第一节 揭开传感器的“面纱”
第二节 常见传感器的工作原理
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
50分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共40分）
1.关于物理传感器、化学传感器和生物传感器的下列说法中，正确的是( )
A．物理传感器利用材料的某种物理性质工作，因而只能用于机械加工行业不能用于化工领域
B．化学传感器是利用某种化学反应来工作的，因而只能输出某种化学物质而不能输出电学量
C．生物传感器的适用范围广，可在任意温度条件下工作
D．生物传感器由于含有生命物质，因而对使用传感器的环境条件有一定要求
2.关于传感器的下列说法正确的是( )
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息的
D．以上说法都不正确
3.传感器的种类多种多样，其性能也各不相同，空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，空调机内使用的传感器是( )
A．生物传感器 B．红外传感器
C．温度传感器 D．压力传感器
4.如图1所示是电阻R的阻值随温度T变化的图象，下列说法中正确的是( )
图1
A．图线1是热敏电阻的图象，它是用金属材料制成的
B．图线2是热敏电阻的图象，它可以用半导体材料制成
C．图线1的材料化学稳定性好、测温范围大、灵敏度高
D．图线2的材料化学稳定性差、测温范围小、灵敏度低
5.如图2所示，是光敏电阻，当开关S闭合后在没有光照射时，两点等电势，当用光照射电阻R3时，则( )
图2
A．的电阻变小，点电势高于点电势
B．的电阻变小，点电势低于点电势
C．的电阻变大，点电势高于点电势
D．的电阻变大，点电势低于点电势
6.如图3所示的电路中，电源两端的电压恒定，L为小灯泡，为光敏电阻，LED为发光二极管(电流越大，发出的光越强)，且与LED间距离不变，下列说法正确的是( )
图3
A．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率增大
B．当滑动触头P向左移动时，L消耗的功率减小
C．当滑动触头P向右移动时，L消耗的功率可能不变
D．无论怎样移动触头P，L消耗的功率都不变
7.如图4所示是观察某电阻阻值随温度变化情况的示意图．现把杯中的水由冷水变为热水，关于欧姆表的读数变化情况正确的是(设水对电阻阻值的影响不计)( )
图4
A．如果R为金属热电阻，欧姆表读数变大，且变化非常明显
B．如果R为金属热电阻，欧姆表读数变小，且变化不明显
C．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，欧姆表读数变化非常明显
D．如果R为热敏电阻(用半导体材料制成)，欧姆表读数变化不明显
8.下列哪些装置的传感器中可能应用了光敏电阻作为敏感元件( )
A．天亮报晓鸟在天亮后就能发出鸟叫声
B．非接触式测温仪不用直接接触就能感知人的体温
C．大型场馆的自动门只要见人靠近到一定距离就打开
D．恒温箱内温度恒定
9.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的．如图5甲所示，电源的电动势，内阻不计；G为灵敏电流表，内阻保持不变；R为热敏电阻，其电阻阻值与温度的变化关系如图乙所示．闭合开关S，当R的温度等于时，电流表示数；当电流表的示数时，热敏电阻的温度是( )
图5
A． B．
C． D．
10.(2011年桂林高二检测)利用光敏电阻制作的光传感器，记录了传送带上工件的输送情况，如图6甲所示为某工厂成品包装车间的光传感记录器，光传感器B能接收到发光元件A发出的光，每当工件挡住A发出的光时，光传感器就输出一个电信号，并在屏幕上显示出电信号与时间的关系，如图乙所示．若传送带始终匀速运动，每两个工件间的距离为0.2 m，则下述说法正确的是( )
图6
①传送带运动的速度是0.1 m/s
②传送带运动的速度是0. 2 m/s
③该传送带每小时输送3600个工件
④该传送带每小时输送7200个工件
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
二、填空题（本题共2小题，每小题5分，共10分.请将正确的答案填到横线上）
11.当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值______(填“变大”、“不变”或“变小”)．半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随________变化而改变的特性制成的．
12.利用负温度系数热敏电阻制作的热传感器，一般体积很小，可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高．
(1)如果将负温度系数热敏电阻与电源、电流表和其他元件串联成一个电路，其他因素不变，只要热敏电阻所处区域的温度降低，电路中电流将变________(填“大”或“小”)．
(2)上述电路中，我们将电流表中的电流刻度换成相应的温度刻度，就能直接显示出热敏电阻附近的温度．如果刻度盘正中的温度为(如图7甲所示)，则的刻度应在的刻度的________(填“左”或“右”)侧．
甲 乙
图7
(3)为了将热敏电阻放置在某蔬菜大棚内检测大棚内温度变化，请用图乙中的器材(可增加元器件)设计一个电路.
