第五章 传感器 单元测试（word版含答案）

第五章、传感器
一、选择题（共16题）
1．有的楼道照明灯具有这样的功能：天黑到一定程度时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。在这种楼道照明灯的控制电路中，可能接入的传感器是（　　）
A．温度传感器和光传感器
B．光传感器和声音传感器
C．声音传感器和热传感器
D．热传感器和力传感器
2．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
3．下列关于传感器的说法正确的是（）
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．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号的
D．以上说法都不正确
4．下列仪器内部装有传感器的是（ ）
A．天平 B．刻度尺 C．红外测温仪 D．弹簧测力计
5．下面哪些技术中，没有涉及到传感器的应用 （ ）
A．宾馆的自动门
B．工厂、电站的静电除尘
C．家用电饭煲从炊饭到保温的自动切换
D．声控开关
6．传感器已广泛应用于日常生活，下列传感器能够将力学量转换为电学量的是（ ）
A．
B．
C．
D．
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．电子秤使用的是(　　)
A．超声波传感器 B．温度传感器
C．压力传感器 D．红外线传感器
9．如图所示，两块水平放置的金属板距离为d，用导线、电键K与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的变化磁场B中。两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面静止放置一个质量为m、电荷量为＋q的小球。K断开时传感器上有示数，K闭合时传感器上恰好无示数。则线圈中的磁场B的变化情况和磁通量变化率分别是（　　）
A．正在增加，
B．正在增加，
C．正在减弱，
D．正在减弱，
10．如图所示，甲为在温度为10℃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，当a、b两点间的电压时，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两点间的电压时，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．10℃ B．20℃ C．30℃ D．40℃
11．指纹识别器在下列哪些方面可以得到广泛应用(　　)
A．乘坐客车购票时
B．过公路收费处时
C．放学出校门口时
D．开银行保险柜时
12．酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车的现场检测，它利用的是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器。酒精气体传感器的电阻随酒精气体浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的酒精气体浓度对应着传感器的不同电阻，这样，显示仪表的示数就与酒精气体浓度有了对应关系。如果二氧化锡半导体型酒精气体传感器电阻r'的倒数与酒精气体的浓度成正比，那么，关于电压表示数U与酒精气体浓度c之间的对应关系，正确的是（　　）
A．U越大，表示c越大，U与c成正比
B．U越大，表示c越大，但是U与c不成正比
C．U越大，表示c越小，U与c成反比
D．U越大，表示c越小，但是U与c不成正比
13．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小．某实验小组在升降机水平地板上利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置．其工作原理如图甲所示，将压敏电阻、定值电阻R、电流显示器、电源E连成电路，在压敏电阻上放置一个绝缘重物．0-t时间内升降机停在某一楼层处，t1时刻升降机开始运动，从电流显示器中得到电路中电流i随时间t变化的情况如图乙所示．则下列判断正确的是
A．t1~t2时间内绝缘重物处于超重状态
B．t2~t3时间内绝缘重物处于失重状态
C．升降机开始时可能停在10楼，从t1时刻开始，经向下加速、匀速、减速，最后停在1楼
D．升降机开始时可能停在1楼，从t1时刻开始，经向上加速、匀速、减速，最后停在10楼
14．关于传感器，下列说法正确的是(　　)
A．传感器是将非电学量转化为电学量的装置
B．压力传感器是将力学量转化为电学量的装置
C．光敏电阻在有光照射时，电阻会变大
D．传感器广泛应用于信息采集系统
15．热敏电阻是一种广泛应用于自动控制电路中的重要电子元件，它的重要特性之一是，其电阻值随着环境温度的升高而减小．如图为一自动温控电路，C为电容器，A为零刻度在中央的电流计，R为定值电阻，Rt为热敏电阻．电键S闭合稳定后，观察电流表A的偏转情况，可判断环境温度的变化情况．以下关于该自动温控电路的分析，正确的是（ ）
A．当发现电流表A中的电流方向是由a到b时，表明环境温度是正在逐渐升高
B．当发现电流表A中的电流方向是由a到b时，表明环境温度是正在逐渐降低
C．为了提高该温控装置的灵敏度，应取定值电阻R的阻值远大于热敏电阻Rt的阻值
D．为了提高该温控装置的灵敏度，应取定值电阻R的阻值与热敏电阻Rt的阻值差不多
16．传感器可将非电学量转化为电学量，起自动控制作用，如计算机鼠标中有位移传感器，电饭煲中有温度传感器，电视机、录像机、影碟机、空调机中有光电传感器……，演示位移传感器的工作原理如图所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的滑动触头滑动，通过电压表显示的数据，来反映物体位移的大小，假设电压表是理想的，则下列说法正确的是（　　）
A．物体M运动时，电源内的电流会发生变化
B．物体M运动时，电压表的示数会发生变化
C．物体M不动时，电路中没有电流
D．物体M向x正方向运动，电压表示数增大
二、填空题
17．如图所示电路是利用DIS实验来测定电动机的效率，图中方框内的实验仪器分别是A：_______、B：_______、C：_______。
18．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。
19．下图是某同学在科技制作活动中自制的电子秤原理图.利用电压表（内电阻很大）的示数来指示物体的质量。托盘与电阻可忽略的弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表的示数为零。设变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻为R0，弹簧的劲度系数为k，若不计一切摩擦和其他阻力。求出电压表示数Ux与所称物体质量m的关系式为Ux__________________。
综合题
20．电熨斗的构造如图所示,其内部装有双金属片温度传感器来控制温度.请结合如图所示结构图分析电熨斗的自动控温原理.
