5.1认识传感器同步练习（含解析）2023——2024学年高物理人教版（2019）选择性必修第二册
文档属性
| 名称 | 5.1认识传感器同步练习（含解析）2023——2024学年高物理人教版（2019）选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-04-16 08:56:59 | ||
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文档简介
5.1 认识传感器 同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．所有传感器都是由塑料制成的
B．水银温度计是一种传感器
C．传感器主要是通过感温度的变化来传递信号的
D．金属材料也可以制成传感器
2．干簧管的结构，一般是由两片软磁性的金属簧片，密封在玻璃管内组成，两个簧片中间的间隔很小，如图所示，干簧管的工作原理是（ ）
A．磁化 B．欧姆定律
C．楞次定律 D．库仑定律
3．某型号酒精测试仪的工作原理图如图所示，传感器R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时（ ）
A．传感器的电阻增大 B．电流表的示数变小 C．电压表的示数变大 D．电源的总功率增大
4．如图，是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2部分插在线圈3中，并且可以随着物体1在线圈中左右平移。要能够准确反映出物体1的左右位置变化，那么应该在a、b间连接的是（ ）
A．在a、b间串接干电池和灵敏电流计
B．在a、b间接灵敏电流计
C．在a、b间串接交流电源和灵敏电流计
D．在a、b间电压表
5．下列传感器能够将力学量转换为电学量的是（ ）
A． 光敏电阻
B． 干簧管
C． 电阻应变片
D． 霍尔元件
6．用如图所示的装置检测环境的光线强度，是固定电阻，是光敏电阻（光照强度变强时光敏电阻阻值变小）。在两点连接一个检流计，检流计的电流由A点流入时指针向左偏，由B点流入时指针向右偏，开关S闭合后当光照合适时，检流计的指针指向中间的零刻度，（电源内阻不计），以下说法正确的是（ ）
A．若检流计指针向左偏，说明室内光照强度过高
B．若检流计指针向左偏，说明室内光照强度过低
C．若检流计指针向左偏，可把电阻调大，检流计指针再次指中间
D．若检流计指针向左偏，可把电阻调小，检流计指针再次指中间
7．下列关于传感器元件说法错误的是（ ）
A．如图甲，是一光敏电阻，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好
B．如图乙，是一电阻应变片，其电阻随受外力而发生机械形变的变化而发生变化
C．如图丙，当磁体靠近“干簧管”时，“干簧管”能起到开关的作用是由于电磁感应
D．如图丁，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向左发生微小位移时，线圈自感系数变大
8．如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的是由气敏电阻（制成的传感器，的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设当燃气浓度达到6%时报警。闭合开关、，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的上端是S极
B．燃气浓度升高时，电磁铁磁性减弱
C．按出厂预设，当燃气浓度达到6%时报警，此时工作电路的灯亮
D．将的滑片下移，可以使工作电路在燃气浓度值比出厂预设值低一些时报警
二、多选题
9．某加速度传感器的原理示意图如图所示，其被固定在被测对象的水平面上。传感器中的电源电动势和内阻均恒定，滑动变阻器的滑片到滑动变阻器两端的阻值与它到滑动变阻器两端的距离成正比，滑片与滑块（质量恒定）固定在一起，它们可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用弹簧拉着。滑块处于平衡状态时，滑片恰好位于滑动变阻器中央，此时电压表指针也恰好指在刻度盘的中央。下列说法正确的是（ ）
A．当滑块具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向左偏转
B．当电压表的指针指在零刻度时，滑块的加速度方向一定沿图示方向相反
C．滑块的加速度大小与电压表指针的刻度成正比
D．滑块的加速度大小与电压表指针偏离中央的角度成正比
10．如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列说法正确的是（ ）
A．电介质插入极板间越深，则电容器电容越大
B．在汽车向右匀加速直线运动过程中，弹簧处于拉伸状态
C．在汽车向左匀速直线运动过程中电路中有电流
D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有逆时针方向的充电电流
11．如图所示，干簧管放在磁场中时两个舌簧能被磁化。关于干簧管，下列说法正确的是（ ）
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C．干簧管接入电路中相当于开关的作用
