5.1认识传感器 同步练习(Word版含解析)

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名称 5.1认识传感器 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 486.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-14 06:36:55

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文档简介

人教版(2019)选择性必修二 5.1 认识传感器 同步练习
一、单选题
1.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制成的
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.水银温度计是一种传感器
2.下面哪一项不是现代传感器的应用(  )
A.将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱,而不必麻烦银行工作人员
B.电梯的两门靠拢接触到人体时,门会自动打开而不会夹伤人
C.电饭煲能自动加热和保温而不会把饭烧焦
D.当你走近自动门时,门会自动打开
3.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
4.以下敏感元件中不是通过测量电阻的变化来确定外界非电学量的变化的是
A.光敏电阻 B.干簧管 C.热敏电阻 D.电阻应变片
5.用遥控器调换电视机频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.下列所述与其工作原理相同的是(  )
A.走廊照明灯的声控开关
B.宾馆天花板上安装的火灾报警器
C.自动洗衣机中的压力传感装置
D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
6.下列关于传感器的说法,正确的是(  )
A.金属热电阻是一种可以将电学量转换为热学量的传感器
B.传感器不是电视遥控接收器的主要元件
C.话筒中的传感器将电信号转换成声信号
D.传感器能将非电学量按一定规律转换成电学量或者电路的通断
7.当你走近豪华宾馆、酒楼的大门时,门就自动为你打开;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.运动
C.人 D.光线
8.关于传感器及其工作原理,下列说法正确的是(  )
A.传感器是把电学量转换为非电学量,以便进行测量、传输、处理和控制
B.硫化镉制作的光敏电阻在被光照射时,随着光照的增强,其电阻值变小
C.金属热电阻比热敏电阻的化学稳定性好,测温范围大,灵敏度高
D.霍尔元件能够检测磁场及其变化,其原理是法拉第电磁感应定律
9.人体含水量约为70%,水中有钠离子、钾离子等离子存在,因此容易导电,脂肪则不容易导电。当人两手握住脂肪测量仪的两把手时,就可知道人体脂肪所占的比例,下列说法中不正确的是(  )
A.脂肪测量仪的工作原理是通过人体电阻不同来判断人体脂肪所占的比例
B.脂肪测量仪的工作原理是通过人体体重不同来判断人体脂肪所占的比例
C.激烈运动之后,脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
D.人在沐浴之后,脂肪测量仪显示人体脂肪所占比例的测量数据会不准确
10.如图所示,是温度自动报警器的工作原理图图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计(水银导电).则下列说法正确的是
A.温度高于警戒温度时,电铃不报警、指示灯亮
B.温度低于警戒温度时,电铃报警、指示灯熄灭
C.温度高于警戒温度时,指示灯亮、电铃报警
D.温度低于警戒温度时,指示灯亮、电铃不响
11.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
12.酒精测试仪用于对机动车驾驶人员是否酒后驾车及其他严禁酒后作业人员的现场检测,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,显示仪表的指针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的倒数与酒精气体的浓度成正比,那么,电压表示数与酒精气体浓度之间的对应关系正确的是(  )
A.越大,表示越小, 与成反比
B.越大,表示越小,但与不成反比
C.越大,表示越大, 与成正比
D.越大,表示越大,但与不成正比
二、填空题
13.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。
14.简单机器人(如有视觉机器人)的模块有_________、_________、________,它们的功能分别如人的__________、__________、__________。
15.动圈式话筒是利用________原理将__________信号转换为________信号的。
16.半导体材料受到光照或者温度升高时,会有更多的________获得能量成为________,同时也形成更多的________,于是________明显地增强。
17.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、解答题
18.如图所示为光电式烟尘浓度计的原理图,试说明其工作原理。
19.什么是传感器?它的作用是什么?简述一下你对传感器的认识和理解。
20.酒后驾车危害极大,为此,新交规实施以来,鹤壁市交通警察重点查处酒后驾车.酒精测试仪是交警用来检测机动车驾驶员是否酒后驾车的仪器,它的原理示意图如图所示.电源电压为6V恒定,当电流表的示数为0.3A时,表明该驾驶员没有酒驾,酒精气体传感器正常工作.R0为定值电阻,阻值为10Ω.请计算:
(1)酒精气体传感器正常工作的电阻R1;
(2)酒精气体传感器正常工作一天(24h),所消耗的电能.