21．一般说来，物体在温度升高时膨胀，温度降低时收缩，这一现象称为热胀冷缩．在相同的条件下，气体的热胀冷缩最显著，液体次之，固体最不显著．固体、液体、气体的这种性质都可以被利用．有一些电冰箱中的自动温度控制装置，就是根据气体热胀冷缩的性质制成的．如图是它的结构示意图，其中金属盒是用薄的弹性钢片制作，表面有一些环状波纹，内部密封有一定量的气体．结合图片尝试分析它的控温原理．
22．某同学在研究性学习活动中自制电子秤，原理示意图如图所示。用理想电压表的示数指示物体的质量，托盘与电阻可忽略的金属弹簧相连，托盘与弹簧的质量均不计，滑动变阻器R的滑动端与弹簧上端连接。当托盘中没有放物体时，滑片恰好指在变阻器的最上端，此时电压表示数为0。设变阻器总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻阻值为，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力。试推导出电压表示数U与所称物体质量m的关系式。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
楼道照明灯工作原理：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。则可知，应接入光传感器和声音传感器。故B正确，ACD错误。
故选B。
2．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
3．B
【详解】
半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，如金属氧化物氧化锰就可以制成温度传感器，A错误，B正确；
传感器主要是感知力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并将其转换成电压、电流等电学量或电路的通断，从而传递信号，CD错误.
故选B
4．C
【详解】
A、天平运用受力平衡，来实现测量物体的质量，所以没有使用传感器，故A错误；
B、刻度尺是用来测量长度的工具，没有使用传感器，故B错误；
C、红外测温仪是通过将温度转换成电信号，从而显示温度的高低，所以其内部装有传感器的，故C正确；
D、弹簧测力计，也是运用受力平衡，来测量力的大小，故D错误．
5．B
【详解】
宾馆的自动门是红外线传感器，A错；
工厂、电站的静电除尘，利用异种电荷相互吸引；B对
家用电饭煲从炊饭到保温的自动切换，是利用的温度传感器，C错；
声控开关利用的是灵敏度较高的驻极体电容传声器，D错．
6．A
【详解】
A．应变片是能够把物体形变这个力学量转换成电压这个电学量，故A正确；
B．干簧管是一种磁控制的开关，是一种能够感知磁场的传感器，故B错误；
C．热敏电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量，故C错误；
D．霍尔元件是能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量，故D错误。
故选A。
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】
根据电子秤的工作原理，可知当电子秤受到压力的作用时，会显示相应的大小，使用的是压力传感器，故C正确．
故本题选C
9．B
【详解】
K闭合时传感器上恰好无示数，说明小球所受电场力和重力平衡，由于小球带正电，所以电容器上极板为负，由楞次定律，可知线圈中的磁场B正在增加。根据分析列出方程
解得
故选B。
10．C
【详解】
通过审题可知是电压的临界点，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、、给定的条件下，热敏电阻的阻值决定了的正负。设电源负极的电势为零，则a点电势
，
b点电势
，
其中U为路端电压，令，即，则可得
，
代入数据解得，由图乙得对应的温度为30℃，故选项C正确，ABD错误
故选C。
11．D
【详解】
指纹识别器是利用了电容传感器原理，是一种利用指纹采集头及其配套软件结合起来的为加强个人电脑加密程度的高科技安全产品，多用在安全保密的场所；乘坐客车购票时，过公路收费处时，放学出校门口时，无需保密，不需要指纹识别；在开银行保险柜时，安全保密的需要，故广泛使用指纹识别，故D正确、ABC错误；
故选D．
12．B
【详解】
由题意可知
电压表测的是R0两端的电压
由此式可以看出U越大，表示c越大，但是U与c不成正比