D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的
12．电容式加速度传感器是常见的手机感应装置，结构如图所示。质量块的上端连接轻质弹簧，下端连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容， 则下列说法正确的是（ ）
A．电介质插入极板越深，电容器电容越大
B．当传感器处于静止状态时，电容器不带电
C．当传感器由静止突然向前加速时，会有电流由a流向b
D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后电流表指针不偏转
三、实验题
13．某实验小组想了解一气压传感器的电阻随所处环境气压变化的规律，他们在室温下利用实验室提供的以下器材进行探究。
A．气压传感器（阻值变化范围从几十欧到几百欧）；
B．直流电源（电动势6V，内阻不计）；
C．电压表（量程0～3V，内阻为4kΩ）；
D．电压表（量程0～15V，内阻为20kΩ）；
E．电流表A（量程0～150mA，内阻不计）；
F．定值电阻（阻值为4kΩ）；
G．定值电阻（阻值为20kΩ）；
H．滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）；
I．开关S、导线若干。
(1)该小组设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择 ，定值电阻应选择 。（填器材前的字母代号）
(2)请按图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整 。
(3)改变环境压强p，测得不同的值，绘出如图丙所示的图像，可得随压强p变化的关系式为= 。
(4)某次测量时，电压表、电流表的示数分别为和，则气压传感器的阻值= Ω，此时气压传感器所处环境的压强p= Pa。
14．现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A．蓄电池（电动势E＝2 V，内阻r＝0.6 Ω）
B．表头G（满偏电流6.0 mA，内阻未知）
C．电流表A（满偏电流10 mA，内阻未知）
D．电阻箱R1（最大阻值999.9 Ω）
E．电阻箱R2（最大阻值999.9 Ω）
F．开关及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开开关S1、S2、S3，将R1、R2调到最大值。合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。此时合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G示数如图丁所示，此时R1为108.0 Ω，则改装电表时应将R1调为 Ω，改装结束后断开所有开关。
（2）该同学若将图丙中开关S1、S2合上，而将S3拨到1处，电阻箱R2的阻值调为14.0 Ω，酒精气体浓度为零时，表头G的读数为 mA。
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0 mA。已知酒精浓度在0.2～0.8 mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8 mg/mL属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于 （选填“酒驾”或“醉驾”）。
（4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整 （“R1”或“R2”），使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。
四、解答题
15．如图（a）所示是一种酒精测试仪，酒精测试仪实际上是由酒精气敏传感器（相当于随酒精气体浓度变化的变阻器）与一个定值电阻及一个电压表组成。如图（b）所示是这种酒精测试仪的原理图，图中为定值电阻，酒精气敏传感元件的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。简要说明这种酒精测试仪的工作原理。
16．用塑料薄膜做成的育秧棚，往往会因棚内湿度过高而影响秧苗的正常生长，因此需要一个能指示棚内湿度的简单仪器，以便及时排湿，保证育好秧苗．如图所示是育秧棚湿度传感器的原理图，其中由湿敏电阻、滑动变阻器和定值电阻、组成测湿电桥．当相对湿度正常时，阻值很大；当育秧棚内的相对湿度增大到较高时，的阻值减小．
（1）当育秧棚的湿度正常时，a、b两点哪一点的电势高？
（2）如何调高棚内的湿度？
17．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。
18．干簧管结构：如图甲所示，玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁体靠近干簧管时：
（1）会发生什么现象，为什么？
（2）干簧管的作用是什么？
