第五章传感器 综合训练（Word版含答案）

第五章传感器
一、选择题（共15题）
1．传感器能够把非电学量转化为电学量，可以很方便地测量、传输、处理和控制。关于霍尔元件在传感器中的作用，下列说法中正确的是（　　）
A．能够将热信号转化为电信号
B．能够将光信号转化为电信号
C．能够将力信号转化为电信号
D．能够将磁信号转化为电信号
2．冬季容易爆发流行性疾病，在此期间，许多公共场合都使用一种非接触式的仪器快速测量体温，该仪器使用的传感器是( )
A．压力传感器 B．红外线传感器
C．声音传感器 D．光传感器
3．如图所示是一种测定竖直加速度的装置，A、B间的电压U恒定，R1为定值电阻，滑块左端与滑动变阻器R2的滑动头连接，下端与竖直轻弹簧连接。将该装置固定在竖直方向运动的电梯中，电梯静止时滑动头在变阻器的中间位置，理想电压表示数为1.5V。下列说法正确的是（　　）
A．电压表示数为1.2V时，电梯加速度方向向上
B．电压表示数为1.8V时，电梯一定向上加速
C．加速度增大时，电压表示数一定增大
D．将电压表的表盘改成表示加速度的表盘，刻度仍均匀
4．关于传感器，下列说法正确的是（　　）
A．金属材料不可以制成传感器
B．传感器都是通过感知电阻的变化来传递信号的
C．光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的
D．以上说法都不正确
5．关于传感器，下列说法中正确的是
A．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，
B．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断
C．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成这个电阻电学量
D．光敏电阻在光照射下其电阻会显著变大
6．一同学在使用多用电表测量阻值约为几十欧姆的电阻时，该同学选择了欧姆挡的“”挡位，将两表笔接在电阻的两端。则下列说法正确的是（　　）
A．在测量光敏电阻的阻值时，光照越强，多用电表指针偏角越小
B．在测量热敏电阻（温度越高，阻值越小）的阻值时，温度越低，多用电表指针偏角越大
C．在测量压敏电阻（压力越大，阻值越小）的阻值时，压力越大，多用电表指针偏角越大
D．在测量磁敏电阻（磁场越强，阻值越小）的阻值时，磁场越强，多用电表指针偏角越小
7．下列有关传感器的说法中错误的是（　　）
A．霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的一种磁传感器
B．光电鼠标利用了光传感器
C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器
D．2020年初新冠肺炎疫情防控阻击战中，枪式测温仪成了体温检测的“哨兵”，是利用了温度传感器
8．下列电器中，应用了压力传感器的是(　　)
A．红外数字温度计
B．天黑自动开启的路灯
C．数字体重计
D．白炽灯泡
9．下列说法不正确的是（　　）
A．话筒是一种常见的红外线传感器
B．电慰斗内一般装有双金属片温度传感器
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．热敏电阻能够把温度大转换为电阻大小
10．下列关于几种传感器的说法不正确的是（　　）
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器
B．电饭锅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
C．电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节温度旋钮，使升降螺丝上移并推动弹性铜片上移
D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量
11．汽车进气管道中使用的“热线式空气流量传感器”，其核心部分是一种用特殊材料制作的电热丝R，如图所示，当进气管道中的冷空气流速越大时，定值电阻R两端电压U0就越高。由此将管道内空气流量的信息转变成了可以测量的电压信息。则该传感器中电热丝的电阻R与摄氏温度t的关系可能是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示，甲为在温度为左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻、、，为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，a、b端电压时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当a、b端电压时，电压鉴别器会令开关S断开，停止加热，则恒温箱内的温度可保持在（　　）
A． B． C． D．
13．如图所示为某中学实验小组同学设计的拉力传感器，将劲度系数为的弹簧的一端固定在竖直墙壁上，另一端与导电性能良好的刚性拉杆相连接，在拉杆上固定一滑片。已知电路中定值电阻，是阻值为、长度为5cm且分布均匀的电阻丝，忽略滑片与电阻丝之间的摩擦，理想电流表允许的最大电流为，电源电动势为（内阻不计）。当拉杆不受力时滑片位于电阻丝的最左端。则（ ）
A．定值电阻的作用是分压
B．当滑片位于电阻丝的最左端时，电流表的示数为
C．如果在拉杆上施加大小为400N的力，电流表的示数为
D．如果在拉杆上施加大小为400N的力，电流表的示数为
14．霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度B=B0+kz（B0、k均为常数）。将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变（方向如图所示），曲物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同。则（　　）
