电压传感器 B．温度传感器
C．压强传感器 D．声音传感器
3．楼道灯的声控开关，主要原理是将声音信号转换为电信号，下列常见的数码产品中应用了这种传感器技术是（ ）
A．收音机 B．话筒 C．扬声器 D．耳机
4．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
5．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，利用的传感器是（ ）
A．生物传感器
B．红外线传感器
C．温度传感器
D．压力传感器
6．关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．自动门上安装的是温度传感器
B．干簧管是将磁感应强度转换为电阻的一种元件
C．话筒内有传感器，该传感器是根据电磁感应原理工作的
D．交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作
7．将如图所示装置安装在沿直轨道运动的火车车厢中，使杆沿轨道方向固定，就可以对火车运动的加速度进行检测。闭合开关S，当系统静止时，穿在光滑绝缘杆上的小球停在O点，固定在小球上的变阻器滑片停在变阻器的正中央，此时，电压表指针指在表盘刻度中央。当火车在水平方向有加速度时，小球在光滑绝缘杆上移动，滑片P随之在变阻器上移动，电压表指针发生偏转。当火车向左加速运动时，电压表的指针向右偏，则（）
A．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做加速运动
B．电压表指针向右偏，说明火车可能在向右做加速运动
C．电压表指针向左偏，说明火车可能在向右做减速运动
D．电压表指针向左偏，说明火车可能在向左做加速运动
8．如图所示为一种自动高温报警器的原理图。在水银温度计的顶端封入一段金属丝，以下说法正确的是
A．温度升高至72°C时，L1亮灯报警
B．温度升高至72°C时，L2亮灯报警
C．温度升高至78°C时，L1亮灯报警
D．温度升高至78°C时，L2亮灯报警
9．关于发光二极管，下列说法正确的是（ ）
A．发光二极管能发光，不具有单向导电性
B．发光二极管能直接把光能转化为电能
C．发光二极管只要在两端加有正向电压，就可以发光
D．发光二极管只有加正向电压时，才有可能发光
10．有些洗衣机设有多段式水位自动感应装置，该装置采用的传感器是（ ）
A．温度传感器 B．压力传感器
C．生物传感器 D．红外线传感器
11．下列有关传感器的说法错误的是（ ）
A．光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的是位移传感器
B．电子秤利用的是压力传感器
C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用的是温度传感器
D．走近自动门时，门会自动打开，应用的是红外传感器
12．药物生产车间需要严格控制室内温度范围，尽量保证较小的温度波动。如图是某监控温度波动的报警原理图，热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，当报警器两端的电压变化量超出设定值时，报警器就会自动报警。下列说法正确的是（ ）
A．温度升高，报警器两端电压减小
B．温度降低，热敏电阻的热功率一定增大
C．滑动变阻器接入电路的阻值大，报警器容易报警
D．滑动变阻器接入电路的阻值与报警器是否容易报警无关
13．下列器件中应用光敏传感器的是（ ）
A．光电鼠标器 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
14．智能手机屏幕的光线过强会对眼睛有害，因此手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某兴趣小组为了模拟该功能，设计了如图所示的电路。已知光敏电阻在光照增强时，电阻会减小。闭合开关，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，小灯泡变暗 B．仅光照变弱，小灯泡变暗
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮 D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
15．如今，人们对手机的依赖程度越来越高，手机已成为现代人必不可少的随身物品，然而长时间的使用手机会对眼睛造成一定的伤害，因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能，该功能既可以自动调节，也可以手动调节。某同学为了模拟该功能，设计了如图所示的电路，R1为光敏电阻，光照增强，阻值变小，R2为滑动变阻器，闭合开关后，下列说法正确的是（ ）
