5.3大显身手的传感器 综合训练 （word版含答案）
文档属性
| 名称 | 5.3大显身手的传感器 综合训练 （word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 574.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-27 22:54:20 | ||
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文档简介
5.3大显身手的传感器
一、选择题（共15题）
1．如图所示为某会议厅安装的火灾报警系统的原理图，装置用一耐火的不透明材料制成的外罩罩住，罩内的发光二极管和光电三极管用一不透明的挡板隔开，没有险情时光电三极管不能收到发光二极管所发出的光，此时光电三极管的电阻较高。则下列说法正确的是（ ）
A．当会议厅发生火灾时，罩内的烟雾对光有散射作用，散射的光照射到光电三极管上使其电阻变小而报警
B．当会议厅发生火灾时，进入罩内的烟雾挡住了光线，使得光电三极管的电阻变大而报警
C．当会议厅发生火灾时，光电三极管的温度升高，使得光电三极管的电阻变小而报警
D．当会议厅发生火灾时，由于环境气体的浓度变大而报警
2．如图所示是电熨斗的结构图，下列说法正确的是
A．常温上图中上下触点是分离的
B．当温度升高时，双金属片上层的膨胀系数比下层大
C．若需要设定更高的温度，则应该向上调节升降螺丝
D．电熨斗中装有双金属片温度传感器，其作用是把电信号转换成热信号
3．以下家用电器中没有利用温度传感器的是（ ）
A．洗衣机 B．电冰箱 C．空调 D．电饭锅
4．下列关于传感器的说法中正确的是( )
A．电子秤应用的是光传感器
B．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
C．干簧管是一种能够感知电场的传感器
D．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
5．下列关于传感器的说法中正确的是( )
A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
B．干簧管是一种能够感知电场的传感器
C．电子秤应用的是光传感器
D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
6．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
7．下面说法中不正确的是( )
A．传感器一般不能直接带动执行机构实现控制动作
B．力传感器的敏感元件是应变片
C．应变片能把物体形变转变为电压
D．双金属片两层金属的膨胀系数完全相同
8．电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则如何调节调温旋钮（ ）
织物材料 尼龙 合成纤维 丝绸 羊毛 棉麻
熨烫温度 低高
A．向下 B．向上 C．保持原状 D．不能确定
9．视觉是人类最重要的知觉方式，视觉受损的病人生活质量深受困扰．目前研发的人工视网膜阵列可以模拟视网膜感光细胞对视觉通路施加特定电刺激，从而产生视觉感受．按工作原理来看，目前的人工视网膜阵列主要有两种，分为微光电二极管阵列和微电极阵列．微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神经细胞，但电流强度不足，需要配备放大电路．微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，可以最小化植入体积．人工视网膜无论采用哪一种阵列，工作时如果使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损伤，以及电解水产生化学腐蚀和气泡．下列说法正确的是（ ）
A．微光电二极管阵列在正常工作时不需要额外电源提供能量
B．微电极阵列直接将进入人眼的光线转化成视觉电信号
C．微电极阵列传输信号的原理是电流的磁效应
D．人造视网膜假体工作时应采用交流电信号
10．下列器件应用光传感器的是
A．话筒 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
11．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
12．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( )
A．化学能转化为电能
B．内能转化为电能
C．光能转化为光能
D．机械能转化为电能
13．如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103℃时，下列说法中正确的是（ ）
A．常温下感温磁体具有较强的磁性，能自动吸起永磁体，通电加热
B．当温度超过103℃时，感温磁体的磁性消失，弹簧推动杠杆断开触点
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103℃，这时开关按钮不会跳起
D．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
14．图甲虚线框内所示是电子秤测量部分的原理图，压力传感器的电阻R随压力F的变化如图乙所示。开关闭合后，压力传感器两端的电压恒为6.0 V。电流表的量程为0.6 A。电表的内阻、踏板和压杆的质量可以忽略不计。则电子秤（ ）
A．最大称量值为1500 N B．压力传感器的电阻最小为0
C．空载时，电流表的读数为20mA D．称重为900N时，电阻R为120Ω
15．某学习小组研究学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，报警电铃响起，则下列说法正确的是（ ）
A．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向下移
B．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向上移
C．增大电源电压，会使报警的临界温度降低
D．增大电源电压，会使报警的临界温度升高
二、综合题
16．电饭煲的工作原理如图所示，可分为两部分，即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁铁限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时，自动断开，且不能自动复位(闭合)，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70～80 ℃时，自动断开，低于70 ℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须较小，所以R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70 ℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后，黄灯灭而红灯亮，R3发热，当温度达到70～80 ℃时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟，S1断开，当温度降到70 ℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．