19．某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。一平行板电容器的两个极板竖直放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S，极板间的距离为d，电容器的电容公式为（E是常数但未知）。极板1固定不动，与周围绝缘，极板2接地，且可在水平平台上滑动，并始终与极板1保持平行。极板2的侧边与劲度系数为k，自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连。两弹簧的另一端固定，弹簧L与电容器垂直，如图甲所示。如图乙所示是这一装置的应用示意图，先将电容器充电至电压U后，即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p，使两极板之间的距离发生微小的变化。测得此时电容器的电压改变量为ΔU。设作用在电容器极板2上的静电力不致于引起弹簧可测量到的形变，试求待测压强p。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【详解】AD．传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，故A错误，D正确；
B．水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，故B错误；
C．传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，故C错误；
故选D。
2．A
【详解】干簧管是一种利用磁场信号来控制线路的开关器件，也叫磁控开关，干簧管的工作原理是磁化。
故选A。
3．D
【详解】ABC．酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器R的阻值减小，则电流增大，根据
可知电压表示数变小，故ABC错误；
D．根据功率的公式可知
可知电源的总功率增大，故D正确；
故选D。
4．C
【详解】根据题意可知，软铁芯2随着物体1向左平移，可以使线圈3的自感系数增大，同理软铁芯2随着物体1向右平移，可以使线圈3的自感系数减小，这一变化通过转换电路和检测电路输出电流，就得到了被测物体位移的变化，则应将线圈3与灵敏电流计串联后与交流电源相连，线圈自感系数的变化将使它对交变电流的感抗发生变化，从而引起电路中电流的变化，再由灵敏电流计显现出来。
故选C。
5．C
【详解】A．光敏电阻是将光强转化为电学量，故A错误；
B．干簧管是将磁学量转化为电学量，故B错误；
C．电阻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，故C正确；
D．霍尔元件是将磁学量转化为电学量，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】AB．若检流计指针指向零刻度，说明电桥平衡。A、B两点电势相等。此时
则
，
若光照强度过高，阻值减小。变大，变小，A点电势降低，电流从B点流向A点，检流汁右偏；若光照强度低，阻值变大。变小，变大，A点电势升高、电流从A点流向B点，检流计左偏。故A错误，B正确；
CD．由
检流计指针向左偏，变大， 可调大，或调小，使检流计再次指中间。故C、D均错误。
故选B。
7．C
【详解】A．光敏电阻，当强光照射时，电阻变小，导电性增强，故A正确不符合题意；
B．电阻应变片，其电阻随受外力而发生机械形变的变化而发生变化，故B正确不符合题意；
C．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开，经常被用于控制电路的通断，不是电磁感应原理，故C错误符合题意；
D．当物体1向左发生微小位移时，铁芯插入的长度变大，线圈自感系数变大，故D正确不符合题意。
故选C。
8．D
【详解】A．由图可知电流从电磁铁的下端流入，根据右手螺旋定则可知电磁铁的上端是N极，选项A错误；
B．由图乙可知燃气浓度升高时，的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强，选项B错误；
C．报警器报警时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，由电路图可知，L2灯亮，选项C错误；
D．将的滑片下移，的电阻降低，而工作电路不变，报警时需要的电流不变，则报警时气敏电阻的阻值需增大，由图乙可知燃气浓度将降低，即工作电路会在燃气浓度值比出厂预设值低一些时报警，选项D正确。
故选D。
9．AD
【详解】A．当滑块具有图示方向的加速度时，滑块向左移动，带动变阻器的滑片移向中点左方，则电压表所测电阻变小，示数减小，指针将向左侧偏转，故A正确；
B．当电压表的指针指在零刻度时，滑片位于电阻R左端，滑块的加速度方向沿图示方向，故B错误；
C D．设滑块偏离中间位置x距离时，设电阻器单位长度的电阻为r，流过电阻器的电流为Ⅰ，电压表示数变化量为
设弹簧的弹性系数为k，由牛顿第二定律得
解得
故滑块的加速度大小与电压表指针偏离中央的角度成正比，故C错误，D正确。
故选AD。
10．AB
【详解】A．由可知电介质插入极板间越深，则电容器电容越大，故A正确；
B．汽车向右匀加速直线运动过程中，由可知弹簧对质量块的拉力向右，所以弹簧处于拉伸状态，故B正确；
C．在汽车向左匀速直线运动过程中弹簧处于原长，电介质插入极板间的深度不变，电容器电容不变，电容器两极板间电势差恒定，由知电容器所带电量不变，电容器无充放电现象，故电路中无电流，故C错误；
