5.1认识传感器 综合训练 (word版含答案)

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名称 5.1认识传感器 综合训练 (word版含答案)
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文件大小 619.1KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-03-21 16:20:13

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文档简介

5.1认识传感器
一、选择题(共15题)
1.一种新型保险柜安装有声纹锁,只有主人说出事先设定的暗语才能打开,别人即使说出暗语也打不开锁。这种声纹锁辨别主人声音的依据是(  )
A.音调 B.音色 C.响度 D.声速
2.如图是智能称重地磅,它使用方便快捷、计量精度高、反应速度灵敏、移动方便,这种地磅安装了应变式力传感器,下列关于应变式力传感器的说法不正确的是( )
A.应变片是由半导体材料制成
B.当应变片的表面拉伸时,其电阻变大;反之,变小
C.传感器输出的是应变片上的电压
D.外力越大,输出的电压差值也越大
3.下列说法正确的是(  )
A.水银温度计是一种传感器
B.传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
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
4.磁传感器是将磁信号转变为电信号的仪器.如图所示,将探头放在磁场中,可以很方便的测量磁场的强弱和方向.探头可能是( )
A.感应线圈 B.热敏电阻 C.霍尔元件 D.干簧管
5.关于传感器,下列说法正确的是(  )
A.所有传感器都是由半导体材料做成的
B.金属材料也可以制成传感器
C.干簧管是一种能够感知电场的传感器
D.传感器一定是通过感知电压的变化来传递信号的
6.许多办公楼及宿舍楼的楼梯上的电灯到了晚上能够自动做到“人来即亮,人走即灭”,其神奇功能在于控制灯的“开关”传感器,下面有关该传感器的说法中正确的是  
A.该传感器能够测量的物理量是位移和温度
B.该传感器能够测量的物理量是位移和光强
C.该传感器能够测量的物理量是光强和声音
D.该传感器能够测量的物理量是压力和位移
7.下列说法正确的是(  )
A.凡将非电学量转化为电学量的传感器都是物理传感器
B.大多数传感器是以化学原理为基础制成的
C.物理传感器只能将采集到的信息转换为电压输出
D.物理传感器利用的是物质的物理性质或物理效应
8.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(  )
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
9.关于传感器工作的一般流程,下列说法正确的是(  )
A.非电学量→敏感元件→信号调整与转换电路→电学量→转换元件
B.电学量→敏感元件→信号调整与转换电路→转换元件→非电学量
C.非电学量→敏感元件→转换元件→信号调整与转换电路→电学量
D.非电学量→信号调整与转换电路→转换元件→敏感元件→电学量
10.当你走近某些宾馆、酒店的大门时,门就会自动为你打开;当你走进门之后,门又在你身后自动关上.你觉得这可能是将下列哪种外界信息转换为有用的信息(  )
A.温度 B.紫外线 C.可见光 D.红外线
11.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→处理电路→电学量
B.非电学量→处理电路→敏感元件→电学量
C.电学量→敏感元件→处理电路→非电学量
D.电学量→处理电路→敏感元件→非电学量
12.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,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
13.传感器担负着信息采集的任务,它可以(  )
A.将力学量(如形变量)转变成电学量
B.将热学量转变成电学量
C.将光学量转变成电学量
D.将电学量转变成力学量
14.磁敏电阻的阻值随磁场的增强而增大.在如图所示的闭合电路中,滑动变阻器的滑片处于中间位置,磁敏电阻置于匀强磁场中.闭合开关S后,若磁场增强,则
A.电压表的示数变大
B.电压表的示数变小
C.电流表的示数变大
D.电流表的示数变小
15.电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力.感应线是一个压点薄膜传感器,压电薄膜在受压时两端产生电压,压力越大电压越大,压电薄膜与电容器C、电阻R组成图甲所示的回路.红灯亮时,如果汽车的前、后轮先后经过感应线,回路中产生两脉冲电流,如图乙所示,即现为“闯红灯”,电子眼拍照,则红灯亮时( )
A.车轮停在感应线上时,电阻R上有恒定电流
B.车轮经过感应线的过程中,电容器先充电后放电
C.车轮经过感应线的过程中,电阻R上的电流先增加后减小
D.汽车前轮刚越过感应线,又倒回到线内,仍会被电子眼拍照
二、填空题
16.某同学做DIS实验时用如图所示的电路,利用该电路可以测量小灯泡的________或者________.
