2023-2024学年粤教版选择性必修2第五章《传感器》单元测试A卷（后附解析）

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2023-2024学年 粤教版选择性必修2 第五章《传感器》单元测试A卷
A测试卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
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
1．传感器担负着信息采集的任务，通常是把被测的非电信息，按照一定的规律转化成与之对应的电信息的器件或装置，下列不属于传感器任务的是（ ）
A．将力学量(如形变量)转变成电学量
B．将热学量转变成电学量
C．将光学量转变成电学量
D．将电学量转变成力学量
2．传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示电路为测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器。可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上时，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容。下列说法中正确的是（　　）
A．当待测压力增大时，则电容器的电容将减小
B．闭合K，当待测压力增大时，则有向右的电流通过R
C．断开K，当待测压力减小时，则电容器所带的电量减小
D．断开K，当待测压力减小时，则两极板问的电势差增大
3．关于传感器，下列说法中正确的是（　　）
A．电熨斗通过压力传感器实现温度的自动控制
B．动圈式话筒是利用电磁感应原理来工作的声传感器
C．金属热电阻是一种将电学量转换为热学量的传感器
D．火灾报警器都是利用温度传感器实现报警
4．利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生。如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为位置固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水），A、B、C构成电容器。若矿井渗水（导电液体深度增大），则电流（　　）
A．从b向a，A、B、C构成的电容器放电
B．从a向b，A、B、C构成的电容器放电
C．从b向a，A、B、C构成的电容器充电
D．从a向b，A、B、C构成的电容器充电
5．自行车速度计的工作原理主要依靠的就是安装在前轮上的一块磁铁，当磁铁运动到霍尔传感器附近时，就产生了霍尔电压，霍尔电压通过导线传入一个小型放大器中，放大器就能检测到霍尔电压，这样便可测出在某段时间内的脉冲数．当自行车以某个速度匀速直线行驶时，检测到单位时间内的脉冲数为N，已知磁铁和霍尔传感器到前轮轮轴的距离均为R1，前轮的半径为R2，脉冲的宽度为，峰值为Um，下列说法正确的是
A．车速越快，脉冲的峰值Um越大
B．车速越快，脉冲的宽度越大
C．车速为
D．车速为
6．下图是苹果自动分拣装置的示意图，该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以O1为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在电阻R1上，R1的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时，R2两端能够获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量m0为该装置的分拣标准，下列说法正确的是（ ）

A．压力越小R1越小
B．调节R2的大小不可以改变苹果的分拣标准
C．若要提高分拣标准，可只适当减小R2的阻值
D．若要提高分拣标准，可只增大电路中电源的电动势
7．如图所示是一种烟雾报警器的控制电路图，其简化原理是调节可变电阻使，当有烟雾时，开始触发工作，其中是光敏电阻，由此可知，要使开始工作，则应满足（　　）
A． B． C． D．无法判断
评卷人得分
二、多选题
8．传感器担负着信息采集的任务，它可以（　　）
A．将力学量（如形变量）转变成电学量
B．将热学量转变成电学量
C．将光学量转变成电学量
D．将电学量转变成力学量
9．如图所示是利用硫化镉制成的光敏电阻自动计数的示意图，其中A是发光仪器，B是光敏电阻，R是普通定值电阻，下列说法中正确的是（　　）
A．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小
B．当传送带上没有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大
C．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变小，电压表读数变小
D．当传送带上有物品挡住由A射向B的光信号时，光敏电阻的阻值变大，电压表读数变大
10．如图是苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。为压力传感器。为可调电阻，两端电压越大，电磁铁对分拣开关的衔铁吸引越强（　　）
A．压力越大越大
B．压力越大越小
C．调节的大小可以起到保护电路的作用
D．调节的大小可以改变苹果筛选的标准
11．有关传感器，下列说法正确的是（ ）
A．干簧管作为磁传感器，经常被用于控制电路的通断
B．干簧管作为磁传感器，被用于定量测量磁感应强度
C．光敏电阻可以“感受”光的强弱，光越强，它的电阻越大
D．光敏电阻可以“感受”光的强弱，光越强，它的电阻越小
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、实验题
12．山东省有全国最大的温室智能化育苗蔬菜基地，蔬菜育苗过程对环境要求严格，温室内的空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度以及光照强度等都很重要。其中光照强度简称照度，可以反映光的强弱，光越强，照度越大，照度单位为勒克斯（1x）。蔬菜生长适宜的照度为4000~25000lx，为了控制照度，科技人员设计了图甲所示的智能光控电路，当照度低于4000lx时，启动照明系统进行补光。