A．磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大
B．k越大，传感器灵敏度越高
C．若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高
D．电流越大，上、下表面的电势差U越小
15．压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一个探究电梯运动情况的装置，该装置的示意图如图所示，将压敏电阻平放在电梯内，其受压面向上，在受力面上放一物体m，电梯静止时电流表示数为，当电梯做四种不同的运动时，电流表示数分别如图（a）、（b）、（c）、（d）所示，下列判断中正确的是
A．图（a）表示电梯可能在做匀速运动
B．图（b）表示电梯可能向上做匀加速运动
C．图（c）表示电梯可能向上做匀加速运动
D．图（d）表示电梯可能向下做变减速运动
二、综合题
16．在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，用______传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度。实验结果表明，在通电螺线管内部中间区域的磁场可近似看作______磁场。
17．如图为在温度为左右的环境中工作的某自动恒温箱的原理简图。
箱内的电阻，，，为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图所示。当ab端电压时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内的温度升高；当时，电压鉴别器会使S断开，停止加热。则恒温箱内的温度恒定在________。
18．有一种测量重物的电子秤，其测量部分的原理图如图中的虚线框所示，它主要由压力传感器R(电阻值会随所受压力大小发生变化的可变电阻)，显示体重大小的仪表A(实质是理想的电流表)组成．已知压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示．设踏板和压杆的质量可以忽略不计，接通电源后，压力传感器两端的电压恒为4.5V ．请回答：
压力F/N 0 250 500 750 1000 1250 1500 ……
电阻R/Ω 300 270 240 210 180 150 120 ……
(1)该秤零起点(即踏板空载时)的刻度线应标在电流表刻度盘 A处．
(2)如果放一重物在该秤踏板上，电流表刻度盘的示数为30mA, 该重物的重力是 N．
19．以下工作中，你认为要用什么传感器？
(1)让孵化器在一定温度下孵化禽蛋；
(2)电梯超出负载时，发出报警提示；
(3)使汽车排放符合国家标准的尾气。
20．化学实验常用到恒温箱。如图（a）所示为简单恒温箱温控电路图，它由热敏电阻和继电器组成。如图（b）所示为热敏电阻的图像。设继电器线圈中电流大于或等于20mA 时，继电器衔铁吸合。若继电器线圈电阻为，为继电器线圈供电的电源（内阻可以不计）时，要使恒温箱内温度保持120℃，可变电阻的值应调节为多少。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
霍尔元件能将磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，即能将磁信号转化为电信号。
故选D。
2．B
【详解】
红外线最显著的特性是热效应，非接触式体温测量仪工作时利用的电磁波是红外线，故为红外线传感器，故B正确，ACD错误。
3．D
【详解】
A．电压表示数为1.2V时，R2的滑动端与静止时相比向上移动了，则弹簧变长，电梯加速度方向向下，选项A错误；
B．电压表示数为1.8V时，R2的滑动端与静止时相比向下移动了，则弹簧变短，电梯加速度方向向上，电梯可能向上加速，也可能向下减速，选项B错误；
C．若电梯的加速度向下，且加速度增大时，R2的滑动端与静止时相比向上移动，电压表示数会减小，选项C错误；
D．根据开始时
kx0=mg
若加速度向上，则
即
即
而 x与R2电阻的变化 R2成正比，而
U=I R2
可知电压表读数的变化量与加速度成正比，则将电压表的表盘改成表示加速度的表盘，刻度仍均匀，选项D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A. 传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，故A错误；
B. 传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，不一定是通过感知电阻的变化来传递信号的，故B错误；
CD. 光敏电阻和热敏电阻都是由半导体材料制成的，选项C正确，D错误。
故选C。
5．B
【详解】
试题分析：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，故A错误；热双金属片传感器和干簧管在电路中相当于开关，可以控制电路的通断，故B正确；霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故C错误；光敏电阻在光照射下其电阻会显著变小，D错误；
6．C
【详解】
A．光敏电阻的阻值随光照强度的增强而减小，所以光照越强，阻值越小，多用电表指针偏角越大，故A错误；
B．热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，温度越低，电阻越大，多用电表指针偏角越小，故B错误；