17.在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中,磁传感器______(选填“需要”或“不需要”)调零,能描述通电螺线管内磁感应强度大小B与磁传感器插入螺线管的长度x间关系的图线可能______。
A. B.
C. D.
18.如图是“用DIS探究向心力与哪些因素有关”的实验仪器,该实验采用的方法是_______________;该实验中需要用到的传感器是__________________。
19.图为利用光电脉冲测量小车的车速和行程的装置示意图,A为光源,B为光专接收器,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就变成脉冲光信号,被B接收并转换成电信号,再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,还必须测量的物理量或数据是________,小车速度v的表达式为________,行程s的表达式为________.
三、综合题
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.光电管在各种自动化装置中有很多应用,街道的路灯自动控制开关就是其应用之一,如图所示为其模拟电路,其中A为光电管,B为电磁继电器,C为照明电路,D为路灯.试简述其工作原理.
22.图a、b分别是电容式转速传感器、电感式转速传感器的结构原理图,请你分析并说明它们的工作原理。
23.请列举一个你认为很“神奇”的利用传感器工作的例子,简单说明它的原理。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】
因为每个人的发声音色不同,而声纹锁是依据音色来进行判断的,只能按照设定的音色打开,所以主人说出事先设定的暗语就能打开,故B正确,ACD错误。
故选B。
2.C
【详解】
A.应变片多用半导体材料制成,A正确,不符合题意;
B.当应变片拉伸时,其电阻变大,B正确,不符合题意;
CD.传感器输出的是上、下两应变片上的电压差值,并且随着外力的增大,输出的电压差值也就越大,C错误,符合题意、D正确,不符合题意。
故选C。
3.D
【详解】
C.电视遥控接收器中使用了红外线传感器,故C错误;
ABD.传感器能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量,并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的可用信号输出,通常转换成的可用信号是电压、电流等电学量,或转换为电路的通断,故AB错误,D正确。
故选D。
4.C
【详解】
将探头放在磁场中,可以很方便的测量磁场的强弱和方向,将磁信号转变为电信号,所以探头可能是霍尔元件。
故选C.
5.B
【详解】
金属材料和半导体材料都可以制成传感器,传感器是通过把易感受的非电学量转换为易处理和控制的电压、电流或电路的通断来传递信号的。干簧管是一种能感知磁场的传感器。
故选B。
6.C
【详解】
楼道中安装了自动灯光控制系统,白天灯不亮,和光传感器有关;晚上有人经过时,灯自动亮起来,与声音有关,是声传感器,所以该传感器能够测量的物理量是光强和声音.
故选C.
7.D
【详解】
AB.传感器能够把非电学量转换为电学量,包括物理传感器、化学传感器、生物传感器,大多数传感器是以物理原理为基础制作的,故AB错误;
C.物理传感器既可将收集到的信息转换为电压输出,也可转换为电流等输出,故C错误;
D.物理传感器是利用物质的物理性质或物理效应制作而成的,故D正确。
故选D。
8.B
【详解】
A.磁带录音机的录音原理是:录音时,话筒将声音先转变成强弱变化的电流,即声信号转换为电信号(这是利用了电磁感应现象),送到录音磁头;由图可知:录音磁头是一个蹄形电磁铁,它的磁性强弱会随电信号变化,将电信号转换为磁信号(利用了电流的磁效应),故A正确;
B.乙图电路中,开关断开瞬间,电感和灯泡并没有形成回来,灯泡立即熄灭,故B错误;
C.光电三极管也是一种晶体管,它有三个电极.当光照强弱变化时,电极之间的电阻会随之变化.当有烟雾进入罩内时,光电三极管上就会因烟雾的散射而影响光照强度,表现出电阻的变化,故C正确;
D.电容话筒一样利用振膜接受空气振动信号,振膜与固定的平面电极之间形成一个电容,两者之间的距离变化会导致其电容容量的变化。在电容两端施加固定频率及大小的电压,通过电容的电流就会变化,故D正确。
本题选错误的,故选B。
9.C
【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,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C正确,ABD错误。
故选C。
10.D
【详解】
人走向门口时,门会自动打开,是因为安装了红外线传感器.从而能感知红外线,导致门被打开,故选D.