（1）智能光控电路的核心元件是光敏电阻，某同学如图乙连接各元件，测量光敏电阻在不同照度时的电阻，则在闭合电路开关前应该把滑动变阻器滑到 （选填“1”或“2”）端；请根据图乙在虚线框内画出对应的电路图 ；

（2）通过测量得出了电阻随照度变化的规律如图丙所示，由图可判断光敏电阻的阻值与照度 反比例函数关系（选填“满足”或“不满足”）；
（3）该同学用上述光敏电阻连接成图甲所示的控制电路，其中电源电动势，内阻，定值电阻，电阻箱的阻值调节范围是0~999.9Ω，光敏电阻的电压U增加到2.0V时光照系统开始工作，为了使光敏电阻在照度降低到4000lx时，自动控制系统开始补光，电阻箱的阻值应该调节为 Ω；
（4）该光控装置使用较长时间后电源内阻变大，使得自动控制系统正常工作时的最小照度 4000lx（选填“大于”“小于”或“等于”）。
13．把蜂鸣器、光敏电阻、干簧管继电器、开关、电源按如图所示电路连接，制成光电报警装置。当有光照射报警装置且光照不是很弱时，蜂鸣器发声，当没有光照或者光照很弱时，蜂鸣器不发声。①光敏电阻：受光照射后，阻值会变小、②干簧管继电器：由干簧管和绕在干簧管外的线圈组成，当线圈中有一定的电流时，线圈产生的磁场使密封在干簧管内的两个铁质簧片磁化，两个簧片在磁力作用下由原来的分离状态变成闭合状态。当线圈中没有电流或者电流很微弱时，磁场消失，簧片在弹力的作用下恢复到分离状态。请将下面的电路完整连接好 。
评卷人得分
四、解答题
14．无人驾驶飞机（图）的飞行控制系统简称“飞控”。无人机悬停还是飞行、上升还是下降等飞行指令都由“飞控”下达，以保持无人驾驶飞机的正常飞行姿态。无人驾驶飞机内通常有陀螺仪、加速度传感器、地磁感应器、气压传感器、超声波传感器、光流传感器、位置传感器等传感器。为实现飞行姿态自动感知、悬停高度控制、低空高度精确控制或避障、水平位置高度定位、悬停水平位置精确确定等功能，分别需要使用哪种传感器？
15．火灾探测器是火灾自动报警系统的触发装置，在发生火情初期通常会出现哪些可被感知的物理量？通过哪些传感器能变成电信号，传输到火灾报警系统，从而起到对火灾预警与监控作用？
16．如图是一种光电计数装置的原理图，被计数的制品放在传送带上，光源安装在传送带的一侧，光电计数装置安装在传送带的另一侧．每当传送带上有一个制品通过时，光线被挡住，电磁铁放开衔铁，计数齿轮转过一齿，计数器自动把制品数目记下来．试说明这种计数装置的工作原理 ．
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
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第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
解析：传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的。
答案：D。
2．D
解析：A．当待测压力增大时，电容器板间距离减小，根据电容的决定式得知，电容C增大，故A错误；
B．闭合K，当待测压力增大时，电容增大，而电压不变，由得知，电容器的带电量增大，电容器将充电，电路中形成逆时针方向的充电电流，有向左的电流通过R，故B错误。
CD．断开K，当待测压力减小时，电容器板间距离增大，电容C减小，而电容器所带的电量Q不变，由得知，两极板间的电势差U增大，故C错误，D正确。
答案：D。
点拨：本题考查对传感器基本原理的理解，实质是电容器动态变化分析问题，关键要掌握电容的决定式和定义式。
3．B
解析：A．电熨斗是通过双金属片温度传感器来控制温度的，故A错误；
B．动圈式话筒是通电导体在磁场中受力，变化的电流通过线圈，产生变化的磁场，从而让扬声器的膜片振动，产生声音，故B正确；
C．金属热电阻是将热学量转化为电学量的传感器，故C错误；
D．有的火灾报警器是利用光传感器实现报警，故D错误。
答案：B。
4．D
解析：由题图可知，导电液体和导体芯构成了电容器，可近似为平行板电容器，由可知，当液面升高时，电容器极板正对面积S增大，故电容增大，A、C间电势差不变，再由 知，电容器电荷量增大，因此电容器处于充电状态，电流从a向b，答案：D。
5．C
思路：依据单位时间内的脉冲数，即可知转动周期，再结合角速度与周期，与线速度与角速度关系，即可求解；根据左手定则得出电子的偏转方向，抓住电子所受的电场力和洛伦兹力平衡得出霍尔电压的表达式，从而进行分析．
解析：A、B、根据得，Um=Bdv，由电流的微观定义式：I=nesv，n是单位体积内的电子数，e是单个导电粒子所带的电量，s是导体的横截面积，v是导电粒子运动的速度.整理得:.联立解得：，可知用霍尔元件可以测量磁场的磁感应强度，保持电流不变，霍尔电压Um与车速大小无关;故A，B均错误.
C、D、由题意如果在单位时间内得的脉冲数为N时，则自行车的转速为，则车速为；故C正确，D错误.
答案：C.
点拨：所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体时，产生横向电势差的物理现象．霍尔效应在新课标教材中作为课题研究材料，解答此题所需的知识都是考生应该掌握的．对于开放性物理试题，要有较强的阅读能力和获取信息能力．
6．C
解析：A．由题可知，小苹果通过托盘秤时，R2两端的电压较小，则根据闭合电路的欧姆定律有
E = IR1＋I(R并＋r)
可知压力越小R1应该越大，则I越小，R2两端的电压较小，故A错误；
BCD．根据闭合电路的欧姆定律有
E = I(R1＋r)＋IR并
当适当减小R2的阻值，则R并减小，如果R1不变的情况下I增大，此时R2两端的电压比没有减小R2时的电压小，则分拣出的最小苹果比m0还要大；若只增大电路中电源的电动势，同理也会让I增大，此时R2两端的电压比没有增大电路中电源的电动势的电压大，则可分拣出的最小苹果比m0还要小，故C正确、BD错误。
答案：C。
7．A
解析：规定电源负极的电势为零，则
保持不变，而
当有烟雾时，光敏电阻增大，增大，所以当时，控制电路开始工作。
答案：A。
8．ABC
解析：传感器是将所感受到的不便于测量的物理量（如力、热、光、声等）转换成便于测量的物理量（一般是电学量）的一类元件。答案：项ABC正确；选项D错误；
答案：ABC。
9．AD
解析：AB．B是光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。当没有物品挡住光时，光射向B，B的阻值减小，其电流变大，由
U＝E－Ir
知电压表读数变小，A正确，B错误；
CD．有物品时，光被挡住，B的阻值增大，电流减小，电压表读数变大，C错误，D正确。
答案：AD。
10．BD
解析：AB．压力越大，若越小，则总电阻越小，总电流越大，故两端电压越大，则电磁铁对分栋开关的衔铁吸引越强，所以大苹果从下面的轨道通过，小苹果从上面轨道通过，可以起到自动分拣大小苹果的效果，反之则不能，故A错误，B正确；
CD．通过调节的大小，可以改变的两端的电压，则可以改变电磁铁对分栋开关的衔铁吸引力的强弱，从而改变苹果筛选的标准，故C错误，D正确。
答案：BD。
11．AD
解析：AB．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，经常被用于控制电路的通断，故A正确，B错误；
CD．光敏电阻可以“感受”光的强弱，光越强，它的电阻越小，故D正确，C错误。
答案：AD。
12． 2 不满足 65.0 小于
解析：（1）[1][2]为了保证电路的安全应将滑动变阻器滑到2端，从而使光敏电阻两端的电压为零；根据实物图可得电路图为

