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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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保密★启用前
第五章 传感器 单元检测.A卷（解析版）
班级：___________ 姓名：_________
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题（共28分）
1．（本题4分）下列关于传感器说法中不正确的是（ ）
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它将压力大小转化为可变电阻，进而转化为电压信号
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．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
详解:B
详解:A．在电子秤中的应用电子秤所使用的测力装置是力传感器，它是把力信号转化为电压差信号，故A正确；
B．话筒是一种常用的声波传感器，其作用是声信号转换为电信号，故B错误；
C．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。故C正确；
D．光敏电阻的工作原理实际上是传感器把光信号转换成电信号，故D正确；
故选B。
2．（本题4分）关于“模块机器人”的组成部分中相当于“人脑”部分的是（ ）
A．执行器 B．传感器 C．控制器 D．敏感元件
详解:C
详解:A．执行器相当于人的“肌肉”，故A错误；
B．传感器相当于人的“感觉器官”，故B错误；
C．控制器相当于人的“大脑”，故C正确；
D．敏感元件不属于“模块机器人”的组成部分，故D错误。
故选C。
3．（本题4分）如图所示的是在一些交通道路口、银行等公共场所安装的两种电子监控器。它们主要由两部分组成，一部分为光学系统，另一部分为光电转换系统。光学系统收集监控区域内的景物信息，光电转换系统把光信号转换成电信号，输送到监控中心，实现间接监控的目的。其光学系统的工作原理相当于（ ）
A．平面镜成虚像 B．凸透镜成实像
C．显微镜 D．凸透镜成虚像
详解:B
详解:由于光学系统收集被监控区域内的景物信息应是实际的光线形成的，且应成在较小的区域上，故是成缩小的实像，是照相机的原理。
故选B。
4．（本题4分）半导体指纹传感器是在一块半导体基板上阵列了10万个金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面，手指贴在其上与其构成了电容器的另一极．由于手指指纹深浅不同，嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同，其工作过程是通过对电容感应颗粒预先充电到某一参考电压，然后对每个电容的放电电流进行测量，设备将采集到不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集，则（ ）
A．指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小
B．指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容小
C．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指靠近时，各金属电极电量减小
D．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态
详解:B
详解:A.影响电容器电容的因素有，板间距离、正对面积、介电常数，根据可知，指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，即板间距离小，则电容大，故A错误；
B.指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，即板间距离大，则电容小，故B正确；
C.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指靠近时，即增大介电常数，则电容增大，根据，电压不变，所以各金属电极电量增大，故C错误；
D.对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指远离时，即介电常数减小，则电容减小，根据，电压不变，所以各金属电极电量减小，各金属电极均处于放电状态，故D错误；
故选B。
5．（本题4分）有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表），设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）。则下列说法正确的是（ ）
A．该秤能测量的最大体重是1300N
B．体重为1300N应标在电流表G刻度盘2A刻度处
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0刻度处
D．该秤零刻线应标在电流表G刻度盘的最大刻度处
详解:B
详解:A．电路中允许的最大电流为
由闭合电路欧姆定律可得
可得
代入函数式可得
故A错误；
B．当体重为1300N时，代入函数式可得
由闭合电路欧姆定律可得
故B正确；
CD．同理当体重为零时，代入函数式可得
由闭合电路欧姆定律可得
故C、D错误；
故选B。
6．（本题4分）某种酒精测试仪是利用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，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．越小，表示越大，与成反比
B．越小，表示越大，与不成反比
C．越小，表示越小，与成正比
D．越大，表示越大，与不成正比
详解:D