第一节 揭开传感器的“面纱”
第二节 常见传感器的工作原理
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11.
12.（1） （2）
（3）
第一节 揭开传感器的“面纱”
第二节 常见传感器的工作原理
参考答案
一、选择题
1.D 解析：化学传感器可以把非电学量转换成电学量输出，故B错．物理传感器在化工领域也可以使用，如温度传感器等，故A错．生物传感器能够使用的前提是感受器中的生命物质保持生物活性，故C错D对．
2.B 解析：半导体材料可以制成传感器，其他材料也可以制成传感器，所以A错，B正确；传感器不但能感知电压的变化，还能感受力、温度、光、声、化学成分等非电学量的变化，所以C错．
3.C 解析：空调机是根据温度调节工作状态的，所以其内部使用了温度传感器，故选项C正确．
4.B 解析：图线1是金属热电阻的图象，金属热电阻的化学稳定性好，测量范围大，但是灵敏度较低，故选项A、C错误．图线2是热敏电阻的图象，热敏电阻可以用半导体材料制成，热敏电阻的化学稳定性差，测量范围小，但灵敏度高，故选项B正确，D错误．
5.A 解析：当光照射时，阻值变小，分得的电压变大，则点电势将会升高，所以点电势高于点电势．
6.A 解析：触头P左移，使滑动变阻器连入电路的电阻减小，流过二极管的电流增大，从而发光增强，使光敏电阻阻值减小，最终达到增大流过灯泡的电流的效果．
7.C 解析：金属热电阻的阻值随温度的升高而增大，但灵敏度较差．而热敏电阻(用半导体材料制成)灵敏度高，所以选C.
8.A 解析：天亮报晓鸟在天亮后才发出鸟叫声，可能是当光敏电阻感受到光后使电路导通，发出鸟叫声的．不用直接接触就能测体温的这种传感器是红外传感器．自动门是一种红外传感器，能感受人的存在．恒温箱应用了温度传感器.
9.D 解析：由图象可知：在时，，由得，，当时，由可得：，对照乙图中的图象可知，当时，温度，故D项正确．
10.C 解析：从乙图可以知道：每间隔1秒的时间光传感器就输出一个电信号，而在这一段时间内传送带运动了两个工件之间的距离，所以传送带运动的速度是.故①错②对．传送带每小时传送的距离为：，运送的工件个数为：个．③对④错．故选项C正确．
二、填空题
11.变小 温度 解析：光敏电阻是感光元件，它的阻值随光照强度的增强而减小，它可把光学量变为电阻这一电学量，常用以制造光控开关，热敏电阻对温度敏感，它的阻值随温度的升高而减小．
12.(1)小 (2)右 (3)如图9所示
解析：(1)因为负温度系数热敏电阻温度升高时电阻减小，温度降低时，电阻增大，故温度降低时电路中电流会减小．
(2)由(1)的分析知，温度越高，电流越大，的刻度应对应较大电流，故的刻度在对应刻度的右侧．
(3)如图9所示．
图9
第三节 大显身手的传感器
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
60分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共40分）
1.下列器件不是应用温度传感器的是( )
A．电熨斗 B．话筒
C．电饭锅 D．测温仪
2.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．红外线
3.在防治“甲型H1N1”期间，在机场、车站等，使用了红外线热像仪，红外线热像仪通过红外线遥感，可检测出经过它时的发热病人，从而可以有效控制疫情的传播．关于红外线热像仪，下列说法正确的是( )
A．选择红外线进行检测，主要是因为红外线光子能量小，可以节约能量
B．红外线热像仪通过发射红外线照射人体来检测
C．红外线热像仪同时还具有杀菌作用
D．一切物体都能发射红外线，而且物体在不同温度下发射的红外线的强度不同
4.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换为电信号的过程．下列属于这类传感器的是( )
A．红外报警装置
B．走廊照明灯的声控开关
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
5.随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭．洗手后，将湿手靠近自动干手机，机内的传感器便驱动电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近自动干手机能使传感器工作，这是因 为( )
A．改变了湿度 B．改变了温度
C．改变了磁场 D．改变了电容
6.如图1所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈，P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是( )
图1
A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联
B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联
C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联
D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联
7.小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制．经检查，恒温箱的控制器没有故障．参照图2，下列对故障判断正确的 是( )
图2
A．只可能是热敏电阻出现故障
B．只可能是温度设定装置出现故障
C．热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障
D．可能是加热器出现故障
8.“嫦娥一号”卫星上装有多种探测仪器，其中可能有( )
A．味觉传感器 B．气体传感器
C．听觉传感器 D．视觉传感器
9．计算机键盘是由两片金属切片组成的小电容器．该电容器的电容可用公式计算，式中，为金属片的正对面积，表示两金属片间距．当键被按下时，此电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测出哪个键被按下了，从而给出相应的信号．设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未按下时的金属片间距为0.6 mm.如果电容变化0.25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下( )
A．0.15 mm B．0.25 mm
C．0.35 mm D．0.45 mm
10.(2011年广州模拟) 如图3是一位同学设计的防盗门报警器的简化电路示意图．门打开时，红外光敏电阻受到红外线照射，电阻减小；门关闭时会遮蔽红外线源(红外线源没有画出)．经实际试验，灯的亮灭情况能反映门的开、关状态．门打开时两灯的发光情况及两端电压与门关闭时相比 ( )
图3
A．红灯亮，变大
B．绿灯亮，变大
C．绿灯亮，变小
D．红灯亮，变小
二、填空题（本题共2小题，共20分.请将正确的答案填到横线上）
11.（10分）图4甲为某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻，，，为热敏电阻，它的电阻值随温度变化的图线如图乙所示．当端电压时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高；当时，电压鉴别器使S断开，停止加热，恒温箱内的温度恒定在________℃.