D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，由可知弹簧对质量块的拉力向右且不断增大，弹簧伸长量越来越大，电介质插入极板间的深度变大，由可知电容器电容越大，电容器两极板间电势差恒定，由知不断增大，电容器处于不断充电状态，所以电路中有顺时针方向的充电电流，故D错误。
故选AB。
11．CD
【详解】干簧管能感知磁场，因为两个舌簧由软磁性材料制成，当周围存在磁场时，两个舌簧被磁化，就会相互吸引，所以是作开关来使用，作为控制元件以实现自动控制的，选项CD正确，AB错误。
故选CD。
12．AD
【详解】A．电介质插入极板越深
变大，电容器电容越大，A 正确；
B．当传感器处于静止状态时，电容器带电，左极板带正电，右极板带负电，且两极板之间电势差大小恒等于电源电动势，B错误；
C．当传感器由静止突然向前加速时，弹簧会伸长，向上的弹力增加，电介质插入极板深度增加， 根据电容器的决定式
可知电容器电容增大，因电容器两端的电压不变，根据
Q=CU
可知，两极板间的电荷量增大，会有电流由b流向a，C 错误；
D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后弹簧弹力不变，电介质插入极板深度不变，则电容器电容不变，极板电荷量也不变，故电流表中没有电流通过，指针不偏转，D 正确。
故选AD。
13．(1) C F
(2)
(3)
(4) 200
【详解】（1）[1]根据题意可知，电源电动势为，电压表读数时要在表盘中间三分之一更准确，而且串联定值电阻可以扩大量程，故电压表选C。
[2]串联定值电阻，相当于扩大电压表量程，扩大到即可，电压表的量程为，内阻为，根据串联分压原理，故需串联一个阻值为定值电阻，故定值电阻应选。
故选F。
（2）按照图甲所示的电路图，连接实物图如图所示
（3）根据图像，假设
代入数据可得
（4）[1]根据题意，由欧姆定律有
[2]将代入表达式
可以解得，此时气压传感器所处环境的压强为
14． 6.0 2.0 醉驾 R2
【详解】
（1）[1]合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。则表头G与电流表A串联，可知
I＝Ig＝6.0 mA
合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G与R1并联，由图丁可知表头G的示数
I′＝4 mA
则R1中的电流
由，解得表头的内阻
将表头G的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联的电阻R1中的电流为
IR1＝(10－1)Ig＝9Ig
则由，解得改装电表时应将R1调为
（2）[2]改装后电流表的内阻为
由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为
R＝80 Ω
由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流
则表头G的读数为
（3）[3]某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0 mA，电路中总电流
I3＝10×5.0 mA＝50.0 mA＝0.05 A
由闭合电路欧姆定律可得
解得传感器的电阻
由图乙可知酒精浓度为0.8 mg/mL，所以该次测试的酒精浓度范围属于醉驾。
（4）[4]由闭合电路欧姆定律可知
使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把R2调小，使电路中总电阻减小。
15．见解析
【详解】定值电阻和酒精气敏传感元件与电源串联，电压表测量电压，的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，测试者酒精气浓度变大，则的电阻值变小，电阻分压变大，电压表示数也会变大，即电压表示数随酒精气浓度变化，酒精气浓度过大，电压表示数也会过大，超出设定值，即可发出警报。
16．（1）当育秧棚的湿度正常时，b点的电势高。
（2）通过调低滑动变阻器的阻值来调高棚内的湿度。
【详解】（1）分析电路结构，湿敏电阻RH和滑动变阻器Rp串联，定值电阻R1、R2串联，再并联，当相对湿度正常时，RH阻值很大，设电源负极电势为零，则a点的电势等于滑动变阻器两端的电压，电势较低；b点的电势等于定值电阻R2两端的电压，电势较高，故当育秧棚的湿度正常时，b点的电势高。
（2）当育秧棚内的相对湿度增大时，RH的阻值减小，则a点电势升高，达到触发开关的数值时，棚内开始除湿。要提高棚内的湿度，则应该在RH的阻值减小时，a点电势没有较大的升高，应该调低滑动变阻器的阻值。
17．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。
18．（1）灯泡会亮，因为当条形磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通；（2）干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器。