C．压敏电阻的阻值随压力的增加而减小，所以压力越大，阻值越小，多用电表指针偏角越大，故C正确；
D．磁敏电阻的阻值随磁场强度的增强而减小，所以磁场越强，阻值越小，多用电表指针偏角越大，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．霍尔元件是能够把磁感应强度转换为电压的一种磁传感器，故A正确，不符合题意；
B．光电鼠标利用了光传感器，故B正确，不符合题意；
C．电子秤称量物体质量是利用了力传感器，故C正确，不符合题意；
D．枪式测温仪是根据人体辐射的红外线来测温的，没有利用温度传感器，故D错误，符合题意。
故选D。
8．C
【详解】
红外数字温度计应用到温度传感器，故A错误；天黑自动开启的路灯应用到光敏传感器，故B错误；体重计是与测量力相关的仪器，所以用到压力传感器，故C正确；白炽灯泡没用到传感器，故D错误．所以C正确，ABD错误．
9．A
【详解】
动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让扬声器的膜片振动，产生声音，A错误；电熨斗通过温度传感器实现温度的自动控制，B正确；电子秤所使用的测力装置是力转换成电信号来显示大小，属于力传感器，C正确；金属热电阻传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化来测量温度的一种温度敏感元件，D正确．
10．C
【详解】
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器，利用通过应力片的电流一定，压力越大，电阻越大，应力片两端的电压差越大，将力信号变成电信号，故A正确，不符合题意；
B．铁氧体在103℃失去磁性；电饭锅常压下只要锅内有水，锅内温度就不可能达到103℃，开关按钮就不会自动跳起；故B正确，不符合题意；
C．电熨斗需要较高温度熨烫时，要调节调温旋钮，使升降螺丝下移并推动弹性铜片下移，当温度升到较高，金属片发生弯曲较厉害触点才断开，故C错误，符合题意；
D．霍尔元件能把磁感应强度这个磁学量转换成电压这个电学量，故D正确，不符合题意。
故选C。
11．C
【详解】
由题意知，当进气管道中的冷空气流速越大时，定值电阻R两端电压U0就越高，说明电路中电流增大，电阻减小，则电热丝是正温度系数的热敏电阻，温度越低，电阻越小，根据热敏电阻的特性可知，Rt随温度t变化的图线为曲线，不是直线，故C正确，ABD错误。
故选C。
12．C
【详解】
通过审题可知Uab=0是一个电压的临界点，对应着开关S的动作，而开关的动作对应着温度的上升或下降，由电路分析可知，在R1、R2、R3给定的条件下，热敏电阻Rt的阻值决定了Uab的正负，设电源负极的电势为零，则
，
其中U为电源的路端电压，令φa=φb，即
Uab=0
则可得
代入数据得
Rt=20kΩ
查表得对应的温度为35℃
故选C。
13．BC
【详解】
A．若电路无定值电阻，且滑片位于金属丝的最右端时，回路短路，烧毁电源，的存在使电路不出现短路，因此定值电阻的作用是保护电路，故A错误；
B．当滑片位于电阻丝的最左端时，由闭合电路欧姆定律得
故B正确；
CD．当在拉杆上施加大小为400N的力时，由
得
则电阻丝接入电路中的电阻为，由闭合电路欧姆定律得
故D错误；C正确。
故选BC。
14．AB
【详解】
A．设霍尔元件y方向上的长度为d，则有
解得
所以磁感应强度B越大，上、下表面的电势差U越大。A正确；
B．由选项A可知
所以有
k越大，传感器灵敏度越高。B正确；
C．若图中霍尔元件是电子导电，根据左手定则，电子在下极板聚集，所以下板电势低。C错误；
D．由选项A可知，电流越大，电荷移动得越快，上、下表面的电势差U越大。D错误。
故选AB。
15．ACD
【详解】
A．甲图中电梯静止时电流表示数为I0，由于电流等于I0且不变，故电梯匀速直线运动或静止不动，故A正确；
B．乙图中，电流逐渐变大，故压力逐渐变大，且大于重力，故电梯处于超重状态，且加速度变大，做变匀加速运动。故B错误；
C．丙图中，电流恒为2I0，故电梯处于超重状态，可能匀加速上升，也可能匀减速下降，故C正确；
D．丁图中，电流一直大于I0，且不断减小，故电梯的加速度向上，并且一直减小，故电梯可能变减速下降，也可能变加速上升，故D正确；
故选ACD。
16． 磁 匀强
【详解】
在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验中，用磁传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度。
实验结果表明，在通电螺线管内部中间区域的磁场可近似看作匀强磁场。
17．35
【详解】
设电路路端电压为U，当Uab=0时，有
R1=R3
解得
Rt=20kΩ
由图可知，当Rt＝20kΩ时
t=35
18．（1）1.5×10－2
（2）1250
【详解】
试题分析：（1）由闭合电路欧姆定律及题意知，踏空时，电阻为300Ω，也即.
(2)当电流为30mA时，压力传感器的阻值为由图表知此时的压力为1250N,也即重力为1250N.
19．见解析
【详解】
传感器通过对某一物理量敏感的元件，将感受到的物理量按一定规律转换成便于测量的量。
(1) 让孵化器在一定温度下孵化禽蛋，使用的是温度传感器，通过温度来改变电阻的阻值从而改变电路的电压电流来控制电路。
(2) 电梯超出负载时，发出报警提示，使用是压力传感器，通过压力大小的作用，将力转变为电信号，来控制电路。
(3) 使汽车排放符合国家标准的尾气，使用的是化学成分传感器，通过尾气的浓度等变化来转变为电信号，来控制电路。
20．100Ω
【详解】
要使恒温箱内温度保持120℃，则热敏电阻的阻值为
根据闭合电路的欧姆定律
解得
答案第1页，共2页