图4
12.（10分）传感器担负着信息采集的任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量(如温度、光、声等)转换成便于测量的量(通常是电学量)，例如热传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻随温度变化的图线如图5甲所示，图乙是用热敏电阻作为传感器制作的简单自动报警器原理图．则
图5
(1)为了使温度过高时报警器铃响，开关应接在________(填“”或“”)
(2)若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器的滑片P向________移动(填“左”或“右”)．
第三节 大显身手的传感器
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11.
12.（1） （2）
第三节 大显身手的传感器 参考答案
一、选择题
1.B 解析：话筒应用的是声传感器，电熨斗、电饭锅、测温仪应用的都是温度传感器，故选B.
2.D 解析：自动门的自动控制要求灵敏、可靠，若以温度控制，人的体温与夏季气温接近，可在夏季自动门没人操作仍正常工作，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，实现自动开门．
3.D 解析：红外线热像仪是根据物体发射的红外线的频率和强度不同而工作的，故选项D正确．
4.A 解析：题中已说明了遥控器是一类传感器，作用是把光信号转化为电信号．这时所说的光信号应该理解为电磁波信号．题给四个选项中唯一与电磁波有关的是红外报警装置，所以只有A项对．
5.D 解析：根据自动干手机工作的特征，即手靠近，干手机开始工作，手撤离，干手机停止工作，不难判断出传感器的种类．人体是一种导体，可以和其他导体构成电容器，因此物理学上有人体电容之说，手靠近干手机相当于连接一个电容器，故可以确认干手机内设置有电容式传感器，手靠近改变了电容．
6.A 解析：由图可知A、B与电磁继电器线圈相连，所以A、B应接信号电压，控制电磁继电器，从而使C、D接通或断开，进而起到控制作用．
7.C 解析：由恒温箱原理图可知，若热敏电阻出现故障或温度设定装置出现故障都会向控制器传递错误信息，导致控制器发出错误指令，故C正确，A、B错误．若加热器出现故障，只有一种可能，即不能加热，而题中加热器一直加热才会使温度持续升高，故D错误．
8.D 解析： “嫦娥一号”月球卫星是为探测月球而发射的在轨卫星，而月球上无气体，所以不需要气体传感器和听觉传感器，当然也用不到味觉传感器，真正需要的是为月球“画像”的视觉传感器．
9.A 解析：键未被按下时，，
键被按下时，两金属片间距减小，电容变大，
，
.
故金属片至少被按下.
10.D 解析：当门打开时，受红外线照射，电阻减小，从而使并联电路电阻减小，总电阻减小，电路中总电流增大，两端电压减小，中电流减小．所以中电流，故增大，线圈产生的磁场增强，把衔铁吸下，红灯亮，故D对．
二、填空题
11.35
解析：设电路路端电压为，当时，有，解得：.由图乙可知，当时，.
12.(1) (2)左
解析：温度较高时，热敏电阻阻值减小，图乙中通电螺线管的磁性增强，将与弹簧相连的金属导体向左移动，要使报警器所在电路接通并报警，开关应接在.要实现温度更高时，即热敏电阻阻值更小时才将报警器电路接通，应该将滑动变阻器连入电路的阻值调大，即P向左移动．