A．仅光照变强，小灯泡变亮
B．仅光照变弱，小灯泡变亮
C．仅将滑片向a端滑动，小灯泡变亮
D．仅将滑片向b端滑动，小灯泡变亮
二、填空题
16．DIS数字化信息系统主要包括________、处理和显示三个部分。如图所示传感器的名称为________传感器。
17．我国《道路交通安全法》规定驾驶员的血液酒精含量达到20 mg/m3（含20 mg/m3）属于酒驾，达到80 mg/m3（含80 mg/m3）属于醉驾。只要酒驾就属于违法行为，可能被处以行政拘留或者罚款。半导体型呼气酒精测试仪采用氧化锡半导体作为传感器。如图甲所示是该测试仪的原理图，图中电源电动势为4.8V，内阻可忽略不计：电压表量程为5V，内阻很大；定值电阻R1的阻值为60Ω；实验测得酒精气体传感器R2的电阻值随酒精气体浓度变化的关系曲线如图乙所示。
(1)醉驾时R2的阻值小于等于___________Ω；
(2)按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0的刻度线应刻在电压刻度线为__________V处；刚好醉驾时应刻在电压刻度线为___________V处。（计算结果取三位有效位数）
18．有一种测量压力的电子秤，其原理图如图所示。E是内阻不计、电动势为6 V的电源。R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻。G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器。R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示。C是一个用来保护显示器的电容器。秤台的重力忽略不计，试分析：
压力F/N 0 50 100 150 200 250 300 …
电阻 R/Ω 300 280 260 240 220 200 180 …
(1)利用表中的数据归纳出电阻R随压力F变化的函数式R=___________ Ω；
试卷第1页，共3页
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为___________N；
(3)如果把电流表中电流的刻度变换成压力刻度，则该测力显示器的刻度___________。（选填“均匀”或“不均匀”）
19．将一个力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力，图中所示就是用这种方法测得的小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力大小随时间变化的曲线，从这条曲线提供的信息，可以判断滑块约每隔________s经过碗底一次；若滑块质量为0.1kg，半圆形碗的半径为15cm，则从图像中能观察到滑块运动过程中的最大速度为________m/s。
三、综合题
20．如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻R和继电器设计的温控电路，设继电器的线圈电阻为Rx＝50 Ω，当继电器线圈中的电流Ic大于或等于20 mA时，继电器的衔铁被吸合．左侧电源电动势为6 V，内阻可不计，温度满足什么条件时，电路右侧的小灯泡会发光？
21．某研究性学习小组为了测量物体的质量，找到一个力电传感器，该传感器的输出电压与受压面的压力成正比（比例系数为k），如图所示，测量时先调节输入端的电压，使转换器空载时的输出电压为0，然后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压U．现有力电传感器、质量为的砝码、电压表、滑动变阻器和电池各一个，开关及导线若干，待测物体（可置于力电转换器的受压面上），请完成对该物体质量的测量．
（1）设计一个电路，要求力电转换器的输出电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，请画出完整的测量电路图．
（2）简要说明测量步骤，求出比例系数k，并测出待测物体的质量m．
（3）请写出实验中可能影响实验结果的因素．
22．如图所示，图甲为某热敏电阻的R t图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一个简单的恒温箱温控电路，继电器线圈的电阻为150 Ω.当线圈中的电流大于或等于20 mA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＝6 V，内阻不计．图中的“电源”是恒温箱加热器的电源．
甲 乙