详解:设酒精气体传感器的电阻为R′，则
k是比例系数．根据欧姆定律得，电压表示数
可见，c越大，则U越大，但与U与c不是成正比．
故选D。
7．（本题4分）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℃
详解: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。
评卷人得分
二、多项选择题（共20分）
8．（本题4分）如图所示，在电路中接一段钨丝，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是（ ）
A．该传感器利用了钨丝的物理性质
B．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性
C．该传感器能够把热学量（温度）转换为电学量（电阻）
D．该传感器能够把电学量（电阻）转换为热学量（温度）
详解:ABC
详解:试题分析：金属导体的电阻随温度的升高而增大，温度的变化导致电阻值的变化，所以该传感器能够把热学量温度转换为电学量电阻．
解：由题目中的实验现象可知，钨丝的电阻随温度的升高而增大，随温度的降低而减小，利用了钨丝的物理性质；从而可以制成温度传感器，传感器能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量．故A、B、C正确，D错误．
故选ABC．
【点评】本题考查的知识点是传感器，但是不同的传感器有不同的具体应用，要牢记常用传感器的工作原理、特性及在实践中的应用要在平时学习中不断积累．
9．（本题4分）传感器是一种采集信息的重要器件，如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是（ ）
A．若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流
B．若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流
C．若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
D．若电流表有示数，则说明压力F发生变化
详解:BD
详解:ABC．根据平行金属板电容表达式
若F向上压膜片电极，则两极板的板间距d减小，则电容C增大，根据
由于电容器与电源保持相连，电压U不变，而电容C增大，则极板所带电荷量Q增大，电源对电容器进行充电，外电路中产生顺时针方向的瞬时电流，直到再次充满，所以F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流，，故B正确，AC错误；
D．只要压力发生变化，极板间距离就有变化，电容也就变化，电流表就有示数，故D正确。
故选BD。
10．（本题4分）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，如图所示，光滑小球夹在压敏电阻与挡板之间。小车在水平面上静止时，电流表示数为，小车运动状态变化会引起电流表示数变化。某次实验中，电流表示数变化如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．在时间内可能做匀速运动
B．在时间内做变速运动
C．在内肯定静止
D．在内压敏电阻所受压力减小
详解:ABD
详解:AC．由图示图像可知，在内和在内，，根据题意，小球的运动状态是平衡状态，有可能静止，也有可能匀速直线运动，故A正确，C错误；
B．由图示图像可知，在内，变大，说明压敏电阻阻值减小，压敏电阻受到的压力增大，绝缘球受到的合力不为零，且增大，小车做变速运动，故B正确；
D．由图示图像可知，在内，变小，说明压敏电阻阻值增大，压敏电阻受到的压力减少，故D正确。
故选ABD。
11．（本题4分）图为某种电子秤工作原理的示意图，被称物体的质量可按照一定的换算关系通过电流表的示数获得．秤盘中放入物体后，连杆P将从a点向下滑动，最终停在a、b间的某一位置．关于该电子秤，下列说法正确的是( )
A．物体质量越小，电流表的示数越大
B．物体质量越大，电流表的示数越大
C．物体质量越大，电路中的总电阻越大
D．物体质量越小，电路中的总电阻越大
详解:BD
详解:A．物体质量越小，Pb间电阻越大，由闭合电路的欧姆定律，电路中的电流越小，电流表的示数越小，故A错误；
B．物体质量越大，Pb间电阻越小，由闭合电路的欧姆定律，电路中的电流越大，电流表的示数越大，故B正确；
C．物体质量越大，连接杆P下滑距离越大，Pb间电阻越小，电路中的总电阻越小，故C错误；
D．物体质量越小，连接杆P下滑距离越小，Pb间电阻越大，电路中的总电阻越大，故D正确．
12．（本题4分）如图所示，R0为热敏电阻（温度降低电阻增大），D为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），C为平行板电容器，C中央有一带电液滴刚好静止，M点接地，开关K闭合。下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是（ ）
A．变阻器R的滑动头P向上移动
B．将热敏电阻R0加热
C．开关K断开
D．电容器C的上极板向上移动
详解:BC
详解:A．变阻器R的滑动头P向上移动时，R的阻值减小，则电容器两端的电压减小，电容器放电，但是由于二极管的单向导电性使得电容器上的电量不变，场强不变，则油滴不动，故A错误；
B．液滴受向上的电场力和向下的重力作用；将热敏电阻R0加热，则阻值减小，滑动变阻器R上的电压变大，则电容器两端的电压变大，两板间场强变大，则液滴向上运动，故B正确；
C．开关K断开时，电容器两端的电压等于电源的电动势，则电容器两板间的场强变大，液滴向上运动，故C正确；
D．电容器C的上极板向上移动，d增大，则电容C减小，由于二极管具有单向导电性，电荷不会向右流出，电量无法减小只能不变，由
知电容器两端的电势差增大；由
得
由于极板上的电量不变，而场强E与极板之间的距离无关，所以电场强度E不变，液滴仍然静止，故D错误。