17．如图所示的是四种电容式传感器：
（1）图甲是测______的电容式传感器，原理是_____________________；
（2）图乙是测______的电容式传感器，原理是_____________________；
（3）图丙是测______的电容式传感器，原理是_____________________；
（4）图丁是测______的电容式传感器，原理是_____________________。
18．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态．当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC=h．图中还有电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表．请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．
19．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．
20．角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示，当系统绕OO′轴转动时，元件A发生位移并输出电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源，已知A的质量为m，弹簧劲度系数为k、自然长度为l，电源电动势为E、内阻不计，滑动变阻器总长度为l，电阻分布均匀，系统静止时P在a点，当系统以角速度ω转动时，推导输出电压U和ω的函数关系式．
21．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？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
没有险情时，光电三极管接收不到发光二极管发出的光，呈现高电阻状态。当有烟雾散射的光照射到光电三极管上时，其电阻变小，所连接的电路接通，就会发出警报。
故选A。
2．B
【详解】
平常温度低，双金属片都不变，上下触点接触在一起，故A错误；电热丝通电加热，双金属片温度升高，双金属片膨胀系数上层大、下层小，温度升到一定时双金属片向下弯曲使触点断开，故B正确；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钢片下移，使双金属片稍向下弯曲，这时使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些，温度要更高一些，故C错误；电熨斗中装有双金属片温度传感器，其作用是把温度的高低转化成电信号，故D错误；故选B．
3．A
【详解】
洗衣机使用时不需要控制温度，没有利用温度传感器；电冰箱、空调、电饭锅使用时利用温度传感器控制温度。
故选A。
4．B
【详解】
电子秤应用的是压力传感器，选项A错误；电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，选项B正确；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，选项C错误；霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，故D错误．故选B.
5．D
【详解】
霍尔元件能够把磁学量转换为电学量．故A错误．干簧管是一种能够感知磁场的传感器．故B错误．电子称应用的是压力传感器．故C错误．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制．故D正确．故选D．
6．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。
7．D
【详解】
传感器输出信号比较微弱，一般不能直接带动执行机构实现控制动作，A正确；力传感器中的应变片在力的作用下发生形变，输出相应的电压信号，B、C正确；双金属片两层金属膨胀系数不同，在温度升高时才会发生弯曲，D错误．
本题选择错误答案，故选D．
8．B
【详解】
由题意知，电熨斗由熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，就是要求电熨斗在低温易断开，因双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，使双金属片向下弯曲，上下触点脱离，电路断开，因此，应向上调节调温旋钮，双金属片受热时，易使触点分离，所以选B.
9．D
【详解】
A、由于微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神经细胞，但电流强度不足，需要配备放大电路，所以微光电二极管阵列在正常工作时需要额外电源提供能量，故选项A错误；
BC、微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，将图像信号转化为电流脉冲，不是电流的磁效应，故选项B、C错误；
D、工作时如果使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损伤，以及电解水产生化学腐蚀和气泡，所以人造视网膜假体工作时应采用交流电信号，故选项D正确．
10．B
【详解】
A、话筒能将声音信号转化为电信号，属于声音传感器，故A错误；
B、火灾报警器是应用了光传感器，故B正确；
C、测温器是热敏电阻，是应用热传感器的，故C错误；
D、电子称的主要部件是压力传感器，电子秤是把力转换为电压这个电学量，故D错误．
11．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。
12．D
【详解】
转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能．故选D
13．BD
【详解】
A．开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，电路接通，电饭锅加热，因此不会自动被吸引的，故A错误；
B．如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水沸腾后不会自动断电，当水烧干后，温度升高达到103℃时，感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电，故B正确；