(1)应该把恒温箱内的加热器接在A、B两端还是C、D两端？
(2)如果要使恒温箱内的温度保持100 ℃，滑动变阻器R′的阻值应调节为多少？
23．某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。一平行板电容器的两个极板竖直放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S，极板间的距离为d，电容器的电容公式为（E是常数但未知）。极板1固定不动，与周围绝缘，极板2接地，且可在水平平台上滑动，并始终与极板1保持平行。极板2的侧边与劲度系数为k，自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连。两弹簧的另一端固定，弹簧L与电容器垂直，如图甲所示。如图乙所示是这一装置的应用示意图，先将电容器充电至电压U后，即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p，使两极板之间的距离发生微小的变化。测得此时电容器的电压改变量为ΔU。设作用在电容器极板2上的静电力不致于引起弹簧可测量到的形变，试求待测压强p。
参考答案：
1．B
【详解】
A．干簧管接入电路中相当于开关的作用，A错误；
B．霍尔元件将磁学量转化为电学量，B正确；
C．光敏电阻随光照强度增加电阻减小，C错误；
D．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，D错误。
故选B。
2．B
【详解】
额温枪是通过测量人体发射的红外线来感知人体体温的，其核心部件是红外温度传感器。
故选B。
3．B
【详解】
A. 收音机是将电信号转化为声音，故A错误；
B. 话筒将声信号转化为电信号．故B正确；
C.扬声器将电信号转化为声音．故C错误；
D. 耳机将电信号转化为声音．故D错误．
故选B
4．A
【详解】
A．光敏电阻光照增强，光敏电阻的阻值减小，故A错误；
B．压力传感器是将力学量转化为电学量的装置，故B正确；
C．传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，故C正确；
D．现在传感器广泛应用于信息采集系统，代替人完成很多工作，故D正确。
本题选不正确的，故选A。
5．B
【详解】
人的到来或离开而自动开和关，说明传感器为红外传感器，故选B。
6．C
【详解】
A．自动门上安装的是红外线传感器，A项错误；
B．干簧管能够感知磁场，相当于开关，B错误；
C．话筒内的传感器是根据电磁感应原理工作的，敏感元件是膜片，转换元件是线圈，C项正确；
D．交警使用的酒精测试仪主要目的是测量酒精度，它是酒精气体传感器，它的阻值随酒精浓度的变化而变化，不是利用压力工作的，故D错误。
故选C。
7．A
【详解】
B．当火车向左加速运动时，球将向O点右侧运动，P处于低电势，电压表的指针向右偏，电流从右接线柱流入电表，此时火车加速向左，也可以是向右减速；选项B错误；
ACD．电表指针向左偏，则火车加速度向右，向右加速或者向左减速；A正确CD错误；
故选A。
8．D
【详解】
由图可知，温度升高至78°C时，水银与金属丝接触，电路接通，L2亮灯报警。
故选D。
9．D
【详解】
发光二极管和普通二极管一样，都具有单向导电性，都是半导体材料制成的，只有当两端加正向电压时，才能处于导通状态，但不一定发光，要求达到一定的电压值，它能直接把电能转化为光能。
故选D。
10．B
【详解】
水位不同，洗衣机筒壁所受压力不同，所以应该采用压力传感器，故B正确，ACD错误。
故选B。
11．A
【详解】
A．光电门能够记录遮光条的挡光时间，应用的是光传感器，A错误，不符合题意；
B．电子秤是利用压力传感器来工作的，B正确，符合题意；
C．电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦，应用了温度传感器，C正确，不符合题意；
D．当你走近自动门时，门会自动打开，应用了红外传感器，D正确，不符合题意。
故选A。
12．A
【详解】
A．温度升高，热敏电阻的阻值减小，根据闭合电路的规律可知，报警器两端电压减小，故A正确；
B．温度降低，热敏电阻的阻值增大，根据闭合电路的规律可知，通过热敏电阻的电流减小，由
P＝I2R
热敏电阻的热功率不一定增大，故B错误；
CD．若滑动变阻器接入电路的阻值大，则热敏电阻的阻值变化一定时，报警器两端的电压变化量小，不容易报警，故CD错误。
故选A。
13．AB
【详解】
A．光电鼠标器中装有红外发射管（LED）和红外接收管，其中的红外接收管就是光传感器，当鼠标移动时，滚球带动码盘转动，使红外接收管收到断续的脉冲信号，这样的脉冲信号经过处理后就可以描述出光标移动的位移了，故A正确；