故选BC。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、解答题（共52分）
13．（本题9分）你在生活中还见到过哪些用传感器控制电路的例子它们的工作原理是什么请将你的观察结果与同学交流。
详解:见解析
详解:光敏电阻：光敏电阻能够把光照强度这个非电学量转换为电阻这个电学量；热敏电阻和金属热电阻：热敏电阻和金属热电阻能够把温度这个热学量转换为电阻这个电学量；霍尔元件：霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量；应变式力传感器：应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量；干簧管：干簧管将磁场的变化转换成电路的通断。
14．（本题10分）研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计，它可以用来测量很高的温度，其原理如图所示。图中电流表的量程为0~15mA（不计其电阻），电源电压恒为3V，R'为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在t≥0℃时，其阻值Rt随温度t的变化关系为Rt=100+0.5t（单位：Ω）。
（1）若要把Rt放入温度为0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量程，即电流为15mA，则此时滑动变阻器R'接入电路的阻值为多大
（2）保持（1）中滑动变阻器R'接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大
详解:（1）100Ω；（2）0.018W
详解:（1）当t=0℃时，
Rt=100+0.5t=100Ω
由欧姆定律，得此时电路中的总电阻：
=200Ω
由串联电路中总电阻等于各分电阻之和，得
=200Ω 100Ω=100Ω
（2）当t=600℃时，
Rt=100+0.5t=400Ω
电路中的总电阻：
R=Rt+R′=400Ω+100Ω=500Ω
电路消耗的总功率：
=0.018W
15．（本题15分）如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图.薄金属片P上固定有4个可以发生形变的电阻、、、，如图甲所示.图乙是它的侧视图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：
（1）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系
（2）当O点加一个垂直于金属片的压力F后，薄金属片P发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化
详解:（1）（2）、的阻值增大，、的阻值减小
详解:（1）解题的关键是找出电路中A、B两点的电压与4个电阻的关系.由于电压表的电阻可以看作无穷大，因此本电路中与串联，与串联，然后它们再并联；设上面支路电流为，下面支路电流为，要使A点电势等于B点电势，则应有电阻两端的电压等于两端的电压，电阻两端的电压等于两端的电压，即
①
②
联立①②式得
.
（2）当O点加垂直于金属片的压力F后，金属片发生形变，由于电阻是固定在金属片上的，因此、被拉长，、被拉宽，则、的阻值增大，、的阻值减小，这时A、B两点电势不再相等.
16．（本题18分）如图所示为一测速计原理图，滑动触头P与某运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表有一定的电流通过，从电流表示数可得到运动物体的速度，已知电源电动势，内阻，AB为粗细均匀的电阻丝，阻值，长度，电容器电容，现测得电流表示数为，方向由N流向M，试求物体速度的大小和方向．
详解:，向右
详解:估算流过电阻丝上的电流为
远远大于电容器上的充放电电流，故电容器对电路的影响较小，电阻丝与电源串联，当P移动时，电容器上电压的变化为
其充放电电流
又，所以
又因由N流向M，电容器放电，P右移，物体移动方向向右。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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第五章 传感器 单元检测.A卷（学生版）
班级：___________ 姓名：_________
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题（共28分）
1．（本题4分）下列关于传感器说法中不正确的是（ ）
A．电子秤所使用的测力装置是力传感器，它将压力大小转化为可变电阻，进而转化为电压信号
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．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
D．光敏电阻能够把光照强度这个光学量转换为电阻这个电学量
2．（本题4分）关于“模块机器人”的组成部分中相当于“人脑”部分的是（ ）
A．执行器 B．传感器 C．控制器 D．敏感元件
3．（本题4分）如图所示的是在一些交通道路口、银行等公共场所安装的两种电子监控器。它们主要由两部分组成，一部分为光学系统，另一部分为光电转换系统。光学系统收集监控区域内的景物信息，光电转换系统把光信号转换成电信号，输送到监控中心，实现间接监控的目的。其光学系统的工作原理相当于（ ）
A．平面镜成虚像 B．凸透镜成实像
C．显微镜 D．凸透镜成虚像
4．（本题4分）半导体指纹传感器是在一块半导体基板上阵列了10万个金属颗粒，传感器阵列的每一点是一个金属电极，充当电容器的一极，其外面是绝缘的表面，手指贴在其上与其构成了电容器的另一极．由于手指指纹深浅不同，嵴和峪与半导体电容感应颗粒形成的电容值大小不同，其工作过程是通过对电容感应颗粒预先充电到某一参考电压，然后对每个电容的放电电流进行测量，设备将采集到不同的数值汇总，也就完成了指纹的采集，则（ ）
