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高二上学期 单元测试卷（二）
传感器
（考试时间为100分钟，试卷满分100分）
选择题（本题共12小题；每小题4分，共48分）
1.江海里的航标灯要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )
A．压敏性
B．光敏性
C．热敏性
D．三特性都利用了
【答案】:B
【解析】:利用光照的不同改变半导体元件的电阻率，实现光控制。
2．随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭。洗手后，将湿手靠近干手机，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为( )21世纪教育网版权所有
A．改变了湿度
B．改变了温度
C．改变了磁场
D．改变了电容
【答案】:D
【解析】：根据自动干手机工作的特征，即手靠近，电热器开始工作，手撤离，电热器停止工作，不难判断出传感器的种类。人是一种导体，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进一个电容器，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。能否利用湿度和温度来驱使电热器工作，理论上可行，但作为干手机，这种传感器的设置是有很大的缺陷的，干手机周围的环境(如湿度和温度)一年四季在变化，与手的靠近无关，假如湿度、温度发生变化，干手机就马上工作，岂不成了“室内烘干机”，故选项D正确。21教育网
3.传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示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。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流计和电源串联成闭合电路，已知电流从电流计正接线柱流入时指针向右偏转，当待测压力增大时( )www.21-cn-jy.com
A．电容器的电容将减小
B．灵敏电流计指针在正中央零刻度处
C．灵敏电流计指针向左偏转
D．灵敏电流计指针向右偏转
【答案】:D
【解析】:压力增大，则电容器极板的间距变小，电容变大，因为电容器极板间电压不变，所以电容器要充电，电流从正到负，指针向右偏。
4.（多选）下列说法正确的是( )
A．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
B．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
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大
【答案】:BC
【解析】:话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号，选项A错误；半导体热敏电阻的温度越高，它的电阻值越小，选项D错误．
5.如图所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块B时，出现的情况是( )
L1灯亮
B.L2灯亮
C．L1、L2两灯同时亮
D．L1、L2 两灯都不亮
【答案】:B
【解析】：由电路结构可以看出，当杯中的水位到达B时，左端电路被接通，这样螺线管就产生磁场，相当于一个磁铁，对与弹簧相连的金属片产生吸引作用，使之向下移动，这样L2电路被接通．2·1·c·n·j·y
6．(多选）如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光敏电阻计数器的工作原理是( )2-1-c-n-j-y
A．当有光照R1时，信号处理系统获得高电压
B．当有光照R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统获得一次高电压就计数一次
【答案】:AC
【解析】：由于光敏电阻被光照射时，载流子增多，导电性增强阻值减小，所以光敏电阻被物体遮住光时，电阻变大，电路中的电流减小，R2两端的电压减小，故信号处理系统获得低电压一次，所以选项A、C正确，B、D错．
7.如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统电路图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(该热敏材料的电阻率随温度升高而减小)，电流表A2为值斑室的显示器，显示通过R2的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是( )
A．变压器输出端的交变电流的频率为314 Hz
B．V1的示数是311 V
C．A1的示数不变，A2的示数减小
D．V1的示数不变，V2的示数减小
【答案】: D
【解析】：U1＝＝220 V，f＝50 Hz不变，A、B错误；因U1、U2不变，出现火警时R2变小，R总变小，I2总变大，UR3变大，U′2变小，IR1变小，I1变大，故C错误，D正确．21·世纪*教育网
8.霍尔元件能转换哪两个量( )
A．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
B．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C．把力转换为电压这个电学量