21.某同学想把弹簧振子振动位移的变化情况直观地表现出来。他做了一个实验,实验装置如图所示。在陶瓷压电片下挂一个弹簧振子,陶瓷压电片的两极引线与示波器“Y输入”端相连。让弹簧振子振动起来,选择适当的X扫描频率,他会观察到什么现象?分析形成这种现象的原因。
22.加速度计是测定物体加速度的仪器.在现代科技中,它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船制导系统的信息源.如图所示为应变式加速度计.当系统加速时,加速度计中的敏感元件也处于加速状态.敏感元件由弹簧连接并架在光滑支架上,架与待测系统固定在一起,敏感元件下端可在滑动变阻器R上自由滑动.当系统加速运动时,敏感元件发生位移并转换为电信号输出,就可以根据输出电压的大小求出物体的加速度.
已知:敏感元件的质量为m,两侧弹簧的劲度系数均为k,电源电动势为E,电源内阻不计,滑动变阻器的总电阻值为R,有效长度为l,静态时,输出电压为U0,试写出加速度a随输出电压U变化的关系式.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】
传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料,所以A错误;金属材料也可以制成传感器,所以B正确;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C错误;水银温度计根据热胀冷缩来测量温度,不是传感器,所以D错误;故选B.
点睛:传感器作为一种将其它形式的信号与电信号之间的转换装置,在我们的日常生活中得到了广泛应用,不同传感器所转换的信号对象不同,我们应就它的具体原理进行分析.
2.A
【详解】
A.将自己的银行卡插进自动取款机里可以取钱,而不必麻烦银行工作人员,应用了磁记录技术,与现代传感器无关,故A符合题意;
B.电梯的两门靠拢接触到人体时,门会自动打开而不会夹伤人,应用了压力传感器,故B不符合题意;
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,故C不符合题意;
D.当你走近自动门时,门会自动打开,应用了微波或红外传感器,故D不符合题意。
故选A。
3.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。
4.B
【详解】
A.光敏电阻是根据光照强度不同而电阻不同的性质,通过测量电阻的变化来确定光强的变化,故A错误;
B.干簧管能将磁场的信息转化为电学量,是一种磁性传感器,故B正确;
C.热敏电阻是根据温度升高而电阻减小的性质,通过测电阻的变化来确定温度的变化,故C错误;
D.电阻应变片是根据应变片在力的作用下形状变化而电阻变化的性质,通过测电阻的变化来确定力变化,故D错误。
故选B。
5.B
【详解】
用遥控器调换电视机的频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程.走廊照明灯的声控开关,实际是将声波转化成电信号的过程,故A错误;火灾报警器当有烟雾时,经过漫反射,将光信号转换成电信号,从而发出警报.所以该传感器是用光传感器实现报警的,故B正确;自动洗衣机中的压力传感装置,是将压力转化成电信号的过程,故错误;电饭煲中控制加热和保温的温控器,是将温度转化成电信号的过程,故D错误.
6.D
【详解】
A.金属热电阻是一种将温度这个热学量转化为电阻这个电学量的传感器,A错误;
B.电视遥控接收器的主要元件是红外线传感器,B错误;
C.话筒中的传感器是声传感器,它将声信号转化为电信号,C错误;
D.传感器能将非电学量按一定规律转换为电学量或转换为电路的通断,故D正确。
故选D。
7.D
【详解】
自动门实际使用的是红外线传感器,红外线属于不可见光,人在白天或黑夜均发出红外线,传感器接收到人体发出的红外线后传给自动控制装置的电动机,实现自动开门,故D正确,ABC错误;
故选D.