【详解】（1）灯泡会亮，因为当条形磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通
（2）干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器
19．
【详解】该题根据平行板电容器在电荷量不变的情况下，其两端电压随板间距离变化而变化，从而把力学量（压强p）转化为电学量（电压）来测量。因为，，，则
所以
Δd=
又
F=pS，2kΔd=pS
则
答案第1页，共2页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于传感器，下列说法正确的是（ ）
A．所有传感器都是由塑料制成的
B．水银温度计是一种传感器
C．传感器主要是通过感温度的变化来传递信号的
D．金属材料也可以制成传感器
2．干簧管的结构，一般是由两片软磁性的金属簧片，密封在玻璃管内组成，两个簧片中间的间隔很小，如图所示，干簧管的工作原理是（ ）
A．磁化 B．欧姆定律
C．楞次定律 D．库仑定律
3．某型号酒精测试仪的工作原理图如图所示，传感器R的阻值随气体中酒精浓度的增大而减小。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时（ ）
A．传感器的电阻增大 B．电流表的示数变小 C．电压表的示数变大 D．电源的总功率增大
4．如图，是一种电感式微小位移传感器的原理图。1是待测位移的物体，3是空心线圈，软铁芯2部分插在线圈3中，并且可以随着物体1在线圈中左右平移。要能够准确反映出物体1的左右位置变化，那么应该在a、b间连接的是（ ）
A．在a、b间串接干电池和灵敏电流计
B．在a、b间接灵敏电流计
C．在a、b间串接交流电源和灵敏电流计
D．在a、b间电压表
5．下列传感器能够将力学量转换为电学量的是（ ）
A． 光敏电阻
B． 干簧管
C． 电阻应变片
D． 霍尔元件
6．用如图所示的装置检测环境的光线强度，是固定电阻，是光敏电阻（光照强度变强时光敏电阻阻值变小）。在两点连接一个检流计，检流计的电流由A点流入时指针向左偏，由B点流入时指针向右偏，开关S闭合后当光照合适时，检流计的指针指向中间的零刻度，（电源内阻不计），以下说法正确的是（ ）
A．若检流计指针向左偏，说明室内光照强度过高
B．若检流计指针向左偏，说明室内光照强度过低
C．若检流计指针向左偏，可把电阻调大，检流计指针再次指中间
D．若检流计指针向左偏，可把电阻调小，检流计指针再次指中间
7．下列关于传感器元件说法错误的是（ ）
A．如图甲，是一光敏电阻，随着光照的增强，载流子增多，导电性变好
B．如图乙，是一电阻应变片，其电阻随受外力而发生机械形变的变化而发生变化
C．如图丙，当磁体靠近“干簧管”时，“干簧管”能起到开关的作用是由于电磁感应
D．如图丁，是一种电感式微小位移传感器，物体1连接软铁芯2插在空心线圈3中，当物体1向左发生微小位移时，线圈自感系数变大
8．如图甲所示是家用燃气报警器的部分电路示意图，其中控制电路中的是由气敏电阻（制成的传感器，的阻值与燃气浓度的关系如图乙所示。出厂预设当燃气浓度达到6%时报警。闭合开关、，下列说法正确的是（ ）
A．电磁铁的上端是S极
B．燃气浓度升高时，电磁铁磁性减弱
C．按出厂预设，当燃气浓度达到6%时报警，此时工作电路的灯亮
D．将的滑片下移，可以使工作电路在燃气浓度值比出厂预设值低一些时报警
二、多选题
9．某加速度传感器的原理示意图如图所示，其被固定在被测对象的水平面上。传感器中的电源电动势和内阻均恒定，滑动变阻器的滑片到滑动变阻器两端的阻值与它到滑动变阻器两端的距离成正比，滑片与滑块（质量恒定）固定在一起，它们可以在光滑的框架中平移，滑块两侧用弹簧拉着。滑块处于平衡状态时，滑片恰好位于滑动变阻器中央，此时电压表指针也恰好指在刻度盘的中央。下列说法正确的是（ ）
A．当滑块具有图示方向的加速度a时，电压表的指针将向左偏转
B．当电压表的指针指在零刻度时，滑块的加速度方向一定沿图示方向相反
C．滑块的加速度大小与电压表指针的刻度成正比
D．滑块的加速度大小与电压表指针偏离中央的角度成正比
10．如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。质量块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，质量块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动，电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列说法正确的是（ ）
A．电介质插入极板间越深，则电容器电容越大
B．在汽车向右匀加速直线运动过程中，弹簧处于拉伸状态
C．在汽车向左匀速直线运动过程中电路中有电流
D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有逆时针方向的充电电流
11．如图所示，干簧管放在磁场中时两个舌簧能被磁化。关于干簧管，下列说法正确的是（ ）
A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用
B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的
C．干簧管接入电路中相当于开关的作用