D．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
【答案】:B
【解析】：霍尔电压U＝，它是把磁感应强度这个非电学量转换为电压这个电学量，故选项B正确．
9.如图所示，RT为金属热电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( )
A．环境温度变高
B．环境温度变低
C．环境温度不变
D．都有可能
【答案】:A
【解析】:灯泡L的亮度变暗，由P＝I2RL可知电流变小，其他电阻不变，说明金属热电阻RT变大，环境温度变高，故A选项正确． 21*cnjy*com
10.（多选）有定值电阻、热敏电阻和光敏电阻三只元件，将这三只元件分别用黑纸包住或者把元件置于热水中，分别用欧姆表测量它们的阻值，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )【来源：21cnj*y.co*m】
A．置入热水中和不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中和不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻
【答案】:AC
【解析】：置入热水中和不置入热水中相比，欧姆表示数变化比较大，说明电阻随温度变化明显，一定是热敏电阻，若欧姆表示数不变化，这只元件可能是定值电阻也可能是光敏电阻，所以选项A正确，B错误．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件，欧姆表示数变化较大，说明元件电阻随光照强度的变化而变化，这只元件一定是光敏电阻，若欧姆表示数相同，这只元件可能是定值电阻也可能是热敏电阻，所以选项C正确，D错误．【来源：21·世纪·教育·网】
11.(多选）计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如右下图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( )www-2-1-cnjy-com
A．当有光照射R1时，处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
【答案】: AD
【解析】：当有光照射R1时，光敏电阻变小，回路电流变大，R2两端的电压升高；处理系统获得高电压，系统获得信息则计数一次．
12.(多选）当前传感器广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，正确的是( )
A．电视机对无线遥控信号的接收主要采用了光电传感器
B．电子体温计中主要采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器
D．电子秤中主要是采用了力电传感器
【答案】: BD
【解析】:电视机对无线遥控信号的接收主要采用的是红外线传感器，电脑所用的鼠标主要采用了光传感器，故A、C选项错误．【出处：21教育名师】
二、填空题（本题共4小题，每小题4分，共16分）
有自动控制功能的蔬菜大棚，要靠传感器感知作物生长所需的各种信息。下图为蔬菜大棚内信息采集与自动控制示意图。试结合图上信息，分析讨论：
13.在种植蔬菜大棚中要用到________、________、________、________等传感器。【版权所有：21教育】
14.为了控制大棚中的蔬菜的生长条件，还需要调节光照的遮阳棚，调整温度的________装置与________装置，调整湿度的通风装置和________，调整________的自动排气装置等设施与传感器配合使用。
【答案】：13.光敏传感器；湿度传感器；温度传感器；浓度传感器
14.加热；通风；喷淋器；二氧化碳浓度
【解析】：13.在蔬菜大棚中要用到检测光照的光敏传感器；检测温度的温度传感器；检测空气湿度和土壤湿度的湿度传感器；检测二氧化碳浓度的二氧化碳浓度传感器等。21教育名师原创作品
14.配套设施有：调节光照的遮阳棚，调整温度的加热装置与通风装置，调整湿度的通风装置和喷淋器，调整二氧化碳浓度的自动排气装置。
15.热敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，光敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，霍尔元件能将________信号转换为________信号．21·cn·jy·com
【答案】:温度 光照射强弱 磁 电
【解析】：热敏电阻可以将温度信号转换成电阻变化信号，光敏电阻能将光照射强弱信号转换为电阻变化信号。
16.如图所示宽度为d，厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面A′间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n，则产生的电势差U＝______________.(电子的电荷量为e)21*cnjy*com
【答案】：
【解析】:自由电子定向移动形成电流，在磁场中定向移动的电子受到洛伦兹力偏转到上表面，上下两表面出现电势差，形成电场，电子受洛伦兹力和电场力平衡，设定向移动速率为v，则洛伦兹力
f洛＝evB，
f电＝e.
由电流微观表达式
I＝neSv，
f洛＝f电，即evB＝e，得
U＝hvB＝＝＝.