8.B
【详解】
A.传感器能够把非电学量转化为电学量,以便进行测量、传输、处理和控制,选项A错误;
B.硫化镉制作的光敏电阻在被光照射时电阻发生变化,随着光照的增强,载流子增多,导电性变好,选项B正确;
C.金属热电阻比热敏电阻的化学稳定性好,测温范围大,但灵敏度较差,选项C错误;
D.霍尔元件能够检测磁场及其变化,它是根据霍尔效应原理制成的,不是根据法拉第电磁感应定律,选项D错误。
故选B。
9.B
【详解】
AB.利用脂肪几乎不含水分,其导电性和其他成分不同,可以用测量人体电阻的办法来计算体脂肪率,B错误A正确;
CD.激烈运动之后,人在沐浴之后,人体内含水量发生变化,人体脂肪所占比例发生变化,即人体的电阻大小变化,所以测量数据会不准确,CD正确。
故选B。
10.D
【详解】
AC、温度低于警戒温度时,水银柱下降,控制电路处于开路状态,电磁铁没有电流通过,电磁铁没有磁性,此时指示灯通过常闭触点与工作电路接通,通路状态指示灯亮,电路不报警.故A错误,C错误;
BD、温度高于警戒温度时,水银柱上升,控制电路处于接通状态,电磁铁中有电流通过,电磁铁有磁性,此时电铃通过常闭触点与工作电路接通,电路报警,此时通路状态指示灯的电路中没有电流,灯不亮.故B错误,D正确.
11.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
12.D
【详解】
设酒精气体传感器电阻为。酒精气体传感器和定值电阻串联在电路中,电压表测R0两端的电压。根据酒精气体传感器的电阻的倒数与酒精气体的浓度成正比,得
k是比例系数
根据欧姆定律得
解得
由数学知识知,U越大,C越大,但两者不成正比。
故选D。
13. 磁 匀强
【详解】
[1]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。
[2] 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。
14. 传感器 控制器 执行器 眼睛 头脑 手脚
【详解】
[1][2][3][4][5][6]简单机器人(如有视觉机器人)的模块有传感器、控制器、执行器,它们的功能分别如人的眼睛、头脑、手脚。
15. 电磁感应 声 电
【详解】
[1][2][3]动圈式话筒是利用电磁感应原理将声信号转换为电信号的。
16. 电子 自由电子 空穴 导电性
【详解】
[1][2][3][4]半导体材料受到光照或者温度升高时,会有更多的电子获得能量成为自由电子,同时也形成更多的空穴,于是导电性明显地增强。
17. 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.
18.见解析
【详解】
没有烟尘时,光的传播方向没有发生改变,U1和U2的大小相等;烟尘浓度越高时,光线被烟尘吸收或散射得就会越多,光线射到6的亮度就会越少,所以U1和U2的差值越大,通过运算电路处理后,从显示器中可得到烟尘的浓度。
19.见解析
【详解】
传感器是指能够将感受到的非电学量,按照一定规律转换成电学量输出的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成,敏感元件和转化元件二合一的也很多。
传感器的种类很多,根据其利用的物质的特性不同可分为:物理传感器、化学传感器、生物传感器。
根据其被测量的不同可以分为:声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器。
根据具体工作原理的不同可分为:电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器。
20.(1);(2)W=77760J
由电路图可知,定值电阻R0与酒精气体传感器电阻串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出酒精气体传感器正常工作时电路中的总电阻,利用电阻的串联求出酒精气体传感器正常工作的电阻R1;根据求出酒精气体传感器正常工作一天所消耗的电能;
【详解】
解:由电路图可知,定值电阻R0与酒精气体传感器电阻串联,电流表测电路中的电流;
(1)由可得,酒精气体传感器正常工作时电路中的总电阻:
由于串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以酒精气体传感器正常工作的电阻:
(2)酒精气体传感器正常工作一天所消耗的电能:
21.见解析
【详解】
他会观察到:屏幕上显示出一条正弦函数图像。
原因是:陶瓷压电片的工作原理是当电压作用于陶瓷压整片上时,其会随电压和步频率的变化产生机械变形,本题则利用振子上下振动,使陶将压电片产生微小形变,利用示波器读取电压片上的电压变化,从而观察到示波器上生了类似于振动的波形图,从侧面反应了弹簧振子的振动位移情况,并直观的表现出来。
22.
【详解】
设静态时,滑动变阻器滑片与变阻器左端的距离为x,则有:
当系统以加速度a向左加速时,设敏感元件向右移动Δx,则对敏感元件由牛顿第二定律得:2kΔx=ma
此时输出电压
由以上三式得a=
当U>U0时,系统为向左加速;
当U<U0时,系统为向右加速.
【点睛】
本题的重点就是利用好给定的条件,电阻是与长度成正比的,故由此可以得到电压与敏感元件位移的关系,由此打开整个题目.
答案第1页,共2页
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