D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的
12．电容式加速度传感器是常见的手机感应装置，结构如图所示。质量块的上端连接轻质弹簧，下端连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容， 则下列说法正确的是（ ）
A．电介质插入极板越深，电容器电容越大
B．当传感器处于静止状态时，电容器不带电
C．当传感器由静止突然向前加速时，会有电流由a流向b
D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后电流表指针不偏转
三、实验题
13．某实验小组想了解一气压传感器的电阻随所处环境气压变化的规律，他们在室温下利用实验室提供的以下器材进行探究。
A．气压传感器（阻值变化范围从几十欧到几百欧）；
B．直流电源（电动势6V，内阻不计）；
C．电压表（量程0～3V，内阻为4kΩ）；
D．电压表（量程0～15V，内阻为20kΩ）；
E．电流表A（量程0～150mA，内阻不计）；
F．定值电阻（阻值为4kΩ）；
G．定值电阻（阻值为20kΩ）；
H．滑动变阻器R（最大阻值为50Ω）；
I．开关S、导线若干。
(1)该小组设计了如图甲所示的实验电路原理图，其中电压表应选择 ，定值电阻应选择 。（填器材前的字母代号）
(2)请按图甲所示的电路图，将图乙中的实物连线补充完整 。
(3)改变环境压强p，测得不同的值，绘出如图丙所示的图像，可得随压强p变化的关系式为= 。
(4)某次测量时，电压表、电流表的示数分别为和，则气压传感器的阻值= Ω，此时气压传感器所处环境的压强p= Pa。
14．现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A．蓄电池（电动势E＝2 V，内阻r＝0.6 Ω）
B．表头G（满偏电流6.0 mA，内阻未知）
C．电流表A（满偏电流10 mA，内阻未知）
D．电阻箱R1（最大阻值999.9 Ω）
E．电阻箱R2（最大阻值999.9 Ω）
F．开关及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开开关S1、S2、S3，将R1、R2调到最大值。合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。此时合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G示数如图丁所示，此时R1为108.0 Ω，则改装电表时应将R1调为 Ω，改装结束后断开所有开关。
（2）该同学若将图丙中开关S1、S2合上，而将S3拨到1处，电阻箱R2的阻值调为14.0 Ω，酒精气体浓度为零时，表头G的读数为 mA。
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0 mA。已知酒精浓度在0.2～0.8 mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8 mg/mL属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于 （选填“酒驾”或“醉驾”）。
（4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整 （“R1”或“R2”），使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。
四、解答题
15．如图（a）所示是一种酒精测试仪，酒精测试仪实际上是由酒精气敏传感器（相当于随酒精气体浓度变化的变阻器）与一个定值电阻及一个电压表组成。如图（b）所示是这种酒精测试仪的原理图，图中为定值电阻，酒精气敏传感元件的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小。简要说明这种酒精测试仪的工作原理。
16．用塑料薄膜做成的育秧棚，往往会因棚内湿度过高而影响秧苗的正常生长，因此需要一个能指示棚内湿度的简单仪器，以便及时排湿，保证育好秧苗．如图所示是育秧棚湿度传感器的原理图，其中由湿敏电阻、滑动变阻器和定值电阻、组成测湿电桥．当相对湿度正常时，阻值很大；当育秧棚内的相对湿度增大到较高时，的阻值减小．
（1）当育秧棚的湿度正常时，a、b两点哪一点的电势高？
（2）如何调高棚内的湿度？
17．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。
18．干簧管结构：如图甲所示，玻璃管内封入了两个软磁性材料制成的簧片，接入图乙电路，当条形磁体靠近干簧管时：
（1）会发生什么现象，为什么？
（2）干簧管的作用是什么？