（2）[3]根据图像可知纵坐标与横坐标的乘积不是一个常数，所以光敏电阻的阻值与照度不满足反比例函数关系；
（3）[4]根据闭合电路欧姆定律
根据图像可知在照度降低到4000lx时，对应的阻值为
又有
其中
U=2V
联立可得
（4）[5]光控装置使用较长时间后电源内阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，总电流变小，R0两端的电压变小，从而导致自动控制系统正常工作时的最小照度小于4000lx。
13．见解析
解析：如下图所示，当有光照且光照不是很弱时，光敏电阻的阻值变小，使得干簧管继电器线圈中有较大的电流，从而产生磁场，导致两个铁质簧片闭合，最终使得蜂鸣器发声。
14．见解析
解析：飞行姿态自动感知需要使用陀螺仪传感器，悬停高度控制需要使用加速度传感器，低空高度精确控制或避障需要使用超声波传感器，水平位置高度定位、悬停水平位置精确确定需要使用位置传感器。
15．光照强度和温度，光电传感器和温度传感器
解析：在发生火情初期通常会出现火光则光照强度增加，可使用光电传感器变成电信号，传输到火灾报警系统，从而起到对火灾预警与监控作用。
在发生火情初期通常会出现温度升高，则可以使用温度传感器变成电信号，传输到火灾报警系统，从而起到对火灾预警与监控作用。
16．见解析
解析：[1]当物品通过时，物品挡住光线，使光电管中无光电流产生，电路中无电流，电磁铁放开齿轮，让齿轮转过一格，计下一个数；当无物品通过时，光线照到光电管上，使光电管中有光电流产生，电磁铁吸引衔铁，卡住齿轮，计数齿轮不转就不计数．
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