5.1认识传感器 同步练习(Word版含解析)

文档属性

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 621.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-18 22:25:10

图片预览

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.许多牛奶制品中被检测出化学原料三聚氰胺.在多种检测三聚氰胺的方法中有一种“酶标法检测”,这种检测方法使用的传感器,应为传感器中的哪一类(  )
A.物理传感器 B.化学传感器
C.生物传感器 D.温度传感器
2.下列说法正确的是(  )
A.传感器将感受到的非电学量转换为电学量,或转换为电路的通断
B.传感器将感受到的电学量转换为非电学量
C.传感器只能将感受到的非电学量转换为电路的通断
D.以上说法都不对
3.下列说法中不正确的是(   )
A.传感器担负着信息采集的任务,是力、温度、光、声、化学成分转化为电信号的主要工具
B.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
C.干簧管是一种磁敏感元件
D.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
4.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
5.传感器是把非电学量(如温度、速度、压力等)的变化转换为电学量变化的一种元件,在自动控制中有着相当广泛的应用。如图是一种测量液面高度h的电容式传感器的示意图。从电容C大小的变化就能反映液面的升降情况。关于两者关系的说法中正确的是( )
A.C增大表示h减小 B.C减小表示h增大
C.C减小表示h减小 D.C的变化与h变化无直接关系
6.位移传感器的工作原理如图所示,物体M在导轨上平移时,带动滑动变阻器的金属滑片P,通过电压表显示的数据,来反映物体M位移的大小x。假设电压表是理想电表,物体M不动时,滑片P位于滑动变阻器正中间位置,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不动时,电压表没有示数
7.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.应变片
B. 干簧管
C. 热敏电阻
D. 霍尔元件
8.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
9.在公共场所装有自动干手机,洗手后将湿手靠近,机内的传感器就会开通电热器加热,喷出热空气将手烘干。自动干手机使用的传感器应该是(  )
A.磁传感器 B.红外线传感器
C.力传感器 D.声传感器
10.交通警察检测驾驶员是否酒后驾驶时,会让驾驶员朝检测器吹一口气。这种检测器使用的传感器是 (  )
A.声音传感器 B.电化学传感器
C.压力传感器 D.温度传感器
11.目前许多国产手机都有指纹解锁功能,用的指纹识别传感器是电容式传感器,如图所示。指纹的凸起部分叫“嵴”,凹下部分叫“峪”。传感器上有大量面积相同的小极板,当手指贴在传感器上时,这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器,这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同,此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值,然后,电容器放电,电容小的电容器放电较快,根据放电快慢的不同,就可以探测到嵴和峪的位置,从而形成指纹图像数据,根据文中信息,下列说法正确的是( )
A.用指纹的照片蒙在传感器上,也可以实现手机解锁功能
B.手指轻按和重按均可以解锁,说明形成的电容大小是相同的
C.潮湿的手指头不能形成指纹识,是因为嵴和峪没有电容差别了。
D.在峪处形成的电容器放电较慢
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.传感器是一种能感知和识别信息的装置,它由______和______组成,能将感知和测量到的非电学量转别为______。
14.驻极体话筒由内部的驻极体________感受声波,其工作电压为________V。
15.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。
16.如图所示为电容式位移传感器的示意图,物体沿左右方向运动时,电容将发生变化.如果实验测量出电容器的电容变大,那么被测物体向______运动(填写“左”或“右”);如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料,当物体沿左右方向运动时,传感器的灵敏度___________.(填写“变大” “不变”或“变小”,灵敏度定义为电容器电容变化量的大小与物体位置坐标化量大小之比.)
17.全面了解汽车的运行状态(速度、水箱温度、油量)是确保汽车安全行驶和驾驶员安全的举措之一,为模仿汽车油表原理,某同学自制了一种测定油箱内油量多少或变化多少的装置。如图所示,其中电源电压保持不变,R是滑动变阻器,它的金属滑片是金属杆的一端。该同学在装置中使用了一只电压表(图中没有画出),通过观察电压表示数,可以了解油量情况。已知R'》R, 你认为电压表应该接在图中的_________两点之间,按照你的接法请回答∶当油箱中油量增大时,电压表的示数将_________(填“增大”或“减小”)。
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.要完成以下工作,你认为要用什么传感器?
(1)电子秤称量物体的重力;
(2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内;
(3)楼道自动开关的功能是:晚上有人经过楼道,开关自动接通;白天不管是否有人经过楼道,开关都是断开的.
20.随着科技的进步,手机不再是一种简单的通信工具,而是具有综合功能的便携式电子设备。手机的许多功能是通过传感器来实现的。请查阅资料选择手机中使用的一种传感器,分析其工作原理及用途。
21.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。