19．某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。一平行板电容器的两个极板竖直放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S，极板间的距离为d，电容器的电容公式为（E是常数但未知）。极板1固定不动，与周围绝缘，极板2接地，且可在水平平台上滑动，并始终与极板1保持平行。极板2的侧边与劲度系数为k，自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连。两弹簧的另一端固定，弹簧L与电容器垂直，如图甲所示。如图乙所示是这一装置的应用示意图，先将电容器充电至电压U后，即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀向左的待测压强p，使两极板之间的距离发生微小的变化。测得此时电容器的电压改变量为ΔU。设作用在电容器极板2上的静电力不致于引起弹簧可测量到的形变，试求待测压强p。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．D
【详解】AD．传感器材料分半导体材料、陶瓷材料、金属材料和有机材料，故A错误，D正确；
B．水银温度计根据热胀冷缩来测量温度，不是传感器，故B错误；
C．传感器一定是通过非电学量转换成电学量来传递信号的，故C错误；
故选D。
2．A
【详解】干簧管是一种利用磁场信号来控制线路的开关器件，也叫磁控开关，干簧管的工作原理是磁化。
故选A。
3．D
【详解】ABC．酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器R的阻值减小，则电流增大，根据
可知电压表示数变小，故ABC错误；
D．根据功率的公式可知
可知电源的总功率增大，故D正确；
故选D。
4．C
【详解】根据题意可知，软铁芯2随着物体1向左平移，可以使线圈3的自感系数增大，同理软铁芯2随着物体1向右平移，可以使线圈3的自感系数减小，这一变化通过转换电路和检测电路输出电流，就得到了被测物体位移的变化，则应将线圈3与灵敏电流计串联后与交流电源相连，线圈自感系数的变化将使它对交变电流的感抗发生变化，从而引起电路中电流的变化，再由灵敏电流计显现出来。
故选C。
5．C
【详解】A．光敏电阻是将光强转化为电学量，故A错误；
B．干簧管是将磁学量转化为电学量，故B错误；
C．电阻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，故C正确；
D．霍尔元件是将磁学量转化为电学量，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】AB．若检流计指针指向零刻度，说明电桥平衡。A、B两点电势相等。此时
则
，
若光照强度过高，阻值减小。变大，变小，A点电势降低，电流从B点流向A点，检流汁右偏；若光照强度低，阻值变大。变小，变大，A点电势升高、电流从A点流向B点，检流计左偏。故A错误，B正确；
CD．由
检流计指针向左偏，变大， 可调大，或调小，使检流计再次指中间。故C、D均错误。
故选B。
7．C
【详解】A．光敏电阻，当强光照射时，电阻变小，导电性增强，故A正确不符合题意；
B．电阻应变片，其电阻随受外力而发生机械形变的变化而发生变化，故B正确不符合题意；
C．干簧管是一种能够感知磁场的传感器，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开，经常被用于控制电路的通断，不是电磁感应原理，故C错误符合题意；
D．当物体1向左发生微小位移时，铁芯插入的长度变大，线圈自感系数变大，故D正确不符合题意。
故选C。
8．D
【详解】A．由图可知电流从电磁铁的下端流入，根据右手螺旋定则可知电磁铁的上端是N极，选项A错误；
B．由图乙可知燃气浓度升高时，的阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强，选项B错误；
C．报警器报警时，电磁铁恰好能将衔铁吸下，由电路图可知，L2灯亮，选项C错误；
D．将的滑片下移，的电阻降低，而工作电路不变，报警时需要的电流不变，则报警时气敏电阻的阻值需增大，由图乙可知燃气浓度将降低，即工作电路会在燃气浓度值比出厂预设值低一些时报警，选项D正确。
故选D。
9．AD
【详解】A．当滑块具有图示方向的加速度时，滑块向左移动，带动变阻器的滑片移向中点左方，则电压表所测电阻变小，示数减小，指针将向左侧偏转，故A正确；
B．当电压表的指针指在零刻度时，滑片位于电阻R左端，滑块的加速度方向沿图示方向，故B错误；
C D．设滑块偏离中间位置x距离时，设电阻器单位长度的电阻为r，流过电阻器的电流为Ⅰ，电压表示数变化量为
设弹簧的弹性系数为k，由牛顿第二定律得
解得
故滑块的加速度大小与电压表指针偏离中央的角度成正比，故C错误，D正确。
故选AD。
10．AB
【详解】A．由可知电介质插入极板间越深，则电容器电容越大，故A正确；
B．汽车向右匀加速直线运动过程中，由可知弹簧对质量块的拉力向右，所以弹簧处于拉伸状态，故B正确；
C．在汽车向左匀速直线运动过程中弹簧处于原长，电介质插入极板间的深度不变，电容器电容不变，电容器两极板间电势差恒定，由知电容器所带电量不变，电容器无充放电现象，故电路中无电流，故C错误；
D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，由可知弹簧对质量块的拉力向右且不断增大，弹簧伸长量越来越大，电介质插入极板间的深度变大，由可知电容器电容越大，电容器两极板间电势差恒定，由知不断增大，电容器处于不断充电状态，所以电路中有顺时针方向的充电电流，故D错误。
故选AB。
11．CD