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，故C错误；
D．如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水在沸腾后温度为100℃，不会自动断电，故D正确；
故选BD。
14．CD
【详解】
A．由图像得到
知 ，当电阻
时，压力
但回路中的电阻不可能为零，则压力最大值不可能为1500N，故A错误；
B．压力传感器的电阻为零时，电源短路，则压力传感器的电阻最小不可能为零，故B错误；
C．空载时
根据图像知此时
由
故C正确；
D．当
由
可得
故D正确。
故选CD。
15．BC
【详解】
AB．若试验时发现有火情时装置不响，说明报警器的电压较小，要增大其电压，根据串联电路分压的特点可知，必须增大R2，应把R2的滑片P向上移。故A错误，B正确；
CD．增大电源的电动势，报警器的电压变大，相当于电动势不变，R1变小，所以会使报警的临界温度降低，故C正确，D错误。
故选BC。
16． 限流 闭合的 >
【详解】
R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度达到70～80℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3；由于开关S1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有100℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开．
17． θ 大小 θ 变化，引起正对面积变化，从而引起C变化，由C可确定 θ 大小 高度h 高度h变化，引起两极面积变化，相应C变化，由C可确定h大小 压力 F 压力 F 增加，造成两电极距离 d 减小，相应C变化，由C可确定 F 大小 极板长度 L 极板长度 L 变化，造成相应C变化，由C可确定 L 大小
【详解】
（1）图甲是测θ 大小的电容式传感器，原理是θ 变化，引起正对面积变化，从而引起C变化，由C可确定 θ 大小 ；
（2）图乙是测高度h的电容式传感器，原理是高度h变化，引起两极面积变化，相应C变化，由C可确定h大小；
（3）图丙是测压力F的电容式传感器，原理是压力 F 增加，造成两电极距离 d 减小，相应C变化，由C可确定 F 大小；
（4）图丁是测极板长度 L的电容式传感器，原理是极板长度 L 变化，造成相应C变化，由C可确定 L 大小。
18．如图所示:
【详解】
电路图如图所示．
设CD=x，P球平衡时
由平衡条件可得
①
根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得
②
根据电阻定律可得
③
④
①②③④式可得
因为水流速度越大，θ越大，所以U越大．
19．（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。
20．
【详解】
设系统在水平面内以角速度转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得①，又输出电压②，由①②得．
21．(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答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．如图所示为某会议厅安装的火灾报警系统的原理图，装置用一耐火的不透明材料制成的外罩罩住，罩内的发光二极管和光电三极管用一不透明的挡板隔开，没有险情时光电三极管不能收到发光二极管所发出的光，此时光电三极管的电阻较高。则下列说法正确的是（ ）
A．当会议厅发生火灾时，罩内的烟雾对光有散射作用，散射的光照射到光电三极管上使其电阻变小而报警
B．当会议厅发生火灾时，进入罩内的烟雾挡住了光线，使得光电三极管的电阻变大而报警
C．当会议厅发生火灾时，光电三极管的温度升高，使得光电三极管的电阻变小而报警
D．当会议厅发生火灾时，由于环境气体的浓度变大而报警
2．如图所示是电熨斗的结构图，下列说法正确的是
A．常温上图中上下触点是分离的
B．当温度升高时，双金属片上层的膨胀系数比下层大
C．若需要设定更高的温度，则应该向上调节升降螺丝
D．电熨斗中装有双金属片温度传感器，其作用是把电信号转换成热信号
3．以下家用电器中没有利用温度传感器的是（ ）
A．洗衣机 B．电冰箱 C．空调 D．电饭锅
4．下列关于传感器的说法中正确的是( )
A．电子秤应用的是光传感器
B．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
C．干簧管是一种能够感知电场的传感器
D．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
5．下列关于传感器的说法中正确的是( )
A．霍尔元件能够把电学量转换为磁学量
B．干簧管是一种能够感知电场的传感器
C．电子秤应用的是光传感器
D．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制
6．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
7．下面说法中不正确的是( )
A．传感器一般不能直接带动执行机构实现控制动作
B．力传感器的敏感元件是应变片
C．应变片能把物体形变转变为电压
D．双金属片两层金属的膨胀系数完全相同
8．电熨斗能自动控制温度，在熨烫不同的织物时，设定的温度可以不同，图为电熨斗的结构图，电熨斗内部装有双金属片，双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属，若把熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，则如何调节调温旋钮（ ）
织物材料 尼龙 合成纤维 丝绸 羊毛 棉麻
熨烫温度 低高
A．向下 B．向上 C．保持原状 D．不能确定
9．视觉是人类最重要的知觉方式，视觉受损的病人生活质量深受困扰．目前研发的人工视网膜阵列可以模拟视网膜感光细胞对视觉通路施加特定电刺激，从而产生视觉感受．按工作原理来看，目前的人工视网膜阵列主要有两种，分为微光电二极管阵列和微电极阵列．微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神经细胞，但电流强度不足，需要配备放大电路．微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，可以最小化植入体积．人工视网膜无论采用哪一种阵列，工作时如果使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损伤，以及电解水产生化学腐蚀和气泡．下列说法正确的是（ ）