故选B。
13．C
【详解】
A.t1～t2时间内电路中电流i比升降机静止时小，说明压敏电阻增大，压力减小，重物处于失重状态．故A错误．
B.t3～t4时间内电路中电流i比升降机静止时大，说明压敏电阻减小，压力增大，重物处于超重状态．故B错误．
C.根据重物的状态可知，若升降机开始时停在10楼，则t1时刻开始，向下加速、匀速、减速，最后停在1楼．故C正确．
D.若升降机开始时停在l楼，t1时刻开始向上加速、匀速、减速，重物应先处于超重、既不超重也不失重、失重状态，与上分析不符，故D错误．
14．ABD
【详解】
A、传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，所以A正确；B、压力传感器是将力学量转化为电学量的装置，所以B正确；C、光敏电阻在有光照射时，电阻会变小，所以C错误；D、传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，传感器广泛应用于信息采集系统．所以D正确；故选ABD．
15．AD
【详解】
当环境温度降低时Rt增大，外电路总电阻增大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I减小．R两端的电压减小，电容器两端的电压减小．当发现电流表A中的电流方向是由a到b时，负电荷从b到a，电容器充电，电容器两端的电压增大，表明环境温度是正在逐渐升高．故A正确；B错误；为了提高该温控装置的灵敏度，应取定值电阻R的阻值与热敏电阻Rt的阻值相差不多，这样才能使得当热敏电阻Rt的阻值变化时，R两端电压变化明显，即使得电容器电量变化明显，故C错误，D正确．
16．BD
【详解】
AC．回路中的电流等于电动势除以整个回路的阻值，不会随着M的运动而变化，A错误，C错误；
B．物体M运动时，电压表所测量的阻值发生变化，则电压表的示数会发生变化。当物体M向x正方向运动，电压表所测量的阻值变大，电压表示数增大。B正确，D正确。
故选BD。
17． 电流传感器 电压传感器 数据采集器
【详解】
A与电动机串联，一定是电流传感器；B与电动机并联，一定是电压传感器；C与计算机相连，是数据采集器。
18． 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
19．
【详解】
当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m时，设物体下降x，平衡条件有：
mg=kx ①
根据欧姆定律得
②
故电压表读数为
③
根据电阻定律，有
④
联立①②③④解得
20．常温下,上、下触点应是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀大,下部金属膨胀小,则双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热.温度降低后,双金属片恢复原状,重新接通电路加热,这样循环进行,起到自动控制温度的作用.
【详解】
常温下,上、下触点应是接触的,但温度过高时,由于双金属片受热膨胀系数不同,上部金属膨胀大,下部金属膨胀小,则双金属片向下弯曲,使触点分离,从而切断电源,停止加热.温度降低后,双金属片恢复原状,重新接通电路加热,这样循环进行,起到自动控制温度的作用.
21．当电冰箱内的温度高于设定温度时，金属盒内的气体膨胀，使金属盒的两个侧面凸起来，透过连杆带动控制连杆，动触点向右移动，与两静触点接触，接通工作电路，压缩机工作，电冰箱内温度降低．
当温度降低至设定温度以下，金属盒内气体体积减小，金属盒的两个侧面凹进去，通过连杆带动控制连杆，动触点向左移动，导致动触点与静触点分离，切断工作电路，压缩机停止工作．如此反复，保持电冰箱内的温度不高于设定温度．
【详解】
电冰箱内的温度高于设定温度时，金属盒内的气体膨胀，使金属盒的两个侧面凸起来，透过连杆带动控制连杆，动触点向右移动，与两静触点接触，接通工作电路，压缩机工作，电冰箱内温度降低．
当温度降低至设定温度以下，金属盒内气体体积减小，金属盒的两个侧面凹进去，通过连杆带动控制连杆，动触点向左移动，导致动触点与静触点分离，切断工作电路，压缩机停止工作．
如此反复，保持电冰箱内的温度不高于设定温度．
22．
【详解】
当托盘中没有放物体时，电压表示数为零，当物体质量为m时，设物体下降x，平衡条件有：
mg=kx
根据欧姆定律得

故电压表读数为

根据电阻定律，有
联立解得
答案第1页，共2页