【详解】干簧管能感知磁场，因为两个舌簧由软磁性材料制成，当周围存在磁场时，两个舌簧被磁化，就会相互吸引，所以是作开关来使用，作为控制元件以实现自动控制的，选项CD正确，AB错误。
故选CD。
12．AD
【详解】A．电介质插入极板越深
变大，电容器电容越大，A 正确；
B．当传感器处于静止状态时，电容器带电，左极板带正电，右极板带负电，且两极板之间电势差大小恒等于电源电动势，B错误；
C．当传感器由静止突然向前加速时，弹簧会伸长，向上的弹力增加，电介质插入极板深度增加， 根据电容器的决定式
可知电容器电容增大，因电容器两端的电压不变，根据
Q=CU
可知，两极板间的电荷量增大，会有电流由b流向a，C 错误；
D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后弹簧弹力不变，电介质插入极板深度不变，则电容器电容不变，极板电荷量也不变，故电流表中没有电流通过，指针不偏转，D 正确。
故选AD。
13．(1) C F
(2)
(3)
(4) 200
【详解】（1）[1]根据题意可知，电源电动势为，电压表读数时要在表盘中间三分之一更准确，而且串联定值电阻可以扩大量程，故电压表选C。
[2]串联定值电阻，相当于扩大电压表量程，扩大到即可，电压表的量程为，内阻为，根据串联分压原理，故需串联一个阻值为定值电阻，故定值电阻应选。
故选F。
（2）按照图甲所示的电路图，连接实物图如图所示
（3）根据图像，假设
代入数据可得
（4）[1]根据题意，由欧姆定律有
[2]将代入表达式
可以解得，此时气压传感器所处环境的压强为
14． 6.0 2.0 醉驾 R2
【详解】
（1）[1]合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。则表头G与电流表A串联，可知
I＝Ig＝6.0 mA
合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G与R1并联，由图丁可知表头G的示数
I′＝4 mA
则R1中的电流
由，解得表头的内阻
将表头G的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联的电阻R1中的电流为
IR1＝(10－1)Ig＝9Ig
则由，解得改装电表时应将R1调为
（2）[2]改装后电流表的内阻为
由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为
R＝80 Ω
由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流
则表头G的读数为
（3）[3]某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0 mA，电路中总电流
I3＝10×5.0 mA＝50.0 mA＝0.05 A
由闭合电路欧姆定律可得
解得传感器的电阻
由图乙可知酒精浓度为0.8 mg/mL，所以该次测试的酒精浓度范围属于醉驾。
（4）[4]由闭合电路欧姆定律可知
使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把R2调小，使电路中总电阻减小。
15．见解析
【详解】定值电阻和酒精气敏传感元件与电源串联，电压表测量电压，的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，测试者酒精气浓度变大，则的电阻值变小，电阻分压变大，电压表示数也会变大，即电压表示数随酒精气浓度变化，酒精气浓度过大，电压表示数也会过大，超出设定值，即可发出警报。
16．（1）当育秧棚的湿度正常时，b点的电势高。
（2）通过调低滑动变阻器的阻值来调高棚内的湿度。
【详解】（1）分析电路结构，湿敏电阻RH和滑动变阻器Rp串联，定值电阻R1、R2串联，再并联，当相对湿度正常时，RH阻值很大，设电源负极电势为零，则a点的电势等于滑动变阻器两端的电压，电势较低；b点的电势等于定值电阻R2两端的电压，电势较高，故当育秧棚的湿度正常时，b点的电势高。
（2）当育秧棚内的相对湿度增大时，RH的阻值减小，则a点电势升高，达到触发开关的数值时，棚内开始除湿。要提高棚内的湿度，则应该在RH的阻值减小时，a点电势没有较大的升高，应该调低滑动变阻器的阻值。
17．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。
18．（1）灯泡会亮，因为当条形磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通；（2）干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器。
【详解】（1）灯泡会亮，因为当条形磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化而接通
（2）干簧管起到开关的作用，是一种能够感知磁场的传感器
19．
【详解】该题根据平行板电容器在电荷量不变的情况下，其两端电压随板间距离变化而变化，从而把力学量（压强p）转化为电学量（电压）来测量。因为，，，则
所以
Δd=
又
F=pS，2kΔd=pS
则
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