解答题（本题共4小题，每题10分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
17.(1)用如图所示的传感器可以测物体的位移，说明它的工作原理是什么？
(2)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件，它的结构是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，如图所示，它是传感器吗？
【答案】:(1)它可以将位移变化转化为电容信号 (2)它是传感器，可以感知磁场．
【解析】：(1)它可以将位移变化转化为电容信号，当物体向左运动时，电容增大；向右运动时，电容减小．
(2)它是传感器，可以感知磁场．
玻璃管内封入两个软磁性材料制成的簧片，当存在磁场时，如条形磁体靠近，两个簧片被磁化而相互吸引接触，灯泡就发光，因此能感知磁场的存在．
18. 有一种测量压力的电子秤，其原理如图所示．E是内阻不计、电动势为6 V的电源．R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻．G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示．C是一个用来保护显示器的电容器．秤台的重力忽略不计．试分析：
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
300
280
260
240
220
200
180
…
(1)利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式．
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？
【答案】： (1)R＝(300－0.4F)Ω (2)600 N
【解析】:(1)由表中数据可知，K＝＝＝0.4 Ω/N
所以电阻R随压力F变化的函数表达式为
R＝(300－0.4F)Ω
(2)R上受到的压力越大，R的阻值越小，电容器两极板电压越大，但不能超过5 V，所以
＝ 解得R＝60 Ω
又因为R＝(300－0.4F)Ω 得F＝600 N
19.加速度计是测定物体加速度的仪器．在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制导系统的信息源．图为应变式加速度计的示意图．当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态．敏感元件由两弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件的下端可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移并转换为电信号输出．已知敏感元件的质量为m，两侧弹簧的劲度系数均为k，电源电动势为E，电源内阻不计，滑动变阻器的总电阻值为R，有效长度为l，静态时，输出电压为U0，试推导加速度a与输出电压U的关系式．21cnjy.com
【答案】：a＝ a>0方向向左 a<0方向向右
【解析】：设静态时滑动变阻器的滑片距左端为x，则敏感元件的输出电压为
U0＝·x＝x ①
再设系统向左加速时滑片右移Δx，则敏感元件的动力学方程为：
2kΔx＝ma ②
此时敏感元件的输出电压为：
U＝·(x＋Δx) ③
综合①②③三式，
可得a＝
若U>U0，系统的加速度方向水平向左；
若U20.图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流．电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，AB间的电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态．在t1＝1.0×10－3 s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图象如图乙所示．
(1)求出线圈L的直流电阻RL；
(2)在图甲中用箭头标出断开开关后瞬间通过电灯R1的电流方向．
【答案】：(1)2.0 Ω (2)通过电灯R1的电流方向向左
【解析】：(1)由图读出，开始时流过电感线圈L的电流为定值I0＝1.5 A，
由欧姆定律I0＝，
解得RL＝2.0 Ω.
(2)开关S断开后，R1中电流方向向左．
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高二上学期 单元测试卷（二）
传感器
（考试时间为100分钟，试卷满分100分）
选择题（本题共12小题；每小题4分，共48分）
1.江海里的航标灯要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的( )
A．压敏性
B．光敏性
C．热敏性
D．三特性都利用了
2．随着生活质量的提高，自动干手机已进入家庭。洗手后，将湿手靠近干手机，机内的传感器就开通电热器加热，有热空气从机内喷出，将湿手烘干，手靠近干手机能使传感器工作，是因为( )21世纪教育网版权所有
A．改变了湿度
B．改变了温度
C．改变了磁场
D．改变了电容
3.传感器是一种采集信息的重要器件。如图所示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。现将此电容式传感器与零刻度在中央的灵敏电流计和电源串联成闭合电路，已知电流从电流计正接线柱流入时指针向右偏转，当待测压力增大时( )21cnjy.com
A．电容器的电容将减小
B．灵敏电流计指针在正中央零刻度处
C．灵敏电流计指针向左偏转
D．灵敏电流计指针向右偏转
4.（多选）下列说法正确的是( )
A．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
B．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
C．电子秤所使用的测力装置是力传感器
D．半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大
5.如图所示是一种水位自动报警器的原理示意图，当杯中的水的水位到达金属块B时，出现的情况是( )
L1灯亮
B.L2灯亮
C．L1、L2两灯同时亮
D．L1、L2 两灯都不亮
6．(多选）如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光敏电阻计数器的工作原理是( )21·cn·jy·com
A．当有光照R1时，信号处理系统获得高电压