A．微光电二极管阵列在正常工作时不需要额外电源提供能量
B．微电极阵列直接将进入人眼的光线转化成视觉电信号
C．微电极阵列传输信号的原理是电流的磁效应
D．人造视网膜假体工作时应采用交流电信号
10．下列器件应用光传感器的是
A．话筒 B．火灾报警器 C．测温仪 D．电子秤
11．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
12．有一种叫作“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应．一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的．只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10～20 kV的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体．在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是( )
A．化学能转化为电能
B．内能转化为电能
C．光能转化为光能
D．机械能转化为电能
13．如图是电饭锅的结构图，如果感温磁体的“居里温度”为103℃时，下列说法中正确的是（ ）
A．常温下感温磁体具有较强的磁性，能自动吸起永磁体，通电加热
B．当温度超过103℃时，感温磁体的磁性消失，弹簧推动杠杆断开触点
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会超过103℃，这时开关按钮不会跳起
D．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
14．图甲虚线框内所示是电子秤测量部分的原理图，压力传感器的电阻R随压力F的变化如图乙所示。开关闭合后，压力传感器两端的电压恒为6.0 V。电流表的量程为0.6 A。电表的内阻、踏板和压杆的质量可以忽略不计。则电子秤（ ）
A．最大称量值为1500 N B．压力传感器的电阻最小为0
C．空载时，电流表的读数为20mA D．称重为900N时，电阻R为120Ω
15．某学习小组研究学校宿舍楼的火警报警装置的电路如图所示，R1为热敏电阻，温度升高时，R1急剧减小，当电铃两端电压达到一定值时，报警电铃响起，则下列说法正确的是（ ）
A．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向下移
B．若试验时发现当有火时装置不响，应把R2的滑片P向上移
C．增大电源电压，会使报警的临界温度降低
D．增大电源电压，会使报警的临界温度升高
二、综合题
16．电饭煲的工作原理如图所示，可分为两部分，即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁铁限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103 ℃)时，自动断开，且不能自动复位(闭合)，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70～80 ℃时，自动断开，低于70 ℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须较小，所以R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70 ℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后，黄灯灭而红灯亮，R3发热，当温度达到70～80 ℃时，S2断开，当温度达到103 ℃时饭熟，S1断开，当温度降到70 ℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．
17．如图所示的是四种电容式传感器：
（1）图甲是测______的电容式传感器，原理是_____________________；
（2）图乙是测______的电容式传感器，原理是_____________________；
（3）图丙是测______的电容式传感器，原理是_____________________；
（4）图丁是测______的电容式传感器，原理是_____________________。
18．如图所示，小铅球P系在细金属丝下，悬挂在O点，开始时小铅球P沿竖直方向处于静止状态．当将小铅球P放入水平流动的水中时，球向左摆动一定的角度θ，水流速度越大，θ越大．为了测定水流对小球作用力的大小，在水平方向固定一根电阻丝BC，其长为L，它与金属丝接触良好，不计摩擦和金属丝的电阻，C端在O点正下方处，且OC=h．图中还有电动势为E的电源（内阻不计）和一只电压表．请你连接一个电路，使得当水速增大时，电压表示数增大．
19．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．
20．角速度计可测量飞机、航天器、潜艇的转动角速度，其结构如图所示，当系统绕OO′轴转动时，元件A发生位移并输出电压信号，成为飞机、卫星等的制导系统的信息源，已知A的质量为m，弹簧劲度系数为k、自然长度为l，电源电动势为E、内阻不计，滑动变阻器总长度为l，电阻分布均匀，系统静止时P在a点，当系统以角速度ω转动时，推导输出电压U和ω的函数关系式．
21．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？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
没有险情时，光电三极管接收不到发光二极管发出的光，呈现高电阻状态。当有烟雾散射的光照射到光电三极管上时，其电阻变小，所连接的电路接通，就会发出警报。
故选A。
2．B
【详解】
平常温度低，双金属片都不变，上下触点接触在一起，故A错误；电热丝通电加热，双金属片温度升高，双金属片膨胀系数上层大、下层小，温度升到一定时双金属片向下弯曲使触点断开，故B正确；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钢片下移，使双金属片稍向下弯曲，这时使触点断开双金属片向下弯曲程度要大一些，温度要更高一些，故C错误；电熨斗中装有双金属片温度传感器，其作用是把温度的高低转化成电信号，故D错误；故选B．
3．A
【详解】
洗衣机使用时不需要控制温度，没有利用温度传感器；电冰箱、空调、电饭锅使用时利用温度传感器控制温度。
故选A。
4．B
【详解】
电子秤应用的是压力传感器，选项A错误；电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制，选项B正确；干簧管是一种能够感知磁场的传感器，选项C错误；霍尔元件能够把磁学量转换为电学量，故D错误．故选B.