A．指纹的嵴处与半导体基板上对应的金属颗粒距离近，电容小
B．指纹的峪处与半导体基板上对应的金属颗粒距离远，电容小
C．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指靠近时，各金属电极电量减小
D．对每个电容感应颗粒都充电至某一参考电压时，在手指远离时，各金属电极均处于充电状态
5．（本题4分）有一种测量人体重的电子秤，其原理图如图所示，它主要由三部分构成：踏板、压力传感器R（是一个阻值可随压力大小而变化的电阻器）、显示体重的仪表G（实质是理想电流表），设踏板的质量可忽略不计，已知理想电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F（F和R的单位分别是N和Ω）。则下列说法正确的是（ ）
A．该秤能测量的最大体重是1300N
B．体重为1300N应标在电流表G刻度盘2A刻度处
C．该秤零刻度线（即踏板空载时的刻度线）应标在电流表G刻度盘0刻度处
D．该秤零刻线应标在电流表G刻度盘的最大刻度处
6．（本题4分）某种酒精测试仪是利用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，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．越小，表示越大，与成反比
B．越小，表示越大，与不成反比
C．越小，表示越小，与成正比
D．越大，表示越大，与不成正比
7．（本题4分）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℃
评卷人得分
二、多项选择题（共20分）
8．（本题4分）如图所示，在电路中接一段钨丝，闭合开关，灯泡正常发光，当用打火机给钨丝加热时灯泡亮度明显变暗，根据钨丝的上述特性，可用钨丝来制作一个温度传感器，下面的说法中正确的是（ ）
A．该传感器利用了钨丝的物理性质
B．该传感器利用了钨丝电阻随温度变化而变化的特性
C．该传感器能够把热学量（温度）转换为电学量（电阻）
D．该传感器能够把电学量（电阻）转换为热学量（温度）
9．（本题4分）传感器是一种采集信息的重要器件，如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力F作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是（ ）
A．若F向上压膜片电极，电路中有从a到b的电流
B．若F向上压膜片电极，电路中有从b到a的电流
C．若F向上压膜片电极，电路中不会出现电流
D．若电流表有示数，则说明压力F发生变化
10．（本题4分）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，如图所示，光滑小球夹在压敏电阻与挡板之间。小车在水平面上静止时，电流表示数为，小车运动状态变化会引起电流表示数变化。某次实验中，电流表示数变化如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．在时间内可能做匀速运动
B．在时间内做变速运动
C．在内肯定静止
D．在内压敏电阻所受压力减小
11．（本题4分）图为某种电子秤工作原理的示意图，被称物体的质量可按照一定的换算关系通过电流表的示数获得．秤盘中放入物体后，连杆P将从a点向下滑动，最终停在a、b间的某一位置．关于该电子秤，下列说法正确的是( )
A．物体质量越小，电流表的示数越大
B．物体质量越大，电流表的示数越大
C．物体质量越大，电路中的总电阻越大
D．物体质量越小，电路中的总电阻越大
12．（本题4分）如图所示，R0为热敏电阻（温度降低电阻增大），D为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），C为平行板电容器，C中央有一带电液滴刚好静止，M点接地，开关K闭合。下列各项单独操作可能使带电液滴向上运动的是（ ）
A．变阻器R的滑动头P向上移动
B．将热敏电阻R0加热
C．开关K断开
D．电容器C的上极板向上移动
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、解答题（共52分）
13．（本题9分）你在生活中还见到过哪些用传感器控制电路的例子它们的工作原理是什么请将你的观察结果与同学交流。
14．（本题10分）研究表明，有些金属电阻的阻值会随温度的变化而变化，物理学中利用这类金属的特性可以制成金属电阻温度计，它可以用来测量很高的温度，其原理如图所示。图中电流表的量程为0~15mA（不计其电阻），电源电压恒为3V，R'为滑动变阻器，金属电阻作为温度计的测温探头，在t≥0℃时，其阻值Rt随温度t的变化关系为Rt=100+0.5t（单位：Ω）。
（1）若要把Rt放入温度为0℃处进行测量，使电流表恰好达到满量程，即电流为15mA，则此时滑动变阻器R'接入电路的阻值为多大
（2）保持（1）中滑动变阻器R'接入电路的阻值不变，当被测温度为600℃时，电路消耗的电功率为多大
15．（本题15分）如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图.薄金属片P上固定有4个可以发生形变的电阻、、、，如图甲所示.图乙是它的侧视图，这4个电阻连成的电路如图丙所示，试回答下列问题：
（1）开始时金属片中央O点未加任何压力，欲使电压表无示数，则4个电阻应满足怎样的关系
（2）当O点加一个垂直于金属片的压力F后，薄金属片P发生形变，这时4个电阻也随之发生形变，形变后各电阻阻值大小如何变化
16．（本题18分）如图所示为一测速计原理图，滑动触头P与某运动物体相连，当P匀速滑动时，电流表有一定的电流通过，从电流表示数可得到运动物体的速度，已知电源电动势，内阻，AB为粗细均匀的电阻丝，阻值，长度，电容器电容，现测得电流表示数为，方向由N流向M，试求物体速度的大小和方向．
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