11.A
【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。故选A。
12.A
【详解】
A、B接电磁继电器线圈,所以A、B应接信号电压,线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或释放,从而使C、D接通或断开,进而起到控制作用。
故选A。
13.ABC
【详解】
传感器是将所感受到的不便于测量的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于测量的物理量(一般是电学量)的一类元件。故选项ABC正确;选项D错误;
故选ABC。
14.AD
【详解】
磁敏电阻与变阻器的左半边电阻相并联后再与变阻器的右半边电阻相串联;若磁场增强,则磁敏电阻的阻值增加;外电路总电阻增加,根据闭合电路欧姆定律,干路电流减小;则内电阻的电压降增加,变阻器的右半边的电压降也减小,故并联部分的电压增加,故电压表读数增加;通过变阻器左半边的电流增加,故流过磁敏电阻的电流减小,即电流表读数减小;故AD正确,BC错误;
故选AD
15.BD
【详解】
试题分析:车轮停在感应线上时,压力不变,则电压不变,电容器不充电,也不放电,电阻R上没有电流,故A错误;由乙图可知,当车轮经过时电流先增大后减小,然后再反向增大减小;因电压是在受压时产生的;故说明电容器先充电后放电;故B正确,C错误;若汽车前轮越过感应线,又倒回线内,则前轮两次压线,仍形成两个脉冲电流,符合拍照条件,电子眼仍可拍照,故D正确.
16. 功率 电阻
【详解】
电压传感器A可以测量小灯泡两端的电压,电流传感器B可以测量灯泡的电流,根据 及 可以测量功率和电阻。
17. 需要 B
【详解】
测量工具在测量之前都需要调零。
在螺线管管口,磁感应强度不为零,内部磁场接近匀强磁场,磁感应强度接近不变。故选B。
18. 控制变量法 力传感器、光电传感器
【详解】
该实验运用控制变量法研究物理量的关系,根据向心力公式,实验探究向心力F和圆柱体线速度v的关系时,要保持圆柱体质量和半径都不变;研究F与r的关系时,保持圆柱体的质量和线速度的大小不变,故采用控制变量法;
向心力F需要用力传感器测定,圆柱体的线速度v需要用光电传感器测定,故需要用到力传感器、光电传感器。
19. D的齿数P和C的半径R
【详解】
D转动的角速度与单位时间内的脉冲数n及D的齿数有关,设D的齿数为p,则D的角速度,小车速度v与C边缘的线速度相等,即;累计脉冲数N经巧的时,小车的行程.
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.光电传感器的使用原理,具体见答案
【详解】
试题分析:开关合上后,白天,光电管在可见光照射下有电子逸出,从光电管阴极逸出的电子被加速到达阳极,使电路接通,电磁铁中的强电流将衔铁吸下,照明电路断开,灯泡不亮,夜晚 ,光电管无电子逸出,电路断开,弹簧将衔铁拉上,照明电路接通,这样就达到日出路灯熄,日落路灯亮的效果.
22.电容式转速传感器:电容式转速传感器(以下简称传感器)是一种电参数型数字式转速传感器。它同其它数字式转速传感器一一样,主要是由预变换元件和变换元件两部分组成。在这种传感器里,预变换元件是导电或介电齿盘,变换元件是作为变换电路元件的电容器。工作时,齿盘随被测轴转动,周期性地改变电容器导电极板之间的相对面积或介电常数,使电容量发生周期性变化,即传感器利用电容变换原理将被测轴的机械转速量变换成电路元件的电容参数量。因为齿盘每转过一个齿,导电极板之间的电容器就要变化一个周期,所以传感器输出的电容参数信号之频率与被测转速成正比。这种电容参数信号经传感电路处理后就成为表征被测转速的可供转速数字显示仪测量的脉冲电量信号了。这就是该传感器可用于数字式转速测量的原理。
电感式转速传感器:电感式转速传感器(以下简称传感器)是一种以磁场为媒介的电参数型数字式转速传感器。它同其它数字式转速传感器一样,也主要由预变换元件和变换元件两部份组成。在这种传感器里,预变换元件是可随被测轴旋转的齿盘(或齿轮、下同),变换元件是固定安装的作为变换电路之电感元件的线圈。工作时,线圈在来自振荡器的高频电流激励下产生一高频磁场,齿盘之齿顶和齿槽随着被测轴的转动交替经过线圈,使线圈磁场的涡流损耗或磁路磁阻发生周期性变化,从而使线圈的电感发生周期性变化。即是说,传感器利用电感变换原理将被测轴的机械转速量变换成电路元件的电感参数量。因为齿盘每转过一个齿,线圈的电感就要变化一个周期。所以传感器输出的电感参数信号之频率与被测轴转速成正比。这种电感参数信号经由调制器(即变换电路),调解器(即转换电路)和脉冲放大整形电路(即输出电路)组成的信号处理电路(即传感电路)后就成为表征被测转速的可供转速数字显示仪测量的脉冲电量信号了。这就是该传感器可用于数字式转速测量的原理。
23.例如温度传感器,原理是热敏电阻在不同温度下有不同的阻值,所以可以改变电路中的电压电流,从而达到示数变化的目的。
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