22.如图所示为检测某传感器的电路图.传感器上标有“3V,0.9W”的字样(传感器可看做一个纯电阻),滑动变阻器R0上标有“10Ω,1A”的字样,电流表的量程为0.6A,电压表的量程为3V。求:
(1)传感器的电阻和额定电流;
(2)为了确保电路各部分的安全,在a、b之间所加的电源电压最大值是多少?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
检测三聚氰胺的方法为酶标法,所以其原理应该是利用了生物酶,故应为生物传感器;
A.物理传感器,与结论不相符,选项A错误;
B.化学传感器,与结论不相符,选项B错误;
C.生物传感器,与结论相符,选项C正确;
D.温度传感器,与结论不相符,选项D错误;
故选C.
2.A
【详解】
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,能将非电学量按一定规律转换成电学量或者是电路的通断,故选项A正确,BCD错误;故选A.
3.B
传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成.然后结合各种传感器的特点与用途解答即可.
【详解】
传感器担负着信息采集的任务,是力、温度、光、声、化学成分转换为电信号的主要工具.故A说法正确;干簧管是一种磁敏感元件,能够将此信号转化为电信号,故C说法正确;话筒是一种常用的声传感器,其作用是将声音信号转换为电信号,故B说法错误;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,这种传感器作用是控制电路的通断.故D说法正确.所以选B.
【点睛】
传感器能满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求,它是实现自动检测和自动控制的首要环节.
4.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。
5.C
【详解】
当h减小时,则正对面积减小,根据电容器的决定式
电容器的电容减小,反之,h增大,电容增大。故C增大,说明h增大;C减小,说明h减小。
故选C。
6.B
【详解】
A.电压表为理想电表,则电压表不分流,故触头移动时不会改变电路的电阻,也就不会改变电路中的电流,故A错误;
BCD.电压表测的是滑片P左侧电阻分得的电压,故示数随物体M的移动亦即触头的运动而变化,物块M不动时,电压表仍有读数,故B正确,CD错误。
故选B。
7.A
【详解】
A.应变片是在外力的作用下产生机械形变,其电阻发生相应变化,从而将力学量转换为电学量。A正确;
B.干簧管是将磁学量转化为电学量,B错误;
C.热敏电阻是将温度转化为电学量,C错误;
D.霍尔元件是将磁学量转化为电学量,D错误。
故选A。
8.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.
9.B
【详解】
手靠近干手机时,红外线传感器通过接收身体表面辐射出来或反射回来的红外线来启动加热装置工作,属于红外线传感器。
故B正确。
10.B
【详解】
检测器检测驾驶员口中吹出的气体中是否含有酒精分子,与声音、压力、温度无关,这种检测器使用的传感器是气体传感器,属于电化学传感器
故选B。
11.C
【详解】
A.用指纹的照片蒙在传感器上,由于没有指纹上凸起部分“嵴”和凹下部分“峪”,则不可以实现手机解锁功能,选项A错误;
B.手指轻压和重压,手指和小极板之间的距离不同,形成的电容大小是不同的,故B错误;
C.潮湿的手指头是因为指纹之间被水填充,嵴和峪就不能形成电容差别了,所以不能形成指纹识别,故C正确;
D.电容较小的电容器放电较快,在峪处形成的电容器电容较小,所以在峪处形成的电容放电较快,故D错误。
故选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. 敏感元件 电路 电学量
【详解】
传感器是一种能感知和识别信息的装置,它由敏感元件和电路组成,能将感知和测量到的非电学量转别为电学量。
14. 塑料薄膜 3~6
【详解】
[1][2]驻极体话筒由内部的驻极体塑料薄膜感受声波,其工作电压为3~6V。
15. 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。
16. 左 变大
【详解】
[1][2]根据电容的决定式,若电容器的电容变大,一定是插入的电介质多了,所以被测物体向左移动.如果把图中的电介质板换成介电常数更大的材料,当物体沿左右方向运动时,移动相同距离时,电容器的变化量变大,即传感器的灵敏度变大.
17. b、c 减小
【详解】
[1][2]如图所示,定值电阻R′和滑动变阻器R是串联关系,当油箱中油量减少时,浮标下降,杠杆的右端上升,滑动变阻器接入电路的电阻增大,由闭合电路的欧姆定律知回路中电流减小,则定值电阻两端的电压减小,路端电压增大,此时滑动变阻器两端的电压增大;当油箱中油量增加时,浮标上升,杠杆的右端下降,滑动变阻器接入电路的电阻减小,由闭合电路的欧姆定律知回路中电流增加,则定值电阻两端的电压增大,路端电压减小,此时滑动变阻器两端的电压减小;已知R'》R,所以把电压表接在b、c之间,油量增加时,R减小,电压表的示数减小。
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.(1)压力传感器;(2)温度传感器;(3)光敏声控传感器
【详解】
(1)电子秤称量物体的重力所用的传感器是压力传感器.
(2)恒温孵化器要保持禽蛋的温度在一定范围内,所用的传感器是双金属温度传感器.
(3)楼道自动开关所用的传感器是光敏声控传感器.
20.见解析
【详解】
重力传感器体现在手机横竖屏智能切换、拍照照片朝向、重力感应类游戏(如滚钢珠)。原理:利用压电效应实现,传感器内部一块重物和压电片整合在一起,通过正交两个方向产生的电压大小,来计算出水平方向。
21.见解析
【详解】
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。
22.(1)10Ω,0.3A;(2)6V
【详解】
(1) 传感器的电阻
R传==10Ω
额定电流
I传==0.3A
(2)最大电流
I=I传=0.3A
电源电压最大值
Um=U传+U0
U传为传感器的额定电压,U0为R0m=10Ω时R0两端的电压,即
U0=I传·R0m=0.3×10V=3V
小于电压表量程,所以
Um=U传+U0=3V+3V=6V
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页