B．当有光照R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统获得一次高电压就计数一次
7.如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统电路图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(该热敏材料的电阻率随温度升高而减小)，电流表A2为值斑室的显示器，显示通过R2的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是( )
A．变压器输出端的交变电流的频率为314 Hz
B．V1的示数是311 V
C．A1的示数不变，A2的示数减小
D．V1的示数不变，V2的示数减小
8.霍尔元件能转换哪两个量( )
A．把温度这个热学量转换为电阻这个电学量
B．把磁感应强度这个磁学量转换为电压这个电学量
C．把力转换为电压这个电学量
D．把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量
9.如图所示，RT为金属热电阻，其他电阻都是普通的电阻，当灯泡L的亮度变暗时，说明( )
A．环境温度变高
B．环境温度变低
C．环境温度不变
D．都有可能
10.（多选）有定值电阻、热敏电阻和光敏电阻三只元件，将这三只元件分别用黑纸包住或者把元件置于热水中，分别用欧姆表测量它们的阻值，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是( )www.21-cn-jy.com
A．置入热水中和不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻
B．置入热水中和不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻
C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻
D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻
11.(多选）计算机光驱的主要部分是激光头，它可以发射脉冲激光信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏电阻自动计数器将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通过计算机显示出相应信息．光敏电阻自动计数器的示意图如右下图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是( )2·1·c·n·j·y
A．当有光照射R1时，处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
12.(多选）当前传感器广泛应用于各种电器、电子产品之中，下述关于常用的几种家用电子器件所采用传感器说法中，正确的是( )
A．电视机对无线遥控信号的接收主要采用了光电传感器
B．电子体温计中主要采用了温度传感器
C．电脑所用的光电鼠标主要采用声波传感器
D．电子秤中主要是采用了力电传感器
二、填空题（本题共4小题，每小题4分，共16分）
有自动控制功能的蔬菜大棚，要靠传感器感知作物生长所需的各种信息。下图为蔬菜大棚内信息采集与自动控制示意图。试结合图上信息，分析讨论：
13.在种植蔬菜大棚中要用到________、________、________、________等传感器。【来源：21·世纪·教育·网】
14.为了控制大棚中的蔬菜的生长条件，还需要调节光照的遮阳棚，调整温度的________装置与________装置，调整湿度的通风装置和________，调整________的自动排气装置等设施与传感器配合使用。
15.热敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，光敏电阻能将________信号转换为电阻变化信号，霍尔元件能将________信号转换为________信号．21·世纪*教育网
16.如图所示宽度为d，厚度为h的金属板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当有电流I通过金属板时，在金属板上侧面A和下侧面A′间产生电势差，这种现象称为霍尔效应，若金属板内自由电子密度为n，则产生的电势差U＝______________.(电子的电荷量为e)www-2-1-cnjy-com
解答题（本题共4小题，每题10分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
17.(1)用如图所示的传感器可以测物体的位移，说明它的工作原理是什么？
(2)电子电路中常用到一种称为“干簧管”的元件，它的结构是玻璃管内封入的两个软磁性材料制成的簧片，如图所示，它是传感器吗？
18. 有一种测量压力的电子秤，其原理如图所示．E是内阻不计、电动势为6 V的电源．R0是一个阻值为300 Ω的限流电阻．G是由理想电流表改装成的指针式测力显示器．R是一个压敏电阻，其阻值可随压力大小变化而改变，其关系如下表所示．C是一个用来保护显示器的电容器．秤台的重力忽略不计．试分析：
压力F/N
0
50
100
150
200
250
300
…
电阻R/Ω
300
280
260
240
220
200
180
…
(1)利用表中的数据写出电阻R随压力F变化的函数式．
(2)若电容器的耐压值为5 V，该电子秤的最大称量值为多少？
19.加速度计是测定物体加速度的仪器．在现代科技中，它已成为导弹、飞机、潜艇或宇宙飞船等制导系统的信息源．图为应变式加速度计的示意图．当系统加速时，加速度计中的敏感元件也处于加速状态．敏感元件由两弹簧连接并架在光滑支架上，支架与待测系统固定在一起，敏感元件的下端可在滑动变阻器R上自由滑动，当系统加速运动时，敏感元件发生位移并转换为电信号输出．已知敏感元件的质量为m，两侧弹簧的劲度系数均为k，电源电动势为E，电源内阻不计，滑动变阻器的总电阻值为R，有效长度为l，静态时，输出电压为U0，试推导加速度a与输出电压U的关系式．21教育网
20.图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示各时刻通过线圈L的电流．电路中电灯的电阻R1＝6.0 Ω，定值电阻R＝2.0 Ω，AB间的电压U＝6.0 V．开关S原来闭合，电路处于稳定状态．在t1＝1.0×10－3 s时刻断开开关S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图象如图乙所示．
(1)求出线圈L的直流电阻RL；
(2)在图甲中用箭头标出断开开关后瞬间通过电灯R1的电流方向．