B．红外线是一种不可见的光线，红外报警装置就是利用它将光信号转换为电信号的，故B正确；
C．测温仪是温度传感器，常用热敏电阻、金属热电阻、热电偶或红外线敏感元件，通过改变元件的电阻或电路的电压来达到测量温度的目的，故C错误．
D．电子秤是力传感器，由金属梁和应变片组成，当发生形变时其电阻会发生变化，常用的一般应变片在被拉伸时，其电阻会变大；在被压缩时，其电阻会变小，外力越大，应变片的形变就越大，应变片的电阻变化就越大，因此，可以用应变片的电阻大小表示出外力的大小，故D错误。
故选AB。
14．BC
【详解】
A．仅光照变强，可知光敏电阻的阻值变小，则总电阻变小，由闭合电路的欧姆定律可知总电流增大，则灯泡的功率变大，灯泡变亮，故A错误；
B．仅光照变弱，可知光敏电阻的阻值变大，则总电阻变大，由闭合电路的欧姆定律可知总电流减小，则灯泡的功率变小，灯泡变暗，故B正确；
C．仅将滑片向a端滑动，接入电路的有效阻值变小，则总电阻变小，干路电流增大，灯泡的功率变大，灯泡要变亮，故C正确；
D．仅将滑片向b端滑动，接入电路的有效阻值变大，则总电阻变大，干路电流减小，灯泡的功率变小，灯泡要变暗，故D错误。
故选BC。
15．AD
【详解】
AB．光照变强，光敏电阻变小，所以电路中的电流变大，即通过灯泡的电流变大，灯泡变亮；反之，若光照变弱，则灯泡变暗，故A正确，B错误；
C．仅将滑片向a端移动，变阻器接入电路的电阻变大，电路中总电阻变大，总电流变小，即通过灯泡的电流变小，灯泡变暗，故C错误；
D．仅将滑片向b端移动，变阻器接入电路的电阻变小，总电阻变小，总电流变大，所以通过灯泡的电流变大，灯泡变亮，故D正确。
故选AD。
16． 数字处理 力
【详解】
DIS数字化信息系统主要包括数字处理、处理和显示三个部分；该传感器的名称是力的传感器。
17． 30 2.40 3.20
【详解】
(1)醉驾时血液酒精含量达到80 mg/m3，由图可知，R2的阻值小于等于30Ω；
(2)按图甲所示电路图把电压表改装成酒精浓度表，则酒精气体浓度为0时，电阻R2阻值最大为60Ω，此时
则刻度线应刻在电压刻度线为2.40V处；
刚好醉驾时R2=30Ω，此时
则应刻在电压刻度线为3.20V处。
18． 不均匀
【详解】
(1)通过表中数据可得
故R与F成线性变化关系，设它们的关系为
R=kF+b
代入数据得
(2)由题意，上的电压为5V，通过的电流为
利用
R=300-0.4F
可求得
(3)由
R=kF+b
可得
即该测力显示器的刻度不均匀。
19． 1.0 0.95
【详解】
滑块每次经过最低点时，速度最大，弹力最大，由图像可以看出每经过1.0s，弹力最大，所以滑块每隔1.0s经过碗底一次；
从图像可判断知，球对碗的最大压力为1.6N，此时对应的速度最大，根据半球形碗对滑块的支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律有
代入相关数据，即可求解最大速度为
20．温度不小于50 ℃时，电路右侧的小灯泡会发光
【详解】
根据题意，当继电器线圈中的电流大于或等于时，由闭合电路欧姆定律求出Rt的值，从图线a中读出对应的温度，再得到温度的条件．
根据闭合电路欧姆定律得：，得：，从图线可知对应的温度是，所以温度小于时，电路右侧的小灯泡会发光．
21．（1）（2）见解析；（3）力电转换器作为一种测量装置就有量程和零误差问题，所以实验中可能会出现的问题有：①待测物体质量超出转换器量程；②因电源电压不够而输出电压调不到零。
【详解】
（1）由于测量时要求输入电压的可调范围尽可能大，所以测量电路的输入端应连成滑动变阻器的分压电路，输出端要接电压表，用以测量输出电压，测量电路如图所示
（2）测量步骤为：
①调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；
②将砝码m0放在转换器上，记下输出电压U0，则
U0=km0g
得
k=
③将待测物体放在转换器上，记下输出电压U，测得
U=kmg
代入k值得
m=m0
（3）力电转换器作为一种测量装置就有量程和零误差问题，所以实验中可能会出现的问题有：①待测物体质量超出转换器量程；②因电源电压不够而输出电压调不到零。
22．(1)应接在A、B两端 (2)100 Ω
【详解】
(1)应接在A、B两端．
(2)由题图甲可知，t＝100 ℃时R＝50 Ω，则t＝100 ℃时继电器电路中的电流：
I＝
又E＝6 V，I＝20 mA，R继＝150 Ω
代入数据，解得
R′＝100 Ω.
23．
【详解】
该题根据平行板电容器在电荷量不变的情况下，其两端电压随板间距离变化而变化，从而把力学量（压强p）转化为电学量（电压）来测量。因为，，，则
所以
Δd=
又
F=pS，2kΔd=pS
则
答案第1页，共2页