5．D
【详解】
霍尔元件能够把磁学量转换为电学量．故A错误．干簧管是一种能够感知磁场的传感器．故B错误．电子称应用的是压力传感器．故C错误．电饭锅通过温度传感器实现温度的自动控制．故D正确．故选D．
6．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。
7．D
【详解】
传感器输出信号比较微弱，一般不能直接带动执行机构实现控制动作，A正确；力传感器中的应变片在力的作用下发生形变，输出相应的电压信号，B、C正确；双金属片两层金属膨胀系数不同，在温度升高时才会发生弯曲，D错误．
本题选择错误答案，故选D．
8．B
【详解】
由题意知，电熨斗由熨烫的棉麻衣物换成丝绸衣物，就是要求电熨斗在低温易断开，因双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，使双金属片向下弯曲，上下触点脱离，电路断开，因此，应向上调节调温旋钮，双金属片受热时，易使触点分离，所以选B.
9．D
【详解】
A、由于微光电二极管阵列直接将入射光转化成电信号激励神经细胞，但电流强度不足，需要配备放大电路，所以微光电二极管阵列在正常工作时需要额外电源提供能量，故选项A错误；
BC、微电极阵列通过外置摄像头采集图像并通过无线电波传输至电极阵列，将图像信号转化为电流脉冲，不是电流的磁效应，故选项B、C错误；
D、工作时如果使用直流电，都可能造成电荷累积对神经细胞损伤，以及电解水产生化学腐蚀和气泡，所以人造视网膜假体工作时应采用交流电信号，故选项D正确．
10．B
【详解】
A、话筒能将声音信号转化为电信号，属于声音传感器，故A错误；
B、火灾报警器是应用了光传感器，故B正确；
C、测温器是热敏电阻，是应用热传感器的，故C错误；
D、电子称的主要部件是压力传感器，电子秤是把力转换为电压这个电学量，故D错误．
11．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。
12．D
【详解】
转化前要消耗机械能，转化后得到了电能，所以为机械能转化为电能．故选D
13．BD
【详解】
A．开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，电路接通，电饭锅加热，因此不会自动被吸引的，故A错误；
B．如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水沸腾后不会自动断电，当水烧干后，温度升高达到103℃时，感温铁氧体便失去了铁磁性会自动断电，故B正确；
C．饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度升至“居里点”103℃时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下，切断电源，故C错误；
D．如果在1标准大气压下用电饭锅烧水，水在沸腾后温度为100℃，不会自动断电，故D正确；
故选BD。
14．CD
【详解】
A．由图像得到
知 ，当电阻
时，压力
但回路中的电阻不可能为零，则压力最大值不可能为1500N，故A错误；
B．压力传感器的电阻为零时，电源短路，则压力传感器的电阻最小不可能为零，故B错误；
C．空载时
根据图像知此时
由
故C正确；
D．当
由
可得
故D正确。
故选CD。
15．BC
【详解】
AB．若试验时发现有火情时装置不响，说明报警器的电压较小，要增大其电压，根据串联电路分压的特点可知，必须增大R2，应把R2的滑片P向上移。故A错误，B正确；
CD．增大电源的电动势，报警器的电压变大，相当于电动势不变，R1变小，所以会使报警的临界温度降低，故C正确，D错误。
故选BC。
16． 限流 闭合的 >
【详解】
R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度达到70～80℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3；由于开关S1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有100℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开．
17． θ 大小 θ 变化，引起正对面积变化，从而引起C变化，由C可确定 θ 大小 高度h 高度h变化，引起两极面积变化，相应C变化，由C可确定h大小 压力 F 压力 F 增加，造成两电极距离 d 减小，相应C变化，由C可确定 F 大小 极板长度 L 极板长度 L 变化，造成相应C变化，由C可确定 L 大小
【详解】
（1）图甲是测θ 大小的电容式传感器，原理是θ 变化，引起正对面积变化，从而引起C变化，由C可确定 θ 大小 ；
（2）图乙是测高度h的电容式传感器，原理是高度h变化，引起两极面积变化，相应C变化，由C可确定h大小；
（3）图丙是测压力F的电容式传感器，原理是压力 F 增加，造成两电极距离 d 减小，相应C变化，由C可确定 F 大小；
（4）图丁是测极板长度 L的电容式传感器，原理是极板长度 L 变化，造成相应C变化，由C可确定 L 大小。
18．如图所示:
【详解】
电路图如图所示．
设CD=x，P球平衡时
由平衡条件可得
①
根据闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律可得
②
根据电阻定律可得
③
④
①②③④式可得
因为水流速度越大，θ越大，所以U越大．
19．（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。
20．
【详解】
设系统在水平面内以角速度转动时，弹簧伸长的长度为x，则对元件A，根据牛顿第二定律得①，又输出电压②，由①②得．
21．(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答案第1页，共2页